植物中的MYB转录因子
植物中的MY B转录因子
王希庆1 陈柏君2 印莉萍1
(1首都师范大学生物系,北京100037;2北京大学生命科学学院,北京100871)
摘 要: M Y B转录因子是植物转录因子中最大的家族之一。概述M Y B蛋白的结构、功能、进化以及与DNA结合的多样性。另外,对是否存在冗余M Y B蛋白的问题亦进行了探讨。
关键词: M Y B转录因子 结构 功能 冗余
The Plant MYB T ranscription F actors
Wang Xiqing1 Chen Bojun2 Y in Liping1
(1Depart ment of Biology Capital Normal U niversity,Beiji ng100037;
2College of L if e Science Peki ng U niversity,Beiji ng100871)
Abstract: The M Y B transcription factors comprise one of the largest families in plant transcription factors.This paper is a survey of main achievements in M Y B proteins’structure、function、evolution and diversity of interaction with DNA.And it is also discussed that whether there is redundant M Y B proteins.
K ey words: M Y B transcription factors Structure Function Redundancy
1 引言
在植物的生长发育中,之所以各细胞之间出现了分化,就是因为细胞内基因的表达存在着时间和空间的差异,导致这种差异的主要原因之一就是转录因子(transcription factor,TF)在转录水平上的调节作用[1] 。
转录因子也称为反式作用因子,是指能够与真核基因的顺式作用元件发生特异性相互作用,并对转录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白[2]。根据与DNA结合的方式可以把TF分为两类:普遍性转录因子(general transcription factor,GTF)和特异性转录因子(sequence2specific transcription fac2 tor)[3,4,5]。GTF能和启动子的核心序列TA TA框结合,可以激活所有基因的转录,而特异性转录因子和DNA序列上的其它调节元件结合,只能激活特定的基因。
典型的转录因子一般具有4个功能区:DNA结合区、转录调控区、核定位信号区和寡聚化位点。通常根据保守性较强的DNA结合区把转录因子分类,例如螺旋2转角2螺旋(helix2turn2helix)、锌指(zinc finger)结构、亮氨酸拉链(leucine zipper)和MADS盒等结构。M Y B转录因子也是其中非常重要的一类,而且是植物转录因子中最大的家族之一。
最早的M Y B转录因子(v2M Y B)是从鸟类的白血病病毒AMV和E26中发现的,一般认为,v2M Y B 是其前体c2M Y B在氨基端和羧基端缩减部分氨基酸残基而成。玉米的cl基因所编码的蛋白是一个从植物中发现的M Y B转录因子,后来研究发现,在拟南芥和玉米中都存在着大量的M Y B转录因子,它们在转录调节中起着多方面的重要作用。
2 MY B转录因子的结构特征
一般每个M Y B区域,即DNA结合区(DNA2 binding domain)含有51～53个氨基酸,在c2M Y B 蛋白中,含有3个串联的、不完全重复的M Y B区(R1、R2和R3)(图1)[6] ,每个M Y B区折叠成螺旋2转角2螺旋的形式参与与DNA大沟的结合。在每个M Y B区域中,一般都含有3个保守的色氨酸残基(其间隔18～19个氨基酸),起着疏水核心的作用,对于维持HTH的构型有着特别重要的意义[7]。
在c2M Y B的DNA结合区的羧基端有一个酸性的转录激活区(transcription activation domain)[8],一般折叠成双亲性的α2螺旋发挥作用,而且作用有一定的可塑性。一般认为转录激活区区域的氨基酸顺序保守性不是很强,在拟南芥R2R3M Y B家
生物技术通报
?综述与专论? B IO TECHNOL O G Y BULL ETIN 2003年第2期
族的22个亚群中,在羧基端被认为是转录激活区的区域,在氨基酸序列上仅仅有着非常有限的保守性[9]。在c2M Y B的羧基端,还有一个负调节区(negative regulatory domain,NRD),此区域的缺失或者其中某些部位的突变,经常会使转录激活功能增强。NRD还可能与分子内部的M Y B区域存在着某种相互作用[7]
。
图1 c2MY B结构示意图
R1～3:3个串联的、不完全重复的M Y B区
TA:转录激活 NRD:负调节区
通过对几种不同的M Y B蛋白相比较,发现连接M Y B区的肽链存在有高度保守性的几个氨基酸残基,这些残基的突变,会使蛋白质与DNA结合的稳定性降低,甚至使蛋白质完全丧失与DNA的结合能力[10]。
在植物中,有含3个串联、重复M Y B区域(R1、R2和R3)的M Y B转录因子,例如拟南芥中的At F4D11.7和At F6N23.19蛋白;也有的仅含有1个或M Y B区域,例如拟南芥中的L H Y、CCA1和CPC1蛋白,玉米中的IBP1蛋白,马铃薯中的Myb2 St1蛋白;但数量庞大、功能多样的还是含有2个M Y B区(R2和R3)的M Y B蛋白,仅在拟南芥中就有125种之多,估计在其它高等植物中也会有相应的甚至更大数量的R2R3M Y B转录因子。
3 MY B转录因子与DNA结合的多样性c2M Y B在与DNA特异性结合时,R2和R3是必须的,R1可能只是增强了与DNA的亲和作用。在每一个M Y B重复区中,靠近羧基端的螺旋对与DNA的结合起识别作用,尤其是R3的羧基端的螺旋,与DNA识别顺序的核心相互结合,作用尤其重要。与R3的作用相比,R2的特异性要相对较弱,但R2和R3与DNA作用的方式比较相似[11]。
因为在c2M Y B中,R2和R3重复区在与DNA 的结合中是必不可少的,所以通常认为,仅有1个M Y B区的转录因子与DNA的结合有着不同的作用方式。人体内的端粒蛋白h TRF1只有1个M Y B 区,它的羧基端的螺旋与c2M Y B的各重复区的相对应的螺旋相比,要长许多,所以,它与DNA的作用方式肯定是不同于c2M Y B与DNA作用的另外一种方式。据推测,h TRF1的DNA结合区也折叠成螺旋2转角2螺旋的构型,其与DNA的作用方式可能与同源异型蛋白转录因子与DNA相互作用的方式相似。还有一种观点认为,仅含有1个M Y B区域的蛋白转录因子可能形成同源或异源二聚体发挥作用。由此可见,具有不同个数M Y B重复区的转录因子,与DNA的结合有着不同的方式,即使在具有相同个数的M Y B重复区的蛋白,与DNA的相互作用也存在着明显的不同。
