浅谈CBF转录激活因子

合集下载

转录因子的结构特点及其作用机制

转录因子的结构特点及其作用机制

转录因子:掌握基因表达的主宰权转录因子是一类能够调控基因表达的蛋白质,通过与DNA结合,可以促进或抑制基因的转录过程。

这使得转录因子在调控生物体发育、疾病进程以及环境适应等方面发挥着重要作用。

接下来我们将介绍转录因子的结构特点及其作用机制。

转录因子的结构特点:转录因子通常由结构域(domain)组成,其中DNA结合结构域(DNA binding domain,DBD)是最重要的结构域之一。

DBD可以特异性地与DNA结合,通过这种结合方式调节基因的转录。

除了DBD之外,转录因子还包括激活结构域(activation domain)、复合结构域(dimerization domain)和化学修饰结构域(post-translational modification domains)等。

这些结构域的组合可以决定转录因子的生理功能。

转录因子的作用机制:转录因子的主要作用机制是特异性地结合到DNA优化元件(response element)上,从而影响基因表达。

它们可以起到激活或者抑制转录的作用。

具体来说,激活转录因子(activator),通过与共同因子(cofactor)互作,招募RNA聚合酶、转录激活因子TFIIH和启动复合物等,从而帮助RNA聚合酶启动转录过程。

相反,抑制转录因子(repressor)则通过与共同因子互作,在特定染色质区域上形成复合物,进而抑制RNA聚合酶启动转录过程。

总之,转录因子是细胞中极其重要的蛋白质,不仅参与基本的生理过程,还与许多疾病如心血管疾病、癌症以及神经退行性疾病等密切相关。

深入研究转录因子的结构特点及其作用机制,对于解析基因调控的奥秘、阐明疾病的发生机制并开发新的治疗方法都有深远意义。

转录因子CBF及其抗寒作用机制

转录因子CBF及其抗寒作用机制

转录因子CBF及其抗寒作用机制刘艳香;董宽虎【期刊名称】《草业科学》【年(卷),期】2009(026)005【摘要】从植物的抗寒方面综述了转录因子CBF(CRT/DRE-binding factor)的发现、分类、结构、在植物抗寒过程中发挥作用的分子机制,并介绍了调控CBF和受CBF调控的其他分子的信息,较为系统地归纳了CBF研究的最新进展.低温是影响植物生长、生产性能的重要因素之一.随着分子生物学的发展,植物抗逆分子机制成为当前植物学研究的一个热点.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RNA聚合酶自身无法启动基因转录,只有当转录因子结合在其识别的DNA序列上后,基因才开始转录.转录因子CBF广泛存在于各种植物中,可以识别COR基因中的CRT/DRE(C-repeat/dehydration-responsive element)元件,从而启动COR基因转录,是植物抗逆过程中一个重要的调节因子.【总页数】9页(P86-94)【作者】刘艳香;董宽虎【作者单位】山西农业大学动物科技学院,山西,太谷,030801;山西农业大学动物科技学院,山西,太谷,030801【正文语种】中文【中图分类】Q753;Q948.112.2【相关文献】1.美国白蜡抗寒转录因子FaCBF的克隆及表达分析 [J], 陈罡;白丽萍;魏忠平;叶景丰;刘红民;吴月亮;范俊岗2.植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展 [J], 李瑞梅;惠杜娟;刘姣;符少萍;段瑞军;郭建春3.植物 CBF 转录因子抗寒作用机制研究进展 [J], 李静;王永;杨耀东;肖勇;夏薇;乔飞4.枳抗寒性相关转录因子CBF启动子缺失表达载体的构建 [J], 何利刚;蒋迎春;许淼;仝铸;吴黎明;王志静;孙中海5.CBF转录因子及其在林木抗寒研究中的应用前景 [J], 陈罡因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

