的锌指（ZF）存在于许多真核蛋白质的结构基序。它们属于金属蛋白类，因为它们能够结合操作所需的锌金属离子。预计人类中约有1,000种不同蛋白质中将存在1,500多个ZF结构域。
锌指或“锌指”一词是由Miller，McLachlan和Klug于1985年首次提出的，当时他详细研究了非洲爪蟾转录因子TFIIIA的小DNA结合结构域，几年前其他作者对此进行了描述。 。
蛋白质中锌指基序的图形表示（Thomas Splettstoesser（www.scistyle.com），通过Wikimedia Commons）
具有ZF基序的蛋白质是真核生物基因组中含量最高的蛋白质，并参与多种基本细胞过程，其中包括基因转录，蛋白质翻译，代谢，其他蛋白质和脂质的折叠和组装。 ，程序性细胞死亡等。
结构体
ZF主题的结构极为保守。通常，这些重复的区域具有30至60个氨基酸，其二级结构被发现为两个反平行的β折叠，形成发夹和一个α螺旋，称为ββα。
所述二级结构通过疏水相互作用和由两个半胱氨酸和两个组氨酸残基（Cys 2 His 2）给出的锌原子的配位而稳定。但是，有些ZF可以协调多个锌原子，而Cys和His残基的顺序各不相同。
ZF可以分批重复，线性排列在同一蛋白质中。它们都具有相似的结构，但是可以通过实现其功能关键的氨基酸残基的化学变化而彼此区分。
ZF之间的一个共同特征是它们能够识别不同长度的DNA或RNA分子，这就是为什么它们最初仅被视为转录因子的原因。
通常，识别是DNA中的3bp区域，当ZF域蛋白将α螺旋呈递到DNA分子的主要凹槽时，即可实现识别。
分类
ZF基序不同，它们的性质以及通过与锌原子的配位键实现的不同空间构型彼此不同。分类之一如下：
C
这是ZF中常见的主题。大多数C 2 H 2基序对与DNA和RNA相互作用具有特异性，但是，据观察它们参与蛋白质-蛋白质相互作用。它们具有25至30个氨基酸残基，并存在于哺乳动物细胞中最大的调节蛋白家族中。
C2H2锌指结构域的主要结构，包括与锌离子配合并具有“手和手指”背景的键（AngelHerraez，通过Wikimedia Commons）
C
它们与RNA和其他一些蛋白质相互作用。它们主要被视为某些逆转录病毒衣壳蛋白的一部分，有助于复制后包装病毒RNA。
C
具有这种基序的蛋白质是负责DNA复制和转录的酶。T4和T7噬菌体粗酶就是一个很好的例子。
C
ZF家族包含转录因子，可在细胞发育过程中调节许多组织中重要基因的表达。例如，GATA-2和3个因子参与造血作用。
C
这些结构域是酵母的典型特征，特别是GAL4蛋白，它激活与半乳糖和蜜三糖有关的基因的转录。
锌指（C
这些特定的结构具有ZF域的2个亚型（C 3 HC 4和C 3 H 2 C 3），并存在于许多动植物蛋白中。
它们在诸如RAD5的蛋白质中发现，这些蛋白质参与真核生物的DNA修复。它们也存在于RAG1中，对免疫球蛋白的重新配置至关重要。
H
ZF的这个结构域在逆转录病毒和逆转座子的整合中高度保守。通过与靶蛋白结合，它引起其构象变化。
特征
具有ZF结构域的蛋白质具有多种用途：可以在核糖体蛋白质或转录衔接子上找到它们。它们也已被检测为酵母RNA聚合酶II结构的组成部分。
它们似乎参与细胞内锌稳态和细胞凋亡或程序性细胞死亡的调节。此外，有些ZF蛋白可充当其他蛋白折叠或转运的伴侣蛋白。
ZF结构域在某些蛋白质中的突出功能也是与脂质结合以及在蛋白质-蛋白质相互作用中的关键作用。
生物技术重要性
多年来，对ZF域的结构和功能的理解已取得了重大的科学进步，涉及将其特性用于生物技术目的。
由于某些ZF蛋白对某些DNA结构域具有高度特异性，因此目前在设计特定ZF方面投入了大量精力，这可以为人类基因治疗提供宝贵的进展。
带有基因改造的ZF的蛋白质设计也引起了有趣的生物技术应用。根据期望的目的，其中一些可以通过添加“聚锌”指肽来修饰，所述指肽实际上能够以高亲和力和特异性识别任何DNA序列。
核酸酶修饰的基因组编辑是当今最有前途的应用之一。这种编辑提供了直接在感兴趣的模型系统中进行遗传功能研究的可能性。
使用修饰的ZF核酸酶的基因工程已经在具有农学重要性的植物的品种的遗传改良领域中引起了科学家的注意。这些核酸酶已被用于纠正在烟草植物中产生抗除草剂形式的内源基因。
具有ZF的核酸酶也已经用于在哺乳动物细胞中添加基因。所讨论的蛋白质用于产生一组同基因小鼠细胞，这些细胞具有针对内源基因的一组定义的等位基因。
这样的过程可直接用于标记和创建新的等位基因形式，以研究天然表达条件和等基因环境中的结构和功能关系。
参考文献
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