来自哺乳动物(例如A2M Y B、B2M Y B和c2 M Y B)、无脊椎动物和细胞状粘菌的含有3个M Y B 重复区的蛋白,都能与T/CAACG/TG A/CTA/C/T (MBSI)部位相结合,植物中一些含有2个M Y B重复区的蛋白也可以与其结合,同时这些植物M Y B 蛋白也可以与TAACTAAC(MBSII)部位结合,而MBSII是绝大多数R2R3M Y B蛋白所识别的部位[12]。能够优先与MBSI结合的R2R3M Y B蛋白在一级结构上与c2M Y B非常相似,这在一定程度上反映了M Y B转录因子在进化上的一定程度上的保守性。
多数M Y B转录因子的DNA-结合区,在识别DNA部位的能力上有一定的可塑性,这是它本身所固有的特性,并且受到其它蛋白因子强烈的影响所至。这种在识别、结合DNA能力上的可塑性的存在,就使得在结构上非常相似的M Y B转录因子可能识别不同的DNA部位,从而具备不同的功能。根据DNA-结合区可以把植物中的R2R3M Y B家族分为A,B,C3类。拟南芥基因(A tM YB GL1)在毛状体分化和细胞体积的增大中起作用;金鱼草基因(A m M YB M IX TA)在花瓣表皮细胞的圆锥形细胞分化和形成中起到重要的作用,而对细胞大小没有影响;玉米基因(Zm M YB C1,Zm M YB PL,Zm2 M YB P)、矮牵牛基因(PhM YBA N2)和金鱼草基因(A m2M YB ROS EA,A m2M YB V EN OS A)都在花青素的合成中起调节作用。尽管以上基因都属于亚家族C类,有着非常相似的DNA-结合区,但它们在植物中的生理功能却完全不同。
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2003年第2期 王希庆等:植物中的M Y B转录因子
4 MY B蛋白的功能
人们之所以对M Y B蛋白有浓厚的兴趣,最终还是取决于对M Y B蛋白功能的兴趣。绝大多数的M Y B蛋白起到转录激活作用,但间接的证据表明,有的M Y B蛋白也可以降低目的基因的表达,但迄今为止,还没有转录抑制区存在的直接证据。
M Y B蛋白虽然在序列上有一定的保守性,在结构上有一定的相似性,但不同的物种、不同的个体,甚至同一个体不同的组织器官之间,M Y B蛋白的功能也存在着重大差异。与动物相比,植物中存在着更大数量的M Y B蛋白,它们的功能也更加广泛[13]。在二次代谢、细胞的形态建成、对环境的应答和细胞周期中都起到一定的调控作用。
玉米中的c1基因所编码的蛋白是M Y B转录因子的一种,它能够和R/B基因家族所编码的蛋白协同作用,对花青素的合成起到调控作用,拟南芥中的GL1基因也编码一种M Y B蛋白,在毛状体的形成中起作用,金鱼草的mi x ta基因编码的M Y B 蛋白,能够激活表皮细胞细胞壁的特定物质的定向合成,从而对细胞的形状也有一定影响[22],拟南芥中的另一种M Y B蛋白A TM Y B2在对脱水、盐胁迫和ABA的应答中起到转录调控的作用,拟南芥中的5个A tM YB3R基因所编码的M Y B蛋白的功能类似于动物中的M Y B蛋白,在细胞周期的调控中起作用。
5 MY B蛋白的进化
从进化观点上可以较好的理解M Y B区域的多样性。Lipsick在1996年提出了关于M Y B区进化的观点。这种观点认为,M Y B区的复制导致了含有多个不完全重复M Y B区的蛋白(R1R2R3M Y B蛋白)的产生,接下来的整个基因的扩增(在动物身上,扩增比较有限),产生了数目繁多的M Y B蛋白。因为R1的丢失,从而产生了R2R3M Y B蛋白[14]。在拟南芥中,R2R3M Y B蛋白超过了100多种,在植物其它物种中,估计也会有相应甚至更大数目的R2R3M Y B蛋白。
在动物中,A2M Y B、B2M Y B和c2M Y B蛋白在细胞周期控制中起重要作用,有趣的是,在植物中发现的含有3个重复区的M Y B蛋白好像也参与了细胞周期的控制,并且在结构上与动物的M Y B蛋白相似。这说明,在植物和动物中含有3个重复区的M Y B蛋白,可能都来自一个古老的M Y B蛋白,它们虽在不同的生物中,但在结构和功能上却有很多相似之处。
另外,在酵母、动物和植物等不同生物中,含有一个M Y B区的M Y B蛋白都能识别G含量丰富的调节顺序,并且在结构上有很强的保守性。一些来自不同生物的R2R3蛋白,在结构和功能上也存在一定的保守性。这些都说明,M Y B蛋白的进化,很可能要早于动植物的分离。
在动物和酵母中,也存在着一种较特殊的、含有3个重复区的M Y B蛋白,与其它含有3个重复区的M Y B蛋白在功能上相似,也参与细胞周期的控制,但在结构上,虽然R1和R2与c2M Y B非常相似,但对于R3,除了3个有规律间隔的Trp外,几乎再没有一点保守性[15]。
6 广泛的MY B蛋白冗余并不存在
植物中有那么多的M Y B蛋白,有的功能很相似,甚至相同,那么是不是存在大量的冗余的M Y B 呢?在玉米中,M Y B基因Zm M YB C1和Zm M YB2 PL所编码的M Y B蛋白有着相同的功能:激活花青素合成中的结构基因的转录。然而,它们却是在不同的组织中表达:Zm M YB C1在糊粉层和花器官的一些组织中表达,而Zm M YB PL却是在营养组织中表达。可见,虽然它们有相同的功能,但却是在不同的空间表达,不能相互代替。
在脊椎动物中的3种M Y B基因的产物:A2 M Y B、B2M Y B和c2M Y B蛋白,它们有着近乎完全相同的DNA结合区,均能识别相同的DNA顺序,然而,分别通过对小鼠的3种基因的无数次的异常表达和敲除实验证实:3种M Y B蛋白的功能并不是完全等价的,它们都是小鼠进行正常发育和生理功能不可缺少的。
因此,即使M Y B基因所编码的M Y B蛋白的构型多么的相近,也不可以相互代替。为什么会这样呢?众所周知,转录因子通常要和其它蛋白相互作用来对转录进行调控,M Y B蛋白也不可能例外,多个蛋白之间的相互作用,使得即使在结构上仅有非常细微差别的M Y B蛋白,在功能上却有着明显的不同。所以,在植物中也不会存在有大量冗余的
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生物技术通报Biotechnology Bulletin 2003年第2期
M Y B 蛋白。
通过近年研究,我们对M Y B 转录因子有一定
的认识,但是了解的还是不够透彻,尤其对数量众多的植物M Y B 转录因子的功能,知之甚少。利用基因敲除或插入突变的技术,结合植物的表型分析,有望在植物M Y B 转录因子的认识上取得新的进展。
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?国外动态?
