影响蛋白质翻译终止因素的探讨
细胞蛋白质表达受哪些生物化学和生物物理条件的影响
细胞蛋白质表达受哪些生物化学和生物物理条件的影响细胞蛋白质表达是生物体内重要的生物化学过程之一。
蛋白质是生命体中最基本的组成部分，不仅构成细胞的结构，还参与了生命活动的各个方面。
在细胞蛋白质表达的过程中，有许多生物化学和生物物理条件会对其进行调控和影响。
本文将介绍细胞蛋白质表达受哪些生物化学和生物物理条件的影响，具体包括转录调控、转录后修饰和翻译调控等方面。
一、转录调控转录调控是指在蛋白质合成的前期，通过转录过程中的调控机制来影响蛋白质表达的水平。
其中，基因转录的起始位点的选择、RNA聚合酶的结合和转录因子的作用等都会对蛋白质的表达产生直接的影响。
1. 转录因子：转录因子是一类特殊的蛋白质，它们可以识别和结合靶基因的启动子区域，影响基因转录的启动和终止。
转录因子的存在与否、结合的位置和活性的变化，会直接影响到蛋白质在转录过程中的合成速率。
2. DNA甲基化：DNA甲基化是一种通过甲基转移酶在DNA上加上甲基基团的修饰方式。
DNA甲基化的程度和位置可以调节某些基因的表达水平，从而影响蛋白质的合成。
二、转录后修饰转录后修饰是指在RNA合成完成后，通过一系列的修饰方式来调节RNA的功能和稳定性。
在这个过程中，RNA会发生剪接、修饰和降解等一系列变化，从而影响蛋白质的表达。
1. RNA剪接：RNA剪接是指在RNA合成的过程中，通过剪接酶的作用将RNA前体分子中的一些片段去除掉，然后将剩下的片段连接在一起，形成成熟的mRNA。
通过不同的剪接方式，可以产生不同的蛋白质亚型，从而影响蛋白质表达的多样性。
2. RNA修饰：RNA修饰是指在RNA合成完成后，通过一系列化学反应，对RNA中的碱基或糖基进行修饰。
这些修饰方式包括甲基化、脱氨基和糖基修饰等，它们会影响RNA的空间结构和稳定性，从而进一步影响蛋白质的合成。
三、翻译调控翻译调控是指在RNA合成完成后，通过调控转移RNA (tRNA) 和核糖体的结合活性，来影响蛋白质的合成过程。
蛋白质合成的调控与限制因素
蛋白质合成的调控与限制因素蛋白质是人体细胞重要的组成部分，也是各种生命现象中重要的媒介和调控因子。
蛋白质的数量与质量直接影响细胞和组织的功能。
而蛋白质的合成是由复杂的调控机制来保证，其中包括启动子序列、转录因子、剪接机制、翻译起始序列、蛋白翻译后修饰等。
在此过程中，存在着许多限制因素，如RNA稳定性、mRNA编辑、翻译因子、细胞环境等。
本文将从调控和限制因素两个方面，对蛋白质合成进行探讨。
一、蛋白质合成的调控机制1.1 DNA级别的调控蛋白质合成的调控是从DNA转录开始的，启动子序列是调控转录的关键区域。
各种转录因子的作用，决定了RNA的合成和产量。
这些因素依次调控胶原合成、细胞功能和体内代谢等许多重要生理过程。
此外，在真核生物的转录过程中，后转录因子和转录因子-绑定蛋白也起着重要作用。
转录因子可以互相作用，形成复合物，从而进一步改变DNA — RNA复合体的结构，此过程也可以被化学命名为“改变染色质构象”。
1.2 RNA级别的调控在转录到RNA的过程中，RNA稳定性是影响各种生命现象中蛋白质的表达和合成的重要限制因素之一。
mRNA编辑是细胞调控RNA稳定性和转录水平的重要手段。
mRNA的编辑是一种基因调控机制，它通过在RNA分子的加工中改变RNA的编号，或某些位置序列和化学性质的改变来改变编码注释，从而影响蛋白质的结构和功能。
1.3 蛋白合成规律翻译是蛋白质合成最后的环节，它是从mRNA xxx 段开始翻页的。
mRNA的翻译分哥本哈根和假定-威孚法则，这两种方法都是紧密调控和协调下的产物。
其中哥本哈根原则是指一个氨基酸对应一个密码子，而假定-威孚法则则是通过启动子是否融化来调节转录后翻译的开启。
很多翻译因子存在于哺乳动物的细胞环境中，并与上游的转录和mRNA加工联系在一起。
这些因子中又包括控制翻译的主要因子、共同连接因子（即参与mRNA加工的同一家族）和基因调控蛋白等。
这些因素的不同调控方式和协调方式，使得蛋白质合成成为一个复杂的多环节调控过程。
细胞翻译与转录机制的分子调控
细胞翻译与转录机制的分子调控随着生物科技领域的快速发展，分子生物学已经成为了一个备受瞩目的学科。
细胞内的分子调控机制在这一学科中扮演了重要的角色。
其中，细胞翻译与转录机制的分子调控更是备受关注。
本文将探讨这一领域的相关内容。
1. 细胞翻译机制的分子调控细胞翻译机制是指将RNA信息翻译成蛋白质的过程。
该过程包括三个主要步骤：启动、延伸和终止。
在这些步骤中，有多个因素参与了细胞翻译机制的分子调控。
首先，启动因子的结合能够影响翻译速率。
在翻译起始时，eukaryotic initiation factor 4F (eIF4F)结合到mRNA的5'端，同时，启动子分子也与链上的抗头部复合物结合。
这是翻译起始的关键步骤之一。
研究表明，启动因子的结合与特定序列(such as AUUUA motif)是否存在有相关性，启动子序列上的差异也能影响启动因子的结合。
其次，翻译延伸的过程中，转移RNA (tRNA)能够影响翻译速率。
tRNA有一段类似反馈的结构，能够与翻译复合物 (ribosome)相互作用，以此来影响翻译的速率和准确性。
同时，tRNA还能够与一些调控因子结合，并通过磷酸化作用调节蛋白合成。
此外，蛋白摄取也会影响tRNA的总量，从而影响翻译速度。
最后，翻译终止的过程有多种因素参与了细胞翻译机制的分子调控。
终止因子能够识别终止密码子，并在该位置停止翻译。
它们还能在重要的位置上与复合物相互作用，以此来控制翻译的速率。
因此，终止因子的选择和表达水平对翻译的速率及准确性发挥着重要作用。
此外，翻译终止后，复合物迅速解离，从而释放出已经合成的蛋白质。
2. 细胞转录机制的分子调控细胞转录是指DNA信息被转录成为RNA信息的过程。
该过程分为三个主要步骤：启动、延伸和终止。
与细胞翻译机制类似，有多个因素参与了细胞转录机制的分子调控。
首先，转录启动的过程中，转录因子的结合能够影响该过程。
细胞核内的转录因子通常结合到基因启动子的特定部位上，以此来启动RNA链的合成。
mRNA降解是如何影响蛋白质表达的
mRNA降解是如何影响蛋白质表达的蛋白质在生物体内发挥着重要的功能，而其表达水平的调控和维持对于细胞的正常运作至关重要。
mRNA降解作为调控蛋白质表达的一个关键过程，在细胞内起着重要的作用。
本文将探讨mRNA降解对蛋白质表达的影响及其机制，以及相关的调控因素。
一、mRNA降解对蛋白质表达的影响1.1 蛋白质稳定性mRNA降解直接影响蛋白质的稳定性。
在细胞内，mRNA的寿命决定了编码的蛋白质的存在时间。
当mRNA降解速率增加时，蛋白质的稳定性减少，因为该mRNA无法持续提供新的蛋白质合成信息。
相反，如果mRNA降解速率下降，蛋白质可以持续存在并发挥功能。
因此，mRNA的降解速率直接影响蛋白质的表达水平。
1.2 功能蛋白的调控mRNA降解还可以通过控制功能蛋白的合成从而对蛋白质表达产生影响。
