植物C2H2型锌指蛋白的结构与功能

锌指蛋白是一类具有指状结构域的转录因子。根据半胱氨酸(C)和组氨酸(H)残基的数目和位置可将锌指蛋白分为C2H2、C2HC、C2C2、C2HCC2C2、C2C2C2C2等亚类。C2H2型锌指蛋白是最多也是研究最为清楚的一类锌指蛋白,在植物中已经克隆了50多个,主要涉及植物的生长发育和对环境胁迫的应答反应。该类锌指蛋白大部分在锌指区具有植物中特有的QALGGH保守结构,可能涉及调控植物特有的生物学功能。文章主要讨论了植物C2H2型锌指转录因子的结构、对靶DNA的识别及在生长发育和环境胁迫反应中可能的调控功能。

十字花科植物C2H2型锌指蛋白新基因BcMF20同源序列克隆与进化分析

为获取C2H2型锌指蛋白基因在物种间的分类和进化关系,分析其在基因结构上的保守性,更好地研究该基因在植物花粉发育中的功能,根据白菜花粉发育相关基因BcMF20 DNA序列设计引物,运用PCR技术分别从十字花科芸薹属和萝卜属18种材料中克隆了C2H2型锌指蛋白基因BcMF20的同源序列。经序列比对分析,BcMF20同源基因在DNA序列上的相似性为86.9%～100%,所推导的氨基酸序列相似性为77.6%～100%,在锌指的保守区域,氨基酸序列完全相同。这些结果表明该基因具有较好的保守性,可能在十字花科植物的花粉发育中行使重要的功能。

过表达C2H2型锌指蛋白基因PdbZFP26提高山新杨耐盐性

【目的】土壤盐渍化是制约农林资源生产力的主要因素之一。为适应环境,植物会通过启动基因表达及生理和形态结构的变化来减缓盐害。越来越多的研究表明,C2H2型锌指蛋白在植物应答盐胁迫调控网络中扮演重要角色。迄今,关于植物C2H2锌指蛋白生物学功能的研究集中于植物特有的Q型,而对于非Q型C2H2锌指蛋白的认识非常有限。前人从毛果杨中鉴定到109个C2H2锌指蛋白的编码基因PtrZFPs,其中62个编码的蛋白为非Q型锌指蛋白。鉴定、解析耐盐相关C2H2锌指蛋白基因的功能将为深入理解植物应对非生物胁迫的分子机制提供重要资料。通过分析过表达PdbZFP26转基因山新杨的表型以鉴定其功能,本文以期为山新杨抗盐遗传改良提供优良资源及理论基础。【方法】本研究利用实时定量PCR方法分析PdbZFP26的组织器官表达模式及对非生物胁迫和植物激素的响应模式;利用叶盘转化法获得过表达PdbZFP26转基因山新杨,观察转基因和对照株系在盐胁迫处理前后的长势,测定其抗逆生理指标,比较不同株系对盐胁迫的耐受能力。【结果】基于前期表达谱数据分析,从山新杨茎中筛选到一个受盐胁迫诱导表达的C2H2锌指蛋白基因PdbZFP26,该基因编码区为2 061 bp,共编码686个氨基酸。PdbZFP26仅含有一个C2H2锌指结构域,且该结构域中不具备Q型特征基序“QALGGH”。进化树分析显示,PdbZFP26为C型C2H2型锌指蛋白。表达模式分析结果显示,PdbZFP26在茎中特异表达,主要集中在木质部(包含维管形成层);除盐胁迫之外,ABA和BRs会引起PdbZFP26不同程度的上调,其中ABA胁迫诱导的上调幅度最为显著。转基因山新杨表型分析结果显示,盐胁迫条件下,过表达PdbZFP26转基因山新杨的生长明显优于对照,转基因株系的叶绿素含量显著高于对照,MDA和H2O2含量明显低于对照,而SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性高于对照。【结论】过表达PdbZFP26可通过增加抗氧化物酶活性来降低过氧化物质的积累,从而提高转基因山新杨对盐胁迫的耐受性。

