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。     

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．     

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。…     

C2H2型锌指蛋白对成体干细胞分化的调控作用

识别和监测干细胞更新和分化的影响要素对制定和实施相关疾病再生疗法至关重要。成体干细胞分化过程中存在许多调控因子,其中锌指蛋白家族的调控作用近年来受到了较多的关注,特别是C2H2型锌指蛋白。C2H2型锌指蛋白是锌指蛋白家族中成员最多的一类转录因子,在转录和翻译水平上调控基因的表达参与多种生物学活动。本文重点概述了各类结构域的C2H2型锌指蛋白通过不同信号通路及调控机制对成体干细胞分化的作用,以期为该家族新成员的功能探索及干细胞治疗技术提供新思路和见解。     

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.     

17个新的C2H2型锌指基因片段的分离与克隆

按照Ｃ２Ｈ２型锌指基因保守结构域的ＤＮＡ序列设计一对简并引物,以人基因组ＤＮＡ为模板进行ＰＣＲ同源扩增,将由此获得的锌指基因片段为探针,从人胎肾、骨骼肌、骨骼组织的ｃＤＮＡ分子库中筛选到２２个Ｃ２Ｈ２型锌指蛋白ｃＤＮＡ片段,经国际ＮＣＢＩ数据库查询检索,其中１７个为新的锌指基因片段。对从胎肾ｃＤＮＡ分子库中分离到的Ｋ３－４和Ｋ５－１２克隆进行了表达谱分析,发现Ｋ３－４在肾脏中的表达量明显高于其他几     

烟草C3HC4型锌指蛋白的原核表达及转基因植株功能研究

植物中C3HC4型RING锌指蛋白在泛素化、光形态建成、抗逆及生长发育等过程中均起到非常重要的作用。首次从本生烟中扩增获得一个锌指蛋白基因的完整阅读框,编码203个氨基酸,含有C3HC4型锌指结构域,命名为NbZFP1。将NbZFP1基因分别克隆到原核表达系统载体pGEX-6P-2以及pMAL-C2X中,成功构建了重组表达载体pGEX-6P-2-NbZFP1与pMALC2X-NbZFP1,经IPTG获得了大量可溶性表达的NbZFP1融合蛋白。将NbZFP1基因克隆于植物表达载体pBI121中,通过农杆菌介导法获得转基因烟草,PCR检测及Southern blot分析表明NbZFP1基因已整合到烟草基因组中,转NbZFP1基因烟草表现出株型紧凑,节间缩短,茎干粗壮和对TMV抗性增强。     

红树植物秋茄中液泡膜内在蛋白（TIP）全长cDNA的克隆和表达分析

利用cDNA快速末端扩增 (RACE )技术获得红树植物秋茄液泡膜内在蛋白 (TIP)的全长cDNA (GenBank登录号 :AF5 2 1135 )。该cDNA全长为 1 1kb ,含有一个 75 6个核苷酸的完整开放阅读框 ,编码 2 5 2个氨基酸 ,等电点为5 77,分子量为 2 6 3kD。该氨基酸序列含有 6个跨膜区和两个高度保守的Asparagine proline alanine (NPA)基序。与冬葡萄、花椰菜、拟南芥的TIP相比 ,氨基酸的一致性达到 77%～ 79%。Northern分析表明盐分抑制该基因在红树 3个种中的表达 ,这种下调表达可能降低液泡膜水分渗透 ,有利于盐胁迫下细胞的保水。     

萘胁迫下秋茄MnSOD基因和C4H基因的实时定量表达分析

研究首次探讨了萘胁迫下红树植物秋茄不同组织C₄H基因和MnSOD基因的表达特征.研究结果表明,两个基因在叶茎根中的表达量有明显的差异,C₄H基因在叶茎中的表达量明显大于根,MnSOD基因的表达量为叶最大,茎次之,根最小.在5个不同浓度的萘胁迫下,C₄H基因和MnSOD基因的表达普遍被诱导,转录水平都随着处理浓度的升高而增强,而且在叶组织中的表达量和萘处理浓度表现出明显的相关关系,相关系数分别达到0.846和0.902(p<0.05),而在根和茎中并不具有显著的相关关系.在萘胁迫下秋茄叶子是最敏感的部位,而C₄H基因和MnSOD基因在叶子中的表达量则为指示萘胁迫强度的良好生物学指标.     

山菠菜EREBP/AP2类DNA结合蛋白基因的克隆及其耐逆性研究

EREBP/AP2类蛋白是一个仅存在于植物中的DNA结合蛋白(DBP)大家族.其中一些成员如APETALA2和AtDREB/CBF分别调控花的发育和植物对环境胁迫的反应.为了阐明在植物响应盐胁迫过程中所涉及的转录因子的特点,用高盐浓度处理盐生植物山菠菜,构建了cDNA文库,并从此文库中分离得到了一个编码EREBP/AP2类蛋白的基因.此cDNA包含一个723bp的开放读码框和一个长达655bp的3＇端非编码区,推导的氨基酸序列显示其有一个保守的EREBP/AP2的DNA结合域,此基因被命名为AhDREB1.将AhDREB1置于CaMV 35S启动子下转入烟草,获得9个独立的转基因株系,对其进行了长期的盐胁迫实验.结果显示,AhDREB1的组成性表达显著提高了转基因烟草的耐盐能力,这可能是由于其激活了一些具有抗盐效应的下游基因.通过与拟南芥的全基因组进行同源性比较得到了具有较高相似性的7个EREBP/AP2家族成员,二级结构预测显示了它们在DNA结合区段的α螺旋结构上具有相似性.     

