植物HD-Zip转录因子的生物学功能

HD-Zip转录因子属于Homeobox蛋白家族, 是植物特异转录因子, 由高度保守的HD(Homeodomain)结构域和Leu zipper(Zip)元件组成, 前者与DNA特异结合, 后者介导蛋白二聚体的形成。HD-Zip转录因子家族包括4个亚家族(HD-Zip Ⅰ-Ⅳ), 其成员通过与其他蛋白互作、参与激素介导的信号途径, 从而调控植物生长发育、光形态建成、花发育、果实发育和植物对逆境应答等生物学过程。文章对近几年关于植物HD-Zip转录因子参与上述生物学功能方面的研究进行了综述, 以期对新功能基因的挖掘和应用研究以及HD-Zip调控机制的阐明奠定基础。     

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。     

植物Aux/IAA基因家族生物学功能研究进展

生长素是最重要的植物激素之一,对植物生长发育起着关键调控作用。生长素作用于植物后,早期生长素响应基因家族Aux/IAA、GH3和SAUR等被迅速诱导,基因表达上调。其中Aux/IAA基因家族编码的蛋白一般由4个保守结构域组成,结构域Ⅰ具有抑制生长素信号下游基因表达的作用,结构域Ⅱ在生长素信号转导中主要被TIR1调控进而影响Aux/IAA的稳定性,结构域Ⅲ/Ⅳ通过与生长素响应因子ARF相互作用调控生长素信号。Aux/IAA基因家族在双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的器官发育、根形成、茎伸长和叶扩张等方面发挥重要作用;在单子叶植物水稻(Oryza sativa)和小麦(Triticum aestivum)中,主要影响根系发育和株型,但大多数Aux/IAA基因的功能尚不清楚。该文主要从Aux/IAA蛋白的结构、功能和生长素信号转导途径方面综述Aux/IAA家族在拟南芥、禾谷类作物及其它植物中的研究进展,以期为全面揭示Aux/IAA家族基因的生物学功能提供线索。     

Dof基因家族调节植物生长发育功能的研究进展

Dof（DNA binding with one finger）蛋白是一类植物特异性转录因子,通常含有200～400个氨基酸和2个主要结构域。该家族成员的N 末端为高度保守的单锌指Dof结构域,具有与DNA和蛋白质相互作用的双重功能,其C末端的氨基酸序列则较为多变,是Dof蛋白重要的特异转录调控结构域。研究表明,Dof蛋白作为转录激活物或阻遏物参与了多方面的植物生长发育过程。随着基因组测序技术的发展,已有大量的Dof基因从植物基因组数据库中鉴定出来。该文对近年来国内外有关Dof基因家族的结构特点、全基因组鉴定、蛋白互作以及生物学功能等方面的研究进展进行综述,以期为Dof转录因子的深入研究提供参考。     

含溴结构域蛋白2结构与功能的研究进展

含溴结构域蛋白2(bromodomain-containing protein 2,BRD2)具有两个串联的溴结构域和一个末端外结构域,是溴结构域和末端外结构域蛋白家族成员之一.BRD2蛋白能够特异性结合组蛋白乙酰化赖氨酸,参与基因的转录调控、染色质重塑和细胞增殖与凋亡等生物学活动.近年来研究表明,BRD2蛋白通过溴结...     

转录调控因子WRKY超级家族:起源、结构和功能

WRKY蛋白质是一个植物特有的超级转录调控因子家族,在拟南芥和水稻基因组中分别拥有至少74个和97个成员。最占老的WRKY转录调控因子拥有2个高度保守的WRKY结构域,可能起源于15～20亿年前的真核牛物。虽然所有WRKY蛋白质主要通过特异地结合靶基因启动子区域的W盒序列而调控其表达,但各家族成员基因的生物学功能存在着各自的特异性。本文详细总结了WRKY蛋白质在调控植物发育和逆境诱导反应的信号转导途径建立等方面的分子生物学功能。     

转录调控因子WRKY 超级家族: 起源、结构和功能*

WRKY 蛋白质是一个植物特有的超级转录调控因子家族, 在拟南芥和水稻基因组中分别拥有至少74 个和97 个成员。最古老的WRKY 转录调控因子拥有2 个高度保守的WRKY 结构域, 可能起源于15~ 20 亿年前的真核生物。虽然所有WRKY 蛋白质主要通过特异地结合靶基因启动子区域的W 盒序列而调控其表达, 但各家族成员基因的生物学功能存在着各自的特异性。本文详细总结了WRKY 蛋白质在调控植物发育和逆境诱导反应的信号转导途径建立等方面的分子生物学功能。     