植物C_2H_2型锌指蛋白的研究进展

锌指蛋白是转录因子的一种,对真核生物的生长发育及逆境胁迫的耐受能力都有着重要关系,而植物C2H2型锌指蛋白是研究较多、较为明确的一种锌指蛋白,该蛋白大部分锌指结构具有一段高度保守的氨基酸序列QALGGH,这是植物中独有的特征,且据报道该C2H2型锌指蛋白与逆境胁迫是相关的。本文主要综述了植物C2H2型锌指蛋白的分类、结构和功能,植物C2H2型锌指蛋白与DNA、RNA和蛋白质的相互作用,以及概述了与盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、氧胁迫和光胁迫等逆境胁迫相关的植物C2H2型锌指蛋白,最后还对其进一步的深入研究进行了展望,这就为日后利用基因工程技术改良作物品质、提高作物的抗逆性提供了有利条件。

大豆C_2H_2型锌指蛋白基因SCTF-1的克隆及功能分析

锌指蛋白是一类具有手指型结构的蛋白质,其中一些锌指蛋白是转录因子,对真核生物的生长发育及非生物逆境胁迫的耐受能力都有着重要作用。文章从大豆(Glycine max(L.)Merr.)中克隆了一个新的C2H2型锌指蛋白基因SCTF-1(GenBank登录号:JQ692081),该基因包含一个699 bp的开放阅读框,编码233个氨基酸,无内含子,有两个典型的C2H2型锌指结构。锌指结构中有植物锌指蛋白特有的保守氨基酸序列QALGGH。经软件预测分析,其等电点pI=8.33,分子量24.9 kDa。农杆菌介导的洋葱表皮细胞GFP瞬时表达实验结果表明,SCTF-1蛋白能够定位到细胞核中。通过RT-PCR检测发现该基因在大豆叶和花中的表达量较高,在茎和根的表达量相对较低。在对大豆幼苗的低温胁迫中,SCTF-1基因的表达量明显增加。将SCTF-1基因转入烟草(Nicotiana tabacum L.)中,发现SCTF-1基因的过量表达能够明显提高转基因烟草的耐冷能力。

棉花C2H2类型锌指蛋白基因GhSIZ1的克隆及表达分析

通过RT-PCR技术从陆地棉中克隆到1个编码C2H2型锌指蛋白的基因,命名为Gh SIZ1(Stress Induced Zinc finger protein1)。该基因编码239个氨基酸残基,预测蛋白分子量为26.6205 k D,等电点为6.52。Gh SIZ1包含一个C2H2型锌指结构域,在其N端含有保守的L-box,C–末端含有一个转录抑制结构域EAR/DLN-box。系统发育树分析表明Gh SIZ1与可可(XP_007044496.1)和中粒咖啡(CDP00218.1)中的锌指蛋白亲缘关系较近。实时定量PCR分析Gh SIZ1在棉花各组织中均有表达,但在根中表达量最高。低温、高盐、干旱胁迫处理后Gh SIZ1的表达水平显著上调。亚细胞定位分析表明,Gh SIZ1定位在细胞核中。本研究表明,Gh SIZ1可能在棉花响应低温、高盐、干旱等非生物胁迫中起着重要作用。

