植物HAP3转录因子研究进展

HAP(NF-Y或CBF)是一类重要的转录因子,可以与CCAAT框结合并控制基因的表达,广泛分布于酵母、哺乳动物及植物细胞中.在哺乳动物和植物细胞中,HAP复合体包括3个不同的亚基:HAP2/NF-YA/CBF-B、HAP3/NF-YB/CBF-A及HAP5/NF-YC/CBF-C.HAP3转录因子在植物胚胎发育、叶绿素生物合成、花期调控等方面有重要作用.介绍植物HAP3转录因子结构特点、生物学功能等方面的最新研究进展.     

HAP转录因子与DNA结合的活力受细胞内氧化还原系统的调节

ＨＡＰ 转录因子（ ＨＡＰ２／ＨＡＰ３／ＨＡＰ４／ＨＡＰ５） 是存在于酿酒酵母中的一种异源多聚蛋白,它能与酵母中许多启动子上游的ＣＣＡＡＴ盒（ 顺式作用元件） 专一性结合, 以增强基因的转录。在酵母ｈａｐ５ 突变株的细胞中,用酵母单杂交系统从水稻ｃＤＮＡＧＡＬ４ 表达文库中筛选出的阳性克隆是编码谷胱甘肽氧还蛋白的ｃＤＮＡ,提示细胞内的氧化还原系统可能作用于ＨＡＰ蛋白,从而对ＣＣＡＡＴ盒的结合活力起调节作用。对ＨＡＰ３ 亚基分子中半胱氨酸残基的突变实验结果支持上述推测     

Y—box结合蛋白的研究进展

Y-box元件是指存在于一些基因的启动子或增强子中的一类顺式调控元件。其核心序列为“CCAAT”。对一些基因启动子中的CCAAT序列进行点突变和基因缺失的实验,证实这个顺式调控元件在基因转录调控中扮演重要角色。自1987年以来,人们从不同种类细胞核内检测到多种能与CCAAT元件结合的因子,如人类组织细胞中的CTF、NPI、YB1、CBP、CP1、CP2、dbp1、dbpB;大鼠及其他一些     

烟草DREBP转录因子结合DRE元件的关键氨基酸

从烟草品种本塞母氏中分离出2条DREB类转录因子基因,分别命名为NbDREB1和 NbDREB2.根据测序结果推导出的氨基酸序列分析显示,NbDREB1和NbDREB2都具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,它们都不具有激活功能.连接pGADT7反式激活载体形成融合基因表达结果显示,NbDREB1能与DRE顺式作用元件结合,NbDREB2则不能.比较NbDREB1和NbDREB2的AP2区,发现两者的第2和49位氨基酸残基不同.对NbDREB2的第2位氨基酸残基N点突变为Y,NbDREB2也显示出与DRE顺式元件结合的活性,表明烟草DREB转录因子的AP2区第2位氨基酸残基Y是识别及结合DRE顺式作用元件必需的氨基酸残基.     

泛肽交联酶(E2)通过苯丙氨酸解氨酶基因启动子参与水稻对紫外光的防护

迄今为止,诱导苯丙类化合物和黄酮类化合物合成并造成类黄酮的积累被认为是植物抵御紫外光的惟一主要的途径.苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙类化合物合成的关键酶.通过体内足印试验表明,在pal-1基因启动子中有一段序列CTCCAAC从CCCCTTC可以作为顺式元件参与紫外信号的传递.为了克隆与其相对应的反式因子,我们使用了酵母单杂交体系进行筛选.在鱼饵质粒中,我们将3个拷贝的顺式元件序列串联并与酵母异细胞血红素C(CYC)基本启动子连接.将鱼饵质粒和水稻cDNA表达质粒库共同转化到同一酵母中,通过筛选鉴定,克隆到一些编码泛肽交联酶(E2)基因.氨基酸同源性分析表明,该酶E2(RE2)与其他物种的泛肽交联酶具有很高的同源性.水稻泛肽交联酶受紫外光诱导加速合成.当RE2与水稻核蛋白进行交联反应后能与pal-1基因中顺式元件CTCCAACAACCCCTTC专一结合.从这些结果可以推测水稻泛肽交联酶RE2可能通过苯丙类化合物的合成代谢参与对紫外光的防护.     

