植物转录抑制子的结构特征和其作用机理.pdf

植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2008, 25 (3): 344353, w w w .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 4007 16 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S UPER MAN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(C RES-T )也为人为调控 基因沉默带来了新的技术手段。 关键词 EA R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. 植物学通报 2 5 , 344353. 转录因子(t rans cription factor, 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(repre s s or)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 D N A 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 2 0 03 ) 。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, 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(Liu et al . , 结合域氨基酸序列的不同, 被分为不同的家族, 如锌指 1999 ; 刘强等, 2000) 。但是不同的转录因子可能缺少 (z in c -fing er)转录因子、MY B 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(bas ic helix -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 MA DS-box 转录因子等(Liu et al ., 1999) 。有趣的是, 由于它们的调节域(regulation domain)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: 2007-08- 27; 接受日期: 2007- 10- 09 基金项目: 863 计划(No.2 006AA