转录因子的作用与基因表达调控

转录因子的作用与基因表达调控

转录因子的作用与基因表达调控转录因子是一类重要的蛋白质,它们参与基因的转录过程,是基因表达调控的重要调节因子。

这些蛋白质通过与DNA结合,可以增强或者抑制基因的转录,进而影响相应蛋白质的合成。

在本文中,我将对转录因子的作用及其在基因表达调控中的作用进行探讨。

一、转录因子的作用转录因子是一类可以结合到DNA上的蛋白质。

它们通过与DNA结合,可以识别DNA上特定的序列(称作基序),进而调控基因的转录。

此外,转录因子还可以与其他蛋白质(如介导RNA聚合酶、绕组蛋白等)相互作用,调节染色质结构和DNA 的可接近性,从而对基因转录进行调节。

转录因子的作用并不是简单的“打开或者关闭一个开关”,其作用本质是对基因转录进行调控。

不同的转录因子可以识别不同的基序,因此它们可以控制特定基因的转录。

另外,转录因子可以通过形成复杂的调控网络,相互配合协同工作,进行更为精细的基因表达调控。

二、转录因子的分类转录因子可以按照其结构和作用方式进行分类。

在结构上,转录因子通常由DNA结合结构域和转录调节结构域组成。

前者可以识别DNA上的特定序列,后者则通过与其他蛋白质相互作用,对基因的转录进行调节。

根据转录因子作用方式的分类,转录因子可以被分为两类:激活转录因子和抑制转录因子。

激活转录因子可以促进RNA聚合酶的结合,增强基因转录。

抑制转录因子则与RNA聚合酶对结合位置结合,阻止其连接对应基序的基因进行转录。

三、基因表达调控中转录因子的作用基因表达调控是指细胞通过多种调控机制来控制基因在不同条件或环境下的表达。

细胞根据需要合理地选择哪些基因必须要表达和哪些基因则不需要。

转录因子作为基因表达调控的重要调节因子之一,可以对基因的转录进行精细的调节。

例如,在人类的胚胎发育过程中,表达不同类型的转录因子是必要的。

转录因子的表达水平和组合方式可以影响细胞去分化成特定类型的细胞。

例如,胰岛素的合成需要Pdx1、MafA和NeuroD等多种转录因子的协同作用。

Runx2-cbfa1转录因子的基因组结构、功能及其调控研

Runx2-cbfa1转录因子的基因组结构、功能及其调控研

Runx2-cbfa1转录因子的基因组结构、功能及其调控研Runx2/cbfa1转录因子的基因组结构、功能及其调控研第一部分 Runx2/Cbfa1转录因子的基因组结构与表达分布Runx2(又名Cbfa1,Osf2,PEBP2αA和AML3)是一个结构较为复杂的基因。

它具有两个启动子:P1和P2,分别转录两个主要mRNA异构体Runx2-Ⅱ和Runx2-Ⅰ。

Runx2Ⅱ与Ⅰ的区别在于5′-端非翻译区(分别称为UTR1和UTR2)和N-端氨基酸序列,而其余DNA结合区和C-端氨基酸序列完全相同,并由外显子2到8编码。

Runx2-Ⅱ(又称为主要til-1,Cbfa1.iso or Cbfa1/p57)由远端的P1启动子所转录,能编码出528个氨基酸残基蛋白,其N-端19个氨基酸MASNSLFSAVTPCQQSFFW位于外显子1a。

Runx2-Ⅰ(又称为PEBP2αA,Cbfa1/org或Cbfa1/p56)由近端的P2启动子所转录,能编码出514个氨基酸残基蛋白,其N-端5个氨基酸MRIPV位于外显子1b。

尽管我们知道Runx2基因编码两个主要的成骨细胞特异性转录因子,调节成骨细胞的分化,但目前对于他们的5′-端基因组结构及其在成骨细胞,各种不同细胞株和不同的组织中表达还要进一步研究。

在目前实验研究中,我们已弄清人、大鼠、和小鼠RUNX2-Ⅱ/Runx2-Ⅱ基因5′-端序列结构特征,并对Runx2-Ⅱ和Runx2-Ⅰ两个主要异构体在成骨细胞、细胞株及各种组织中的表达进行了分析。