一种快速准确构建酵母单杂交系统报道子的方法

酵母单杂交系统是根据DNA结合蛋白 (即转录因子 )与DNA顺式作用元件结合调控报道基因表达的原理来克隆编码目的转录因子的基因 ,其中构建带有不同DNA顺式作用元件的报道子是该系统的重要环节。目前 ,构建酵母单杂交系统报道子主要采用随机串联的方法 ,由于串联的顺式作用元件的个数和方向不能控制 ,所以筛选报道子费时费力。尝试采用同尾酶定向克隆的方法 ,将顺式作用元件按相同方向和所需的个数串联起来 ,减少了筛选报道子所需的时间和费用。     

两种水稻GDP解离抑制蛋白基因的分离及特征分析

以Rho家族成员OsRacD为诱饵 ,采用酵母双杂交体系 ,分离到两种与OsRacD互作的水稻RhoGDP解离抑制蛋白的基因 ,分别命名为OsRhoGDI1和OsRhoGDI2 .酵母体内结合和GSTpulldown分析结果显示 ,OsRhoGDI1和OsRhoGDI2与野生型和组成型激活的OsRacD都能结合 ,且不依赖GDI的N端部分序列 ;GDI和Rho的结合具有一定的特异性 .两种GDI在水稻根、地上组织和幼穗等多种组织和器官都有表达 ,但在表达特征上存在明显差异 .研究证实 ,在水稻中存在着调控RhoGTPases的GDP解离抑制蛋白基因家族 ,为Rho蛋白功能及相关信号通路的研究奠定了基础     

泛肽交联酶（E2）通过苯丙氨酸解氨酶基因启动子参与水稻对紫外光的防护

迄今为止,诱导苯丙类化合物和黄酮类化合物合成并造成类黄酮的积累被认为是植物抵御紫外光的惟一主要的途径。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙类化合物合成的关键酶。通过体内足印试验表明,在pal-1基因启动子中有一段序列CTCCAACAACCCCCTTC可以作为顺式元件参与紫外信号的传递。为了克隆与其相对应的反式因子,我们使用了酵母单杂交体系进行筛选。在鱼饵质粒中,我们将3个拷贝的顺式元件序列串联并与酵母异细胞血红素C(CYC)基本启动子连接。将鱼饵质粒和水稻cDNA表达质粒库共同转化到同一酵母中,通过筛选鉴定,克隆到一些编码泛肽交联酶(E2)基因。氨基酸同源性分析表明,该酶E2(RE2)与其他物种的泛肽交联酶具有很高的同源性。水稻泛肽交联酶受紫外光诱导加速合成。当RE2与水稻核蛋白进行交联反应后能与pal-1基因中顺式元件CTCCAACAACCCCTTC专一结合。从这些结果可以推测水稻泛肽交联酶RE2可能通过苯丙类化合物的合成代谢参与对紫外光的防护。     

HAP转录因子与DNA结合的活力受细胞内氧化还原系统的调节

ＨＡＰ转录因子（ＨＡＰ２／ＨＡＰ３／ＨＡＰ４／ＨＡＰ５）是存在于酿酒酵母中的一种异源多聚蛋白,它能与酵母中许多启动子上游的ＣＣＡＡＴ盒（顺式作用元件）专一性结合,以增强基因的转录。在酵母ｈａｐ５突变株的细胞中,用酵母单杂交系统从水稻ｃＤＮＡ－ＧＡＬ４表达文库中筛选出的阳性克隆是编码谷胱甘肽氧还蛋白的ｃＤＮＡ,提示细胞内的氧化还原系统可能作用于ＨＡＰ蛋白,从而对ＣＣＡＡＴ盒的结合活力起调节作用。对Ｈ     

互作蛋白质与复合物亚基的基因表达相关性比较分析

利用在多种应激条件下酵母的基因表达谱数据 ,分别计算互作蛋白质及复合物亚基编码基因的表达相关性。结果发现 ,相对于随机对照组 ,互作蛋白质的编码基因与蛋白质复合物的编码基因表达相关性均显著 (P <0 .0 1) ,即互作蛋白质及复合物亚基有共表达的倾向。通过比较 ,进一步发现蛋白质复合物亚基的基因表达相关性显著高于互作蛋白质的基因表达相关性 (P <0 .0 1) ,这与复合物亚基之间功能联系强于定义不甚确切的互作蛋白之间功能联系现象吻合。     

人NPCEDRG基因启动子的克隆及CCAAT/NFY结合位点初步分析

NPCEDRG基因是采用基因定位候选克隆策略获得的一个鼻咽癌候选抑瘤基因.NPCEDRG在鼻咽癌细胞和组织中表达下调,重新恢复NPCEDRG基因在CNE2细胞系的表达,可部分逆转CNE2的恶性表型.为揭示NPCEDRG基因在鼻咽癌细胞和组织中表达下调的分子机制,联合应用生物信息学和报告基因载体系统分析方法对NPCEDRG基因启动子区进行克隆及功能分析,系统发育进化足迹分析结果表明,NPCEDRG基因5′端调控区-180～+235 bp区间在脊椎动物中高度保守,该保守区域中存在包括CCAAT/NFY、STAT1和SP1等转录因子结合位点.构建Luc和/或EGFP报告基因表达载体并检测其启动子活性,-146～-8 bp区域有较强的启动子活性,电泳迁移阻滞分析实验(EMSA)提示,CCAAT/NFY转录因子结合位点是NPCEDRG基因的转录调控元件.因此,研究确定-146～-8 bp区域是NPCEDRG基因核心启动子区域且启动子核心元件CCAAT/NFY可能参与NPCEDRG基因的转录调控.     

