参与丝状真菌次级代谢Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子的生物信息学分析

本研究根据在GenBank中已登录的扩展青霉(Penicillium expansum)中棒曲霉素簇转录因子PePatL、棒曲霉菌(Aspergillus clavatus)中棒曲霉素簇转录因子PatL、构巢曲霉(A. nidulans)中柄曲霉素转录因子AFLR、黄曲霉(A. flavus)中黄曲霉毒素转录因子AFLR、长毛柄孢壳菌(Podospora comata)中黑色素转录因子Cmr1p、轮状镰刀霉菌(Fusarium verticillioides)中富马菌素转录因子Fum21p、烟曲霉菌(As-pergillus fumigatus)中神经胶质毒素转录因子GliZ、紫红曲霉(Monascus purpureus)中橘霉素转录因子CtnR等8个参与丝状真菌次级代谢的Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子,应用生物信息学软件预测了其保守结构域、疏水性、蛋白跨膜、亚细胞定位、二级结构、三级结构和蛋白相互作用网络等。结果显示:它们均具有保守区域为CX2CX6CX6CX2CX6C的锌指结构,且N-端都存在保守的GAL4域,富含丝氨酸(Ser),无明显跨膜结构域,无信号肽,为定位于细胞核的亲水性不稳定蛋白,属于非分泌型蛋白。蛋白序列在多个氨基酸位点均存在不同程度的磷酸化,其中丝氨酸发生磷酸化程度相对最高,在不同位置的磷酸化水平也不同。它们的二级结构均主要以无规则卷曲为主,三级结构也较为相似。蛋白相互作用网络预测8个转录因子的活性可以通过与其他全局性转录因子或蛋白间的相互作用进行调节。本研究的结果将为进一步研究丝状真菌次级代谢转录因子在次级代谢产物生物合成过程中的生物学功能提供一定的基础。

桑黄Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子及其在不同碳氮源条件下的表达

Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子(C6zinc)在真菌次生代谢产物合成中发挥重要作用。本研究首先利用本地BLAST,从桑黄Sanghuangporussanghuang全基因组中获得Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子编码基因,并利用生物信息学手段分析编码蛋白保守结构域、一级结构及二级结构,构建蛋白系统发育树,最后利用半定量PCR对它们在不同碳源和氮源培养条件下的表达情况进行检测。结果显示:从桑黄基因组中分析获得的11个Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白均具有Cy6型锌指基序,属于GAL4型锌簇蛋白转录因子;它们均为不稳定亲水性蛋白,具磷酸化修饰位点,糖基化修饰位点较少或没有,定位于细胞核中;其二级结构主要以无规卷曲和α螺旋为主;系统发育树分析结果显示,桑黄Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白分为2个大分支,其中Ⅰ类分支转录因子的保守结构域分布于蛋白N-端,Ⅱ类分支转录因子的保守结构域则分布于蛋白C-端;11个桑黄Zn(Ⅱ)2Cys6锌簇蛋白转录因子在不同培养基培养的菌丝体中呈现差异化表达,其中,肌醇培养基和乳糖培养基能够有效促进大部分锌簇蛋白转录因子的表达;另外,基因簇分析显示桑黄锌簇蛋白SHCZ4可能是NRPS-PKS杂合基因簇体系的途经特异性转录因子。该结果将为桑黄次生代谢产物合成调控相关转录因子的研究以及潜在次生代谢相关基因簇的挖掘提供参考依据。