大肠杆菌YacG锌指结构的金属结合及功能特性

YacG蛋白是一种能够抑制大肠杆菌促旋酶（E.coli gyrase）活性的内源性小分子蛋白质,仅由65 个氨基酸残基组成。核磁共振(NMR)研究发现,YacG结构中含有1个Cys-X2-Cys-X15-Cys-X3-Cys序列的锌指结构域,然而其作用并不清楚。本研究发现,在添加外源锌或者铁的M9基础培养基中,表达并纯化得到分别含有锌和铁的YacG蛋白,而在同时添加铁和L-半胱氨酸的M9基础培养基中可以纯化得到含有铁硫簇的蛋白质。这表明,YacG不仅是一个锌指蛋白,也是铁结合或铁硫簇结合蛋白。定点突变实验发现,YacG锌指结构中的4个半胱氨酸残基突变后,其结合的锌、铁、铁硫簇的含量都显著下降。这提示,锌结合、铁结合以及铁硫簇结合的位点均位于锌指结构域中的4个半胱氨酸残基。体内YacG过表达实验显示,用IPTG在大肠杆菌体内诱导表达野生型YacG蛋白会导致其生长明显受到抑制,而过表达突变体蛋白（YacG-C12/28S）对其生长的抑制作用将会减弱。体外实验进一步发现,锌结合、铁结合以及铁硫簇结合形式的YacG蛋白对E.coli gyrase促DNA螺旋活性的抑制作用没有明显差别,但是锌指结构突变体蛋白（YacG-C12/28S）对gyrase活性的抑制作用显著减弱。这说明,完整的锌指结构对YacG抑制gyrase活性的功能具有重要作用。此研究有可能为gyrase抑制剂类抗生素药物的研发提供有用的线索。     

锌指蛋白基因ZNF191

锌指是Ｍｉｌｌｅｒ等人 (1 985年 )最初在爪蟾转录因子ＴＦ ＩＩＩＡ中发现的一种特殊结构 ,即在蛋白质一级结构上 ,存在着Ｃ Ｘ2 4 Ｃ Ｘ12 Ｈ Ｘ3 Ｈ的序列单元 (Ｃ :半胱氨酸 ;Ｈ :组氨酸 ;Ｘ :任意氨基酸 ) ,其中的 2个半胱氨酸和 2个组氨酸通过配位键与一个锌离子结合 ,成手指状结构 ,这类序列单元被称为锌指模体 ,含有锌指模体的蛋白质称为锌指蛋白。研究表明 ,锌指蛋白作为一类转录因子而广泛地参与基因表达的调控。这种调控作用主要是通过它与特定的ＤＮＡ序列 (如启动子 )和蛋白质的结合而实现的。锌指蛋白与胚胎发育和细胞分化…     

逆境相关植物锌指蛋白的研究进展

锌是植物必需的营养元素,锌指蛋白因其具有指状结构特征且能结合Zn2 而得名,植物锌指蛋白包含特有的QALGGH保守结构,可能涉及调控植物特有的生物学功能。人们已经从拟南芥(Arabidopsis thaliana)、矮牵牛(Petunia hybrida Vilm)、水稻(Oryza sativa)、大豆(Glycine max)、棉花(Gossypium hirsutum)等植物中克隆了许多编码锌指蛋白的基因,并对其结构及功能进行了研究。利用转基因技术,将一些与逆境胁迫相关的锌指蛋白基因在目标植物中过量表达后,能对植物起到增强抗逆性的作用,说明锌指蛋白在增强植物逆境抗性方面有着广阔的应用前景。     

锌指类基因调控蛋白—生物无机化学和分子生物学发…

生命必需元素锌,除了以锌酶的形式,参与生物体的种类代谢过程外,近年来发现,锌还以各种锌蛋白的结构方式,包括锌指、锌纽、锌带和锌簇等,参与生物体的基因转录、复制及蛋白质的合成等各种基因调节和控制过程,联想到金属硫蛋白在锌的体内平衡中所扮演的角色,很有可能锌是通过金属硫蛋白和锌指类蛋白的逐级调控,成为生物体生长发育的调控中心,癌基因和人免疫缺陷病毒（ＨＩＶ）的许多调节蛋白也具有锌指类结构,这给癌症和受     

锌指类基因调控蛋白──生物无机化学和分子生物学发展的新领域

生命必需元素锌,除了以锌酶的形式,参与生物体的各类代谢过程外,近年来发现,锌还以各种锌蛋白的结构方式,包括锌指、锌纽、锌带和锌簇等,参与生物体的基因转录、复制及蛋白质的合成等各种基因调节和控制过程．联想到金属硫蛋白在锌的体内平衡中所扮演的角色,很有可能锌是通过金属硫蛋白和锌指类蛋白的逐级调控,成为生物体生长发育的调控中心．癌基因和人免疫缺陷病毒（HIV）的许多调节蛋白也具有锌指类结构,这给癌症和爱滋病的治疗提供了新思路．     

“锌指”结构:蛋白质和DNA相互作用的一种模式

锌指结构是DNA结合蛋白的基本模型之一,它广泛存在于真核细胞与基因调控有关的蛋白质中。文章综述了锌指蛋白的发现、存在、结构模型、与DNA结合特点和生物功能,以及近期的研究重点。     

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.     

