KRAB型锌指蛋白(KZNF)的研究进展

KRAB型锌指蛋白是哺乳动物中最大的转录调控因子家族, 它的多数成员在基因组上成簇分布。其结构特征是N端含有KRAB结构域, C端含有多个C2H2型锌指结构。KRAB结构域为一蛋白质-蛋白质相互作用区, 可以与多种协同转录抑制因子和转录因子结合, 使KRAB型锌指蛋白作为转录因子和/或转录调控因子发挥依赖于DNA结合的转录抑制功能, 在胚胎发育、细胞分化、细胞转化及细胞周期的调控中发挥重要功能。     

哺乳动物锌指蛋白家族中KRAB功能域的进化

KRAB锌指基因是哺乳动物中最大的转录调控因子家族,它的多数成员在基因组上成簇分布,具有五种不同的亚家族,在功能行使上承担着不同的作用。本文通过对人类、黑猩猩、小鼠、大鼠和狗五种哺乳动物全蛋白质组序列及mRNA组织表达谱分析,验证了C2H2锌指结构在单个KRAB蛋白质中出现的数目多于一般锌指蛋白质;KRAB功能域在各物种中分布显著不同且与分化时间不成正比,这表明KRAB相关功能域多样性在灵长类进化过程中潜在的适应性进化。同时,提出KRAB亚家族进化的路线：即KRAB—Aa为起始家族,Ba由Aa直接演变形成,而Ca,blonga和XRCC-Z种亚型可能经过Ba或直接从Aa演变形成;此外,锌指结构在单个蛋白质中出现个数伴随KRAB功能域自身的进化路线逐渐递增,反映了KRAB功能域在形成新转录调控因子方面的积极作用。     

KRAB型锌指蛋白在高等脊椎动物胚胎发育和肿瘤发生、发展中的调控功能

KRAB型锌指蛋白(KRAB-ZFPs)最早出现于四足类脊椎动物, 且进化非常迅速, 是人类基因组编码的最大转录因子家族。尽管当前对此家族蛋白发挥调控功能的分子机制已有较为深入的研究, 但关于此家族蛋白所具备的高等脊椎动物特有的调控功能目前尚无全面系统的认识。文章对KRAB型锌指蛋白在高等脊椎动物的胚胎发育及肿瘤发生、发展中发挥的调控功能进行综述, 以期丰富对该家族蛋白在不同生理、病理过程中调控功能的认识, 为今后更深入的理论和应用研究打下坚实基础。     

C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列预测方法的研究进展

C2H2型锌指蛋白是哺乳动物中数量最多的一类转录调控因子.C2H2型锌指蛋白中含有的C2H2型锌指基序多是不相同的,表明它们很可能结合不同的DNA序列,从而调控不同的基因,行使多样化的调控功能.然而,目前大多数C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列仍不明确,这阻碍了C2H2型锌指蛋白的功能研究.目前,针对C2H2型锌指蛋白的靶序列预测已有一些初步的研究.本文介绍了C2H2型锌指基序与DNA结合的经典模式,并对C2H2型锌指蛋白靶序列预测方法中所用到的算法、训练集、金标准数据集及相应工具进行了全面系统的总结归纳,旨在丰富对C2H2型锌指蛋白靶序列预测原理和工具的认识,为C2H2型锌指蛋白靶序列的精确预测和更深入的功能研究打下基础.     

pCMV-BD-ZNF424和pCMV-Tag2-ZNF424缺失突变重组质粒的构建

锌指蛋白基因家族是人类最大的基因家族之一,目前已知的很多锌指蛋白成员都是转录调控因子.KRAB/C2H2型锌指蛋白是一类重要的转录因子,ZNF424是该亚家族的一个新成员.已经初步证明ZNF424具有转录激活作用,为了进一步研究ZNF424各结构域激活程度和在信号途径中的作用,设计出引物,以pCMVB-D-ZNF424重组质粒作为模板,PCR扩增出含ZNF424基因的KRAB、LINK和ZNF的3个含不同结构域的区域,克隆到pMD18T-载体,然后内切酶切下各目的片段,再构建出pCMVB-DK-RAB、pCMVB-DL-INK、pCMVB-D-ZNF、pCMVT-ag2BK-RAB、pCMVT-ag2BL-INK和pCMVT-ag2CZ-NF共6个缺失突变重组质粒,为进一步研究ZNF424基因功能奠定基础.     