山菠菜EREBP／AP2类DNA结合蛋白基因的克隆及其耐逆性研究

EREBP/AP2类蛋白是一个仅存在于植物中的DNA结合蛋白（DBP）大家族,其中一些成员如SPETALA2和AtDREB/CBF分别调控花的发育和植物对环境胁迫的反应,为了阐明在植物响应盐胁迫过程中所涉及的转录因子的特点,用高盐浓度处理盐生植物山菠菜,构建了cDNA文库。并从此文库中分离得到了一个编码EREBP/AP2类蛋白的基因,此cDNA包含一个723bp的开放读码框和一个长达655bp的3′端非编码区,推导的氨基酸序列显示基有一个保守的EREBP/AP2的DNA结合域,此基因被命名为AhDREB1,将AhDREB1置于CaMV35S启动子下转入烟草,获得9个独立的转基因株系,对其进行了长期的盐胁迫实验。结果显示。AhDREB1的组成性表达显著提高了转基因烟草的耐盐能力。这可能是由于其激活了一些具有抗盐效应的下游基因。通过与拟南芥的全基因组进行同源性比较8得到了具有较高相似性的7个EREBP/AP2家族成员,二级结构预测显示了它们在DNA结合区段的α螺旋结构上具有相似性。     

大豆C2H2型锌指蛋白基因SCTF-1的克隆及功能分析

锌指蛋白是一类具有手指型结构的蛋白质,其中一些锌指蛋白是转录因子,对真核生物的生长发育及非生物逆境胁迫的耐受能力都有着重要作用。文章从大豆(Glycine max(L.)Merr.)中克隆了一个新的C2H2型锌指蛋白基因SCTF-1(GenBank登录号:JQ692081),该基因包含一个699 bp的开放阅读框,编码233个氨基酸,无内含子,有两个典型的C2H2型锌指结构。锌指结构中有植物锌指蛋白特有的保守氨基酸序列QALGGH。经软件预测分析,其等电点pI=8.33,分子量24.9 kDa。农杆菌介导的洋葱表皮细胞GFP瞬时表达实验结果表明,SCTF-1蛋白能够定位到细胞核中。通过RT-PCR检测发现该基因在大豆叶和花中的表达量较高,在茎和根的表达量相对较低。在对大豆幼苗的低温胁迫中,SCTF-1基因的表达量明显增加。将SCTF-1基因转入烟草(Nicotiana tabacum L.)中,发现SCTF-1基因的过量表达能够明显提高转基因烟草的耐冷能力。     

NtMTP1基因过表达对增强烟草Zn胁迫耐受性的研究

该研究采用实时荧光定量PCR（qRT PCR）技术,对烟草金属耐受蛋白1（MTP1）基因（NtMTP1）在烟草不同组织以及不同质量浓度ZnSO4处理下的表达进行了分析;利用农杆菌介导法,将NtMTP1基因植物过表达载体pBI121 35S∶∶MTP1转化野生型烟草,筛选得到NtMTP1基因过表达的转基因烟草植株,并进行不同质量浓度ZnSO₄处理,检测NtMTP1基因过表达对烟草Zn胁迫耐受性的影响。结果表明：NtMTP1基因在烟草中呈现组织特异性表达,主要在花与叶中表达;NtMTP1基因的表达受到Zn²⁺诱导,在400 μmol/L ZnSO₄处理后,表达量达到最高,为对照组的3.81倍;3株转基因烟草植株中NtMTP1基因表达量分别为野生型的10.42、7.61和11.84倍,与野生型相比,过表达植株对Zn胁迫的耐受性显著增强。研究结果为阐明NtMTP1基因在烟草体内Zn²⁺转运过程中的生物学功能提供了重要依据。     

过量表达棉花CBF2基因提高转基因拟南芥抗旱耐盐能力

CBF/DREB是一类植物中特有的转录因子,在植物抵抗逆境胁迫过程中发挥重要功能。本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum L.)Coker 312中克隆获得1个棉花CBF/DREB基因,命名为Gh CBF2,该基因编码一个由216个氨基酸组成的CBF蛋白。序列分析结果显示,Gh CBF2与其他植物的CBF蛋白类似,含有AP2转录因子典型的保守结构域。干旱或高盐胁迫处理明显增加了Gh CBF2基因的表达量。亚细胞定位分析结果发现Gh CBF2定位在细胞核中。将Gh CBF2基因构建到由35S启动子调控的植物表达载体p MD上并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),结果表明,在干旱和盐胁迫条件下,过量表达Gh CBF2基因拟南芥的成活率显著高于野生型,并且游离脯氨酸和可溶性糖含量也高于野生型,说明转Gh CBF2基因提高了拟南芥的耐盐抗旱能力。采用实时荧光定量PCR方法分析胁迫相关标记基因COR15A、RD29A和ERD6的表达情况,结果显示转基因株系中的表达量显著高于野生型,说明Gh CBF2参与调控拟南芥干旱和盐胁迫相关基因的表达。