锌离子、锌转运蛋白——细胞信号通路的新调控因子

锌(Zn)是人体内含量第二的必需微量金属元素,锌过量或缺失与多种发育缺陷和疾病发生高度相关。细胞内外锌离子转运及稳态维持主要依靠锌转运蛋白来实现。依据锌离子转运方向,锌转运蛋白分为ZIP和ZnT两个家族。锌离子和锌转运蛋白不仅能够作为重要的结构/催化因子调节相关蛋白(特别是酶)的活性,还可以作为信使广泛地参与多种细胞信号转导途径。而与其他功能相比,锌离子和锌转运蛋白作为信号调节因子的研究起步较晚,但近年来进展很快。该文聚焦于ZIP和ZnT家族成员,简要介绍其蛋白结构、分布位置、及转运机制等研究成果,重点总结近年来有关锌转运蛋白直接或间接地(通过调节胞内锌离子)调控细胞信号通路的分子机制的研究进展。     

真菌中锌簇蛋白的结构和功能

锌簇家族蛋白即Zn₂Cys₆类锌指蛋白,是真菌中特有的一类蛋白,它们属于转录因子类,广泛参与真菌中初级和次级代谢、胁迫应答和细胞分裂等生命活动的调控。锌簇蛋白主要包括N端的DNA结合结构域、中间的调节结构域和C端的酸性区域,其中DNA结合结构域包含锌指基序并负责结合靶基因的启动子。目前已经解析了多个锌簇家族转录因子DNA结合结构域的三维结构,并发现该家族中一些蛋白能够参与调控多个基因的表达,但缺乏对其结构、动力学和功能关系的全面分析。本文综合分析了不同锌簇蛋白与DNA结合的结构特征,总结其结构域与功能的关系,指出锌簇蛋白研究的重要方向,旨在为锌簇家族蛋白的深入研究提供思路。     

生物磁受体蛋白MagR/IscA研究进展

铁硫簇蛋白是一类重要的线粒体功能蛋白,在细胞能量代谢、电子传递、底物结合与激活、铁/硫存储、酶促反应、基因表达调控等诸多过程中均发挥了关键作用.铁硫簇蛋白质组装及转运过程一旦发生障碍,必将严重影响细胞内铁的稳态及铁硫蛋白的功能.分子质量约11 ku的铁硫簇蛋白IscA,是铁硫蛋白亚家族hesB高保守性成员之一,能结合铁离子及[2Fe-2S]簇,参与铁硫簇蛋白质合成,因此IscA在铁硫簇组装蛋白与级联反应系统中具有重要的作用.更值得关注的是,2015年谢灿和张生家两个研究组发现IscA1具有磁受体(MagR/MAR)作用,此外,谢灿课题组揭示MagR能与Cry形成磁感应复合物行使磁感应器(magnetic sensor,MagS)功能.尤为重要的是,体内实验表明通过外磁场刺激活化MagR能调控相关磁基因表达,影响神经活动及行为定位.鉴于MagR磁受体的独特功能,张生家等将磁受体的基因定位与远程磁刺激相结合,发明了一种非损伤性的神经调控方法,称之为磁遗传学.本文简要介绍MagR/IscA及其同源基因的始初发现与鉴定历程、进化保守性、独特的生理生物学功能,并凝练出磁遗传假说机制调控模型,以解释MagR/IscA的磁遗传学功能.     

