อี-บ็อกซ์ (enhancer box) เป็นองค์ประกอบตอบสนองของ DNAที่พบในยูคาริโอต บางชนิด ซึ่งทำหน้าที่เป็น ตำแหน่งการจับ โปรตีนและพบว่าควบคุมการแสดงออกของยีนในเซลล์ประสาทกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่ออื่นๆ^{[ 1 ]}ลำดับ DNA เฉพาะของมันคือ CANNTG (โดยที่ N สามารถเป็นนิวคลีโอไทด์ ใดก็ได้ ) พร้อมด้วยลำดับแคนอนิกแบบ พาลินโดรม คือ CACGTG ^{[ 2 ]}จะถูกจดจำและจับโดยปัจจัยการถอดรหัสเพื่อเริ่มต้นการถอดรหัสยีน เมื่อปัจจัยการถอดรหัสจับกับโปรโมเตอร์ผ่านอี-บ็อกซ์แล้วเอนไซม์ อื่นๆ ก็สามารถจับกับโปรโมเตอร์และอำนวยความสะดวกในการถอดรหัสจาก DNA ไปเป็นmRNA ได้

E-box ถูกค้นพบจากการทำงานร่วมกันระหว่าง ห้องปฏิบัติการของ Susumu TonegawaและWalter Gilbertในปี 1985 ในฐานะองค์ประกอบควบคุมในตัวเร่งปฏิกิริยาโซ่หนักของอิมมูโนโกลบูลิน^{[ 3 ] [ 4 ]}พวกเขาพบว่าบริเวณ 140 คู่เบสในองค์ประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาการถอดรหัสเฉพาะเนื้อเยื่อนั้นเพียงพอสำหรับระดับการเพิ่มประสิทธิภาพ การถอดรหัสที่แตกต่างกัน ในเนื้อเยื่อและลำดับที่แตกต่างกัน พวกเขาเสนอว่าโปรตีนที่สร้างโดยเนื้อเยื่อเฉพาะจะออกฤทธิ์ต่อตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้เพื่อกระตุ้นชุดของยีนในระหว่างการแยกเซลล์

ในปี พ.ศ. 2532 ห้องปฏิบัติการของเดวิด บัลติมอร์ ค้นพบ โปรตีนที่จับกับ E-box สองชนิดแรกคือ E12 และ E47 ^{[ 5 ]} ตัวเร่งปฏิกิริยา อิมมูโนโกลบูลินเหล่านี้สามารถจับกับโปรตีนใน รูป แบบ เฮเทอโรไดเมอร์ผ่านโดเมน bHLHได้ ในปี พ.ศ. 2533 มีการค้นพบโปรตีน E อีกชนิดหนึ่ง คือ ITF-2A (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น E2-2Alt) ซึ่งสามารถจับกับตัวเร่งปฏิกิริยาสายโซ่เบา ของ อิมมูโนโกล บูลินได้ ^{[ 6 ]}สองปีต่อมา มีการค้นพบโปรตีนที่จับกับ E-box ชนิดที่สาม คือ HEB โดยการคัดกรอง ไลบรารี cDNAจากเซลล์HeLa ^{[ 7 ]}ในปี พ.ศ. 2540 มีการค้นพบตัวแปรการต่อเชื่อมของ E2-2 และพบว่าสามารถยับยั้งโปรโมเตอร์ของยีนเฉพาะกล้ามเนื้อ ได้ ^{[ 8 ]}

ตั้งแต่นั้นมา นักวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่า E-box มีผลต่อการถอดรหัส ยีน ในยูคาริโอตหลายชนิด และพบปัจจัยการจับ E-box ที่ระบุลำดับคอนเซนซัสของ E -box ^{[ 9 ]} โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การทดลองหลายครั้งแสดงให้เห็นว่า E-box เป็นส่วนสำคัญของวงจรป้อนกลับการถอดรหัสและการแปล ที่ ประกอบขึ้นเป็นนาฬิกาชีวภาพ