我们发现新的5′-端RUNX2-Ⅱ/Runx2-Ⅱ序列(外显子1a)在不同种系中高度保守,小鼠、大鼠、和人的序列同源性为97%。

小鼠外显子1a被含有165个碱基对的微内含子分为两个部分,至少有两个剪接供体位点(sd_1和sd_2)在5′端UTR1非翻译区及一个剪接供体位点(sd_3)在外显子1a翻译区。

交替性剪接供体位点(sd_1和sd_2)选择可使Runx2-Ⅱ产生另外两个转录异构体Runx2-Ⅱd_1和Runx2-Ⅱd_2,Runx2-Ⅱd_2仅在Runx2-Ⅱ5′-端UTR1中存在33个核苷酸插入不同。

转录因子的激活机制及其在拟南芥发育调控中的应用

转录因子的激活机制及其在拟南芥发育调控中的应用

转录因子的激活机制及其在拟南芥发育调控中的应用拟南芥是一种常用的模式植物,其基因组和发育过程已经被广泛研究。

在拟南芥的发育过程中,转录因子作为一种重要的调控元件参与了各种生物学过程。

因此,研究转录因子的激活机制对于理解拟南芥的发育调控机制具有重要意义。

转录因子是控制基因表达的蛋白质,它们通过结合到基因DNA序列上,调控基因的转录水平。

转录因子通常具有两个结构域,即DNA结合域和激活域。

其中DNA结合域可以与特定的DNA序列特异性结合,而激活域则可以与一系列调节分子相互作用,从而耦合特定信号通路、启动基因转录。

在转录因子的激活过程中,与之交互的一系列分子构成了整个转录因子激活的复杂机制。

以拟南芥中的ABA响应因子(abscisic acid response factor,ABF)为例,当植物面对干旱或盐胁迫等逆境时,细胞内ABA水平会升高,然后ABA会结合到细胞膜表面的ABA受体上。

经过多个途径,信号会最终激活ABF基因的表达,使其被转录成蛋白质。

而蛋白质在形成后,会被一系列蛋白激酶磷酸化(phosphorylate),从而激活其激活域,最终ABF与其他蛋白质结合,启动ABA响应的基因转录。

在拟南芥的发育调控中,转录因子也扮演了重要角色。

例如,叶绿素结构基因。

(chlorophyll a/b binding protein,CAB)为一组基因家族,在拟南芥中CAB基因家族有8个成员。

CAB基因的表达水平与植物的叶绿素含量密切相关,对于调控植物的光合作用有非常重要的作用。

当植物处于低光照条件下时,拟南芥中的PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR1 (PIF1)转录因子被磷酸化,在细胞核中被降解,从而使CAB基因的表达得以调控。

当植物处于高光照条件下时,PIF1的降解得以抑制,从而提高了CAB的表达水平,增加了叶绿素含量。

除了调控光合作用外,转录因子还在调控植物的发育阶段中发挥了重要作用。

植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展

植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展

植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展李瑞梅;惠杜娟;刘姣;符少萍;段瑞军;郭建春【摘要】CBF是一类植物所特有的转录因子,是植物抗寒途径的枢纽,调控下游大量抗寒基因的表达,对增强植物的抗寒能力非常重要.ICE属于一种类似MYC的bHLH 转录因子,可特异结合到CBF启动子的MYC作用元件并诱导CBF下游基因的转录表达.综述了CBF和ICE两类转录因子的发现、应用及两者之间的关系,为作物抗寒分子改良提供参考.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2012(039)023【总页数】5页(P132-135,138)【关键词】CBF;ICE;转录因子;植物抗寒【作者】李瑞梅;惠杜娟;刘姣;符少萍;段瑞军;郭建春【作者单位】中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口571101【正文语种】中文【中图分类】Q786温度与光、水、CO2、有机物和各种矿物质一起被视为植物生长中的主要外界影响因子。