口服酵母葡聚糖可防治炭疽病和肿瘤
Health Products Business 2002年6/7月48卷6期34页报道:据《美国保健食品协会杂志》
(The Journal of American Nutraceutical Association ,JANA )2002年春季号刊载,最近的一项新的研究证明,小鼠口服酵母
β21,32葡聚糖粒剂,可激发其免疫系统,从而显著降低其因致命性炭疽杆菌(Bacillus anthracis )孢子感染而导致的死亡率。
实验证明,在给小鼠注射炭疽杆菌孢子之前,每天经口给予酵母WCP β
2葡聚糖,连续7天,可使染菌小鼠的存活率达到100%,而对照组小鼠的存活率则仅为50%。
还证明,口服酵母β21,32葡聚糖粒剂,对于荷瘤小鼠有肿瘤防护效应。例如,荷瘤小鼠在服药后,从其切除的肿瘤的大小和重量,都有统计学上的减小。
汪治
胆固醇可损害认知功能
Archives of Neurology 2002年3月号378～384页报道:美国旧金山退伍军人事务局医疗中心和美国加
利福尼亚大学旧金山分校,最近对老年妇女的临床观察证明,胆固醇不仅有害于心脏和血管,而且也可导致认知障碍成为进行性老年性痴呆(阿尔茨海默氏病)的先兆。
这项临床观察的对象为1037名参与激素替代疗法临床试验的妇女。观察表明,低密度脂蛋白(LDL )胆固醇水平和总胆固醇水平最高的妇女,在检测记忆、注意、语言、定向和视觉2空间技能的认知功能试验中的反应显著较差。反之,胆固醇水平低的妇女,其认知障碍较轻。
认为胆固醇除了可阻塞动脉,并导致脑血管病变外,还可促进β2淀粉状蛋白凝集,从而在脑中造成损害,导致进行性老年痴呆。
汪治
5
22003年第2期
王希庆等:植物中的M Y B 转录因子
转录调节位点和转录因子数据库介绍_张光亚
１０生物学通报２００５年第４０卷第１１期 ２００３年即Ｗａｔｓｏｎ和Ｃｒｉｃｋ发表ＤＮＡ双螺旋结构５０周年，宣布了人类基因组计划的完成，与此同时，其他许多生物的基因组计划已完成或在进行中，在此过程中产生的大量数据库对科学研究的深远影响是以前任何人未曾预料到的。然而遗憾的是，许多生物学家、化学家和物理学家对这些数据库的使用甚至去何处寻找这些数据库都只有一个比较模糊的概念。 基因转录是遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节，近２０年来对基因转录调节的研究一直是基因分子生物学的研究中心和热点，因此亦产生了大量很有价值的数据库资源，对这些数据库的了解将为进一步研究带来极大便利，本文对其中一些数据库进行简要介绍。 １ＤＢＴＳＳ ＤＢＴＳＳ（ＤａｔａＢａｓｅｏｆＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ）由东京大学人类基因组中心维护，网址：ｈｔｔｐ：／／ｄｂｔｓｓ．ｈｇｃ．ｊｐ。最初该数据库收集用实验方法得到的人类基因的ＴＳＳ（ＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ，转录起始位点）数据。对转录起始位点（ＴＳＳ）的确切了解具有非常重要的意义，可更准确的预测翻译起始位点；可用于搜索决定ＴＳＳ的核苷酸序列，而且可更精确地分析上游调控区域（启动子）。自２００２年发布第一版以来已作了多次更新。目前包含的克隆数为１９０９６４个，含盖了１１２３４个基因，在ＳＮＰ数据库中显示了人类基因中的ＳＮＰ位点，而且现在含包含了鼠等其他生物的相关数据。ＤＢＴＳＳ最新的版本为３．０。 在该最新的版本中，还新增了人和鼠可能同源的启动子，目前可以显示３３２４个基因的启动子，通过本地的比对软件ＬＡＬＩＧＮ可以图的形式显示相似的序列元件。另一个新的功能是可进行与已知转录因子结合位点相似的部位的定位，这些存贮在ＴＲＡＮＳＦＡＣ（ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ＴＲＡＮＳＦＡＣ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）数据库中，免费用于研究，但ＴＲＡＮＳＦＡＣ专业版是商业版本。 ＤＢＴＳＳ对匿名登录的用户是免费的，该网站要求用户在使用前注册，用户注册后即可使用。主页分为２个区域，一个介绍网站的部分信息和用户注册，另一区域为用户操作区，该区约分为１０个部分，可分别进行物种和数据库的选择、ＢＬＡＳＴ、ＳＮＰ以及ＴＦ（转录因子）结合部位搜索等部分。后者的使用可以见网页中的Ｈｅｌｐ部分，里面有比较详细的介绍。ＤＢＴＳＳ还提供了丰富的与其他相关网站的链接，如上文提到的ＴＲＡＮＳＦＡＣ数据库、真核生物启动子数据库（Ｅｕｋａｒｙｏｔ－ｉｃＰｒｏｍｏｔｅｒＤａｔａｂａｓｅ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｐｄ．ｉｓｂ－ｓｉｂ．ｃｈ／）以及人类和其他生物ｃＤＮＡ全长数据库等。 ２ＪＡＳＰＡＲ ＪＡＳＰＡＲ是有注释的、高质量的多细胞真核生物转录因子结合部位的开放数据库。网址ｈｔｔｐ：／／ｊａｓｐａｒ．ｃｇｂ．ｋｉ．ｓｅ。所有序列均来源于通过实验方法证实能结合转录因子，而且通过严格的筛选，通过筛选后的序列再通过模体（ｍｏｔｉｆ）识别软件ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ进行联配。ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ利用人工神经网络和吉布斯（Ｇｉｂｂｓ）取样算法寻找特征序列模式。联配后的序列再利用生物学知识进行注释。 目前该数据库收录了１１１个序列模式（ｐｒｏｆｉｌｅｓ），目前仅限于多细胞真核生物。通过主页界面，用户可进行下列操作：１）浏览转录因子（ＴＦ）结合的序列模式；２）通过标识符（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）和注解（ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ）搜索序列模式；３）将用户提交的序列模式与数据库中的进行比较；４）利用选定的转录因子搜索特定的核苷酸序列，用户可到ＣｏｎＳｉｔｅ服务器（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｙｌｏｆｏｏｔ．ｏｒｇ／ｃｏｎｓｉｔｅ）进行更复杂的查询。ＪＡＳＰＡＲ数据库所有内容可到主页下载。 与相似领域数据库相比，ＪＡＳＰＡＲ具有很明显优势：１）它是一个非冗余可靠的转录因子结合部位序列模式；２）数据的获取不受限制；３）功能强大且有相关的软件工具使用。ＪＡＳＰＡＲ与ＴＲＡＮＳＦＡＣ（一流的ＴＦ数据库）有较明显的差异，后者收录的数据更广泛，但包含不少冗余信息且序列模式的质量参差不齐，是商业数据库，只有一部分是可以免费使用。用户在使用过程中会发现二者的差异，这主要是由于二者对数据的收集是相互独立的。另外该数据库还提供了相关的链接：如ＭａｔＩｎｓｐｅｃｔｏｒ检测转录因子结合部位，网址ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ｐｒｏｇｒａｍｓ／ｍａｔｉｎｓｐｅｃｔｏｒ／；ＴＥＳＳ转录元件搜索系统，网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｉｌ．ｕｐｅｎｎ．ｅｄｕ／ｔｅｓｓ／。 转录调节位点和转录因子数据库介绍! 张光亚!!方柏山 （华侨大学生物工程与技术系福建泉州３６２０２１） 摘要转录水平的调控是基因表达最重要的调控水平之一，对转录调节位点和转录因子的研究具有重要意义。介绍了ＤＢＴＳＳ、ＪＡＳＰＡＲ、ＰＲＯＤＯＲＩＣ和ＴＲＲＤ等相关数据库及其特征、内容和使用。 关键词转录调节位点转录因子数据库生物信息学 !基金项目：国务院侨办科研基金资助项目（０５ＱＺＲ０６） !!通讯作者
植物转录因子及转录调控数据与分析平台