小黑杨转录因子PsnbZIP1应答盐胁迫功能分析

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbZIP1在植物体内发挥的功能,以小黑杨为试验材料,克隆得到PsnbZIP1的ORF区序列长为432 bp,并初步分析PsnbZIP1盐胁迫下的分子机制。采用q-PCR分析PsnbZIP1在150 mmol·L^-1 NaCl处理小黑杨组培苗时的表达模式,发现该基因的表达量快速上升;通过生物信息学分析预测PsnbZIP1转录因子为无跨膜结构且具有信号肽的亲水性不稳定蛋白;用农杆菌(Agrobacterium)介导的烟草(Nicotiana)瞬时表达观察该基因的亚细胞定位情况,结果表明该基因为核定位蛋白;用酵母单杂交实验证明该基因编码的蛋白在酵母体内不具有转录激活功能。对PsnbZIP1基因的启动子序列进行分析,结果表明该启动子包含了生长素应答、脱落酸应答元件、光应答元件以及种子特异性调控的顺式作用调控元件,该基因可能在植物的生长发育与响应胁迫过程中发挥了重要作用;启动子还包括参与干旱诱导的MYB结合位点和MYBHv1结合位点,表明该基因有可能与一些干旱诱导相关MYB基因...     

鉴定水稻中一个新的专一结合GCC元件的AP2/EREBP族转录因子

TSH1,是通过搜寻GenBank的EST库而获得的一个来源于水稻的含AP2/EREBP保守结构域的蛋白质.为了详细分析TSH1蛋白与其DNA顺式元件的结合特性,首先采用传统的凝胶阻滞实验和酵母单杂交技术,证实TSH1在体内和体外均专一性地结合于GCC元件,然后利用原子力显微镜技术精确测量了TSH1蛋白与GCC元件在单分子水平的相互作用力.结果表明,GST-TSH1与DRE元件没有特异性的结合,而GST-TSH1与GCC元件结合力的大小为(83.9±2.2)pN,这种特异性的结合可以被加入的游离TSH1蛋白明显降低.GST蛋白和突变GCC元件作为负对照显示出与GCC元件无特异性作用力.以上结果充分证明,TSH1是专一性地与GCC元件相作用的转录因子,而且原子力显微镜对于检测转录因子与DNA相互作用时单碱基的突变十分灵敏.通过比较几种评估转录因子与DNA顺式元件结合特异性的方法,阐述了原子力显微镜技术的特点及优越性.     

水稻转录因子OsBP-73靶基因的初步筛选

OsBP-73是用酵母单杂交系统,以水稻蜡质基因(Wx)的顺式作用元件为诱饵,从水稻cDNA表达文库中筛选获得的转录因子。本文以OsBP-73基因为例介绍了用"下拉"(pull-down)方法筛选转录因子靶基因的一般步骤。将含有该基因DNA结合功能域的cDNA片段构建到原核表达载体上,并在大肠杆菌中诱导表达获得其蛋白p73。用纯化后的p73蛋白通过"下拉"实验对OsBP-73靶基因进行初步筛选,获得了22个阳性克隆,为进一步研究转录因子OsBP-73参与的水稻转录调控网络提供依据。     

从水稻细胞质型果糖-1,6-二磷酸酶启动子上游中去除93 bp可以彻底改变其表达模式

细胞质型果糖-1,6-二磷酸基因ATG上游1 195bp侧翼序列可调控GUS基因在水稻(Oryza sativa L.)中特异性表达,因此该片段包含有使报告基因在叶肉细胞中特异性表达的所有顺式元件.为了研究其调控特异表达的顺式元件,对启动子5′端进行了一系列的缺失,得到4种与GUS基因融合的植物表达载体,通过基因枪法转入水稻.结果表明,自启动子5′端-1 195 bp缺失至-1 102 bp时,GUS基因由叶肉细胞特异性表达变为组成型表达,且表达活性有所提高,推测在该区段中存在调控叶肉细胞特异性表达的顺式元件.进一步缺失仍然保持组成性表达的模式,即在转化株的根、茎和叶中的所有细胞中均有表达,同时启动子活性有所提高.这一结果暗示该启动子具有很大的应用潜力.     

