Three-dimensional solution structure of a single zinc finger DNA-binding domain

The three-dimensional solution structure of a zinc finger nucleic acid binding motif has been determined by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Spectra of a synthetic peptide corresponding to a single zinc finger from the Xenopus protein Xfin yielded distance and dihedral angle constraints that were used to generate structures from distance geometry and restrained molecular dynamics calculations. The zinc finger is an independently folded domain with a compact globular structure in which the zinc atom is bound by two cysteine and two histidine ligands. The polypeptide backbone fold consists of a well-defined helix, starting as alpha and ending as 3(10) helix, packed against two beta strands that are arranged in a hairpin structure. A high density of basic and polar amino acid side chains on the exposed face of the helix are probably involved in DNA binding.     

拟南芥Atfin1锌指蛋白的细胞定位

[目的]确定拟南芥锌指蛋白基因Atfin1的效应部位。[方法]用Trizol提取拟南芥叶片的总RNA,根据GeneBank数据库中Atfin1cDNA全序列设计引物,进行Atfin1的PCR扩增,克隆Atfin1基因,并进行同源性比较,构建pBI-Atfin1-EGFP融合表达载体,对Atfin1进行定位。[结果]克隆得到的拟南芥Atfin1蛋白氨基酸序列同紫花苜蓿Atfin1蛋白氨基酸序列的同源性达78.60%,在接近C-末端区域形成锌指结构的8个氨基酸残基高度保守,与周围的氨基酸残基共同形成典型的C4HC3基序。融合有Atfin1的绿色荧光蛋白只在细胞核区域表达,而未做融合的绿色荧光蛋白在整个细胞内呈弥散状分布。Atfin1没有典型的核定位信号,但仍然能够准确地在细胞核内表达。[结论]Atfin1在细胞核内表达,符合作为转录因子的表达特征。     

植物CCCH型锌指蛋白研究进展

锌指蛋白是具有典型锌指结构特征的超蛋白家族,几乎参与了生物体生长发育的各个阶段,其中CCCH型锌指蛋白包含一个或多个由三个半胱氨酸和一个组氨酸组成的基序。本文综述了植物CCCH锌指蛋白的结构、作用方式、功能等方面的研究进展,并对其应用前景进行了展望。     

猪CFTR基因特异性锌指核酸酶的筛选与鉴定

【目的】获得靶向猪囊性纤维化跨膜传导调节因子(Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)基因的特异锌指核酸酶(Zinc finger nuclease,ZFN),为建立CFTR基因敲除猪细胞系提供技术支持。【方法】通过开源式(Oligomerized pool engineering,OPEN)方法筛选,首先以已知三锌指蛋白为框架,随机突变单个锌指关键位点氨基酸编码序列,建立人工三锌指蛋白随机库;然后应用细菌双杂交技术,从库中筛选出能够结合CFTR基因靶位点的三锌指蛋白;最后将获得的锌指蛋白与非限制性核酸内切酶FokⅠ组装成特异ZFN,通过酵母验证体系,检测ZFN靶向切割其识别序列的效率。【结果】获得3个人工三锌指蛋白随机库,每个库约含有2×10⁶个单克隆,通过2轮细菌双杂交筛选,分别获得48个针对CFTR基因左右两侧靶位点的三锌指蛋白。ZFN活性验证结果表明,约90%的ZFN能够在酵母细胞内实现靶向切割,获得了高效特异的ZFN。【结论】获得了猪CFTR基因高效特异的ZFN。     

人工锌指蛋白随机库的构建及其在锌指核酸酶筛选中的应用

利用开源式(Oligomerized pool engineering,OPEN)方法筛选具有较高特异性和亲和性的锌指蛋白(Zinc finger protein,ZFP).以已知三锌指蛋白为框架,使单个锌指关键位点氨基酸编码序列产生随机突变,构建3个人工锌指蛋白随机库,建立和完善应用人工锌指蛋白随机库筛选特异性锌指蛋白的技术平台.以人DYRK1A基因为例,测试和验证该技术平台的可行性和效率,分别获得对DYRK1A基因靶序列中左侧和右侧位点具有较高亲和性的50个三锌指蛋白;然后将得到的锌指蛋白与非限制性核酸内切酶FokⅠ连接,构建DYRK1A锌指核酸酶(Zinc finger nucleases,ZFN),应用酵母验证系统测试DYRK1A锌指核酸酶的活性,结果表明,90％的组装锌指核酸酶能够在靶位点进行切割.     

