首页 > 分享 > 植物MYB基因研究进展

植物MYB基因研究进展

花匠小妙招
2024-11-04 22:31

安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2009,37(20):9372-9374责任编辑王淼责任校对傅真治植物MYB基因研究进展吴春霞(山东师范大学生命科学学院逆境植物重点实验室,山东济南250014)摘要结合MYB基因编码产物的结构特征,综述了MYB蛋白与DNA相互作用的多样性,植物MYB基因的功能以及MYB蛋白DNA结合结构域的进化。关键词MYB基因;转录因子;结构和功能中图分类号Q943文献标识码A文章编号0517-6611(2009)20-09372-03ResearchDevelopmentofMYBGenesinPlantsWUChun2xia(KeylabofPlantStressResearch,CollegeofLifeScience,ShandongNormalUniversity,Jinan,Shangdong250014)AbstractCombinedwiththestructuralcharacteristicsofMYBgenescodingproducts,thepaperreviewinginteractiondiversityofMYBproteinandDNA,functionofplantMYBgenesandevolutiononDNA2bindingdomainofMYBproteins.KeywordsMYBgenes;Transcriptionfactor;Structureandfunction目前,在几乎所有的真核生物中都发现了与禽类逆转录病毒癌基因(oncogene)v2myb(avianmyeloblastosisvirus,禽类成髓细胞瘤病毒)和细胞原癌基因(proto2oncogene)c2myb相似的基因,它们的编码产物在结构和功能上具有高度保守的DNA结合结构域(DNA2bindingdomain),是一类转录因子。在植物中首先从玉米中克隆了含有MYB结构域的转录因子C1基因[1],此后在植物中发现的MYB相关基因的数量迅速增加。对其功能的研究表明,MYB基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用[2-3]。1MYB基因编码产物(MYB蛋白)的结构特征作为一类转录因子,无论在动物和植物中,MYB蛋白均具有高度保守的DNA结合结构域以及转录激活域。动物中的MYB蛋白DNA结合结构域通常含有3个5053个氨基酸的不完全重复区(R1、R2、R3),每个重复区折叠成一个螺旋-转角-螺旋结构,插入到目标DNA的大沟中。植物中的MYB蛋白大多含有两个重复区,分别与动物MYB蛋白DNA结合结构域的R2、R3相似[4],也发现了有3个重复区[5-6]及只含有1个重复区的植物MYB蛋白[7]。MYB蛋白的DNA结合结构域集中在氨基端(图1),每个重复区含有3个在空间上规则排列的色氨酸残基,这3个色氨酸残基在折叠形成MYB结构域的疏水核中起重要作用,一般在所有的MYB蛋白中是保守的,但R3的第1个色氨酸残基可被芳香族氨基酸(如苯丙氨酸)或其他疏水氨基酸所代替[2]。大多数MYB蛋白在其DNA结合结构域的C-端有转图1MYB蛋白的功能域结构示意[4]Fig.1SchematicdiagramoffunctionaldomainofMYBproteins旋与识别序列核心相互作用,R2的C-端螺旋则非特异的与识别序列核心外围的核苷酸结合[8]。对于只有1个重复区的MYB蛋白,其C-端螺旋加长,DNA结合结构域也形成螺旋-转角-螺旋结构,它结合DNA的方式可能与home2odomain蛋白相似或以二聚体(异源或同源二聚体)方式进行,这可能对其作用方式和生物学功能是非常重要的[4]。因为不同MYB蛋白具有不同的目标识别位点,即使同一组中的MYB蛋白也识别不同位点,所以各MYB蛋白亚家族的成员分类应以DNA结合特性来分,而不是以其生理功能为准。一些植物MYB蛋白能识别动物c-MYB、A-MYB、B-MYB的识别序列MBSI:T/CAACG/TGA/C/TA/C/T,其中有些还能识别大多数植物R2R3MYB蛋白的识别序列MBSII:TA2[3]录激活结构域。转录激活域通常形成一个两亲性的α-螺ACTAAC。牵牛花PhMYB3能识别2个序列:MBSI和MB2旋结构。MYB蛋白的C-端的保守性不高,表明激活域的结构是易变化的。另外,并不是所有的MYB相关蛋白是转录激活子,有的也起负调控作用,抑制目标基因的表达[4]。2MYB蛋白与DNA相互作用的多样性对c-MYB的结构研究表明,R2和R3重复区都与特异序列结合,每个重复区的C-端螺旋识别DNA结合位点。R2R3MYB蛋白具有相似的DNA结合方式。R3的C-端螺基金项目山东省高等学校优秀青年教师国内访问学者项目资助。作者简介吴春霞(1973-),女,山东淄博人,博士,讲师,从事植物抗逆分子遗传学研究。收稿日期2009203223SII;拟南芥的AtCDC5则识别CTCAGCG。只有1个碱基改变也会影响DNA结合特性,如在牵牛花的PhMYB305中,将R2识别螺旋中的Leu44用Glu代替,则DNA结合特性与c-MYB相似;再用Leu代替c-MYB中的Glu43,DNA结合特性与PhMYB3相似[2]。DNA结合特性的不同可能有2个方面的原因:一是MYB蛋白与识别位点结合的氨基酸在不同MYB蛋白间有差异。在MYB蛋白与识别位点结合的8个氨基酸中,6个在所有的植物MYB蛋白中是高度保守的,另2个则有80%的保守性。二是与结合位点相邻的氨基酸残基以及整个DNA结合结构域的长度都会影响到MYB蛋白的DNA结合特