Zif268的锌指DNA结合区在大肠杆菌中的功能性表达

锌指蛋白是最大的蛋白家族,是识别核酸最常见的、最有效的结构元件。通过选择合适的表达载体及诱导表达条件,实现了小鼠转录因子Zif268的锌指DNA结合区在大肠杆菌中的部分可溶性表达。凝胶迁移率移动试验证实纯化的可溶部分锌指DNA结合区可以特异性识别、结合其天然靶序列,提示锌指DNA结合区在大肠杆菌中得到了功能性表达。锌指DNA结合区在大肠杆菌中的功能性表达成功为锌指蛋白DNA相互作用的胞内遗传筛选模型的建立奠定了基础。     

真核生物中锌指蛋白的结构与功能

真核生物中的许多蛋白质分子包含锌指结构区,这类蛋白称为锌指蛋白.锌指蛋白因其包含特殊的指状结构,在对DNA、蛋白质和RNA的识别和结合中起重要作用.许多锌指蛋白的锌指结构域包含能与DNA特异结合的区域,并与某些效应结构域（如KRAB、SCAN、BTB/POZ、SNAG、SANT和PLAG等）相连,这类锌指蛋白常作为转录因子起作用,可调控靶基因的转录.一些锌指蛋白包含蛋白质识别结构域（如LIM锌指、MYND锌指、PHD锌指和RING锌指等）,它们能够特异地介导蛋白质之间的相互作用,因此被称作蛋白适配器.此外,某些锌指蛋白还可以结合RNA,起转录后调控作用.本文就锌指蛋白与DNA、RNA以及蛋白质分子间的相互作用作一综述.     

锌指蛋白结构及功能研究进展

锌指蛋白是一类具有手指状结构域的转录因子,对基因调控起重要的作用。根据其保守结构域的不同,可将锌指蛋白主要分为C2H2型、C4型和C6型。锌指通过与靶分子DNA、RNA、DNA-RNA的序列特异性结合,以及与自身或其他锌指蛋白的结合,在转录和翻译水平上调控基因的表达。我们简要综述了近年来锌指蛋白结构、分类及其与核酸及蛋白质相互作用等方面的研究进展。     

基于FoldX力场的蛋白突变建模方法可用于人工锌指酶辅助设计

锌指酶是一种可对动植物基因组内特异序列进行高效遗传修饰的人工重组核酸酶.目前,获取一对有活性的人工锌指酶的常规方法是通过构建大量的锌指蛋白突变体,利用细菌杂交方法从中筛选有结合活性的个体,工作量庞大、专业性强,普通研究人员往往难以胜任,极大地限制了锌指酶技术的广泛应用.因此,采用计算机辅助人工锌指酶设计的方法降低筛选难度和工作量显得十分有必要.本研究选用FoldX分子力场软件对国际锌指酶协会研究人员采用OPEN方法构建的共420个锌指蛋白突变体进行蛋白-DNA复合体建模,并计算模型中锌指蛋白与靶标DNA的结合自由能.经统计分析发现,模拟复合体中的锌指蛋白-DNA结合自由能与该锌指蛋白在哺乳动物细胞内形成无活性锌指酶的概率存在明显相关关系.当结合自由能低于？13.132kcal/mol时形成无活性锌指酶的概率可降低至5%以下,而当结合自由能大于？5kcal/mol时形成无活性锌指酶的概率高达40%.因此,采用FoldX构建锌指蛋白-DNA复合体模型的方法可以辅助缩小锌指蛋白的筛选范围,提高人工锌指酶设计的成功率.     

人造锌指蛋白的应用

C2H2锌指是真核细胞中最常见的DNA结合模体。由于C2H2锌指域靶位点特异性与结构和功能的模块性构成,使得C2H2锌指域成为构建特定的DNA结合蛋白的常用骨架。保持C2H2锌指的基本骨架不变,替换锌指特定位点的氨基酸残基,并融合表达其他功能域就可以得到具有靶向性的人造锌指蛋白(ZFP)。ZFP可以介导靶基因的转录调控,抑制或激活特定基因的表达与配体依赖的靶基因激活或抑制;对DNA进行修饰,如人造限制性内切酶,重组酶,整合酶;抗病毒感染等。因此,人造锌指蛋白应用前景广阔,研究价值显著,是未来人类基因治疗的革命性的工具。     

胡杨锌指蛋白基因克隆及其结构分析

锌指蛋白属于核转录因子家族,在原核生物与真核生物基因转录调控中发挥作用。分析了耐盐锌指蛋白Alfin-1基因在苜蓿与拟南芥中的保守性后,设计了一对引物。以胡杨水培叶片为材料,从总RNA中通过RT-PCR分离得到一个锌指蛋白基因,其cDNA长924bp。分析其氨基酸序列表明,存在一个典型的Cys2/His2锌指结构,从第556位开始有一个富含G的启动子结合位点GTGGGG。由于具有相同功能的转录因子在结构和DNA结合区的氨基酸序列上具有保守性,因此,从结构分析上可以推测该基因与Alfin-1在功能上是有一定的相关性。     

锌指结构：最普遍的核酸识别元件

锌指是最大的DNA结合蛋白家庭,是识别DNA最有效、最成功的一种结构元件。其模块性结构特点及与核酸作用的相对简单性,使其成为研究蛋白-核酸相互作用的理想材料,以及人为设计筛选新的核酸结合蛋白的最佳元件。     

锌指蛋白的核酸识别特异性研究进展

锌指蛋白是最大的DNA结合蛋白,它能和DNA进行特异性识别,是研究蛋白—DNA相互作用的理想对象。改变锌指元件上的几个保守的氨基酸位点可设计筛选出序列特异的全新锌指蛋白,计算机在锌指蛋白设计方面的应用,使得全新的锌指蛋白识别特异性明显增强。这在基因治疗等方面,具有广阔的应用前景。     

锌指蛋白的核酸识别特异性研究进展

锌指蛋白是最大的DNA结合蛋白,它能和DNA进行特异性识别,是研究蛋白－DNA相互作用的理想对象。改变锌指元件上的几个保守的氨基酸位点可设计筛选出序列特异的全新锌指蛋白,计算机在锌指蛋白设计方面的应用,使得全新的锌指蛋白识别特异性明显增强。这在基因治疗等方面,具有广阔的应用前景。     

CCCH型锌指蛋白研究进展

锌指蛋白是一类生物体中广泛存在的具有典型锌指结构特征的超蛋白家族,几乎参与了生物体生长发育的各个阶段。根据锌指蛋白的结构及功能特点,锌指蛋白主要分为9大类,其中CCCH型锌指蛋白相比其它几类来说较少,约占所有锌指蛋白的0.8%,在植物、动物、微生物中都有发现。CCCH型锌指蛋白包含一个或多个由3个半胱氨酸和一个组氨酸组成的能与锌离子结合的基序。综述了CCCH型锌指蛋白的定义、结构、表达、作用方式和功能。