木薯环指蛋白基因MeRFP8克隆及表达

采用RT-PCR方法,首次从木薯华南8号(SC8)克隆一个环指蛋白RFP基因家族成员MeRFP8.该基因c DNA包含1059 bp的开放阅读框,编码一个由352个氨基酸残基组成的蛋白质.该蛋白质分子质量为39.23 ku,理论等电点为4.84,C末端含有保守的结构域RING finger domain(Ring-H2 zinc finger),属于C3H2C3型环指蛋白.利用实时荧光定量PCR分析MeRFP8基因在木薯SC8及其同源四倍体叶片的表达水平,结果显示:5℃低温胁迫24 h内,SC8和其四倍体MeRFP8基因先下调表达,后上调表达,呈"V"字型.而且MeRFP8基因在SC8的表达变化水平比其同源四倍体大.推测MeRFP8基因可能参与木薯的低温响应.     

大豆C2H2型锌指蛋白基因STF-2的克隆及结构分析

大豆是我国重要的粮油经济作物,是众多行业中必需的原材料。锌指蛋白是一种重要的转录因子,其中双锌指的植物C2H2型锌指蛋白多数与植物的非生物胁迫相关,可以利用生物技术手段提高作物对非生物胁迫的耐受能力。该文利用生物信息学和同源克隆的方法克隆得到了大豆C2H2型锌指蛋白基因STF-2,并且利用软件对其蛋白结构进行了初步分析。     

水稻Ds插入具芒突变体相关基因的功能预测

[目的]研究水稻Ds插入具芒突变体形成的分子机理。[方法]采用TAIL-PCR技术,从水稻Ds插入具芒突变体中克隆出Ds侧翼基因序列,分析被插入基因的结构,并分析预测基因编码的蛋白功能。[结果]Ds插入在具芒突变体7号染色体Os07g0588700基因前1 339 bp处。Ds插入位置的下游基因编码产物含一个锌指区CX2CX3FX5LX2HX3H,且含高度保守的QALGGH保守区,为水稻的单锌指蛋白。[结论]Ds转座元件插入基因组中,影响了编码锌指蛋白基因的表达调控,使突变体显示出具芒的表型。     

Zinc finger-DNA recognition: crystal structure of a Zif268-DNA complex at 2.1 A

The zinc finger DNA-binding motif occurs in many proteins that regulate eukaryotic gene expression. The crystal structure of a complex containing the three zinc fingers from Zif268 (a mouse immediate early protein) and a consensus DNA-binding site has been determined at 2.1 angstroms resolution and refined to a crystallographic R factor of 18.2 percent. In this complex, the zinc fingers bind in the major groove of B-DNA and wrap part way around the double helix. Each finger has a similar relation to the DNA and makes its primary contacts in a three-base pair subsite. Residues from the amino-terminal portion of an alpha helix contact the bases, and most of the contracts are made with the guanine-rich strand of the DNA. This structure provides a framework for understanding how zinc fingers recognize DNA and suggests that this motif may provide a useful basis for the design of novel DNA-binding proteins.     

沙冬青GATA型锌指蛋白基因序列及表达分析

根据沙冬青低温干旱诱导cDNA文库表达序列标签中锌指蛋白基因序列设计特异引物,采用PCR技术扩增锌指蛋白基因AmZFPG的cDNA全长.序列分析表明,cDNA全长669 bp,推测编码223个氨基酸残基、分子量约25 kD的蛋白质.氨基酸保守性分析及同类锌指结构比对表明AmZFPG属于GATA结合蛋白家族,且具有高度的...     

锌指蛋白转录因子Di19参与调控大豆干旱响应的研究进展

干旱是人类面临的最主要自然灾害之一,是影响农作物生产最主要的环境因素。锌指蛋白指含有锌离子、具有手指状结构域的一类蛋白质,是植物中发现种类最多、调控作用最显著的一类转录因子,在植物干旱响应中发挥重要作用。Di19是最新发现的一类小分子锌指蛋白,其含有两个C2H2型锌指结构域,受干旱和高盐诱导,在植物的抗旱响应中起积极作用。大豆根系不发达,需水量多,对干旱敏感,水分亏缺是制约其产量提高和品质提升的最重要环境因子。本文评述了大豆耐旱性研究现状,锌指蛋白及其家族最新成员Di19在大豆耐旱性响应过程中发挥的作用,以期为大豆耐旱性改良提供参考。     

