1.2 转录因子的定义

   在生物体中，基因表达是由不同的机制来调控的，其中转录调节是最重要的，因此植物中存在着许多与顺式作用元件相互作用的转录因子（transcription factors ）。转录因子又称反式作用因子，是指一类能够结合特定DNA序列的蛋白，其主要通过与其他蛋白相互作用来控制遗传信息从DNA到mRNA的转录速率。植物含有二种反式作用因子，一种是通用反式作用因子，它们与靶基因上游Pribnow box的TATA区相结合，增强RNA聚合酶与启动子的结合力，非特异性地增强或抑制基因表达，如大麦中的HvCBF2；另一种是特异反式作用因子，它们能特异性地调控有关基因的表达。一般情况下，反式作用因子指特异反式作用因子。转录因子的典型特征是含有一个或多个DNA结合结构域，尽管激酶、甲基化酶及组蛋白乙酰基转移酶等在植物基因表达调控中起着重要作用，但是它们均不含有DNA结合结构域，因而不是转录因子。目前，有关转录因子的研究是植物研究领域的焦点，因其含有DNA结合蛋白的不同可以分为不同的基因家族，如Dof基因家族、Trihelix基因家族，因为转录因子在植物机体发育中发挥核心作用[1,2]，所以以全基因组为基本面来研究某一类型转录因子是必要的。

1.3 Dof转录因子的基本特点

   Dof（DNA binding with one finger）基因仅存在于植物中[3,4]，而在果蝇、秀丽线虫和酿酒酵母基因组中并未发现有Dof基因的存在[5]。Dof转录因子属于单锌指蛋白超家族，一般由200~400个氨基酸构成[6]，具有两个功能结构域：一个是位于N-末端的DNA结构域，另一个是位于C-末端的转录调控域[7]。在N-C末端之间一般还有一个由Ser构成的骨架，其功能是作为铰链连接DNA结构域和转录调控域。其中DNA结构域具有一个由4个Cys残基构成的保守的单锌指结构，因此，被称为Dof结构域[8]。在这个结构域中，1个Zn2+与4个Cys残基共价结合激活Dof蛋白，使其行使与DNA或蛋白质相互作用的双重功能。二价离子螯合剂如EDTA，能够抑制DNA序列与Dof蛋白的结合，同时Cys的取代也会使Dof蛋白的构象发生改变而失活，这就说明Zn2+和Cys残基的结合是Dof基因发挥功能的必要条件。在已发现的反式作用因子中，有的因子包括两个或两个以上的DNA结合结构域，如含有不完全相同DNA结合结构域的植物MYB蛋白，而Dof蛋白只有一个。在Dof基因结构中，C-末端功能域由于其蛋白质氨基酸序列的多样性而使Dof蛋白具有不同效应。在已发现的玉米ZmDof1中，转录因子特异性的结合启动子中的核心序列来!自-优.尔,论:文+网www.youerw.com GG，增强基因转录起始，且转录调控结构域位于C末端的44个氨基酸残基。以下为转录因子Dof结构域示意图：

Dof保守域的基本结构及与基因启动子AAAG序列结合模式

Fig.1: The structure of the Dof domain and the binding schema to the AAAG sequence of regulation gene promoter

1.4 植物中的Dof转录因子

   随着第一个Dof转录因子——ZmDof1在上世纪末被从玉米中检测出来以来，越来越多的单、双子叶植物Dof基因被以分子生物学方法或生物信息学方法预测和鉴定出来。例如，在模式植物拟南芥中，我们已经鉴定出36个Dof基因，并通过相关软件将其分为4个分支Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ[9]；在高产粮食作物水稻中，已经鉴定出30个含有保守Dof结构域的基因；在裸子植物火炬松中，也发现了30个Dof基因[10]。此外，在烟草、马铃薯等高等植物中也有Dof基因的报道。随着植物基因组学、生物信息学及分子生物学的飞速发展，我们相信将会有更多的Dof基因被我们发掘出来，Dof转录因子家族成员也愈来愈多，并且这些新发现将为我们了解Dof结构域功能奠定坚实基础。文献综述