植物转录因子及转录调控数据与分析平台 PlantTFDB：植物转录因子数据库 URL: https://www.360docs.net/doc/bd12705271.html, 包含资源：植物转录因子的家族分类规则、基因组转录因子全谱、丰富的注释、转录因子结合图谱(binding motifs)、转录因子预测、系统发生树等 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等165个物种。 PlantRegMap：植物转录调控数据与分析平台 URL: https://www.360docs.net/doc/bd12705271.html, 包含资源：植物转录调控元件、植物转录调控网络、转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析、上游调控因子富集分析等。 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等156个物种。 ATRM: 拟南芥转录调控网络及其结构和演化分析 URL: https://www.360docs.net/doc/bd12705271.html, 包含资源：基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络、植物转录调控网络的结构和演化特征 涉及物种：拟南芥 植物转录因子及转录调控数据与分析平台(导航页) 我们致力于为广大科研人员提供一个关于植物转录因子和转录调控、集数据和分析于一体的高质量平台，为研究和理解植物转录调控系统保驾护航。 植物转录因子数据库(PlantTFDB) 一套完整的植物转录因子分类规则 覆盖绿色植物各大分支的转录因子全谱 丰富的功能和演化注释 基因组范围的高质量转录因子结合矩阵（156个物种） 在线转录因子预测平台 植物转录调控数据与分析平台(PlantRegMap) 基于高通量实验(ChIP-seq和DNase-seq)和比较基因组方法鉴定的多种转录调控元件 基于转录因子结合矩阵和转录调控元件推测的转录调控网络 涉及165物种的GO注释 一套植物转录调控预测与分析工具，包括转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析及上游调控因子富集分析等 拟南芥转录调控网络及其结构和演化特征(ATRM) 基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络 植物转录调控网络的结构和演化特征
茶树2个MYB转录因子基因的克隆及表达分析
第48卷第3期2012年3月 林 业科 学 SCIENTIA SILVAE SINICAE Vol.48，No.3 Mar．， 2012茶树2个MYB 转录因子基因的克隆及表达分析 * 马春雷 姚明哲王新超金基强陈亮 （中国农业科学院茶叶研究所国家茶树改良中心杭州310008） 摘 要： MYB 类转录因子是一类包含一段保守的DNA 结合结构域的基因家族，广泛地参与植物发育和植物次生 代谢的调节。根据前期芯片杂交和文库筛选得到的2个MYB 转录因子的部分序列，采用RT-PCR 和RACE 技术分离得到它们的全长基因：CsMYB1和CsMYB2， 在GenBank 的登录号分别为HQ660373和HQ660374。序列分析表明：CsMYB1基因全长1132bp ，开放阅读框长879bp ，编码292个氨基酸，推测的蛋白分子量约为32.9ku ，理论等电点为8.13；CsMYB2基因全长1020bp ， 其中开放阅读框长675bp ，编码224个氨基酸，推测的蛋白分子量约为25.4ku ，理论等电点为9.05。2个基因编码的蛋白均具有明显的R2R3MYB 结构域，且在R3结构域的下游都含有1个相对保守的C1（LIXXGIDPXTHR ）基序。同源性分析表明：茶树CsMYB1和CsMYB2编码的氨基酸序列与其他植物的MYB 类转录因子具有较高的相似性， 其中CsMYB1编码的氨基酸序列与陆地棉MYB1的相似性为57%，CsMYB2编码的氨基酸序列与葡萄MYBC2的相似性为75%。利用荧光定量PCR 技术检测2个转录因子基因在遮荫处理条件下的表达规律， 及其在茶树不同组织中的表达特性，结果表明：CsMYB1和CsMYB2在不同组织中均有表达，但表达量具有明显区别，其中CsMYB2在叶片中的相对表达量是根中的100多倍；而遮荫处理能明显降低叶片中的花青素含量，并提高CsMYB1的表达，但对转录因子CsMYB2的影响不大。关键词： 茶树；MYB 转录因子；基因克隆；表达分析 中图分类号：S718.46；Q943.2 文献标识码：A 文章编号：1001－7488（2012）03－0031－07 收稿日期：2011－07－04；修回日期：2011－11－07。 基金项目：“国家茶叶产业技术体系”项目（CARS －23）；国家自然科学基金项目（31100504；31170624；30901159）；浙江省自然科学基金项目（Y3100291；Y3090041；Y3110260）。 *陈亮为通讯作者。 Cloning and Expression of Two MYB Transcription Factors in Tea Plant （Camellia sinensis ） Ma Chunlei Yao Mingzhe Wang Xinchao Jin Jiqiang Chen Liang （National Center for Tea Improvement Tea Research Institute ，Chinese Academy of Agricultural Sciences Hangzhou 310008） Abstract ：MYB transcription factors represent a family of genes that include the conserved MYB DNA-binding domain ， and they are widely involved in the regulation of plant development and secondary metabolism．In this study ，Part of sequences of two MYB transcription factors was determined through the cDNA microarray hybridization and selection of cDNA library derived from tender shoots．The full-length cDNAs of the genes were obtained with RT-PCR and RACE ，and they were 1132bp and 1020bp ，named as CsMYB1and CsMYB2（GenBank accession No．HQ660373and HQ660374），and contained ORFs of 879bp and 675bp encoding 292and 224amino acids ， respectively．Sequences analysis showed that the deduced protein molecular weight of the two genes were 32．9ku and 25．4ku ，and the proteins contained two conserved MYB domains near the N-terminus and a conserved C1motif near the R3domains．The deduced amino acid sequence of CsMYB1and CsMYB2from tea plant showed high identity with that of other plants ，for instance CsMYB1shared 57%homology with MYB1of Gossypium hirsutum and CsMYB2shared 75%homology with MYBC2of Vitis vinifera．The result of real time-PCR analysis showed the two genes were expressed constitutively in all tissues with different expression levels ，e．g．the relative expression level of CsMYB2in leaf was hundred times higher than that in root．Additionally ，shading enhanced CsMYB1expression ，while the treatment did not alter the expression level of CsMYB2．Key words ： tea plant （Camellia sinensis ）；MYB transcription factors ；gene cloning ；expression 转录因子是一类通过特异的结合靶基因启动子 区的顺式作用元件来调节目标基因表达的DNA 结