酵母中的CCAAT结合蛋白

综述了酵母中CCAAT结合蛋白的分子结构,特性及对靶基因的调控功能。     

从水稻细胞质型果糖—1，6—二磷酸酶启动子上游中去除93bp可以彻底改变其表达模式

细胞质型果糖_1,6_二磷酸基因ATG上游 1195bp侧翼序列可调控GUS基因在水稻 (OryzasativaL .)中特异性表达 ,因此该片段包含有使报告基因在叶肉细胞中特异性表达的所有顺式元件。为了研究其调控特异表达的顺式元件 ,对启动子 5′端进行了一系列的缺失 ,得到 4种与GUS基因融合的植物表达载体 ,通过基因枪法转入水稻。结果表明 ,自启动子 5′端 - 1195bp缺失至 - 110 2bp时 ,GUS基因由叶肉细胞特异性表达变为组成型表达 ,且表达活性有所提高 ,推测在该区段中存在调控叶肉细胞特异性表达的顺式元件。进一步缺失仍然保持组成性表达的模式 ,即在转化株的根、茎和叶中的所有细胞中均有表达 ,同时启动子活性有所提高。这一结果暗示该启动子具有很大的应用潜力。     

白桦E-box元件的载体构建及与BplMYB46转录因子的互作分析

MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族成员之一,主要参与植物次生代谢调控、激素和环境因子的应答,在植物的生长发育中起着至关重要的作用。已有研究发现,E-box的核心序列为CANNTG(N:A/G/C/T),是一类与光响应和苯丙氨酸生物合成途径相关的元件。在前期研究中,先构建顺式作用元件库,然后以转录因子为中心的酵母单杂交技术筛选发现,白桦的BplMYB46转录因子能够与核心序列为CAAATG的E-box顺式作用元件结合。但是,是否能与E-box的其他核心序列结合还不清楚。本研究将每一种E-box顺式作用元件的核心序列分别进行双链DNA的复性并连接到pHIS2载体上,然后通过酵母单杂交技术筛选与BplMYB46转录因子能够特异结合的E-box顺式作用元件。结果显示,当E-box的核心序列第3个碱基为A/T/C、第四个碱基为A/G/C时,酵母单菌落能在三缺培养基TDO/3AT上生长,表明与BplMYB46转录因子结合的E-box顺式作用元件的特异性序列为CA(A/T/C)(A/G/C)TG。为后续通过BplMYB46转录因子与E-box顺式作用元件的结合来分析BplMYB46转录因子对下游基因的调控,以及为筛选优良下游基因改良白桦的遗传性状奠定数据基础。     

胡萝卜DcPAB基因的分离及其结构与功能分析

运用改进的减法杂交技术分离到胡萝卜Poly(A)结合蛋白基因DcPAB .其cDNA编码区长度为 1 977bp ,编码 6 5 8个氨基酸和 1个终止密码子 .基因组转录序列区长度为 4 6 1 6bp ,包含 9个外显子和 8个内含子 .DcPAB在胡萝卜基因组中为单拷贝基因 .该基因在胡萝卜体细胞胚中特异性表达 ,且其表达活性在调控 解调控前后有明显差异 .体外结合实验表明 ,在大肠杆菌中表达并纯化的DcPAB蛋白具有与oligo(A) 2 0 特异性结合的性能 .酵母突变体互补实验进一步证明 ,该基因可以互补PAB基因缺失的酵母突变体的功能缺陷     

草坪草狗牙根中抗逆基因BeDREB的克隆及功能鉴定

DREB(dehydrationresponsiveelementbindingprotein)蛋白是一类在植物中所特有的,能与DRE(dehydrationresponsiveelement)顺式作用元件特异性结合的转录因子,调控与干旱、高盐以及低温等逆境胁迫应答有关基因的表达.根据狗牙根近缘植物的DREB转录因子的AP2EREBP保守结构域的基因序列,通过RTPCR和RACE的方法分别从冷诱导和盐诱导的狗牙根cDNA中扩增到了2个似DREB基因,分别命名为BeDREB1和BeDREB2,并已提交NCBIGenBank,其登录号分别为AY462117和AY462118.这两个基因的编码框均为753个碱基,编码251个氨基酸,具有DREB转录因子的典型特征.两种逆境胁迫下扩增的基因序列同源性很高,达到了97.8%.利用酵母单杂交真核转录激活的方法进行了功能鉴定,证明BeDREB1和BeDREB2蛋白均可以与DRE顺式作用元件结合,激活下游报告基因HIS3的表达.RTPCR结果显示,BeDREB1基因受冷胁迫诱导表达,而BeDREB2受盐胁迫的诱导表达,且随着诱导时间的不同,表达量也在发生变化.上述结果表明,从狗牙根中克隆到的BeDREB1和BeDREB2基因属于DREB转录因子家族的新成员,在狗牙根中分别与冷胁迫和盐胁迫的信号转导有关.