植物WRKY蛋白家族的结构及其功能

WRKY蛋白是植物所特有的转录因子家族,由于其家族成员均含有WRKYGQK七个保守的氨基酸序列而得名。根据Wrky基因中保守结构域的数量以及所包含的锌指结构的特征大致将其分为3类。Wrky基因通过与顺式作用元件W-盒特异结合从而调控下游目标基因表达。Wrky基因具有快速、瞬时和组织特异性表达等特点。Wrky基因参与生物、非生物胁迫应答反应;信号分子传递;植物衰老和器官发育等一系列生理活动。     

核内转录因子IKAROS与血液肿瘤

IKAROS蛋白是一类含锌指结构域的核内转录因子,调节血液细胞分化发育。机体在血液细胞分化发育、天然免疫细胞的分化成熟、抗血液系统肿瘤发生等过程中均需要IKAROS蛋白的参与。IKAROS蛋白的功能依赖于其分子结构上的2个重要结构域:DNA结合结构域和家族蛋白相互作用结构域。DNA结合结构域与靶基因上游调控序列进行特异性结合,而蛋白相互作用结构域与家族蛋白分子结合形成二聚体,发挥IKAROS的生物学活性。IKAROS蛋白在细胞内代谢受到酪蛋白激酶2（casein kinase 2,CK2）和蛋白磷酸化酶1（protein phosphorylase 1,PP1）的调节,CK2将IKAROS蛋白磷酸化,使其失去生物活性|而PP1将磷酸化的IKAROS蛋白去磷酸化,从而增强IKAROS的生物活性。近几年临床研究发现,IKAROS蛋白的表达异常以及CK2激酶活性的增高与白血病的发生发展有密切关系。本文就IKAROS的分子结构特点、生物学功能、体内代谢调控方式及IKAROS在血液系统肿瘤发生发展过程中的生物学作用进行综述。     

禾本科植物单锌指家族基因对逆境应答的研究进展

转录调控是植物生长发育、逆境反应、信号转导、抗病性等一系列基因表达的最主要调控形式,转录因子是参与基因转录水平调控过程的重要反式因子。单锌指(DNA binding with one finger,DOF)转录因子是植物特有的一类转录因子,包含一个C_2-C_2锌指结构,其N-末端保守的DOF结构域是能与DNA和蛋白相互作用的双重功能域,在植物生长发育过程中参与多种生物学过程。尽管已有研究报道DOF家族基因参与植物抗逆响应,但其在禾谷类重要粮食作物中的作用机制还极不明确。本文通过对禾本科植物DOF家族基因系统进化分析及组织表达和诱导表达分析,综述了DOF家族基因参与植物胁迫应答方面的相关研究进展,为进一步深入了解禾本科植物抗逆机制提供重要参考。     

植物ABCB亚家族生物学功能研究进展

ABC转运蛋白超家族结构和功能复杂多样, 包含ABCA-ABCH八个亚家族。ABCB是ABC转运蛋白的一个亚家族, 多数定位于质膜, 少数定位于线粒体膜或叶绿体膜。ABCB与其它生长素转运蛋白(AUX1/LAX、PIN)共同参与调控植物生长素的极性运输, 在植物生长发育的各个阶段发挥作用。此外, ABCB转运蛋白还调控植物的向性运动和重金属抗性等过程。近年来, 随着越来越多植物全基因组测序的完成, ABCB亚家族在禾谷类单子叶植物水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)中的生物学功能开始有少量报道, 然而多数ABCB转运蛋白的功能尚未得到阐释。该文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)和禾谷类作物ABCB转运蛋白的研究进展进行综述, 以期为全面揭示ABCB亚家族生物学功能提供线索。     

NIF3类超家族蛋白

NIF3(NGG1p interacting factor 3)类超家族蛋白是一个含有NIF3结构域的超家族,从细菌到哺乳动物存在着较高的保守性。编码该家族蛋白质的mRNA广泛存在于生物的各种组织中。该家族蛋白属于α/β蛋白,该类蛋白质通过自身形成二聚体或与其他蛋白质结合形成复合物发挥生物学功能。现已证明该家族蛋白多与基因的转录有关,在一些哺乳动物中还在神经分化中起关键作用。最近研究表明它还和一些人类疾病有关。虽然该家族蛋白数量众多,广泛存在,但多数为假想蛋白,对其相关功能的研究较少,被归属为"未知功能蛋白质"。也正是因为该家族蛋白数量众多,广泛存在,功能未知,它们已经引起了人们越来越大的研究兴趣。     