โปรตีนที่จับกับ E-box มีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมการถอดรหัส โปรตีนเหล่านี้มักมีโครงสร้างโมทีฟโปรตีน แบบ เฮลิกซ์-ลูป-เฮลิกซ์พื้นฐานซึ่งช่วยให้พวกมันจับกันเป็นไดเมอร์ได้ [ ^{10 ] โม}ทีฟนี้ประกอบด้วยอัลฟาเฮลิกซ์ แบบแอมฟิพา ติก สองอัน คั่นด้วยลำดับกรดอะมิโน ขนาดเล็ก ซึ่งก่อตัวเป็นเบตาเทิร์นหนึ่งอันหรือมากกว่า ปฏิสัมพันธ์แบบไฮโดรโฟ บิกระหว่างอัลฟาเฮลิกซ์เหล่านี้ทำให้การเกิดไดเมอร์มีเสถียรภาพ นอกจากนี้โมโนเมอร์ bHLH แต่ละตัว ยังมีบริเวณพื้นฐาน ซึ่งช่วยในการจดจำระหว่างโมโนเมอร์ bHLH กับ E-box (บริเวณพื้นฐานจะทำปฏิกิริยากับร่องหลักของDNA ) ขึ้นอยู่กับโมทีฟของ DNA ("CAGCTG" เทียบกับ "CACGTG") โปรตีน bHLH จะมีชุดของสารตกค้างพื้นฐานที่แตกต่างกัน

การจับ E-box ถูกปรับเปลี่ยนโดย Zn ²⁺ในหนู บริเวณ CT-Rich (CTRR) ซึ่งอยู่ห่างจาก E-box ประมาณ 23 นิวคลีโอไทด์ ขึ้นไปมีความสำคัญในการจับ E-box การกระตุ้นการถอดรหัส (อัตราการแสดงออกของยีนที่เพิ่มขึ้น) และการถอดรหัสยีนวงจรชีวภาพBMAL1 / NPAS2และ BMAL1/ CLOCK complexes ^{[ 11 ]}

พบว่าความจำเพาะในการจับของ E-box ที่แตกต่างกันนั้นมีความสำคัญต่อการทำงานของ E-box E-box ที่มีฟังก์ชันต่างกันจะมีจำนวนและประเภทของปัจจัยการจับที่แตกต่างกัน^{[ 12 ]}

ลำดับคอนเซนซัสของ E-box โดยทั่วไปคือ CANNTG อย่างไรก็ตาม ยังมี E-box อื่นๆ ที่มีลำดับคล้ายกัน เรียกว่า E-box ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน (noncanonical E-boxes) ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:

• ลำดับ CACGTT 20 bp เหนือ ยีน Period2 ( PER2 ) ของ หนูและควบคุมการแสดงออกของยีน^{[ 13 ]}
• ลำดับ CAGCTT ที่พบภายในตัวเร่งปฏิกิริยาหลักของ MyoD ^{[ 14 ]}
• ลำดับ CACCTCGTGAC ในบริเวณโปรโมเตอร์ใกล้เคียง ของ APOE ใน มนุษย์และหนู ซึ่งเป็นส่วนประกอบโปรตีนของไลโปโปรตีน^{[ 15 ]}

ความเชื่อมโยงระหว่างยีนที่ควบคุมโดย E-box และนาฬิกาชีวภาพถูกค้นพบในปี 1997 เมื่อ Hao, Allen และ Hardin (ภาควิชาชีววิทยามหาวิทยาลัย Texas A&M ) วิเคราะห์จังหวะในยีน period ( per ) ในDrosophila melanogaster [ ^{16 ] พวก}เขาพบตัวเร่งการถอดรหัสแบบชีวภาพที่อยู่เหนือยีน per ภายในชิ้นส่วน DNA ขนาด 69 bp ขึ้นอยู่กับระดับโปรตีน PER ตัวเร่งนี้จะกระตุ้น การถอดรหัส mRNA ในระดับสูง ทั้งในสภาวะ LD (แสง-มืด) และ DD (ความมืดคงที่) พบว่าตัวเร่งนี้จำเป็นสำหรับการแสดงออกของยีน ในระดับสูง แต่ไม่จำเป็นสำหรับจังหวะชีวภาพ นอกจากนี้ยังทำงานได้อย่างอิสระในฐานะเป้าหมายของคอมเพล็กซ์ BMAL1/CLOCK

