植物TCP家族基因的研究进展
2021-12-13王景超
王景超
(山东省产品质量检验研究院,山东 济南 250100)
TCP(Teosinte branched1/Cincinnata/Proliferating cell factor)基因是植物所特有的一类转录因子,主要参与调控植物器官的的三维形态发育[1]。1999年,TCP基因家族被首次报道[2],当前已成为相关研究的热点。TCP家族基因含有一个非典型的bHLH保守结构域,也称TCP结构域,是根据最早发现的4个TCP蛋白而命名的,有玉米中的teosinte branched1(tb1)[3],金鱼草中的CYCLOIDEA(CYC)[4],水稻中的PROLIFERRATING CELL FACTORS 1和2(PCF1 和 PCF2)[5],主要参与DNA结合、蛋白互作和核定位等。不同植物中TCP成员间的序列分析表明,TCP家族基因可以分为2大类,Class I和Class II[6]。在多个植物物种中均有发现TCP基因家族,其在植物生长发育过程中的作用也逐渐明晰。这些TCP基因家族的发现强调了TCP基因在植物生长发育和对环境响应调控中的重要作用。本文简要分析了TCP基因家族的结构特征和分类,并综述了TCP转录因子的功能进展,以期为相关研究提供参考。
1 植物TCP家族基因的结构特征与分类
TCP(TEOSINTE BRANCHED1/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTORS)蛋白是植物特有的一类转录因子,参与胚胎发育、叶发育、花器官发育、分枝发育等诸多生物学过程。TCP蛋白具有高度保守的TCP结构域,由60个氨基酸残基组成的碱性区-螺旋-环-螺旋结构(bHLH结构域),是结合DNA和蛋白互作必需的[7]。
根据TCP结构域内部和外部特征,可将TCP基因家族成员分成2大类,Class I(又称PCF或TCP-P)和Class II(又称TCP-C)[6]。这2大类在TCP结构域内部有3处主要不同,碱性区域的残基数(Class II在该区域有4个氨基酸插入);环和螺旋的残基组成;螺旋II的长度[6]。Class II这类蛋白可进一步细分为2个分支,CIN和ECE(CYC/TB1)[8],并且CYC/TB1分支是被子植物特有的。在TCP结构域外部,某些Class II成员具有一个未知功能的R结构域,即18~20个氨基酸残基组成的富含精氨酸(Asp)的结构域,预测其会形成一个卷曲螺旋结构,参与蛋白互作[9]。……
