植物转录抑制子的结构特征及其作用机理

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1、植物学通报ChineseBulletinofBotany2008,25(3):344-353,www.chinbullbotany.com.专题介绍.植物转录抑制子的结构特征及其作用机理杜娟,柴友荣*西南大学农学与生物科技学院,农业部生物技术与作物品质改良重点实验室,重庆市作物品质改良重点实验室,重庆市油菜工程技术研究中心,重庆400716摘要转录因子依转录调控能力可分为激活子和抑制子。植物转录抑制蛋白的分类依据很多,从作用方式上可分为主动抑制子和被动抑制子两大类;根据与DNA结合的方式则可分为锌指类、MYB类、AP2/EREBP类、bHLH类和bZIP类等。植物主动抑制子通过

2、其含有的抑制域对转录直接起抑制作用。抑制域又可分很多类,但多数为含有类似EAR基序的保守性基序,其上具有几个保守性亮氨酸残基。植物转录抑制子主要通过对激活子或基本转录复合物产生作用及改变染色体结构3种方式来抑制目标基因的转录。有关植物转录抑制子的研究虽很欠缺,但以拟南芥SUPERMAN等抑制子的EAR基序为代表的研究表明,抑制域是阐明植物转录抑制子功能和下游基因表达调控机理的核心对象,而融合抑制子沉默技术(CRES-T)也为人为调控基因沉默带来了新的技术手段。关键词EAR基序,植物,抑制域,抑制子,转录因子杜娟,柴友荣(2008).植物转录抑制子的结构特征及其作用机理.植物学通

3、报25,344-353.转录因子(transcriptionfactor,TF)也称为反式作用据转录因子的功能,可将其分为激活子(activator)和抑制因子,是指能够与顺式作用元件发生特异性互作,并对转子(repressor)两大类型。一般概念中的转录因子指的录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白(王希庆等,是激活子,对它的研究相对深入。而抑制子尽管在基因2003)。动、植物在特定的时间和空间进行细胞的分表达调控中扮演着同样重要的角色,但对其研究相对较化,就是因为转录因子调节下游基因的表达。少,尤其是相对于人和其它模式生物而言,植物转录抑制尽管同类型转录因子的功能可能不完全相同

4、,但它子的研究有待加强。们与DNA结合的结构域或与其它蛋白质相互作用的结构域却是高度保守的(杨致荣等,2004)。典型的转录因1植物转录因子的基本能力子包含4个功能区:识别并结合目的基因启动子区顺式作用元件的DNA结合区、介导转录因子蛋白之间形成转录因子要行使调节功能,必须具备2种能力。(1)与特同源或异源寡聚体的寡聚化位点、启动或阻止目的基定的DNA结合。转录因子中存在许多明显不同的能介因转录的转录调节域及介导转录因子在细胞质核糖体中导与DNA结合的结构元件。转录因子根据保守性DNA被合成后向细胞核定位转移的核定位信号(Liuetal.,结合域氨基酸序列的不同,被分为不同的家

5、族,如锌指1999;刘强等,2000)。但是不同的转录因子可能缺少(zinc-finger)转录因子、MYB转录因子、碱性螺旋-某一结构域,如转录调控域或特异的DNA结合域。相环-螺旋(basichelix-loop-helix,bHLH)转录因子及同家族的不同转录因子可具有截然不同的行为,主要是MADS-box转录因子等(Liuetal.,1999)。有趣的是,由于它们的调节域(regulationdomain)不同造成的,调含有DNA结合域的转录因子只有在形成转录因子二聚节域决定转录因子或激活或抑制目的基因的转录。根体之后才能结合到特定的DNA区域上,它们有的通过螺收稿日期

6、:2007-08-27;接受日期:2007-10-09基金项目:863计划(No.2006AA10Z110)和重庆市自然科学基金重点项目(No.8446)*通讯作者。E-mail:chaiyourong1@163.com杜娟等:植物转录抑制子的结构特征及其作用机理345旋-转角-螺旋,有的则通过亮氨酸拉链发生二聚化。如分转录因子被认为是主动抑制蛋白(Hiratsuetal.,CREB转录因子,它有1个与亮氨酸拉链结构相偶联的2002)。被动抑制子没有明显的抑制域,通过被动抑制DNA结合功能域,磷酸化后它们才能形成有功能的方式行使抑制功能。而主动抑制子存在一个抑制域,通二聚体,这

7、些活性二聚体与未活化的单体处于动态平常通过染色体结构修饰(如组蛋白的去乙酰化)或者与基衡中(Latchman,1997)。(2)转录调控。转录因子因表达的激活子相互作用而行使抑制功能(Thieletal.,对转录过程的作用结果决定了它是激活子还是抑制2004;Kazan,2006)。子,正因为它们所具有的这种调控能力才被称为转录2.3基因特异性抑制子的分类调控因子。基因特异性抑制子是一大类转录负调控蛋白,其分类方式非常复杂。根据能否与DNA结合,可分为DNA结合2植物转录抑制子的分类抑制子和