植物MYB类转录因子研究进展
综 述R evie w 2002201215收到,2002201228接受。 国家重点基础研究发展规划项目(973项目G 1999011604)资助。3联系人,E 2mail :zywang @https://www.360docs.net/doc/bd12705271.html, ,Tel :02126404209024423。 植物MYB 类转录因子研究进展 陈 俊 王宗阳3 (中国科学院上海植物生理研究所,上海200032) 摘要:植物M Y B 转录因子以含有保守的M Y B 结构域为共同特征,广泛参与植物发育和代谢的调节。含单一M Y B 结构域的M Y B 转录因子在维持染色体结构和转录调节上发挥着重要作用,是M Y B 转录因子家族中较为特殊的一类。含两个M Y B 结构域的 M Y B 转录因子成员众多,在植物体内主要参与次生代 谢的调节和控制细胞的形态发生。含3个M Y B 结构域的M Y B 蛋白与c 2M Y B 蛋白高度同源,可能在调节细胞周期中起作用。 关键词:M Y B 结构域,M Y B 转录因子,组合调控学科分类号:Q74 随着多种模式生物基因组计划的完成,如何 从这些浩如烟海的DNA 序列中揭示基因的功能以及它们有序的时空表达,已成为后基因组时代的重要课题。人类基因组计划的完成显示人类只有30000～50000个基因,生命体是如何以如此少的 基因完成如此复杂的生命活动的呢?很重要的一点在于基因的表达调控,使得每一个基因能适时、适地、适量地表达,并且使得某些基因可以产生多种功能各异的蛋白质。真核基因的表达随细胞内外环境的改变而在不同层次上受到精确调控,如染色体DNA 水平、转录水平及转录后水平的调控等。而转录水平的调控发生在基因表达的初期阶段,是很多基因表达调控的主要方式。转录水平的调控指一类称为转录因子(有时又称反式作用因子)的蛋白质特异结合到靶基因调控区的顺式作用元件上,或调节基因表达的强度,或应答激素刺激和外界环境胁迫,或控制靶基因的时空特异性表达。 转录因子通常是一种模块化的蛋白,一般由几个独立的功能域组成,包括DNA 结合功能域,转录激活功能域,蛋白2蛋白相互作用功能域,信号分子结合功能域,核定位信号区等。根据DNA 结合功能域的结构,转录因子可分为以下几类:bHL H (碱性螺旋2环2螺旋)、bZIP (碱性亮氨酸拉链)、homeodomain 蛋白、MADS 2box 蛋白、zinc 2finger 蛋 白、Myb 蛋白、Ap2/EREBP 蛋白、HSF 蛋白、HM G 蛋白和A T hook 蛋白等(Schwechheimer 和Bevan 1998)。 本文试以植物中数量最多、功能最多样化的M Y B 类转录因子为例,对该类转录因子的研究历 史和现状作一简单介绍。阐述了M Y B 转录因子的结构、功能和进化,并举例说明M Y B 类转录因子如何与其它转录因子家族成员相互作用,通过组合调控(combinatorial control )的方式实现对靶基因的精密调控。 1 MYB 类转录因子 M Y B 类转录因子家族是指含有M Y B 结构域 的一类转录因子。M Y B 结构域是一段约51～52个氨基酸的肽段,包含一系列高度保守的氨基酸残基和间隔序列(图1)。首先是每隔约18个氨基酸规则间隔的色氨酸(W )残基,它们参与空间结构中疏水核心的形成。有时色氨酸残基会被某个芳香族氨基酸或疏水氨基酸所取代,尤其是在植物R2R32M Y B 转录因子中,R3M Y B 结构域的第一 个色氨酸经常被亮氨酸、异亮氨酸或苯丙氨酸所取 代。其次,在每个保守的色氨酸前后都存在一些高度保守的氨基酸,例如在第一个色氨酸的C 2末端通常是一簇酸性氨基酸(图1)。正是上述这些保守的氨基酸残基使M Y B 结构域折叠成螺旋2螺旋2转角2螺旋(helix 2helix 2turn 2helix )结构。 1982年K lempnauer 等在禽成髓细胞瘤病毒(avian myeloblastosis virus )中鉴定出一个能直接导致急性成髓细胞白血病(acute myeloblastic leukemia )的癌基因,称为v 2myb ,不久发现在正常动物细胞中也存在相应的原癌基因c 2myb ,随后研究结果表明v 2M Y B ,c 2M Y B 蛋白都定位在细胞核中,与核基质和染色质紧密相连,而且都具有DNA 1 8植物生理与分子生物学学报,J ournal of Plant Physiology and Molecular Biology 2002,28(2):81-88
植物bHLH转录因子研究进展_刘文文
生物技术进展 2013年第3卷第1期7 11 Current Biotechnology ISSN 2095-櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯 殯 殯 殯 2341 进展评述 Reviews 收稿日期：2012-12-12；接受日期：2012-12-31基金项目：国家自然科学基因项目（30970221）资助。 作者简介：刘文文，硕士研究生，研究方向为玉米氮利用效率生理学及拟南芥抗逆作用机制。*通讯作者：李文学，研究员，博士，主要 从事小RNA 功能及植物抗逆机制研究。E- mail ：liwenxue@caas．cn 植物bHLH 转录因子研究进展 刘文文，李文学 * 中国农业科学院作物科学研究所，北京100081摘 要：bHLH （basic helix-loop-helix protein ）是真核生物中存在最广泛的一大类转录因子，其通过特定的氨基酸残基与 靶基因相互作用，进而调节相关基因的表达。系统发育分析表明植物的bHLH 转录因子为单源进化。bHLH 转录因子不仅对于植物的正常生长和发育必不可缺，同时参与植物适应多种逆境胁迫的反应过程。然而，由于植物bHLH 家族成员众多、 参与的生物过程复杂，对于其了解还不是十分清楚。本文针对植物bHLH 的进化、结构特点、生物功能，尤其是在适应逆境胁迫中作用等的最新研究结果进行综述，以期为进一步深入了解植物bHLH 转录因子的功能提供理论参考。关键词：bHLH ；结构特点；生物学功能DOI ：10．3969/j．issn．2095-2341．2013．01．02 Progress of Plant bHLH Transcription Factor LIU Wen-wen ，LI Wen-xue * Institute of Crop Science ，Chinese Academy of Agricultural Sciences ，Beijing 100081，China Abstract ：Basic helix-loop-helix proteins （bHLHs ）are found throughout the eukaryotic kingdom ，and constitute one of the largest families of plant transcription factors．They can regulate gene expression through interaction with specific motif in target genes．Phylogenetic analysis indicates that plant bHLHs are monophyletic．bHLHs are necessary for plant normal growth and development ，and play important roles in abiotic-stress responses．However ，we know little about their origins ，structures ，and functions due to the large quantities and complexity of plant bHLH family．