低温是植物经常遭受的一种逆境胁迫,会影响植物生长和发育,限制植物自然地理分布。

近年来,全球气候不稳定,低温灾害时有发生,轻者影响植物产量,重者损伤植物甚至致死。

因此,研究植物对低温的应答机制和耐寒机理以提高农林植物低温耐受力具有重要意义。

植物对于低温的应激反应性相当复杂,其过程按先后顺序可分为低温信号感受、信号传导和转录调控等多个阶段[1]。

寒地冬小麦CBF转录因子的克隆与表达分析


[ U R L ] h t t p : / / w w w . c n k i . n e t / k c ms / d e t a i l / 2 3 . 1 3 9 1 . S . 2 0 1 3 0 4 2 3 . 1 1 0 2 . 0 0 3 . h t ml
寒地冬小 麦 C B F转录 因子的克 隆与表达分 析
s h u a n g ( S c h o o l o f A g r i c u l t u r e , N o r t h e a s t A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , H a r b i n 1 5 0 0 3 0 , C h i n a )
Cl o n i n g an d e x p r e s s i o n a n a l y s i s o f CBF t r a n s c r i p t i o n f a c t or g e n e i n wi n t e r wh e a t i n f r i g i d r e g i o n / u Z h u o f u ,C H A O M e i l i ,WA N G X i a o n a n ,F U L i a n .
w h e a t i n f r i g i d r e g i o r t h e a s t A g i f c u l t u r a l U n i v e r s i t y , 2 0 1 3 , 4 4 ( 4 ) : 3 0 — 3 5 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t )
Ab s t r a c t :I n t h i s s t u d y , a p a i r o f p r i me r wa s d e s i g n e d a c c o r d i n g t o t h e c D N A s e q u e n c e o f C B F 2

生物体内转录调节因子的功能研究

生物体内转录调节因子的功能研究转录调节因子(Transcription Factors)是一类在生物体内调节基因表达的蛋白质,它们可以结合到基因组的启动子或增强子等调控元件上,通过转录调节因子与DNA之间的相互作用,调节基因的转录过程。

转录调节因子对生命的维持和繁衍具有非常重要的作用,研究其功能对于揭示生物多样性和生命科学研究具有重要的意义。

一、转录调节因子的研究背景生物体需要通过对上游的基因表达调节来响应环境的变化,调节因子是生命过程十分重要的一环,因此转录调节因子的研究一直是生物学领域的热点。

一些转录因子的缺失或异常表达可以导致一系列的人类疾病,如心血管疾病、神经退行性疾病和各种癌症等。

在基因治疗领域,研究转录因子的作用也非常重要。

因此,转录调节因子的研究是细胞生物学、遗传学和细胞治疗领域的重要分支,获得了广泛的关注。

二、转录调节因子的种类及功能转录调节因子在生物体内的功能非常多样化,不同种类调节因子的作用也各有不同。

以下列举几种。

1.转录激活因子转录激活因子(Transcriptional Activation Factor)是一类促进基因转录的转录调节因子。

它们可以结合到启动子或增强子上,通过与rna聚合酶相互作用来促进基因转录。

其中一个经典的例子是CREB(cAMP response element binding protein),其与CAMP的结合激活基因转录,导致炎症和疼痛反应的产生。

2.转录抑制因子转录抑制因子(Transcriptional Repression Factor)是一类能够抑制接受信号而转录基因的转录调节因子。

过量或异常表达的情况下会发生DNA修饰、基因重编程和其他一系列的生理上的变化。

作为一种强大的生物调控机制之一,转录抑制因子在组织发生,细胞分化,肿瘤发生和生殖系统调节等方面发挥着重要作用。

典型的例子是Krüppel样因子,它是一个在胚胎发育过程中表达的转录抑制因子,主要通过将去甲基化酶和组蛋白乙酰化酶组成的复合物结合到启动子上从而抑制目标基因的表达。

转录因子是控制蛋白质表达的重要因素之一它们通过结合DNA上的特定序列来调节基因的表达水平

转录因子是控制蛋白质表达的重要因素之一它们通过结合DNA上的特定序列来调节基因的表达水平转录因子是控制蛋白质表达的重要因素之一:调控基因表达水平的机制详解转录因子是一类具有调节功能的蛋白质,它们可以识别并结合到DNA上特定的序列,从而发挥调控基因表达的功能。

