亮氨酸拉链（Leucine Zipper），又称亮氨酸剪刀，是蛋白质中的一种常见三维结构模体，主要存在于真核生物和原核生物的蛋白质中，尤其是真核生物。它是一种作为二聚体化结构域的超二级结构，能够使相互平行的α-螺旋之间产生粘附力。亮氨酸拉链包含多个亮氨酸残基，通常每七个氨基酸残基就出现一次，形成一条两性的α-螺旋，疏水区仅位于一侧。这一疏水区提供了一个二聚化的区域，使其能够像“拉链”一样紧密连接。此外，疏水亮氨酸区域对于其结合到脱氧核糖核酸至关重要。

形成机制

亮氨酸拉链的形成是由于来自同一个或多肽链的两个两用性的α-螺旋的疏水面相互作用，从而形成一个圈对圈的二聚体结构。在这种结构中，亮氨酸残基位于螺旋的一侧，而其他带电荷的氨基酸则分布在另一侧。当两条肽链上的亮氨酸残基侧链上的分支碳链交错排列时，就会形成所谓的“拉链”。

应用实例

亮氨酸拉链在生物学中有重要应用，例如原癌基因c-fos的蛋白产物中含有亮氨酸拉链区，但它无法形成同源二聚体。然而，它可以与其他蛋白质如c-jun的蛋白产物中的亮氨酸拉链区形成异源二聚体。这种异源二聚体会显示出更强的脱氧核糖核酸结合能力和更高的亲和力。

转录因子

亮氨酸拉链在转录因子中发挥着关键作用。例如，酵母转录因子GCN4通过亮氨酸拉链（bZIP）结构与DNA结合。当GCN4二聚体与DNA结合时，亮氨酸拉链区的两个单体会形成平行的卷曲螺旋结构，而其基区则从无规线团结构转变为α螺旋。为了探索亮氨酸拉链蛋白与DNA结合的机制，研究人员设计并克隆了含有GCN4亮氨酸拉链蛋白基区结合DNA所必需氨基酸的折叠片段，并在大肠杆菌BL21中表达了该片段。实验结果显示，最佳的表达条件是在28℃下使用0.2mmol的IPTG诱导表达，持续4~6小时。

参考资料

亮氨酸拉链.天山医学院.2024-09-13

鸡马立克病毒的研究进展.微生物所期刊联合编辑部.2024-09-13

亮氨酸拉链作为一种蛋白二聚化的工具.百度学术.2024-09-13