This paper reviews on the evolution ，structure characteristics ，biological function of plant bHLHs ，especially their functions in adapting to abiotic-stress tolerance ，so as to provide a theoretical reference for further research on the function of plant bHLH transcription factors．Key words ：bHLHs ；structural features ；biological function bHLH 转录因子广泛存在于真核生物。自 bHLH 发现以来，越来越多的研究表明该转录因子对于真核生物的正常生长及发育必不可缺。在酵母等单细胞真核生物中，bHLH 参与染色体的分离、新陈代谢调节等过程［1］ ；在动物中，bHLH 主要与感知外界环境、调节细胞周期、组织分化等 相关 ［2 4］ 。植物中bHLH 家族成员数量众多，仅 次于MYB 类转录因子，譬如在拟南芥中有超过140个bHLH 转录因子，水稻中则超过160个。家族的庞大不可避免的造成功能冗余，使研究单个bHLH 转录因子的功能相对困难。本文拟对有限的植物bHLH 家族研究结果，尤其是参与植物 适应逆境胁迫过程中的作用进行综述，以期为进 一步深入了解植物bHLH 转录因子的功能的提供理论参考。 1 植物bHLH 的结构特点、家族分类及 进化 1．1 bHLH 的基本结构 bHLH 转录因子因含有bHLH 结构域而得名。bHLH 结构域由50 60个氨基酸组成，可分为长度为10 15个氨基酸的碱性氨基酸区和40个氨基酸左右的α-螺旋-环-α-螺旋区（HLH 区）。
植物转录因子汇总2013
Plant Transcription Factor Database v3.0 Center for Bioinformatics , Peking University , China Previous versions:v1.0v2.0 Home | Blast | Search | Download | Prediction | Help | About | Links LFY) Browse by Species open all | close all Taxonomic Group (83 species) (G)-species with genome sequence Chlorophyta (10 species)Bryophyta (1 species) Lycopodiophyta (1 species)Coniferopsida (4 species) Basal Magnoliophyta (1 species)Monocot (17 species) Eudicot (49 species) Bathycoccus prasinos (G)Chlamydomonas reinhardtii (G)Chlorella sp. NC64A (G)Coccomyxa sp. C-169 (G) Micromonas pusilla CCMP1545 (G)Micromonas sp. RCC299 (G) Ostreococcus lucimarinus CCE9901 (G)Ostreococcus sp. RCC809 (G)Ostreococcus tauri (G) Volvox carteri (G) Physcomitrella patens subsp. patens (G) Selaginella moellendorffii (G)Picea abies (Norway spruce) (G)Picea glauca (white spruce)Picea sitchensis (Sitka spruce) Pinus taeda (loblolly pine) Amborella trichopoda (G)Aegilops tauschii (Tausch's goatgrass) (G) Brachypodium distachyon (purple false brome) (G)Hordeum vulgare (barley) (G)Musa acuminata (dwarf banana) (G)Oryza barthii (African wild rice) (G)Oryza brachyantha (malo sina) (G)Oryza glaberrima (African rice) (G)Oryza punctata (G) Oryza sativa subsp. indica (Indian rice) (G)Oryza sativa subsp. japonica (Japanese rice) (G)Phoenix dactylifera (date palm) (G) Phyllostachys heterocycla (moso bamboo) (G)Saccharum officinarum (sugarcane)Setaria italica (foxtail millet) (G)Sorghum bicolor (sorghum) (G)Triticum aestivum (wheat)Triticum urartu (G) Zea mays (maize) (G)Aquilegia coerulea (columbine) (G) Asterids (9 species) Artemisia annua (sweet wormwood)Capsicum annuum (chilli pepper)Helianthus annuus (sunflower) Lactuca sativa (garden lettuce) Mimulus guttatus (spotted monkey flower) (G)
转录因子包括什么主要的功能结构域
转录因子包括什么主要的功能结构域？其主要的结构特点与功能是什么？ 作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNA binding domain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（activating domain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，一酸性结构域最多见； ③连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA 结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率。 与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以几种： ①螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）及螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix，HLH） 这类结构至少有两个α螺旋其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif结构以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm）,两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。 ②锌指（zinc finger）其结构如图所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1 中就有连续的3个锌指重复结构。 ③碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper，bZIP）这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA 双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体结构。
辣椒MYB转录因子基因的克隆及表达分析