过表达秋茄C2H2型锌指蛋白基因KcZFP提高烟草耐盐性

基因转录调节是植物对非生物胁迫适应机制的一个重要方面,转录调节因子在胁迫信号转导途径中调节下游基因的表达,在建立植物对胁迫适应性过程中起到重要作用。锌指蛋白是功能多样的转录调节因子蛋白家族,家族成员在植物响应非生物胁迫方面扮演着重要角色。本研究以秋茄C2H2型锌指蛋白编码基因KcZFP为目的基因,在烟草中过表达KcZFP,分析C2H2型锌指蛋白在植物耐盐性中的作用。研究结果显示:转基因株系中,KcZFP表达量显著提高。过表达KcZFP的烟草植株的耐盐性明显提高,在200mmol/LNaCl处理的条件下,KcZFP过表达烟草中脯氨酸水平远高于野生型植株。对光合作用参数比较分析显示,在KcZFP过表达植株中净光合速率受盐胁迫的影响小于野生型植株,光合系统在一定程度上得到了保护。研究结果说明KcZFP作为转录调节因子参与了植物的渗透调节,对植物的耐盐性具有贡献。

番茄C2H2型锌指蛋白的鉴定及生物信息学分析

植物C2H2型锌指蛋白转录因子广泛参与植物的生长发育及对逆境应答反应等生命过程。为了更好地理解番茄中C2H2型锌指蛋白转录因子的种类和数量,利用番茄基因组数据库,鉴定出92条番茄C2H2型锌指蛋白。蛋白质理化分析结果表明,不同亚家族成员的氨基酸长度差异较大,且多为碱性氨基酸;进化树分析结果表明,所有C2H2家族成员被分为5个亚家族,每个亚家族成员数量差异较大;结构域分析显示每个成员都含有C2H2结构域,同一亚家族间结构域的数量、种类、分布具有一致性;染色体定位结果显示,有91个成员定位在12条染色体上;组织表达分析结果表明,C2H2转录因子基因家族成员在各个组织中都有表达,表达量具有差异性。本研究将为番茄C2H2型锌指蛋白的生物学功能分析提供参考。

野生大豆(Glycine soja)C2H2型锌指蛋白基因的克隆与序列分析

根据大豆SCOF-1的CDs区设计特异引物,通过PCR和RT-PCR从野生大豆01-197中克隆到含两个锌指的C2H2型锌指蛋白基因,命名为GjC2H2,GenBank登录号为FJ172776。对其进行核苷酸和氨基酸同源性分析及系统发生分析,结果表明:该基因内部无内含子,长度为702bp,分子量为25.13KD,与其他锌指蛋白基因有很高的同源性,推测其与植物抗逆性有关。

C_2H_2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、C2HC、C2C2、C2HCC2C2、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C2H2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.

新诊断2型糖尿病患者餐后1h血糖与临床特征的相关性研究

目的探讨新诊断2型糖尿病患者餐后1 h血糖与临床特征的相关性。方法选取新诊断2型糖尿病患者201例,以OGTT试验1 h血糖值中位数为界,将患者分为低1 hPG组(100例)和高1 hPG组(101例),比较两组一般资料、生化指标及稳态模型指数,分析1 h血糖与临床特征的相关性,并探讨1 h血糖的影响因素。结果与低1 hPG组比较,高1 hPG组甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、糖化血红蛋白(HbA1c)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患病率、超敏C反应蛋白(hsCRP)及胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)明显升高(Z分别=-3.41、-3.04、-2.43、-1.98、-2.45,t分别=-3.16、-2.37、-4.25,χ~2=16.50,P均<0.05),2 hCP、3 hCP及胰岛β细胞分泌指数(HOMA-β)明显降低(Z分别=-2.57、-2.12、-4.96,P均<0.05)。Spearman相关分析显示,1 h血糖与TG、TC、LDL、ALT、AST、HbA1c、hsCRP及HOMA-IR呈正相关(r分别=0.27、0.28、0.23、0.31、0.28、0.29、0.20、0.18,P均<0.05),与HOMA-β呈负相关(r=-0.44,P<0.05)。多元线性回归分析显示,TG、LDL、ALT、HOMA-β及HOMA-IR是1 h血糖的影响因素(t分别=2.17、3.05、5.73、-9.26、4.03,P均<0.05)。结论新诊断2型糖尿病患者餐后1 h血糖与血脂、肝功能、稳态模型指数及机体炎症反应水平相关,1 h血糖可以作为糖尿病血糖监测的一个新型指标。

