MYB 轉錄因子(整理內容來源於)

苦蕎MYB基因家族(上)

是植物轉錄因子家族中最大的家族成員之一,廣泛存在於植物中,參與調節細胞分化、細胞週期、光合作用、激素和環境因子的應答,對植物次生代謝具有重要的調節作用。

根據其結構不同主要分為

1R-MYB,R2R3-MYB,3R-MYB,4R-MYB

四個家族,在

植物生長髮育與類黃酮次生代謝調控中發揮著重要的作用

以及日常安利自己的公眾號:

陳默的學習之旅

(交流學習而已)

首先明確轉錄因子相關概念》透過微信搜尋,相關推文了解

https://mp.weixin.qq.com/s/lY4-Hnc5EuQDK5yGHDTcCA

這個推文值得一看。!!!真的超棒

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苦蕎MYB基因家族(上)

1.什麼是轉錄因子?(來源:https://mp.weixin.qq.com/s/dQmesnna5KtI43X2ByaaCw)

在分子生物學和遺傳學中,一個轉錄因子(有時被稱為序列特異的DNA結合因子)是一個能與特異DNA序列結合的

蛋白

。轉錄就是調控遺傳資訊從DNA傳遞到mRNA的過程。轉錄因子可以單獨或與其他蛋白形成複合體,提高或阻斷特性基因對RNA聚合酶的招募,

轉錄因子的一個特點是它包含一個或多個

DNA結合域

(DNA-binding domain, DBDs),透過這些結合域與基因附近的DNA序列結合,從而完成調控。其他蛋白,如共啟用因子(coactivators),染色質重構因子(chromatin remodelers),組蛋白乙醯化酶(histone acetylases),去乙醯化酶(deacetylases),激酶(kinases)和甲基化酶(methylases),雖然在基因調控中同樣起著重要的作用,但是由於缺少DNA結合域,因為並沒有歸類為轉錄因子。

苦蕎MYB基因家族(上)

2. 轉錄因子的保守性

轉錄因子存在於所有生物體中,對基因表達調控來說是必不可少的。在一個生物體內,轉錄因子的數量隨著基因組的大小的增加而增長,較大的基因組,每個基因傾向於有更多的轉錄因子,

在人類基因組中大約有2600個含有DNA結合域的蛋白質,其中大多數被假設具有轉錄因子功能

。因此,基因組中大約10%的基因編碼轉錄因子,這使得這個家族稱為最大的人類蛋白家族。此外,基因的兩側往往存在不同的轉錄因子結合位點,這些基因的高效表達需要有幾個不同的轉錄因子的協同作用。

陳默碎碎念

:轉錄因子可以

近似

的看成蛋白質,轉錄因子和蛋白結合以後和啟動子結合,控制基因的調控。

苦蕎MYB基因家族(上)

3. 轉錄因子的調控機制

轉錄因子可以與受其調控基因的臨近DNA上的

增強子或者啟動子

區域

結合

,根據轉錄因子的不同,相鄰基因的表達可能被上調或下調。轉錄因子有多種調控基因表達的機制,包括:

1。 穩定或組織RNA聚合酶與DNA結合

2。 催化組蛋白的乙醯化或脫乙醯化

轉錄因子可以直接或招募其他帶有這一催化活性的蛋白質來完成這一作用。

(就是形成複合物共同作用)

許多轉錄因子使用兩種對立機制的其中一種來調控轉錄:

a. 組蛋白乙醯轉移酶作用

——組蛋白乙醯化,從而削弱DNA與組蛋白的結合,使得DNA更容易轉錄,起到轉錄上調的效果;

b. 組蛋白去乙醯化酶

(histone deacetylase,HDAC)