辣椒MYB转录因子基因的克隆及表达分析辣椒素是辣椒属植物特有的次生代谢,是物辣椒素类物质中的主要组成部分,也是辣椒辛辣味道的主要来源。众多研究表明辣椒素在新型农药、镇痛、抗疲劳、抗肿瘤、美容、抗菌等领域具有重要的作用,因此研究辣椒素的合成途径调控机制具有重要意义。 辣椒素是由苯丙氨酸途径合成的香草基胺和由支链脂肪酸途径合成的8-甲基-6-癸烯酰经辣椒素合成酶(CS)催化缩合而成。CS基因启动子含有TATA-box、CAAT-box、W-box、GATA-box、ABRE、TCA-element等多个顺式作用元件,以及包含一个能够与MYB转录因子结合的结合位点(CAACTG)。 因此可以推测,MYB转录因子可以通过与CS启动子序列中的MYB结合位点结合,产生互作,激活或者抑制辣椒素合成酶基因(CS)的表达,影响辣椒素合成途径,最终影响了辣椒素的合成。本研究通过PCR技术在黄灯笼椒中获得一个MYB转录因子基因,命名为Ccmyb,全长1038bp,编码345个氨基酸。 经过网站预测分析,Ccmyb包含有两个螺旋-转角-螺旋机构的MYB转录因子结构域,属于R2R3-MYB转录因子家族。经过同源性分析发现与Lycopersicon esculentum Mill(番茄)和Solanum pennellii(野生种潘那利番茄)转录因子MYB44-like同源关系比较近。 利用https://www.360docs.net/doc/bd12705271.html,网站对Ccmyb的蛋白进行分析,可知pI为 8.57,Mw为38241.06,是一类定位在细胞核中的蛋白,无跨膜组织。利用RT-PCR 技术分析了Ccmyb基因与3个辣椒素合成相关基因基因(Pun1,PAL,KAS)在黄灯笼椒根、茎、叶、花、果实、种子、胎座以及坐果期、绿熟期、转色期、成熟期的果实的表达情况。
转录因子蛋白质结构分析
植物转录因子蛋白质结构 转录因子是生物体内直接结合或间接作用于基因启动子区域、形成具有RNA聚合酶活性的转录复合体的蛋白质因子，通过其调控基因的表达来影响生物的表型及对外界刺激的保护，从而完成了生物在转录水平的调控。按功能可分为通用转录因子、序列特异性转录因子、辅助转录因子等。而与RNA聚合酶I、Ⅱ、Ⅲ相对应的有3类转录因子，分别是TFI、TFⅡ、TFⅢ。锌指蛋白就是属于其中的TFⅢ型转录因子，它是生物中发现种类最多、研究较为广泛、在真核生物中具有重要调控作用的一类转录因子。 通过对蛋白质的结构进行分析表明，典型的植物转录因子一般由DNA结合区(DNA—binding domain)、寡聚化位点(oligomerization site)、转录的调控区(transcription regulation domain)、细胞核定位信号区(nuclear localization signal，NLS)组成，这些功能区域决定了各个转录因子的具体功能。 DNA结合区(DNA—binding domain)DNA序列中有许多具有重要作用的顺式作用元件，能够识别并与之结合的氨基酸序列就是转录因子的DNA结合区。相同类型的转录因子都能够识别比较保守的氨基酸序列(DNA结合区)。而且植物转录因子的分类依据就是DNA结合区和寡聚化位点的保守区的差异。其中bHLH结构域、bZIP结构域、锌指结构域、MADS结构域、MYC 结构域、MYB结构域和类Myc蛋白等都是典型的植物转录因子的DNA结合区。这些典型的结合区与顺式作用元件识别及结合的特异性由DNA结合区中特定的氨基酸序列来决定。它们与顺式作用元件的亲和性和特异性由DNA结合区的二级结构来决定。 bHLH(basichelix-loop-helix)家族转录因子普遍存在于真核生物中。目前,已在拟南芥中发现了147个bHLH家族转录因子基因。bHLH转录因子约由60个氨基酸残基组成,因HLH结构上游富含碱性氨基酸而得名,含有两个相连的基本亚区,即HLH Motif及其上游富含碱性氨基酸基序,其中碱性氨基酸基序与DNA结合有关,对基因的转录发挥调控作用。bHLH转录因子的HLH 区长为40-50个氨基酸残基,参与二聚体形成,有HLH蛋白的共同模体,即具有两条短小的既亲水又亲脂的两性α-螺旋,螺旋区的长度为15-16个氨基酸,含有各种保守的氨基酸残基,两个α-螺旋由连接区(环)相连,连接环的长度不等,由12-28个氨基酸组成,螺旋的一侧有疏水氨基酸。bHLH转录因子两条α-链依赖疏水氨基酸的相互作用形成同型或异型二聚体,从而与启动子的不同部位相结合。缺少碱性区的HLH蛋白可以与bHLH蛋白形成二聚体,但无结合DNA 的能力。 bZIP转录因子是真核生物转录因子中分布最广泛、最保守的一类转录因子。几乎所有真核细胞中都发现了bZIP结构域的转录冈子。根据植物bZlP转录因子结构特点和功能可以将bZIP 家族划分为10个亚族。所有的bZIP转录因子除了都具有两种保守的结构域外，同一个亚族内的bZIP转录因子还有额外的共有特征，如亮氨酸拉链的大小、类似的DNA结 合碱性结构域和类似的cis元件等。植物bZIP类转录因子的共同结构特点是：(1)含有与特异DNA序列相结合的碱性结构域，大约由20个氨基酸组成，紧靠亮氨酸拉链结构域的N末端，能与专一的DNA序列进行相互作用；(2)参与寡聚化作用的亮氨酸拉链区与碱性区紧密相连，每7个氨基酸的第7位含有一个亮氨酸。亮氨酸拉链形成一个两亲的螺旋结构，该结构参与bZIP蛋白与DNA结合之前的二聚体化；(3)转录因子的N末端含有酸性激活区；(4)以二聚体形式结合DNA，肽链N末端的碱性区与DNA直接结合。 至今，发现了三类锌指结构。一类是类似TFIIIA，如哺乳动物细胞的SP1。第二类锌指结构是通过NMR（核磁共振）检测到的，这类结构有点类似于HTH结构。它是由两个环-螺旋结构组成，命名为“双环-锌-螺旋”（double loop-Zn-helix），锌离子与在环开始部分中的两个半胱氨酸和两个а-螺旋的N端的两个氨基酸残基作用，靠近第一个а-螺旋N端的残基决定了
翻译MtPARMYB转录因子作为一个开关参与苜蓿原花色素合成
MtPAR MYB转录因子作为一个开关参与苜蓿原花色素的合成 摘要：MtPAR（蒺藜苜蓿原花色素调节子）是myb蛋白家族的转录因子，在模式豆科植物苜蓿的原花色素（PA）的合成中起关键调控作用。MtPAR在种皮中表达，pa积累的部位。功能缺陷的Par突变体种皮中的pa含量比野生型低很多，然而花色素和其他专门的代谢物水平是正常的。相反，当MtPAR在转基因苜蓿的毛状根中异常表达时，pa却大量积累。对par突变体和MtPAR表达的毛状根进行转录分析，结合酵母单杂交分析，发现MtPAR 很可能通过激活WD40-1，从而正向调控编码类黄酮到pa合成途径中的酶的基因。MtPAR 在牲畜饲料的紫花苜蓿中表达，导致根中含有可观察到的pa含量，突出了这一潜在增加牧草植物中pa含量的基因生物技术的战略，降低以此为食的反刍动物的气胀。 原花色素（pa，也成缩合单宁）是黄烷-3 -醇单元的低聚物，pa复合物在种皮，叶，果实，花，许多植物的树皮中都有分布。Pa，儿茶素，表儿茶素是对人体健康有益的抗氧化剂，包括保护心脏，抗癌，消炎。牧草植物中的Pa与蛋白结合，减慢在反刍动物的瘤胃的发酵，降低了微生物产生的甲烷含量，从而使动物免受可能致死的气胀病的危害。牧草植物中等水平的pa含量，可以改善氮素营养，减少尿氮排泄，有利于抵抗肠道寄生虫。不幸的是，很多豆科植物，包括世界上最重要的牧草植物，紫花苜蓿，没有足够多的pa来抵抗食草动物的胀气病。因此，提高苜蓿和其他饲料豆科植物根中pa含量成为生物技术的一个重要目标。Pa的合成和调控在非豆科植物的模式植物拟南芥中已研究清楚。拟南芥中pa的合成知识大部分来自于tt突变体，表现为种子色素沉着较少。20个tt基因已被鉴定，它们编码参与pa 合成及储存或者调控pa产量的蛋白的酶或者转运子。转运子包括一系列的转录因子：tt2，myb家族的转录因子；tt8，bHLH转录因子；ttg1，WD40蛋白，共同组成一个调控花色素还原酶转录的三聚体。 最近，已经从模式豆科植物苜蓿中分离和鉴定了参与pa合成的几个关键的基因/酶和一个转运子的前体。然而，我们对苜蓿和其他豆科植物pa的生物合成知之甚少，，只有一个WD40重复结构的转录因子有牵连，在紫花苜蓿种子的正调控pa的合成。 苜蓿的全基因组转录因子研究和其他在种子发育过程中被激活的基因中，锁定了超过30个诱导种子的转录因子用于反向遗传学功能鉴定。其中一个编码调控苜蓿种子pa合成的myb蛋白家族的转录因子。这个基因在转基因毛状根的异常表达导致pa合成和积累。因此，这个myb转录因子具有提高牧草单宁水平的潜力。 结论： MtPAR编码一个在种皮中特异表达的myb转录因子 图1：MtPAR基因 的表达。MtPAR在 种子发育不同阶 段和在种子不同 组织中的表达情 况。