E-box มีบทบาทสำคัญในยีนจังหวะชีวภาพ จนถึงปัจจุบัน มีการระบุยีนจังหวะชีวภาพที่ควบคุมโดย E/E'BOX จำนวน 9 ยีน ได้แก่PER1 , PER2, BHLHB2 , BHLHB3 , CRY1 , DBP , Nr1d1 , Nr1d2และ RORC ^{[ 17 ]}เนื่องจาก E-box เชื่อมต่อกับยีนจังหวะชีวภาพหลายตัว จึงเป็นไปได้ว่ายีนและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ E-box นั้นเป็น "จุดสำคัญและเปราะบางในระบบ (จังหวะชีวภาพ)" ^{[ 18 ]}

E-box เป็นหนึ่งในห้าตระกูลปัจจัยการถอดรหัสชั้นนำที่เกี่ยวข้องกับระยะของวงจรชีวิตประจำวันและพบได้ในเนื้อเยื่อส่วนใหญ่^{[ 19 ]}ยีนที่ควบคุมโดย E-box ทั้งหมด 320 ยีนพบใน SCN ( นิวเคลียสซูพราไคแอสมาติก ), ตับ , หลอดเลือด แดงใหญ่ , ต่อมหมวกไต , WAT ( เนื้อเยื่อไขมันสีขาว ), สมอง , หัวใจ ห้องบน , หัวใจห้องล่าง , เปลือกสมองส่วนหน้า , กล้ามเนื้อโครงร่าง , BAT ( เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล ) และกระดูกกะโหลกศีรษะ

องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับ CLOCK เช่น E-box (EL-box; GGCACGAGGC) ก็มีความสำคัญในการรักษาจังหวะการทำงานของนาฬิกาชีวภาพในยีนที่ควบคุมโดยนาฬิกาชีวภาพเช่นกัน ในทำนองเดียวกันกับ E-box องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับ CLOCK เช่น E-box ยังสามารถกระตุ้นการถอดรหัสของ BMAL1/CLOCK ซึ่งอาจนำไปสู่การแสดงออกในยีนที่มี EL-box อื่นๆ (Ank, DBP, Nr1d1) ^{[ 20 ]}อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างระหว่าง EL-box และ E-box ทั่วไป การยับยั้งDEC1และDEC2มีผลต่อ E-box มากกว่า EL-box นอกจากนี้ HES1 ซึ่งสามารถจับกับลำดับคอนเซนซัสที่แตกต่างกัน (CACNAG หรือที่รู้จักกันในชื่อ N-box) แสดงผลการยับยั้งใน EL-box แต่ไม่มีผลต่อ E-box

ทั้ง E-box ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนและลำดับที่คล้าย E-box มีความสำคัญต่อการแกว่งตัวของจังหวะชีวภาพ การวิจัยล่าสุดในเรื่องนี้ได้สร้างสมมติฐานว่า E-box ที่เป็นไปตามแบบแผนหรือที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน ตามด้วยลำดับที่คล้าย E-box โดยมีช่วงห่าง 6 คู่เบสระหว่างกัน เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการถอดรหัสของจังหวะชีวภาพ^{[ 21 ]}การวิเคราะห์ในคอมพิวเตอร์ยังชี้ให้เห็นว่าช่วงห่างดังกล่าวมีอยู่ในยีนที่ควบคุมด้วยนาฬิกาชีวภาพอื่นๆ ที่รู้จัก

มีโปรตีนหลายชนิดที่จับกับ E-box และส่งผลต่อการถอดรหัสยีน

คอมเพล็กซ์ CLOCK- ARNTL (BMAL1) เป็นส่วนสำคัญของ วงจรชีวภาพในสัตว์ เลี้ยงลูกด้วยนมและมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาจังหวะชีวภาพ

เมื่อทราบว่าการจับกันจะกระตุ้นการถอดรหัสของยีน per ในบริเวณโปรโมเตอร์ นักวิจัยจึงค้นพบในปี 2545 ว่าDEC1และDEC2 (ปัจจัยการถอดรหัส bHLH) ยับยั้งคอมเพล็กซ์ CLOCK-BMAL1 ผ่านการโต้ตอบโดยตรงกับ BMAL1 และ/หรือการแข่งขันสำหรับองค์ประกอบ E-box พวกเขาสรุปว่า DEC1 และ DEC2 เป็นตัวควบคุมนาฬิกาโมเลกุลของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม^{[ 22 ]}