作用

——組蛋白去乙醯化,從而增強DNA與組蛋白的結合,使得更少的DNA暴露,達到下調轉錄的目的。

3。 為轉錄因子DNA複合物招募共啟用子或共抑制子蛋白質

在生物學中,重要的程序大多具有

多層調控

的性質。轉錄因子也具有這樣的性質:轉錄因子不僅透過

控制轉錄率

來調節細胞中的基因產物(RNA和蛋白)的數量,而且轉錄因子

自身也受到調控作用(

通常被其他轉錄因子調控,

轉錄因子互作

!)。下面將對轉錄因子的調節方式及活性做剪短的概述:

a 合成

:轉錄因子從一個染色體上的基因轉錄成RNA,然後被翻譯成蛋白。調控這些步驟中的任何一步都會影響轉錄因子的產生以及活性,這裡存在一個有趣的現象,即轉錄因子可以被自己調控,例如,在一個負反饋環中,轉錄因子作為自己的一致子:如果轉錄因子蛋白與自身基因的DNA結合,它將會抑制自身的產生。這是一類在細胞中轉錄因子能夠維持較低水平的機制。

b. 核定位

:在整合生物中,

轉錄因子在細胞核中轉錄,但是在細胞質中翻譯

。許多在細胞核中具有活性的蛋白質含有核定位訊號,能直接定位細胞核。但是,對許多轉錄組因子來說,這是在他們調控過程中的關鍵,幾類重要的轉錄因子,如一些核受體轉錄因子,在細胞質中必須先在繫結一個配體,才能重新定位細胞核。

c. 啟用

:轉錄因子可以透過他們的訊號感應區域啟用或失活,機制包括:配體的結合;磷酸化。

4. 易接近DNA繫結位點

5. 其他輔助因子/轉錄因子的可用性

大多數的轉錄因子不單獨工作。通常為了 完成基因的轉錄,一系列的轉錄因子必須與DNA調控序列繫結,這種轉錄因子的集合,反過來招募中介蛋白質,如cofactor,以高效招募前起始複合物和RNA聚合酶。因此,對於一個i額單一的轉錄因子其實轉錄,所有這些其他蛋白也必須在場,並且,這個轉錄因子必須處於一旦需要就能夠結合到這些蛋白質的狀態中。

4. 轉錄因子的功能

1。 基礎轉錄調控,在真核生物中又稱為一般轉錄因子(general transcription factors, GTFs)。

2。 轉錄的差異性增強,繫結臨近調控基因的DNA增強子區域,從而差異調控各種基因的表達。

3。 發育,轉錄因子可以參與到發育過程中。

4。 細胞訊號的溝通,釋放一種可以產生與受體細胞進行訊號傳導的分子,使細胞之間可以相互溝通。

5。 環境應答,也能參與環境刺激的訊號級聯下游。

6。 細胞週期調控,特別是一些原癌或腫瘤抑制基因,有助於調節細胞週期。

7。 發病機制,轉錄因子可以用於改變宿主細胞的基因表達,促進發病機制。

5. 轉錄因子結構

轉錄因子具有模組狀結構,包含如下結構域:

DNA結合結構域(DNA-binding domain,DBD)

反式啟用結構域

(trans-activating domain,

TAD)

,其中包含其他蛋白質的結合位點,這些位點通常被認為具有啟用功能(AFs)

一個可選的

訊號感應結構域

(signal sensing domain,

SSD)。

此外,DBD和訊號感應結構可以存在與不同的蛋白質中,在轉錄複合物中相互作用,完成對基因表達的調控。

苦蕎MYB基因家族(上)

在瞭解了轉錄因子到底是什麼之後。開始瞭解苦蕎MYB基因家族,其實應該先看擬南芥的,但是時間比較趕,放一放。

根據開頭MYB那篇分析著手。

MYB 家族轉錄因子即含有

MYB 結構域

的一類轉錄因子根據 MYB 結構域重複個數( 用 R 表示) 的不同,MYB 家族轉錄因子可以被劃分為 4 種類型:

只 含 1 個 MYB 結 構 域 的 蛋 白 ( R1 /R2-MYB) ,可能在維持染色體結構完整性、調控基因轉錄、調控細胞形態建成、調控植物體生物鐘的形成等方面起到重要作用。

含有 2 個 MYB 結構域的蛋白( R2R3-MYB) 。此家族成員數目巨大,在植物中廣泛存在,參與到植物生長髮育的整個過程,例如次生代謝的調節、細胞分化的調控、外源脅迫及病蟲害防禦等過程。

含有 3 個 MYB 結構域的蛋白( R1R2R3-MYB) ,主要功能是調節細胞週期和細胞分化過程。

含 4 個 MYB 結構域的蛋白( 4R-MYB) ,該亞家族發現較晚,其具體功能還沒有被深入研究。

苦蕎MYB基因家族(上)

由圖可以看出主要調控都是花青素支路和黃酮醇支路。

OK,看完這個家族分析,我有點失望,我沒有獲得太多有用資訊。

所以換一篇。

Jiang C, Gu X, Peterson T. Identification of conserved gene structures and carboxy-terminal motifs in the Myb gene family of Arabidopsis and Oryza sativa L. ssp. indica[J]. Genome biology, 2004, 5(7): R46.