与此同时,转录因子还可以与其他转录因子、辅激酶和组蛋白修饰酶等一系列因子相互作用,最终影响基因的表达水平。

本文将详细介绍转录因子调控基因表达的机制,并探讨转录因子在人类生物学及医学领域的应用。

I. 转录因子调控基因表达的机制转录因子在基因表达调控中扮演着重要的角色,其调控机制由以下几个方面组成。

1. 识别靶序列转录因子的基本结构包括DNA结合结构域和转录活性结构域。

其中,DNA结合结构域是其与DNA结合的功能区域,其结构相对较为保守且与其特异性识别靶序列的能力密切相关。

转录因子可以通过与DNA序列中的响应元件结合来直接调控基因的转录水平。

2. 转录因子与共激活因子的相互作用转录因子与共激活因子的相互作用也是调控基因表达的重要途径。

共激活因子包括:组蛋白乙酰转移酶、蛋白激酶、蛋白磷酸酯酶等。

这些共激活因子通常与转录因子与其DNA结合结构域相邻的区域结合,从而协同作用,增强基因对引子的响应。

3. 转录因子的活性受到抑制或激活转录因子的活性可以通过一系列的细胞信号调节途径进行调控。

如:通过激活蛋白激酶通路影响转录因子的活性;利用协转录激活实现转录因子的转移等;这些途径能够调节细胞内信号通路的多样性和特异性,进而影响基因的表达水平。

II. 转录因子在人类生物学及医学领域的应用转录因子作为基因表达的重要调控因素,已经在人类生物学领域和医学领域得到了众多应用。

1. 基因诊断转录因子的特异性结构和锚定位置保证其可以用于多种检测技术的基因诊断。

这些技术包括PCR、流式细胞术和原位杂交等,转录因子相关技术已经应用于疾病基因检测、染色体异常鉴定、癌症与遗传病的诊断等多个领域。

转录因子在基因表达调控中的作用探究

转录因子在基因表达调控中的作用探究随着生命科学的发展,对于基因调控机制的研究越来越深入。

其中一项重要的研究方向就是转录因子。

转录因子是一种能够控制基因转录的蛋白质,它在基因表达调控中起着至关重要的作用。

本文将深入探究转录因子的作用机制,以及它们在基因表达调控方面的具体应用。

一、转录因子的作用机制转录因子能够与DNA中的某个区域结合,从而改变该区域的转录活性。

它的作用机制主要包括以下三个方面:1、DNA结合活性转录因子具有特异的DNA结合能力,可以和DNA的特定序列结合,从而引发转录反应。

该DNA序列一般被称为响应元件(RE),转录因子与响应元件的结合是基因调控反应的第一步。

2、转录激活活性一旦与响应元件结合,转录因子就会发挥其转录激活活性。

这种活性可以促进RNA聚合酶与DNA结合并启动转录。

转录因子的转录激活活性是基因调控中重要的一环。

3、转录抑制活性转录因子也具有一些负面效应。

当它们连接到DNA上时,可以阻止RNA聚合酶与DNA相互作用,并抑制转录。

这种转录抑制活性是相对激活活性的作用机制。

二、转录因子在基因表达调控中的应用转录因子在基因表达调控中的应用非常广泛。

它们主要通过操纵下游基因的转录起始点(TSS)来实现对基因表达的调控。

具体应用如下:1、基因激活转录因子可以直接激活下游的基因,从而使其表达增强。

这种激活是通过转录因子对基因启动子的结合而实现的。

2、基因抑制有时,基因过度表达可能会导致不良生物效应。

为了避免这种情况,转录因子可以通过抑制下游基因的表达来起到制约作用。

具体而言,转录因子会结合在特定的下游DNA区域上,将RNA 聚合酶的绑定阻止。

3、表观遗传调控除了直接控制基因的表达外,转录因子还可以介导表观遗传修饰。

例如,转录因子的结合可以促进某些组蛋白化学修饰,从而导致染色质的开放状态。

这种状态可以增强基因的表达。

三、结语本文深入探究了转录因子在基因表达调控中的作用机制和具体应用。

转录因子作为一种核酸结合蛋白,在基因调控中起到重要的作用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈CBF转录激活因子
[摘要]:利用植物分子生物技术来提高植物的抗寒、抗旱和耐盐能力是近几年研究的热点。

