组会 NAC.ppt

与非生物胁迫相关的转录因子 NAC汇报人 李倩倩 转录因子 transcriptionfactor TF 转录因子也称为反式作用因子 主要以同源或异源二聚体的形式同顺式作用因子发生特异性的结合 通过和某些辅助调控子发生作用而影响转录复合体的形成 从而调节植物基因的特异性表达 目前在拟南芥基因组中共鉴定到1533个转录因子 分属于37个不同家族 参与植物非生物胁迫相关的转录因子 NAC转录因子是植物特有的一类转录因子 其数量众多 广泛分布于陆生植物中 在植物中发挥着不可低估的作用 与非生物胁迫相关的植物转录因子的代表 1 目前 在许多植物中都发现了成员众多的含NAC结构域的NAC家族转录因子 拟南芥 水稻 葡萄 白杨 大豆和烟草 152 163 79 117 151 1996 Sour等从矮牵牛中分离得到NAM基因 矮牵牛顶端分生组织的形成与分化受其影响 并且其突变体幼苗期出现子叶融合的现象 Aida等发现CUC2 并发现矮牵牛NAM和拟南芥ATAF1 ATAF2以及CUC2这三个基因片段的N端都含有一段在进化上十分保守的氨基酸序列 因此将含有此类结构域的蛋白命名为NAC Hirt等从拟南芥中分离得到拟南芥ATAF1 ATAF2 是与胁迫应答相关的转录因子 NAC的发现 NAC的结构特征 目前NAC转录因子结构模型中 典型模型是N端存在一个高度保守的NAC结构域 C端是变化多样的转录调控域 NAC结构域 一般由约150个氨基酸组成 分为5个亚结构域A E NAC的转录调控区域 位于高度分散的C端 激活或抑制转录 有几组重复的富含丝氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸或酸性氨基酸残基的特异基序 这些基序对NAC同一亚家族是保守的 在不同的亚家族之间却有差异 可能赋予了NAC蛋白质特异的功能变化 3 亚结构域C D高度保守 带正电荷 与DNA结合 其中亚结构域D中的赖氨酸残基对核穿梭起关键作用 亚结构域A可能与NAC蛋白形成二聚体有关 亚结构域B E富于变化 可能赋予NAC基因不同的功能 存在过多的复杂度低的序列 NAC的转录调控区具有高度的内在混乱性 使得NAC蛋白不能有一个单一稳定的三维结构 而这种灵活性使NAC蛋白能与不同的靶蛋白相互作用 同时也使NAC蛋白成为转录因子功能和结构系统分析的模式蛋白 NAC的典型模型 3 IF 33 116 NAC的分类 通过比较NAC结构域的氨基酸序列 可将NAC分为两组 组和 组 这两个组在NAC结构域保守性方面存在差别 此外 根据NAC结构域结构上的相似性可将每个组的NAC结构域分为多个亚组 其中 组可分为14个亚组 组可分为4个亚组 IF 4 975 4 NAC的亚细胞定位分析 亚细胞定位是指某种蛋白或表达产物在细胞内的具体存在部位 亚细胞定位预测的常用方法 生物信息学分析 蛋白质的N端或C端有一段指导蛋白质寻靶的氨基酸序列 称为信号序列 因此根据蛋白质中的信号序列 利用生物信息学分析可以预测蛋白质的亚细胞定位 融合报告基因定位法 GFP亚细胞定位 操作方便 快捷 灵敏度高 转化效率高 5 GFP亚细胞定位 GFP 绿色荧光蛋白 Greenfluorescentprotein GFP 在488nm的激发光下会发出绿色荧光 将目的转录因子基因与绿色荧光蛋白基因串联 形成融合表达载体 基因枪法将表达载体导入洋葱表皮细胞中 在共聚焦显微镜下通过观察GFP的位置 从而确定转录因子的亚细胞定位 常用的表达载体有pEGAD pCAMBIA1302等 5 IF 5 677 IF 3 534 NAC的转录激活作用分析 NAC转录激活活性通常在酵母细胞中进行检测 常用方法是构建转录激活表达载体 转化至酵母菌中 在营养缺陷型培养基上培养 能够生长的酵母菌具有转录激活活性 通过 半乳糖苷酶染色可进一步确定转录因子的转录激活作用 常用的载体有pGBKT7 pDBLeu等 6 From plosoneIF 3 354 NAC的功能预测 通过生物信息学方法对NAC转录因子进行分析可以对其功能进行预测 通过系统进化树分析 将结构相近的NAC转录因子聚类 进一步分析聚类在一起的NAC亚家族成员的C端基序 发现在同一亚族里的NAC转录因子具有相同的基序 不同亚族里的NAC转录因子具有不同的基序 所以结合已知功能的NAC转录因子 可以推测在同一亚族里其他成员的功能 但是