ในปี พ.ศ. 2549 Ripperger และ Schibler ค้นพบว่าการจับกันของคอมเพล็กซ์นี้กับ E-box ทำให้เกิด การถอดรหัส DBP แบบวงจร และ การเปลี่ยนผ่านของ โครมาติน (การเปลี่ยนแปลงจากโครมาตินเป็นเฮเทอโรโครมาตินแบบไม่บังคับ ) ^{[ 23 ]} สรุปได้ว่า CLOCK ควบคุมการแสดงออกของ DBP โดยการจับกับโมทีฟ E-box ในบริเวณตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ใน อินทรอนแรกและ อินทร อน ที่สอง

MYC ( c-Myc ) เป็นยีนที่สร้างโปรตีนควบคุมการถอดรหัสMycซึ่งมีความสำคัญในการควบคุม การเพิ่มจำนวน และการตายของเซลล์ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วย นม

ในปี พ.ศ. 2534 นักวิจัยได้ทดสอบว่า c-Myc สามารถจับกับ DNA ได้หรือไม่โดยการสร้างไดเมอร์กับ E12 ไดเมอร์ของ E6 ซึ่งเป็นโปรตีน ไคเมอริกสามารถจับกับองค์ประกอบ E-box (GGCCACGTGACC) ซึ่งเป็นที่รู้จักโดยโปรตีน HLH อื่นๆ^{[ 24 ]}การแสดงออกของ E6 ยับยั้งการทำงานของ c-Myc ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างทั้งสอง

ในปี พ.ศ. 2539 พบว่า Myc สามารถสร้างเฮเทอโรไดเมอร์กับMAXได้ และคอมเพล็กซ์เฮเทอโรไดเมอร์นี้สามารถจับกับลำดับ E-box CAC(G/A)TG และกระตุ้นการถอดรหัสได้^{[ 25 ]}

ในปี พ.ศ. 2541 ได้มีการสรุปว่าหน้าที่ของ c-Myc ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นการถอดรหัสของยีนเฉพาะผ่านองค์ประกอบ E-box ^{[ 26 ]}

MyoD มาจาก ตระกูล MRF bHLHและบทบาทหลักคือการสร้างกล้ามเนื้อ^{[ 9 ]}สมาชิกอื่นๆ ในตระกูลนี้ได้แก่ไมโอเจนิน Myf5 และ Myf6 ( MRF4)

เมื่อ MyoD จับกับโมทีฟ E-box CANNTG การสร้างความแตกต่าง ของกล้ามเนื้อและการแสดงออกของโปรตีนเฉพาะกล้ามเนื้อจะเริ่มต้นขึ้น^{[ 27 ]}นักวิจัยได้ตัดส่วนต่างๆ ของลำดับ MyoD รีคอมบิแนนท์ออก และสรุปว่า MyoD ใช้องค์ประกอบที่ครอบคลุมเพื่อจับกับ E-box และโครงสร้างเททราเพล็กซ์ของลำดับโปรโมเตอร์ของยีนเฉพาะกล้ามเนื้อ α7 อินทิกรินและซาร์โคเมีย ร์ sMtCK

MyoD ควบคุม HB-EGF ( Heparin-binding EGF-like growth factor ) ซึ่งเป็นสมาชิกของตระกูล EGF ( Epidermal growth factor ) ที่กระตุ้นการเจริญเติบโตและการแพร่กระจายของเซลล์^{[ 9 ]}มีบทบาทในการพัฒนาของมะเร็งตับ มะเร็งต่อมลูกหมากมะเร็งเต้านมมะเร็งหลอดอาหารและมะเร็งกระเพาะอาหาร

MyoD ยังสามารถจับกับ E box ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนของ MyoG และควบคุมการแสดงออกของมันได้^{[ 28 ]}

MyoG เป็นของตระกูลปัจจัยถอดรหัส MyoD การจับกันของ MyoG-E-Box เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ การสร้างไซแนปส์ ประสาทกล้ามเนื้อ เนื่องจาก มีการระบุ เส้นทางการส่งสัญญาณ HDAC-Dach2- myogeninใน การแสดงออกของยีน กล้ามเนื้อโครง ร่าง ^{[ 29 ]}พบว่าการแสดงออกของ MyoG ลดลงในผู้ป่วยที่มีอาการกล้ามเนื้อลีบ^{[ 30 ]}