在细胞内，不同功能蛋白的合成需要特定的mRNA，而mRNA的合成和降解紧密相关。
通过调控特定功能蛋白的mRNA的降解速率，细胞可以控制该蛋白质的表达水平。
这种方式为细胞提供了一种精确调控蛋白质表达的机制。
二、mRNA降解机制2.1 mRISC复合体调控mRNA降解的机制涉及到多个复合体的参与，其中mRISC复合体是一个重要的调控因子。
mRISC复合体可以与mRNA结合，并通过降解mRNA的方式下调蛋白质表达。
该复合体由与mRNA结合的小RNA和相关蛋白共同组成，通过小RNA的引导，mRNA被选择性地降解。
这种方式可有效清除多余的mRNA，调控蛋白质表达。
2.2 RNA结构和序列元件的调控mRNA降解速率的调控也受到RNA结构和序列元件的影响。
一些特定的序列元件，如Au/U-rich富集区和UAAUUAU富集区等，可以作为mRNA降解的信号。
这些特定的序列和结构能够被结合到调节蛋白的RNA结合因子上，从而调控mRNA的降解速率。
三、调控mRNA降解的因素3.1 转录后调控转录后调控是调控mRNA降解的一个重要层面。
遗传密码与蛋白质翻译
遗传密码与蛋白质翻译遗传密码和蛋白质翻译是生物学中非常重要的概念，它们共同参与了生物体内的遗传信息的传递和表达过程。
本文将就这一主题进行详细的探讨。
1. 引言遗传密码和蛋白质翻译是遗传学和分子生物学领域的核心概念。
它们描述了DNA中通过碱基序列所编码的信息如何转化为氨基酸序列，从而合成特定的蛋白质。
理解遗传密码和蛋白质翻译对于揭示生物体的基本生命过程至关重要。
2. 遗传密码的基本原理遗传密码是指DNA和mRNA中碱基的排列顺序与蛋白质中氨基酸的排列顺序之间的对应关系。
在遗传密码中，每三个核苷酸的序列称为一个密码子，它编码了一个特定的氨基酸。
存在于细胞质中的tRNA 分子通过与mRNA上的密码子互补配对，从而将正确的氨基酸带入蛋白质合成的位置。
3. 遗传密码的特点遗传密码具有以下特点：- 应用了纯二进制编码系统：由于DNA和RNA中只有四种碱基，因此遗传密码可以看作是一种纯二进制编码系统。
- 具有冗余性：多个密码子可以编码同一种氨基酸，这种冗余性减小了由于突变引起的氨基酸替代的影响。
- 具有起始和停止密码子：起始密码子信号翻译的起始，停止密码子则表明蛋白质合成的结束。
- 通用性：遗传密码在从原核生物到真核生物中基本保持不变。
4. 蛋白质翻译的过程蛋白质翻译是指依据遗传密码将mRNA上的信息转化为蛋白质的过程。
它主要包括四个步骤：起始、延伸、终止和后处理。
- 起始：在蛋白质合成开始前，小核仁颗粒结合到mRNA的起始密码子上，并招募适配体带有甲硫菌脯氨酸的tRNA。
这个复合物称为起始复合物。
- 延伸：核糖体依次将新的tRNA递给mRNA上的密码子，然后将其连接到前一个氨基酸上。
这个过程会一直进行，直到整个蛋白质链合成完毕。
- 终止：当核糖体读取到终止密码子时，蛋白质合成终止。
此时，释放因子结合到终止密码子上，导致蛋白质链从核糖体分离出来。
- 后处理：新合成的蛋白质需要进行进一步的修饰和折叠才能发挥其功能。
蛋白质合成中的翻译复杂性解释蛋白质合成中的翻译复杂性及其机制
蛋白质合成中的翻译复杂性解释蛋白质合成中的翻译复杂性及其机制为了理解蛋白质的合成中的翻译复杂性及其机制，我们首先需要了解基础的蛋白质合成过程。
蛋白质合成是指基因中的DNA信息通过转录过程转录成mRNA分子，然后通过一系列的翻译过程转化为相应的蛋白质。
在这一过程中，翻译是至关重要的，它决定了蛋白质的结构和功能。
