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。     

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。     

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。     

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．     

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。     

锌指蛋白32功能的研究进展

锌指蛋白32(zinc finger protein 32, ZNF32)是近几年发现的一种转录因子,与肿瘤的发生发展密切相关。本文综述了ZNF32在促进斑马鱼毛细胞再生、抗氧化应激以及在肿瘤细胞中调控肿瘤细胞自噬、诱导耐药性和促进复发和转移的功能,以期为后续的深入研究提供理论依据。     

锌指蛋白的设计及其应用

人工设计的锌指蛋白一般包括两个结构域：DNA结合结构域和效应结构域。DNA结合结构域主要采用对DNA序列特异性识别结合的C2H2型锌指结构域,而功能结构域常常采用某些转录激活结构域、转录抑制结构域或某些酶的活性结构域。这样进行设计的锌指蛋白就可以在特定的核酸序列上行使相应的功能,这对于目的基因的表达调控及蛋白质与核酸的相互作用研究提供了新的思路。     

小麦锌指蛋白基因的克隆、序列与表达分析

根据R基因及其调控基因保守序列设计简并性引物,对白粉菌接种和未接种处理的一对抗病和感病的小麦—黑麦等位突变易位系TAM104R和TAM104S总RNA进行RT-PCR扩增,得到一个诱导表达的cDNA片段。序列分析表明,该片段全长2474bp,其中含有一个822bp的完整开放阅读框,推测其编码一个有273个氨基酸残基、分子量约31kD的蛋白质分子。蛋白质的氨基酸序列比对显示,该蛋白质分子具有C2HC锌结合motif CX2CX4HX4C结构和锌指domain,可见克隆的cDNA是一个锌指蛋白基因,命名为TaZF。Southern杂交表明,TaZF在抗病易位系TAM104R的基因组中是多拷贝的。半定量RT-PCR分析显示,TaZF基因属组成型表达、但受白粉菌诱导表达上调的基因,推测其与白粉病菌的侵染过程相关。基因组DNA专化扩增、克隆和测序揭示TaZF基因无内含子。     

植物TFⅢ A型锌指蛋白

在植物中发现的锌指蛋白可以分成几种类型[1] 。其中经典的锌指蛋白是ＴＦⅢＡ型锌指蛋白 ,又称Ｃｙｓ2 /Ｈｉｓ2 或Ｃ2Ｈ2 ,模体为ＣＸ2— 4ＣＸ3 ＦＸ5 ＬＸ2 ＨＸ3— 5 Ｈ ,其中的两个Ｃｙｓ和两个Ｈｉｓ与锌原子形成配位键 ,进而形成包含一个β发夹和一个α螺旋的紧密指状结构 (图 1 ) [2 ] 。曾经认为锌指结构主要介导蛋白质与ＤＮＡ的互作 ,其中α螺旋与ＤＮＡ的大沟发生接触 ,然而最近发现有的转录因子中的一些ＴＦⅢＡ锌指只与蛋白质发生互作 ,而同一转录因子中的其他ＴＦⅢＡ锌指则与ＤＮＡ发生互作。第一个在植物中发现的ＴＦⅢＡ…     

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。     

富含半胱氨酸病毒蛋白的研究进展

病毒编码的富含半胱氨酸的小分子量蛋白(CRPs)在植物和动物病毒中均有发现。动物病毒中研究较多的是反转录病毒的核蛋白(NC)。在植物病毒中由hordei,tobra,furoandcarlaviruses编码的CRPs的分子生物学研究近年来才开展起来。动物和植物病毒的CRPs共有的典型特征是均有锌指结构和碱性氨基酸丰富区,这使它们在核酸结合特性上有共同特征。动物病毒CRPs的结构和功能方面的研究已有很好的进展。相反,植物病毒的CRPs的研究进展较为缓慢。本文对病毒的CRPs的最新进展进行了综述。对动物和植物病毒的CRPs的比较分析有助于将来这类蛋白功能的阐明。     

锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用

锌指蛋白核酸酶(Zinc finger nucleases,ZFN)因其能特异性识别并切割DNA序列以及可设计性,被用于基因定点突变和外源基因定点整合。目前,ZFN技术以其准确的靶位点设计能力和诱发高效率基因打靶的优势,越来越受到基因改造研究者的重视,已经成功应用于动植物细胞、胚胎的基因改造。随着鉴定靶DNA高亲和力的锌指蛋白(Zinc finger protein,ZFP)实验技术日渐成熟,可以预见到不久的将来这项技术会在基因工程和育种中得到广泛应用。文章介绍了锌指蛋白识别DNA靶位点和ZFN介导的基因打靶(Double strand break gene targeting,DSB-GT)的原理,同时还综述了目前ZFN技术用于基因改造的研究进展。     

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。…     

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…     

锌指蛋白及人工锌指蛋白对微生物代谢影响的研究进展

锌指蛋白由于锌指结构域序列相对保守,识别DNA序列具有高度特异性,所以成为研究较广泛的DNA结合蛋白,但目前对锌指蛋白的研究多集中在真核细胞,而对微生物锌指蛋白,尤其是原核微生物锌指蛋白的研究相对较少。本文综述了近年来微生物锌指蛋白,尤其是原核微生物锌指蛋白的发现及功能的最新研究进展,以及人工锌指蛋白技术在微生物菌株改造中的应用。特定人工锌指蛋白不仅可调控微生物细胞中多基因控制的复杂性状,例如耐热性、乙醇和丁醇耐性、渗透胁迫耐受性等,还可以利用锌指结构域构建DNA脚手架系统,进而构建复合酶系统,从而提高催化效率和代谢物产量。目前报道的用于微生物代谢调控的人工锌指蛋白利用的都是哺乳动物的基因,未来根据不同微生物中天然锌指蛋白的序列进行人工锌指的设计,将拓展人工转录因子技术在微生物全局基因表达调控中的应用。     

Sp1蛋白锌指结构域及其模拟物的合成及与寡聚核苷酸结合能力的研究

用固相多肽合成方法首次合成转录因子Sp1的第2个锌指Sp1-ZF2及其突变体Sp1-ZF2/HT(E²⁰→H,R²³→T),模拟物ZF20和ZF15.CD谱及Co(Ⅱ)UV-可见光谱研究表明:当缺少足够的疏水氨基酸以及Cys与His距离改变时,锌指结构的形成将受到影响.凝胶阻滞电泳研究表明:突变的两位置显著影响特异识别.单个锌指肽可以与特异性寡聚核苷酸序列结合.     

锌指蛋白与心脏发育

锌指是最大的DNA结合蛋白家族,是最普遍的核酸识别元件.近年来发现锌指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,心脏发育过程中涉及大量锌指基因.综述了心脏发育过程中起重要调控作用的锌指蛋白以及它们的作用机制.