而导入能调节许多抗寒相关基因COR的转录激活因子基因,则是一个新的思路。

[关键词]:CBF;COR;植物耐逆性
农业生产上,非生物胁迫严重影响着农作物的产量,特别是低温、干旱和盐害。

随着抗寒基因的不断发现,有很多把抗寒相关基因转到植物中,并得到具有抗寒能力的转基因植株的报道,而导入能调节许多抗寒相关基因COR的转录激活因子基因,则是一个新的思路。

CBF转录激活因子是一类受低温诱导的、存在于拟南芥中的反式作用因子。

这类转录激活因子特异的与CRT/DRE(C-repeat dehydration-responsive element)DNA调空元件结合,激活启动子中具有这一调空元件的冷诱导和脱水诱导基因的表达,从而引起植物体内的多种生理生化变化,并产生一定的抗寒、抗旱和耐盐能力。

1.CBF转录激活因子的发现
1997年,Stockinger等在研究拟南芥低温驯化期间如何调节COR(cod regulated)基因表达的分子机理时,首次分离鉴定了一种编码转录因子的cDNA,这种转录因子含有AP2/EREBP的DNA结合域,能识别COR基因中的CRT/DRE 元件并与结合,故命名为CBF1(CRT/DRE binding factor1),即CRT/DRE结合因子。

1998年,Gilmour等又从拟南芥cDNA文库中克隆出CBF2和CBF3。

2002年,Haake等鉴定出受干旱诱导表达的CBF4,拟南芥基因组测序完成后,又从基因组DNA中扩增出另外2个未报道的CBF/DREB基因,CBF5和CBF6。

迄今为止,已在许多植物中发现类似CBF的基因,如大麦、小麦、黑麦、油菜、甚至冷敏植物番茄、玉米等中都发现有类似CBF的基因,在甜樱桃中有3个与CBF相似的基因,在高羊茅中也克隆到CBF基因。

2.CBF转录激活因子的结构特点与特性
CBF转录激活因子属于AP2/EREBP类转录因子,其一级结构中含有AP2 DNA结合域、推断的碱性核定位信号区和潜在的酸性转录激活域。

CBF与其它EREBP型转录因子的AP2域含有两个不同的氨基酸,这可能使得它们与DNA 顺式作用元件的结合具有不同的专一性。

推断的碱性核定位信号区位于N-末端区域,富含精氨酸和赖氨酸残基,CBF转录激活因子进入细胞核的过程受该区域的控制。

位于C-末端的潜在转录激活区酸性氨基酸含量较高,其PI在3.6~3.8之间,这一区域被认为在转录激活中起主导作用。

在拟南芥CBF1、CBF2和CBF3转录激活因子中均发现有蛋白激酶C和酪蛋白激酶II的潜在识别位点,这可能在它们的生理功能中起重要作用。

另外发现CBF蛋白含有PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR两段特征序列,前者直接位于AP2 DNA结合域的上游,后者就在AP2 DNA结合域的下游,两特征序列在进化程度不同的物种中保守存在。