人类新基因ZNF418的研究初报

根据计算机克隆的ZNF418基因序列设计引物,从人类胚胎心脏文库中克隆了一个人类新KRAB/C2H2型锌指基因,经国际基因命名委员会批准命名为ZNF418。该基因位于染色体19 q13.43,编码蛋白由676个氨基酸残基组成的、含有1个KRAB框和17个连续排列的C2H2型锌指的蛋白质。Northern杂交的结果表明该基因在多种成人组织中表达;亚细胞定位研究证明ZNF418蛋白主要分布在胞核中。这些结果提示该基因编码一种潜在的转录因子。     

KRAB锌指蛋白的研究进展

约有三分之一C2H2锌指蛋白的N端都含有KRAB结构域,该结构域在进化上极其保守,含有约75个氨基酸,其中富含极性氨基酸,因而易于形成两个双亲性螺旋。该结构域已被证实是一个强有力的转录抑制结构域,但其介导的抑制作用需要它与TIF1β／KAP-1／KAIP-1结合。实验表明,结合了KRAB结构域针对特异靶基因的锌指蛋白,不仅可以抑制基因的表达,还可以降低病毒在细胞内的复制。因此,KRAB在调控基因表达和胞内抗病毒方面表现出极大的应用潜能。     

C2H2型锌指蛋白的研究进展

锌指基因家族是人体中最大的基因家族,它参与细胞分化、胚胎发育,并与许多疾病的发生相关．根据半胱氨酸(c)和组氨酸(H)的数目和位置可将锌指蛋白分为c2H2、c2Hc2、c2c2 CHCC2C2、C2C2C2C2等亚类．c2H2型锌指是最普遍的类型,它们作为重要的转录调控因子参与许多的生理过程．c2H2型锌指蛋白包含的锌指数目从1个到30多个不等．依据锌指的数量以及在蛋白中的分布情况,大多数c2H2型锌指蛋白属于下列3类之一：1)含3个c：H：锌指的蛋白(tC2H2);2)含多个锌指的c2H2型锌指结构蛋白(mac2H2);3)锌指成对间隔排列的c2H2型锌指蛋白(spC2H2)、一些c2H2型锌指蛋白能识别并结合特异性RNA或DNA片段．另一些则只能与RNA结合．通常锌指蛋白含锌指数目越多。它选择结合的能力就越强．     

烟草C2H2锌指蛋白转录因子家族成员的鉴定与表达分析

C2H2锌指蛋白转录因子家族在真核生物中具有重要的生物学功能,广泛参与植物叶的发生、花器官的调控、侧枝的形成及逆境胁迫等生命过程。植物C2H2锌指蛋白不仅结合DNA和RNA,而且与蛋白质之间相互作用。本研究利用普通烟草(Nicotiana tabacum)基因组数据库,运用Blastp比对,结合Pfam和SMART分析,鉴定了118条普通烟草C2H2锌指蛋白家族成员;对烟草C2H2锌指蛋白家族进行了进化树分析、结构域分析、物理化学性质分析、染色体定位、基因结构分析、三维结构分析及组织表达分析等。结果表明：不同成员的氨基酸长度差异较大;系统进化及结构域分析显示,所有C2H2家族成员可以被分为5个亚家族,同一亚家族成员之间在结构域和理化性质上呈现较高一致性;每个成员都含有C2H2结构域,在数量上存在较大差异;将所有基因家族成员定位在22条染色体上;组织表达分析表明,每个C2H2亚家族都有成员在不同组织中表达,在叶及根中有些基因的表达量较高。