This study analyzed 130 Myb genes from Arabidopsis and 85 from rice。 The collected Myb proteins were clustered into subgroups based on sequence similarity and phylogeny。 Interestingly, the exon-intron structure differed between subgroups, but was conserved in the same subgroup。 Moreover, the Myb domains contained a significant excess of phase 1 and 2 introns, as well as an excess of nonsymmetric exons。 Conserved motifs were detected in carboxy-terminal coding regions of Myb genes within subgroups。 In contrast, no common regulatory motifs were identified in the noncoding regions。 Additionally, some Myb genes with similar functions were clustered in the same subgroups。

首先概述MYB的研究內容,擬南芥和水稻中現已發現的,然後說了MYB四個結構域。

根據序列相似性和系統發育的拓撲結構, 我們將 Myb 基因分為42個亞群, 大小從兩個到 14個 Myb 基因不等。

苦蕎MYB基因家族(上)

擬南芥和水稻的肌細胞蛋白中的全科、亞群名稱和羧基末端圖案。左邊的系統發育樹代表了130個擬南芥的 Myb 基因, 85個來自水稻, 43個來自其他植物, 它們聚整合42個亞群 (三角形) 和7個單組 (線)。19個灰色子群包含保守的羧基末端圖案。箭頭表示參與苯基丙基生物合成途徑或 ABA 反應的大量基因群。樹下的刻度欄將出現0。2個替換。括號中列出了一些 ‘具有里程碑意義’ 的 Myb 蛋白, 以供功能參考。具有完整分類名稱的未壓縮樹可作為其他資料檔案7使用。在這項研究中使用的子組名稱與 [1] 中使用的子組名稱的比較在附加資料檔案1中進行了描述。圖中心的四個塊 (A-D) 表示 Myb R2R3 域中四個主要拼接模式的分佈;有關詳細資訊, 請參閱文字。右側的圖案是使用 MEME 檢測出來的, 並按比例繪製。指出了 Myb R2 和 R3 重複。黑匣子表示 R3 重複後的擴充套件圖案。灰色框代表上一次報告 [1] 中確定的圖案, 白色框是在這裡新發現的圖案。細線表示編碼區域缺乏可檢測的主題, 多肽長度由對角線斜線標記上方的數字表示。刻度棒相當於50個氨基酸殘基。

Myb 基因的內顯子結構。(a) R2R3 域內含子1和2拼接點的位置。顯示了六個具有代表性的 Myb R2R3 域序列。R2 和 R3 重複的範圍在對齊的底部表示。三角形表示拼接點的位置, 三角形上方的數字表示內含子的相位。子組 G13 代表主要拼接模式;也就是說, 擬南芥中的 77 (130 種) Myb 基因和水稻中的 45個 (85個) Myb 基因具有這種拼接模式。陰影 W 殘點表示色氨酸殘留量有規律的間隔。六個分組的代表性序列是: G13、At1g57;G12, At2g32460;G16, At4g32730;N08, Scaffold479_5;N19, At2g3980;N21, At2g25230。對齊右側的表格列出了每個拼接模式的 Myb 基因數量以及擬南芥和水稻中 Myb 基因的總數。請注意, 22個擬南芥和18個水稻基因具有典型的 G13 拼接模式, 只是它們缺少內子1或內生2。此外, 6個擬南芥和12個水稻基因在 R2R3 域內沒有內含子。最後, 兩個擬南芥和四個水稻 Myb 基因有其他非典型的拼接模式 (資料未顯示)。(b, c)在 G13 和 N21 亞群中, 所有成員基因的守細顯子-內含子結構。框和線分別表示外顯子和內含子。其他示例在其他資料檔案8中提供。

苦蕎MYB基因家族(上)

看到這裡我放棄了,該吃飯了,晚上再戰。