一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因的克隆

目的 :从K5 6 2细胞中克隆新的锌指蛋白cDNA基因片段。方法 :提取K5 6 2细胞中总RNA ,逆转录后 ,用CX2C和H -CLink引物进行加端PCR ,扩增产物经限制性内切酶酶切后 ,重组至 pGEMTZf(+ )载体 ,用末端终止法测定插入片段的序列。结果 :测出五个插入片段的序列。与GenBank核酸数据库中的已知序列进行同源性比较分析 ,发现一个序列为新的cDNA基因片段。该基因编码产物至少含有五个C2H2型锌指结构。结论 :从K5 6 2细胞中克隆出一个新的C2H2型锌指蛋白cDNA基因片段 ,为测定该基因的全序列和功能研究奠定了基础。

利用锌指基序的保守性从人脑组织分离新的C_2H_2型锌指蛋白基因表达序列

本文利用锌指基序的保守性设计引物,在低严谨条件下扩增人基因组总DNA,获得8个长度呈梯度的PCR扩增产物电泳条带。取其中第2和第3电泳条带,回收DNA片段并将它们克隆,经测序和查新比较,共获得60个含有锌指蛋白基因基序的单一的序列,其中23个为新的锌指蛋白基因DNA片段。以它们为探针,杂交筛选人脑组织cDNA文库,得到初筛cD-NA克隆44个。对其中28个初筛cDNA克隆进行复筛之后,得到20个cDNA单克隆。对这些阳性克隆进行测序,读出18个含有锌指蛋白基因基序的序列,国际联网查新之后,证明其中16个是新的锌指蛋白基因片段。这些新的锌指蛋白基因片段为今后克隆有意义的全长锌指蛋白cDNA提供了重要的实验材料。

人C2H2型锌指蛋白基因ZNF194全长cDNA的克隆

用一个含有锌指编码序列的人cDNA片段(L2～9)作为探针杂交筛选人肝组织cDNA分子库,得到8个杂交阳性克隆,经测序和拼接后,将其整合为一条长1838bp的cDNA序列.该序列的221～1642bp为一个完整的开放阅读框,编码了一个由473个氨基酸组成的蛋白质,1～220 bp为5’-UTR,1643～1838 bp为3’-UTR,在1801～1806bp有一个加尾信号序列AATAAA,3’端为18 bp的polyA.编码蛋白质已被HGMW命名为ZNF194.全长cDNA在GenBank登录为No.U95044.ZNF194蛋白的N端有一个KRAB-A box,C端含10个C_2H_2型锌指结构.该基因呈泛在性表达,经用FISH方法定位,结果显示它位于染色体19q13.3～13.

C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列预测方法的研究进展

C2H2型锌指蛋白是哺乳动物中数量最多的一类转录调控因子.C2H2型锌指蛋白中含有的C2H2型锌指基序多是不相同的,表明它们很可能结合不同的DNA序列,从而调控不同的基因,行使多样化的调控功能.然而,目前大多数C2H2型锌指蛋白结合的DNA序列仍不明确,这阻碍了C2H2型锌指蛋白的功能研究.目前,针对C2H2型锌指蛋白的靶序列预测已有一些初步的研究.本文介绍了C2H2型锌指基序与DNA结合的经典模式,并对C2H2型锌指蛋白靶序列预测方法中所用到的算法、训练集、金标准数据集及相应工具进行了全面系统的总结归纳,旨在丰富对C2H2型锌指蛋白靶序列预测原理和工具的认识,为C2H2型锌指蛋白靶序列的精确预测和更深入的功能研究打下基础.