植物ABCB亚家族生物学功能研究进展

ABC转运蛋白超家族结构和功能复杂多样, 包含ABCA-ABCH八个亚家族。ABCB是ABC转运蛋白的一个亚家族, 多数定位于质膜, 少数定位于线粒体膜或叶绿体膜。ABCB与其它生长素转运蛋白(AUX1/LAX、PIN)共同参与调控植物生长素的极性运输, 在植物生长发育的各个阶段发挥作用。此外, ABCB转运蛋白还调控植物的向性运动和重金属抗性等过程。近年来, 随着越来越多植物全基因组测序的完成, ABCB亚家族在禾谷类单子叶植物水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)中的生物学功能开始有少量报道, 然而多数ABCB转运蛋白的功能尚未得到阐释。该文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)和禾谷类作物ABCB转运蛋白的研究进展进行综述, 以期为全面揭示ABCB亚家族生物学功能提供线索。     

LIM蛋白家族的研究进展

LIM蛋白是分子结构中含有一个或多个LIM结构域的蛋白质家族,该家族中的蛋白质通过其LIM结构域与某些结构蛋白,激酶,转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达,细胞分化与发育,细胞骨架形成等发挥重要调控作用。本文介绍LIM蛋白家族的分类与功能,LIM蛋白及其与其他蛋白之间的相互作用,以及LIM蛋白在心血管系统中的作用。     

植物F-box基因家族的研究进展

F-box基因家族是植物中最大的基因家族之一,由于其数量巨多,根据其蛋白C末端结构域的不同被分为不同的亚家族。F-box基因编码的蛋白能够调节多种多样的生命活动,如延缓植物衰老、调控植物开花以及响应生物胁迫、干旱和盐等逆境胁迫。近年来,随着全基因组测序的不断完善,越来越多物种的F-box基因被分析鉴定出来。已经鉴定出功能的F-box基因编码的蛋白大多能够和结合蛋白Skp1、骨架蛋白Cullin 1及Rbx1形成SCF复合体,进而参与泛素-蛋白酶途径(UPP)而发挥作用;少部分F-box蛋白以非SCF复合体形式发挥作用。泛素-蛋白酶途径(UPP)是机体重要的调节机制之一,大多数细胞内蛋白都是经过这一途径降解。主要对其蛋白结构,作用途径以及生物学功能进行概述,探讨F-box基因参与的生命活动,旨为F-box的深入研究奠定基础。     

动物bHLH转录因子家族成员及其功能

bHLH转录因子在真核生物生长发育调控过程中具有重要作用。动物bHLH转录因子包含45个家族, 分别参与调控神经元发生、肌细胞生成、肠组织发育以及环境毒素响应等生物学过程。过去20年里, 研究人员对动物bHLH家族成员鉴定及其生物学功能开展了广泛的研究。文章在介绍动物45个bHLH家族名称来源的基础上, 综述了小鼠、果蝇和线虫3种模式动物bHLH家族成员及其功能的研究进展。小鼠、果蝇和线虫中分别有114、59和42种bHLH蛋白。其中, 小鼠108种、果蝇47种和线虫20种bHLH蛋白的功能已比较明确, 功能未知的22种线虫bHLH蛋白中还有15种尚未归入相应家族。文章也对部分被误用的bHLH家族成员名称做了说明, 可为相关研究人员深入开展bHLH转录因子结构与功能的研究提供较为清晰和系统的背景资料。     

植物MYB转录因子功能及调控机制研究进展

MYB转录因子是植物中数量最大、功能最多样的转录因子之一,在众多生命过程中扮演重要的角色,已成为当前植物基因功能及表达网络调控研究的热点。结合最新研究进展,综述了植物MYB转录因子家族的进化,并着重阐述了生物学功能及表达调控,为进一步分析功能未知的植物MYB转录因子提供参考。     

FHL1的结构和功能及其与疾病的关系

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4 个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5 个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5 /ACT 组成,其表达具有组织特异性.它们通过LIM结构域与某些结构蛋白、激酶、转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达、细胞分化与发育、细胞骨架形成等发挥重要调控作用.FHL1（four and a half LIM domain 1）是FHL家族中表达最广泛的成员,尤其在骨骼肌和心肌中高表达.近年研究表明其参与某些病理过程,与心血管疾病、肌肉疾病、肿瘤疾病等相关.     

植物NAC转录因子

植物生命过程依赖众多转录因子去调控基因的表达。NAC类蛋白是近十多年来新发现的一类植物特有的、数量较多的转录因子家族。研究发现,拥有一个介导DNA结合的特有的N末端新转录因子折叠结构域和一个具有高度多样性的C端转录功能区是这类转录因子共同的结构特征。NAC转录因子不仅普遍参与了植物生长发育过程的调控,包括茎顶端分生组织、花器官的发育、侧根的形成、细胞次生壁的形成以及叶片衰老等,还参与了胁迫应答、激素调控以及诱导寄主对病原菌侵染产生抗性等过程。本文综述了植物NAC转录因子的结构特征、生物学功能、作用机理以及表达调控等方面的研究进展,对该领域的研究进行了展望。