基于转录组的油茶DHHC型锌指蛋白基因家族的鉴定及分析

DHHC型锌指蛋白参与细胞内蛋白质的棕榈酰化修饰,对植物的生长发育、器官形成、生殖发育及胁迫响应等生命活动具有重要的调控作用。基于油茶叶片转录组数据,筛选出23个DHHC型锌指蛋白基因,应用生物信息学方法对其蛋白理化性质、结构域、系统进化等进行了分析。结果表明,23个DHHC型锌指蛋白的序列大小为195~725 aa,均包含一个保守的DHHC-CRD结构域,大部分DHHC型锌指蛋白具有4个跨膜区,主要定位于细胞核和细胞膜中。系统进化分析将其分为4类,与拟南芥和水稻均有不同程度的同源关系,DHHC型锌指蛋白在不同物种间具有遗传保守性。23个DHHC型锌指蛋白基因在结实量大和结实量小的单株的不同发育时期叶片中均有不同程度的表达。CoDHHC9、CoDHHC13、CoDHHC22在油茶抽梢生长期的叶片中表达上调;CoDHHC6、CoDHHC12、CoDHHC18、CoDHHC23在花芽分化时期和果实成熟时期的叶片中表达量较高,且在结实量较小而开花较多的单株中表达上调更为明显,这些基因可能参与油茶花芽分化及花朵发育过程;CoDHHC5、CoDHHC11、CoDHHC15在不同时期的叶片中表达量均较低。研究结果为进一步对油茶DHHC型锌指蛋白家族基因的克隆和功能分析提供依据,有助于进一步研究该基因家族在油茶生殖发育中的调控功能。     

Structure of a site-2 protease family intramembrane metalloprotease

Regulated intramembrane proteolysis by members of the site-2 protease (S2P) family is an important signaling mechanism conserved from bacteria to humans. Here we report the crystal structure of the transmembrane core domain of an S2P metalloprotease from Methanocaldococcus jannaschii. The protease consists of six transmembrane segments, with the catalytic zinc atom coordinated by two histidine residues and one aspartate residue approximately 14 angstroms into the lipid membrane surface. The protease exhibits two distinct conformations in the crystals. In the closed conformation, the active site is surrounded by transmembrane helices and is impermeable to substrate peptide; water molecules gain access to zinc through a polar, central channel that opens to the cytosolic side. In the open conformation, transmembrane helices alpha1 and alpha6 separate from each other by 10 to 12 angstroms, exposing the active site to substrate entry. The structure reveals how zinc embedded in an integral membrane protein can catalyze peptide cleavage.     

锌指核酸酶技术在动物转基因研究中的应用

锌指蛋白核酸酶(Zinc Finger Nuclease,ZFN)是一种人工合成酶,含有锌指蛋白和FokⅠ核酸内切酶的剪切结构域,因其能特异性识别并切割DNA序列及其可设计性而被用基因定点突变和外源基因定点整合。这项技术已应用于转基因动物研究中。本文综述了锌指核酸酶技术在转基因研究中的应用进展,并对锌指核酸酶技术的应用前景进行了展望。     

不同花生品种B06基因的克隆与序列分析

Dof（DNA binding with one finger）转录因子是一类植物特有的、进化上高度保守的基因家族,对植物多方面的生理过程均发挥调控作用。根据Dof家族中的一个B06基因的cDNA保守序列设计引物,对8个品种花生的B06基因进行PCR扩增克隆相似基因,并测定序列。实验成功克隆出四粒红和073103的完整...     

沙冬青A20／ANl锌指蛋白基因序列及表达分析

A20/AN1锌指蛋白普遍存在于真核生物中,在胁迫响应引起的信号传导过程中发挥着重要作用。本文利用生物信息学和RT-PCR方法从低温干旱胁迫的沙冬青叶片组织中分离锌指蛋白基因AmSTZF,该基因编码一条含172个氨基酸残基的多肽,含A20和AN1两个锌指蛋白保守结构域,属A20/AN1锌指蛋白。生物信息学分析显示该蛋白定位于细胞质中,具有磷酸化位点,参与细胞转录调控。RT PCR分析表明:低温和干旱胁迫处理的沙冬青叶片中,AmSTZF的表达增强,初步推测该基因与沙冬青低温、干旱胁迫响应相关。      

一个新杉木纤维素合酶ClCesA基因的克隆与植物表达载体构建

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,ClCseA基因在杉木的不同器官(根、茎、叶)中均有表达,但在杉木根中的表达含量最高,茎中次之,叶中最低.随后,为后续该基因功能验证提供基础,将ClCesA克隆到含有GFP标签和潮霉素抗性的p GWB506载体,构建植物过表达载体p GWB506-35S-ClCesA-GFP.     

Tat protein from human immunodeficiency virus forms a metal-linked dimer

Tat, the transactivating protein from HIV, forms a metal-linked dimer with metal ions bridging cysteine-rich regions from each monomer. This novel arrangement is distinct from the "zinc finger" domain observed in other eukaryotic regulatory proteins. Ultraviolet absorption spectra show that Tat binds two Zn2+ or two Cd2+ ions per monomer, and electrophoresis of the Tat-metal complexes demonstrates that the protein forms metal-linked dimers. Partial proteolysis and circular dichroism spectra suggest that metal binding has its primary effects in the cysteine-rich region and relatively little effect on the folding of other regions. These results suggest new directions for biological studies and new approaches to drug design.