นอกจากนี้ ยังพบว่า MyoG และ MyoD มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแยกตัวของไมโอบลาสต์ ด้วย ^{[ 31 ]}โดยทำหน้าที่กระตุ้น การทำงานของโปรโมเตอร์ cathepsin Bและเหนี่ยวนำให้เกิดการแสดงออกของ mRNA

E47 ถูกสร้างขึ้นโดย E2A ที่มีการตัดต่อแบบทางเลือกใน เอ็กซอนที่เข้ารหัส bHLH เฉพาะของ E47 บทบาทของมันคือการควบคุมการแสดงออกของยีนเฉพาะเนื้อเยื่อและการแยกความแตกต่างไคเนส หลายชนิด มีความเกี่ยวข้องกับ E47 รวมถึง 3pk และ MK2 โปรตีน 2 ชนิดนี้สร้างคอมเพล็กซ์กับ E47 และลดกิจกรรมการถอดรหัส^{[ 32 ]}นอกจากนี้ยังพบว่า CKII และ PKA สามารถฟอสโฟรีเลต E47 ในหลอดทดลอง ได้ ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

เช่นเดียวกับโปรตีนที่จับกับ E-box อื่นๆ E47 ก็จับกับลำดับ CANNTG ใน E-box เช่นกัน ในหนูที่ขาด E2A แบบโฮโมไซกัส การพัฒนา ของเซลล์ Bจะหยุดลงก่อนขั้นตอนการจัดเรียง DJ และเซลล์ B ก็ไม่สามารถเจริญเติบโตได้^{[ 36 ]}มีการแสดงให้เห็นว่า E47 จับได้ทั้งในรูปแบบเฮเทอโรไดเมอร์ (กับ E12) ^{[ 37 ]}หรือในรูปแบบโฮโมไดเมอร์ (แต่มีความอ่อนแอกว่า) ^{[ 38 ]}

แม้ว่าโครงสร้างพื้นฐานของวิธีการที่ BMAL1/CLOCK โต้ตอบกับ E-box จะยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า โดเมนโปรตีน bHLHของ BMAL1/CLOCK มีความคล้ายคลึงกับโปรตีนที่มี bHLH อื่นๆ เช่น Myc/Max ซึ่งได้รับการตกผลึกร่วมกับ E-box ^{[ 39 ]}สันนิษฐานว่าเบส เฉพาะ มีความจำเป็นต่อการสนับสนุนการจับที่มีความสัมพันธ์สูงนี้ นอกจากนี้ ข้อจำกัดของลำดับในบริเวณรอบๆ E-box ของวงจรชีวภาพยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ เชื่อกันว่าจำเป็นแต่ไม่เพียงพอที่ E-box จะต้องเว้นระยะห่างแบบสุ่มจากกันในลำดับทางพันธุกรรมเพื่อให้เกิดการถอดรหัสของวงจรชีวภาพ การวิจัยล่าสุดที่เกี่ยวข้องกับ E-box มีเป้าหมายเพื่อพยายามค้นหาโปรตีนที่จับได้มากขึ้น รวมถึงการค้นพบกลไกเพิ่มเติมสำหรับการยับยั้งการจับ

นักวิจัยที่คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยหนานจิงพบว่าแอมพลิจูดของFBXL3 (โปรตีน F-box/Leucine rich-repeat) ถูกแสดงออกผ่าน E-box ^{[ 40 ]}พวกเขาศึกษาหนูที่ขาด FBXL3 และพบว่ามันควบคุมวงจรป้อนกลับในจังหวะชีวภาพโดยส่งผลต่อความยาวของช่วงเวลาชีวภาพ

การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 4 เมษายน 2556 โดยนักวิจัยจากHarvard Medical Schoolพบว่านิวคลีโอไทด์ที่อยู่ทั้งสองด้านของ E-box มีอิทธิพลต่อปัจจัยการถอดรหัสที่สามารถจับกับ E-box ได้^{[ 41 ]}นิวคลีโอไทด์เหล่านี้เป็นตัวกำหนดการจัดเรียงเชิงพื้นที่ 3 มิติของสาย DNA และจำกัดขนาดของปัจจัยการถอดรหัส ที่จับกัน การศึกษายังพบความแตกต่างในรูปแบบการจับกันระหว่าง สาย ในร่างกายและในหลอด ทดลอง

• E-Box+Elements ใน หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา