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来源：植物科学最前沿
锌是植物和动物必需的微量营养元素，植物依靠一个严格调控的锌稳态网络来维持细胞内的锌水平，避免缺锌或毒害。
前期研究表明，bZIP19和bZIP23能与缺锌条件下激活的靶基因的启动子中的缺锌反应元件(ZincDeficiency Response Elements，ZDRE)结合。bZIP19和bZIP23的活性依赖于锌水平，在锌充足时其蛋白活性被抑制。由此，产生了一个理论模型：bZIP19和bZIP23的锌依赖活性可以通过锌与它们富含半胱氨酸Cys/组氨酸His的基序直接结合而被锌离子调节。但在植物中，锌感应机制仍缺乏证据。
2021年2月16日，NaturePlants 在线发表了丹麦哥本哈根大学科学家的题为Arabidopsis bZIP19 and bZIP23 act as zincsensors to control plant zinc status 的研究论文，本研究通过体内和体外实验揭示，转录因子bZIP19和bZIP23是Zn缺乏反应的中枢调控因子，它们通过结合Zn2+与其富含Cys/His的基序来发挥Zn传感器的作用。
本研究中，为了检测富含Cys/His基序的bZIP19和bZIP23是否能与锌结合，作者用bZIP19和bZIP23天然蛋白和一个缺失了两个Cys/His富含基序的bZIP19(del1del2)蛋白进行了体外锌蛋白结合实验。表明锌与bZIP19蛋白和bZIP23蛋白结合。
随后，者在bzip19/23株系中导入pZIP4：：GUS构成空背景株系 ，与bZIP19基序的各种突变体进行过表达，以GUS的表达来代表bZIP19调控活性的表达。发现bzip19/23-pZIP4::GUS-bZIP19(del1del2)的分析显示，GUS染色在缺锌、充足或过剩之间没有明显差异(图1B)，表明突变的bZIP19仍然能够激活ZIP4启动子，但不再对锌的供应变化做出响应。
同时，作者还分析了bZIP19的其他基序变体，包括只有一半基序的缺失(bZIP19(Del1)和bZIP19(Del2))，以及Cys和His的氨基酸替换为Ala，包括替换所有的半胱氨酸残基(bZIP19(C44AC50AC63A))，前半个基序中只有一个C残基(bZIP19(C44A))或每个半基序中两个H残基(bZIP19(C44A))等，结果表明，富含Cys/His基序中的所有Cys和His残基都是必需的，都为Zn与蛋白结合提供足够的结构环境发挥着作用。
对种子的离子组学研究，发现bZIP19(del1del2)品系的种子锌浓度显著高于WT种子，相对于WT种子增加了约50%。
拟南芥细胞锌感应工作模型
在缺锌条件下，转录因子与其靶基因启动子中的ZDRE结合，激活其转录；在锌充足的条件下，细胞内游离或松散结合的锌离子与bZIP19和bZIP23特有的富含Cys/His的ZSM结合，这种锌与蛋白质的结合抑制了转录因子的活性。
综上所述，这些结果为bZIP19和bZIP23通过 Zn2+与其富含Cys/His的基序直接结合而发挥锌传感器作用提供了有力的证据，作者建议将这个富含Cys/His的基序称为锌传感器基序(ZSM)。由于陆地植物中锌传感器基序在bZIP蛋白中高度保守，该植物锌传感器的鉴定将有助于提高植物来源的食品和饲料中的锌，并有助于解决全球锌缺乏症的健康问题。
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyOTY2NDYyNQ==&mid=2247508756&idx=5&sn=8b48b6ce90f2aafa0cd55384fa027c55
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