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蛋白质翻译的终止阶段

蛋白质翻译的终止阶段
2020年07月03日 12:12 新浪网 作者 化花视结
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  #蛋白质翻译#

  参与翻译起始的蛋白因子称为起始因子,参与延伸的叫延伸因子(eIF5A除外)。而参与翻译终止的因子换了个名字,叫做释放因子(release factor,RF)。这是因为它们参与新生肽链的释放过程。

  释放因子分为两类,I类因子负责终止密码子识别和肽基tRNA水解。II类因子具有GTP酶活性,可以辅助I类因子进入PTC(肽基转移酶中心)。

  

蛋白质翻译的终止阶段

  虽然没有明显的进化关系,但I类释放因子的外形均类似tRNA。原核的I类因子由4个结构域组成。其中结构域2含有三肽序列(RF1中是PVT,RF2中是SPF),称为三肽反密码子(TA)基序,可通过类似密码子-反密码子的相互作用来识别终止密码子。

  

蛋白质翻译的终止阶段

  结构域3类似于tRNA受体茎,可进入到PTC中以促进肽链释放。该结构域包含一个Gly-Gly-Gln(GGQ)基序,对于促进肽基tRNA水解至关重要。这些三肽基序是I类释放因子中趋同进化的一个例子,是高度保守的。

  

蛋白质翻译的终止阶段

  原核生物的II类因子是RF3,真核是eRF3。II类因子起着类似于EF-Tu的作用,先形成三元复合物eRF1:eRF3:GTP,然后与核糖体结合,触发GTP水解,最终导致eRF1的结构域3进入PTC,催化肽链的水解和释放。

  有一点与EF-Tu不同,RF3在终止中的GTPase活性不参与校对机制。终止的准确性完全依靠I类RF识别终止密码子的能力(Protein Sci.2017)。

  肽链释放后,80S核糖体仍与mRNA、脱酰基的tRNA以及I类释放因子eRF1结合。此时必须解离核糖体亚基,释放出mRNA和脱酰的tRNA,以便进行下一轮翻译。

  原核与真核生物核糖体的再循环(recycling)完全不同。原核需要特殊的核糖体循环因子(ribosome recycling factor,RRF),该因子与EF-G共同作用,可在终止因子释放后促进亚基解离。

  在真核生物中,则需要eRF1与ABC-ATP酶家族的Rli1/ABCE1共同作用,促进核糖体亚基的解离。ABCE1是一种非常保守的蛋白,利用NTP水解的能量推动构象转变,以促进核糖体亚基解聚。

  核糖体再循环是正常翻译过程中一个不可缺少的环节,但在某些情况下,会发生不完整的再循环,比如翻译重启(reinitiation,REI)。REI在含有短上游ORF(uORF)的基因翻译时比较常见,例如酵母GCN4基因的翻译。

  参考文献:

  2. Andrei A. Korostelev. Structural aspects of translation termination on the ribosome. RNA.2011 Aug;17(8):1409–1421.

  3. Arjun Prabhakar, et al. Dynamic basis of fidelity and speed in translation: Coordinated multistep mechanisms of elongation and termination. Protein Sci.2017 Jul;26(7):1352–1362.

  5. Eder Mancera-Martínez, et al. ABCE1: A special factor that orchestrates translation at the crossroad between recycling and initiation. RNA Biol.2017;14(10):1279–1285.

  6. Stanislava Guniová, et al. Please do not recycle! Translation reinitiation in microbes and higher eukaryotes. FEMS Microbiol Rev.2018 Mar;42(2):165–192.

  7. Vladislava Hronová, et al. Does eIF3 promote reinitiation after translation of short upstream ORFs also in mammalian cells? RNA Biol.2017;14(12):1660–1667.

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因子 核糖体 密码子 肽链 水解
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