C2H2型锌指蛋白在肿瘤基因调控中的研究进展

锌指蛋白是人类基因组中规模最大的转录因子家族,锌指结构的多种组合方式决定其在生物学行为上表现出不同功能。关于不同锌指蛋白在恶性肿瘤癌变过程中的作用机制尚待进一步研究。作者简要阐述了C2H2型锌指蛋白在转录调节和翻译后修饰的作用机制并总结其在不同肿瘤中的调控作用。

水稻C_2H_2型锌指蛋白OsZAT12转化拟南芥功能的初步研究

植物C_2H_2型锌指蛋白是植物转录调节因子中的大家族,通过转录调控、翻译后调节和蛋白质间的相互作用在植物发育和环境胁迫中发挥关键作用.该研究在水稻基因组中克隆到一个C_2H_2型锌指蛋白,命名为OsZAT12.生物信息学分析显示OsZAT12基因全长597 bp,其中不包含内含子,其蛋白质序列含有199个氨基酸,具有2个典型的C_2H_2锌指结构. OsZAT12蛋白定位于细胞核,在根中特异性表达.过表达拟南芥植株与野生型比较,其根变短,子叶的变绿率明显降低,植株矮小.初步推断OsZAT12基因可能影响植物生长发育,尤其是根的伸长.

基于RNA-seq数据发掘响应干旱的谷子C2H2型锌指蛋白基因

C2H2型锌指蛋白在植物响应逆境胁迫以及激素信号转导过程中起着重要作用,为了发掘响应干旱胁迫的谷子C2H2型锌指蛋白基因(SiC2H2),利用转录组测序技术构建谷子聚乙二醇(PEG)处理前后转录组文库,根据表达谱数据鉴定出11个SiC2H2差异表达基因,对其进行理化性质、启动子元件等部分生物信息学分析和进化树及基因结构分析。实时荧光定量逆转录PCR(RT-PCR)验证结果表明,随机选取的4个基因在PEG胁迫前后的表达特点与表达谱数据基本一致。研究结果为后续进一步研究C2H2型锌指蛋白在谷子抗旱性中的作用以及谷子抗旱分子育种提供了理论依据。

核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】Q型C2H2锌指蛋白在植物抵抗非生物胁迫中起重要作用。为深入了解核桃Q型C2H2锌指蛋白基因家族在核桃全基因组中的特征,对核桃Q型C2H2锌指蛋白(JrZFP)基因家族进行全基因组鉴定与分析,并研究其在核桃干旱和盐胁迫应答过程中的表达模式。【方法】利用生物信息学方法鉴定了核桃全基因组中的Q型C2H2锌指蛋白基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、进化关系和基因结构进行分析;根据JrZFP基因家族进化树随机挑选15个JrZFP基因,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)方法检测15个基因在干旱和盐胁迫下的响应特性。【结果】在核桃中共鉴定出82个Q型C2H2锌指蛋白基因,其蛋白质序列长度介于59~636个氨基酸之间,亚细胞定位主要位于细胞核中;该基因家族成员不均匀分布在15条染色体上,其中有11对JrZFPs基因为串联重复基因,63个JrZFP基因参与片段重复事件;基因结构分析表明,75个JrZFP基因无内含子,其余成员含有1~10个外显子;上游启动子区分析发现,该基因家族成员含有参与逆境胁迫和激素响应相关的顺式作用元件。表达分析结果显示,在盐胁迫下15个JrZFP基因均显著上调,以JrZFP55最为明显,推测JrZFP55在核桃NaCl胁迫中起正向调节作用;在干旱胁迫下15个JrZFP基因中上调6个,其中JrZFP12上调最为显著,下调9个,以JrZFP4、JrZFP55和JrZFP57下调程度最大,推测这3个基因在核桃干旱胁迫中起负调控作用。【结论】核桃全基因组中有82个JrZFP家族成员都具有Q型C2H2锌指蛋白典型结构域,且通过qRT-PCR对随机挑选基因进行分析以发现可能参与干旱和盐胁迫的JrZFPs基因,为深入研究核桃JrZFP参与干旱胁迫和盐胁迫提供理论依据。