翻译复杂性指的是蛋白质合成过程中的多个层次的调控和调整，使得相同的基因序列可以产生不同的蛋白质。
这种多样性可以通过多种机制实现，包括剪接、起始密码子选择、转录后修饰和转录后调控等。
剪接是蛋白质合成中的一个重要机制，通过在转录后mRNA的前体中选择性地剪断和连接不同的外显子来产生不同的mRNA。
这样一来，一个基因就可以编码多个蛋白质。
这种剪接的灵活性为生物提供了调控基因表达和产生多样化蛋白质的手段。
起始密码子选择也是蛋白质合成中的一个重要机制。
蛋白质的合成通常从一个起始密码子开始，然而，在某些情况下，细胞可以选择不同的起始密码子来启动翻译过程。
这样一来，相同的mRNA可以产生不同大小的蛋白质。
这种选择性起始密码子的使用可以由多种信号和调节因子控制，从而实现蛋白质合成的多样性。
转录后修饰也是蛋白质合成中的一个重要机制。
在mRNA转录完成之后，会发生多种修饰作用，包括剪断、降解和修饰。
这些修饰可以改变mRNA的稳定性、可变性和翻译效率，从而导致不同蛋白质的合成。
这些修饰可以由RNA结合蛋白、翻译因子和其他调控因子介导，从而实现翻译的复杂性。
此外，转录后调控也是蛋白质合成中的一个重要机制。
在蛋白质合成的过程中，可以通过转录后的RNA互作和RNA结合蛋白的调控来调整mRNA的翻译效率和选择性。
这些调控机制可以改变mRNA的折叠状态、剪断和修饰，从而影响蛋白质的合成。
在细胞中，这些翻译复杂性的机制相互作用和相互调控，以实现蛋白质合成的精确控制和调控。
这种多样性和复杂性为细胞提供了适应外界环境和应对内外压力的能力。
蛋白质翻译过程中的生物学调控
蛋白质翻译过程中的生物学调控蛋白质翻译是生物体内最为基础的生物化学活动之一，负责将mRNA上的信息转化为特定的氨基酸序列，形成具有生物活性的蛋白质。
这一过程的复杂性不仅仅在于它本身，还在于其需要长时间、高效率的进行。
因此，在这个过程中的各个环节，都需要获得细胞实时的生物学调控。
1. 翻译起始复合物形成调控翻译的起始复合物形成是一个非常重要的环节，它决定了翻译的后续进程。
起始复合物形成过程中的核心物质是启动因子，其中最为重要的是启动因子eIF2α。
eIF2α的磷酸化状态直接影响着起始复合物的形成，从而影响翻译的进行。
在无压力情况下，eIF2α是未磷酸化的，起始复合物形成正常；但在生理压力情况下，比如高温、氧气缺乏等，细胞往往会增加eIF2α的磷酸化水平，使得翻译起始复合物形成受到抑制。
这一调控的机制保证了细胞在生理压力下的适应性。
2. tRNA选择和fMet-tRNAfMet的形成调控tRNA是使翻译进行的另一个重要环节，所有氨基酸的结合都依赖于tRNA，因此tRNA的选择和形成同样受到细胞生物学的调控。
在蛋白质翻译中，最早与起始复合物结合的tRNA是fMet-tRNAfMet，它与其他tRNA结构上不同，因此fMet-tRNAfMet的形成需要收到一些生物学调控。
fMet-tRNAfMet的形成主要分为两个步骤，即tRNA形成和fMet的添加。
其中fMet的添加需要靠Met-tRNA转化酶完成，而Met-tRNA转化酶受到了ATP、GTP 和其他一些基因的调控，从而影响着fMet-tRNAfMet的形成。
3. 多肽链的合成和质押的修饰调控在翻译的过程中，tRNA上携带的氨基酸被逐渐地附加到多肽链上，形成一条长的蛋白质链。
在多肽链的合成过程中，还存在其他几种常见的调控机制，比如质押的修饰调控。
质押是一种将多肽链折叠成三维结构的重要过程，它使蛋白质能够正确地发挥生物学功能。
