真核生物蛋白质生物合成的起始

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1、真核生物蛋白质生物合成的起始　　自八十年代以来，人们对真核细胞蛋白质生物合成及其起始因子的研究有了进一步深入。elF的作用或真核细胞蛋白质合成的起始过程与原核细胞的起始过程大体类似，不同之处主要有以下几点：　　(1)特异的起始型tRNA为Met-tRNAMet，不需要N末端的甲酰化。　　(2)Met-tRNAMet和GTP与eIF2形成一个可分离的复合物，不依赖于小亚基。而在原核细胞IF1与tRNAMet结合在30S小亚基上。　　(3)tRNAMet与40S小亚基的结合先于与mRNA的结合。相反，在原核细胞tRNAMet与30S小亚基的结合后于mRNA与30S小亚基的结合。　

2、　(4)ATP水解为ADP提供能量，对于mRNA的结合是必需的。　　(5)在真核细胞，不仅elF的种类多，而且许多elF本身是多亚基的蛋白质。最明显的是elF3(涉及mRNA结合，类似于原核细胞IF3的作用)，含有大约10个亚基，分子量达106KD，其重量相当于40S亚基重量的1/3。　　(6)mRNA5'端帽的存在对于起始是需要的(除外某些病毒mRNA，一些病毒mRNA的5'末端有共价结合的蛋白质)。　　(7)真核细胞在起始过程中存在的一种蛋白质合成调节方式是最后一个关键差别。elF，每个循环周期经历一次GTP-GDP交换，参与该交换过程的另一蛋白质称为elF2B(也称为G

3、EF，即GTP-GDPexchangefactor)。从酶催化上讲，过程类似于原核细胞肽链延长中的EF-Tu/Ts循环(见第二节)。当elF2将Met-tRNAMet定位于核糖体后它即转变为无活性形式的elF2-GDP。只有当elF2与elF2B形成复合物(elF2-elF2B)后，elF2中的GDP才能被取代。在elF2-elF2B复合物中。elF2与GTP有很高的亲和力，因此能再进入活性状态并再与Met-tRNAMet结合。在这个循环过程中，elF2的三个亚基之一elF2α对磷酸化敏感。磷酸化的elF2与elF2B形成的复合物甚稳定，不易解离，从而降低了elF2的可利用性

4、。真核细胞蛋白质生物合成的起始步骤可概括为：　　(1)形成43S核糖体复合物;由40S小亚基与elF3和elF4c组成。　　(2)形成43S前起始复合物:即在43S核糖体复合物上，连接elF2-GTP-Met-tRNAMet复合物。　　(3)形成43S前起始复合物:由mRNA及帽结合蛋白1(CBP1)、elF4A、elF4B和elF4F共同构成一个mRNA复合物。mRNA复合物与43S前起始复合物作用，形成48S前起始复合物。　　(4)形成80S起始复合物:在elF5的作用下，48S前起始复合物中的所有elF释放出，并与60S大亚基结合，最终形成80S起始复合物，即40S亚基

5、-mRNA-Met-tRNAMet-60S亚基。　　在真核生物蛋白质生物合成的起始阶段，值得一提的是40S核糖体亚基几乎总是选择第一个起始密码子AUG，开始对mRNA翻译，这种选择比原核细胞对起始密码子的选择方式更简单些。首先，AUG是唯一的起始密码子，而在原核细胞(E.coli)可作为起始密码子的三联体除AUG外，还有GUG，UUG，甚至AUU也可被利用。其次，定位在mRNA5'末端的AUG(通常距5'末端10-100个核苷酸)总被选择。其最简单的模式是:40S亚基与带帽的mRNA5'末端接触，并沿着mRNA"扫描"一直到抵达第一个AUG处再开始翻译。该过程需消耗ATP。这

6、主要是由于Met-tRNAMet的反密码子与起始密码子AUG互补的结果。因此正如前述，真核细胞蛋白质生物合成的特点之一是:tRNAMet先与40S亚基结合，然后再与mRNA结合。由此看来，"扫描"过程其实是以43S前起始复合物的形式进行的。在真核细胞tRNAMet中，毗邻它的反密码子3'端的核苷酸是被一个大集团修饰的A(t6A:N-[9-β-D-呋喃核糖)嘌呤-6-氨基甲酰]苏氨酸)，t6A能通过加强成摞反应(Stackinginteraction)，稳定反密码子3'端核苷酸，不允许在密码子与反密码子的反应中密码子第一位碱基摆动。原核细胞tRNAMet缺乏该修饰碱基，因此在反

7、应过程中允许密码子有更多可摆动性。这个结构的存在也有助于解释43S前起始复合物对起始密码子AUG的选择的简单的方式。所以，在真核mRNA中，附加的上游信号是必要的，例如象原核mRNA的SD顺序那样的信号。但是，通过深入研究40S亚基对起始部位的选择机制。发现亦有某些例外情况，即一些mRNA的翻译不是从起始AUG开始，而是从下游AUG处开始开放读框。研究表明，事实A+1NNAUGG顺序对于40S亚基进行起始是理想的序列。如果该顺序-3位的A或G和G+1位的G被取代的话，该起始密码子可能就被漏读，或者40S