转录因子正文
转录因子 摘要：随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入，人类步入了系统生物学时代。基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息，解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架，因此，接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。另一方面，蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱，接下来研究蛋白质与蛋白质，蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。有生物学家认为，21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。 然而，转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白，研究转录因子就是研究转录调控的分子机制，研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性，研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点，因此，对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。 DNA转录及转录因子 定义 转录：是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下合成mRNA，将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上，这一过程成为转录。真核生物DNA的转录在细胞核中进行，原核生物的转录在细胞质的核质区
内进行。 转录单元 转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。 转录起始（transcription initiation）：转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子，形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体，从转录起始位点启动转录的过程。 转录终止子（transcription terminator）：基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子，是一种位于poly(A)位点下游，长度在几百碱基以内的结构。 终止子可分为两类。一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子 转录因子：能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，活化后从胞质转位至胞核，通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。 转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。转录因子是结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控该基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）与DNA模板的结合。转录因子不单与DNA序列上的启动子结合，也可以和其它转录因子形成-转录因子聚合体，来影
植物中的MYB转录因子
植物中的MY B转录因子 王希庆1 陈柏君2 印莉萍1 (1首都师范大学生物系,北京100037;2北京大学生命科学学院,北京100871) 摘 要: M Y B转录因子是植物转录因子中最大的家族之一。概述M Y B蛋白的结构、功能、进化以及与DNA结合的多样性。另外,对是否存在冗余M Y B蛋白的问题亦进行了探讨。 关键词: M Y B转录因子 结构 功能 冗余 The Plant MYB T ranscription F actors Wang Xiqing1 Chen Bojun2 Y in Liping1 (1Depart ment of Biology Capital Normal U niversity,Beiji ng100037; 2College of L if e Science Peki ng U niversity,Beiji ng100871) Abstract: The M Y B transcription factors comprise one of the largest families in plant transcription factors.This paper is a survey of main achievements in M Y B proteins’structure、function、evolution and diversity of interaction with DNA.And it is also discussed that whether there is redundant M Y B proteins. K ey words: M Y B transcription factors Structure Function Redundancy 1 引言 在植物的生长发育中,之所以各细胞之间出现了分化,就是因为细胞内基因的表达存在着时间和空间的差异,导致这种差异的主要原因之一就是转录因子(transcription factor,TF)在转录水平上的调节作用[1] 。 转录因子也称为反式作用因子,是指能够与真核基因的顺式作用元件发生特异性相互作用,并对转录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白[2]。根据与DNA结合的方式可以把TF分为两类:普遍性转录因子(general transcription factor,GTF)和特异性转录因子(sequence2specific transcription fac2 tor)[3,4,5]。GTF能和启动子的核心序列TA TA框结合,可以激活所有基因的转录,而特异性转录因子和DNA序列上的其它调节元件结合,只能激活特定的基因。 典型的转录因子一般具有4个功能区:DNA结合区、转录调控区、核定位信号区和寡聚化位点。通常根据保守性较强的DNA结合区把转录因子分类,例如螺旋2转角2螺旋(helix2turn2helix)、锌指(zinc finger)结构、亮氨酸拉链(leucine zipper)和MADS盒等结构。M Y B转录因子也是其中非常重要的一类,而且是植物转录因子中最大的家族之一。 最早的M Y B转录因子(v2M Y B)是从鸟类的白血病病毒AMV和E26中发现的,一般认为,v2M Y B 是其前体c2M Y B在氨基端和羧基端缩减部分氨基酸残基而成。玉米的cl基因所编码的蛋白是一个从植物中发现的M Y B转录因子,后来研究发现,在拟南芥和玉米中都存在着大量的M Y B转录因子,它们在转录调节中起着多方面的重要作用。 2 MY B转录因子的结构特征 一般每个M Y B区域,即DNA结合区(DNA2 binding domain)含有51～53个氨基酸,在c2M Y B 蛋白中,含有3个串联的、不完全重复的M Y B区(R1、R2和R3)(图1)[6] ,每个M Y B区折叠成螺旋2转角2螺旋的形式参与与DNA大沟的结合。在每个M Y B区域中,一般都含有3个保守的色氨酸残基(其间隔18～19个氨基酸),起着疏水核心的作用,对于维持HTH的构型有着特别重要的意义[7]。 在c2M Y B的DNA结合区的羧基端有一个酸性的转录激活区(transcription activation domain)[8],一般折叠成双亲性的α2螺旋发挥作用,而且作用有一定的可塑性。一般认为转录激活区区域的氨基酸顺序保守性不是很强,在拟南芥R2R3M Y B家 生物技术通报 ?综述与专论? B IO TECHNOL O G Y BULL ETIN 2003年第2期