PKK/RPAGRxKFxETRHP序列与核运输信号相似,表明它可能与以前认为的蛋白运输有关。

特征序列好像不涉及CRT/DRE 调控元件的识别,因为它们或与它们密切相关的序列在同样与这一调控元件特异结合的拟南芥转录激活因子DREB2A中并不存在。

根据二级结构预测,拟南芥CBF1蛋白中只有2个a-螺旋,一个在N-末端区域,另一个在AP2 DNA结合域内。

AP2域中的亲水脂a-螺旋被认为是CBF 蛋白的一个核心结构,参与同其它转录因子及DNA间的相互作用。

CBF1蛋白的N-末端区域和C-末端酸性区域在30~-5℃的范围内表现出可逆冷变性,而包含AP2 DNA结合域在内的区域在40~60℃之间表现出热变性。

这种冷变性引起CBF1蛋白分子的伸展,因而被看作是CBF1蛋白的一种特性,是CBF1对冷胁迫的一种生理上很重要的结构响应。

资料还表明,CBF 1蛋白的二级结构在30℃左右时最稳定,温度上升到70℃时仍维持相当量的热稳定二级结构。

3.CBF转录激活因子的生理生化功能
CBF转录激活因子通过与CRT/DRE DNA调控元件的特异结合,激活启动子中含有这一顺式作用元件的目标基因的表达。

这是CBF转录激活因子的最主要的生理生化功能。

拟南芥转基因植株中CBF转录激活因子的超表达导致多方面的生理生化变化,包括多种LEA蛋白或亲水多肽的编码产生、脯氨酸和多种简单糖类的合成积累等,这些变化在植物冷驯化过程中普遍发生。

由此认为,CBF转录激活因子就像是一个”总开关”,综合激活冷驯化反应的多种组成因子。

4.CBF转录激活因子在提高植物耐逆性中的作用
LEA蛋白和亲水多肽、脯氨酸以及可溶性糖等己被证明对植物的低温耐性起重要作用。

CBF转录激活因子与CRT/DRE DNA调控元件特异结合,诱导目标基因表达,促进这几类物质的合成与积累,提高植物耐受低温的能力。

除了低温耐性以外,CBF转录激活因子超表达也能增强植物对干旱和高盐胁迫的耐性。

连续2周不给拟南芥野生型植株和CBF3转基因植株浇水,几乎所有野生型植株在这一时期内死亡,而CBF3转基因植株在这一水平干旱胁迫下的存活率达42.9%和69.2% 。

转基因植株耐盐性的提高在用胁迫诱导基因rd29A的启动子启动CBF3表达时特别明显,其高盐处理后的整株存活率达78.6%,而对照植株仅为17.9% 。

非胁迫条件下转基因植株对低温、干旱、高盐等胁迫的耐性提高,但同时它们的生长发育也受到明显影响,主要表现为生长迟缓、植株矮化、产量下降等。

生长迟缓或植株矮化的程度与CBF及其目标基因的表达水平有关:CBF3的转录物水平较高,目标基因表达较强,植株矮化就比较严重。

还须强调指出,CBF转录激活因子通过与CRT/DRE DNA调控元件的特异结合,能够促进多个冷诱导和脱水诱导基因
的表达,这些目标基因的编码产物共同起作用,使得转基因植株的耐逆性要比其它单一功能基因的转化强得多。

5.CBF转录激活因子的应用展望
低温、干旱、高盐等逆境条件不仅限制作物种植的区域,而且每年导致产量的重大损失,因此培育耐逆性强的作物新品种对保持粮食生产与世界人口的同步增长具有重要意义。

植物的耐逆性是多种耐逆机制共同作用的结果。

用单一功能基因转化植物,虽能使转基因后代的耐冷性、耐旱性或耐盐性得到提高,但效果并不理想。

CBF转录激活因子的发现则为基因工程改良植物耐逆性提供了一种全新的技术途径。

”CBF技术”在各种大田作物和园艺植物耐逆性的综合改良中具有广泛的应用前景和极大的利用价值。

目前,这方面的转基因研究国内外已在开展之中。

虽然,CBF转录激活因子超表达在提高转基因植株耐逆性的同时,还会产生生长迟缓、植株矮化、产量下降等不良影响,但这些负效应可以通过用胁迫诱导启动子或其它条件性启动子启动CBF基因表达的方法来加以克服。

另一方面,这种负效应在某些情况下反而是有利的。

导入CBF基因后引起转基因草种生长迟缓和矮化,这既增强了转基因草坪草的耐逆性,又可减少草坪的修剪次数,节约养护费用。

相关文档
最新文档