C_2H_2型锌指蛋白研究进展

遗传信息的实现过程离不开基因表达的调控 ,至今为止发现的转录调控因子中有很多含有锌指模体 (ｚｉｎｃ ｆｉｎｇｅｒｍｏｔｉｆ)结构。锌指蛋白是指含有通过结合Ｚｎ2 稳定的短的可以自我折叠形成“手指”结构的一类蛋白质。由于其自身的结构特点 ,可以选择性的结合特异的靶结构 ,使锌指蛋白在基因的表达调控、细胞分化、胚胎发育等生命过程中发挥重要作用。自从 1 983年在爪蟾卵母细胞中发现第一个具有基因转录调控作用的锌指蛋白ＴＦⅢＡ以来 ,在多种生物中发现的锌指基因已有约 50 0多个 ,其中人基因组中的锌指蛋白基因达 2 0 0多个。…     

CCCH型锌指蛋白的研究进展

对Cys3His(CCCH)型锌指蛋白的结构和功能的研究进展进行了综述。研究表明,CCCH型锌指蛋白是最新发现的一类参与RNA代谢,并能激活基因转录的锌指蛋白,对其结构与功能的深入研究,有望揭示真核生物中基因调控的机理。     

酵母和植物的锌转运系统及其调控

锌是所有生物体必需的微量元素之一, 是多种蛋白的辅酶并参与催化生物体内的一些重要生化反应。生物体为了维持细胞内适当的锌浓度以保证其正常功能而进化出了复杂的锌转运及调控系统。本文主要论述酵母和植物中的锌转运系统及其调控, 以及锌吸收的分子标记和QTL位点分析。     

酵母和植物的锌转运系统及其调控

锌是所有生物体必需的微量元素之一,是多种蛋白的辅酶并参与催化生物体内的一些重要生化反应。生物体为了维持细胞内适当的锌浓度以保证其正常功能而进化出了复杂的锌转运及调控系统。本文主要论述酵母和植物中的锌转运系统及其调控,以及锌吸收的分子标记和QTL位点分析。     

细菌Lon蛋白酶研究进展

Lon蛋白酶是首个被鉴定的ATP依赖蛋白酶家族成员,在原核生物中发挥着降解错误折叠蛋白、维持胞内蛋白质平衡的作用。最近研究表明Lon蛋白还可以作为压力应激蛋白,参与降解多种转录调控因子和二元调控系统,改变细菌胞内的生理代谢过程以适应环境的改变。本文从Lon蛋白酶的结构、功能与上下游调控网络作一综述,旨在更全面清楚地了解ATP依赖蛋白酶的生理功能,以期为其胞内调控机制研究提供参考。     

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。     

PLZF与哺乳动物雄性生殖干细胞的发育分化

早幼粒细胞白血病锌指蛋白（promyelocytic leukemia zinc finger,PLZF）,也被称为ZBTB16(zinc finger and BTB domain containing 16,ZBTB16)或锌指蛋白145(zinc finger protein 145,ZFP145),是我国学者发现与人类疾病相关的蛋白质.人类PLZF的是由673个氨基酸残基组成的转录抑制因子,属于蛋白质超家族. 该超家族以N端的BTB/POZ（bric-à-brac, tramtrack, brad complex(BTB)/poxvirus zinc finger (POZ) domain）结构为特征. PLZF蛋白的BTB/POZ结构与个体发育、胚胎发生、染色体的重构等事件相关.近年发现,PLZF在哺乳动物雄性生殖干细胞（male germline stem cells,mGSCs）发育分化过程中也发挥重要作用.探讨PLZF的生物学功能和作用机制,将有助于理解其在mGSCs发育过程中的重要作用. 本文就PLZF在维持mGSCs自我更新和在发育分化调控中的作用给予综述.     

昆虫锌金属蛋白酶研究进展

锌金属蛋白酶是指含有锌离子的蛋白酶,在哺乳动物中参与多项生物学过程的调控.在昆虫中也发现了许多锌金属蛋白酶,能够参与昆虫体内多项生命活动进程如食物的消化与吸收、组织重塑、变态发育、神经系统的调控及免疫防御反应等.本文综述了目前在昆虫中发现的锌金属蛋白酶的结构和底物特异性,聚焦6种锌金属蛋白酶(羧肽酶、基质金属蛋白酶、脑...     

铁硫蛋白的生物合成及相关疾病

铁硫蛋白是以铁硫簇为辅基,相对分子质量较小的一类蛋白质．它广泛存在于各种生物体内,参与电子传递、能量代谢以及基因表达调控等重要生理过程．其生物合成过程复杂,并且从细菌到人类高度保守．在真核细胞内,铁硫蛋白的组装由线粒体铁硫簇组装系统（mitochondrial iron sulfur cluster assembly system,mitochondrial ISC assembly system）和细胞质铁硫簇组装器（cytosolic iron sulfur cluster assembly,CIA）完成．研究发现,铁硫蛋白的合成异常可导致弗里德赖希共济失调(friedreich ataxia,FRDA)、遗传性肌病和铁粒幼细胞性贫血等多种罕见疾病,这些疾病严重影响个体的生活质量和寿命．因此,深入了解铁硫蛋白的结构和生物合成过程,对研究其生物学功能与相关疾病的诊断和治疗有重要意义．