MADS盒

MADS 盒是一个保守的序列基序。 含有该基序的基因称为MADS盒基因家族。 MADS 框编码 DNA 结合 MADS 结构域。MADS 结构域结合与称为 CArG 盒的基序 CC[A/T]6GG 高度相似的 DNA 序列。MADS 结构域蛋白通常是转录因子。

不同研究者报道的MADS盒长度有所不同，但典型长度在168-180个碱基对范围内，即编码的MADS结构域长度为56-60个氨基酸。有证据表明，MADS 结构域是从所有现存真核生物的共同祖先的 II 型拓扑异构酶的序列延伸进化而来的。

第 一个被鉴定的 MADS 盒基因是来自酿酒酵母的发芽酵母 ARG80，但当时并未被认为是一个大基因家族的成员。MADS 盒基因家族的名字后来作为四个创始成员的首字母缩写词而得名，忽略了 ARG80：

• 来自发芽酵母酿酒酵母的 MCM1，
• 来自拟南芥拟南芥的 AGAMOUS，
• 来自金鱼草金鱼草的缺陷，
• 来自人类智人的 SRF。

在鼠耳芥、大型柱孢藻和玉米中，该基序与花的发育有关。对这些模式被子植物的早期研究是对一般花结构的分子进化及其在非开花植物中的作用的研究的开始。

在几乎所有研究的真核生物中都检测到 MADS 盒基因。 虽然动物和真菌的基因组通常只有大约一到五个 MADS 盒基因，但开花植物的基因组有大约 100 个 MADS 盒基因。区分了两种类型的 MADS 结构域蛋白；SRF 样或 I 型 MADS 结构域蛋白和 MEF2 样（在 MYOCYTE-ENHANCER-FACTOR2 之后）或 II 型 MADS 结构域蛋白。

动物和真菌中的 SRF 样 MADS 结构域蛋白具有第二个保守结构域，即 SAM（SRF、ARG80、MCM1）结构域。 动物和真菌中的 MEF2 样 MADS 结构域蛋白将 MEF2 结构域作为第二个保守结构域。

在植物中，MEF2 样 MADS 结构域蛋白也被称为 MIKC 型蛋白，指的是它们的保守结构域结构，其中 MADS (M) 结构域后跟一个干预 (I)、一个角蛋白样 (K) 和一个 C 端域。

在植物中，MADS 结构域蛋白形成四聚体，这被认为是其功能的核心。解析了 MADS 结构域蛋白 SEPALLATA3 的四聚化结构域的结构，说明了四聚体形成的结构基础。

耶拿大学的君特·泰森是一位深入研究 MADS 盒基因的遗传学家。例如，他和他的同事利用这些基因表明，麻雀目与针叶树的关系比与开花植物的关系更密切。

截至 2021 年，MADS 盒对小麦的研究不足。在玉米中，突变体 Tunicate1 产生荚玉米。

MADS盒基因具有多种功能。在动物中，MADS 盒基因参与肌肉发育和细胞增殖和分化。真菌的功能范围从信息素反应到精氨酸代谢。

在植物中，MADS 盒基因参与控制发育的所有主要方面，包括雄性和雌性配子体发育、胚胎和种子发育，以及根、花和果实发育。

一些开花植物的 MADS 盒基因与动物的 HOX 基因一样具有同源异型功能。根据花发育的 ABC 模型，花同源 MADS 盒基因（如 AGAMOUS 和 DEFICIENS）参与确定花器官身份。

MADS 盒基因的另一个功能是决定开花时间。在拟南芥中，MADS 盒基因 SOC1 和开花基因座 C (FLC) 已被证明在分子开花时间通路的整合中具有重要作用。

这些基因对于正确的开花时间至关重要，并有助于确保在xxx繁殖潜力时进行受精。

MADS 盒蛋白质结构的特征在于四个结构域。N 末端是高度保守的 MADS DNA 结合域。MADS 结构域旁边是适度保守的介入 (I) 和角蛋白样 (K) 结构域，它们参与特定的蛋白质-蛋白质相互作用。羧基末端 (C) 结构域是高度可变的，参与异二聚体和多聚体蛋白质复合物的转录激活和组装。