质押的修饰调控即指在质押的过程中，会有一些分子对质押进行结构上的调整，从而影响蛋白质的结构和功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第３９卷第５期 ２００８年５月 东北农业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａ ｃｕｈｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ ３９ｆ５１：１４１－１４４
Ｍａｖ．２００８
文章编号１００５—９３６９（２００８）０５—０１４１—０４ 影响蛋白质翻译终止因素的探讨
耿丽丽 ，张 杰 ，朱延明ｐ，柏 锡 （１．东北农业大学生命科学学院，哈尔滨１５００３０２； ２．中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 １０００９４）
摘要：翻译终止是蛋白质合成的最后一步，它包括肽酰ｔ—ＲＮＡ的水解以及新生肽链的释放。然而翻译终止 并不是一个简单的终止过程，不仅有多种因素（如释放因子、终止密码子的上下游序列、反式作用因子）影响翻译 终止的效率，而且其本身也可以作为调节基因表达的一个控制点。影响翻译终止效率因素的研究，对于蛋白质翻 译调控及某些遗传病、癌症的治疗具有重要意义。 关键词：翻译终止；释放因子；终止密码子的上下游序列；反式作用因子 中图分类号：Ｑ７ 文献标识码：Ａ
蛋白质的生物合成可分为五个阶段，氨基酸 的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链 的终止和释放、蛋白质合成后的加工和修饰。翻 译终止在基因表达研究中早已成为热点问题，它 包括肽酰一ｔＲＮＡ的水解以及新生肽链的释放，但 其效率的各种影响因素作用机制尚未完全清楚。 一般认为高等真核生物的翻译终止是由两种蛋白 质调节的：第１类释放因子ｅＲＦ１和第Ⅱ类释放因 子ｅＲＦ３。当ｍＲＮＡ移位，使一个终止密码子停在 核糖体的Ａ位点时，ｅＲＦ１直接与核苷酸相互作用 来分辨终止密码子，然后，通过高度保守的ＧＧＱ ｍｏｔｉｆ与新生肽链接触，引起由核糖体的肽酰转移 酶活性中心催化的肽酰一ｔＲＮＡ键的水解。ｅＲＦ３与 ｅＲＦ１相互作用促进新生肽链的释放，由于ｅＲＦ３ 具有依赖ｅＲＦ１和核糖体的ＧＴＰ酶活性，因此与 ｅＲＦ１结合后可使ＧＴＰ水解，继而两种释放因子解 离。ｅＲＦ３还与Ｕｐｆ蛋白相互作用，调节终止反应 和（Ｎｏｏｓｅｎｓｅ—ｍｅｄｉａｔｅｄ Ｄｅｃａｙ ＮＭＤ）途径的平衡。 然而翻译终止并不是一个简单的终止过程， 不仅有多种因素（如释放因子、终止密码子的上下 游序列、反式作用因子）影响翻译终止的效率，而 收稿日期：２００７一ｔＯ一０８ 基金项目：国家自然科学基金（３０３７０９０９）；国家转基因专项 作者简介：耿丽丽（１９８３一），女，黑龙江人，硕士研究生，研究 方向为抗虫植物基因工程。 通讯作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｍｚｈｕ２００１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ 且其本身也可以作为调节基因表达的一个控制点。 １ 释放因子 １．１第１类释放因子 真核生物拥有一种全能的Ｉ类释放因子一 ｅＲＦ１，它能够识别３种终止密码子，并催化肽酰一 ｔＲＮＡ的水解＿ｌＪ。 真核生物ｅＲＦ１蛋白在结构和功能方面的研究 都支持ｍｉｍｉｃ—ｔＲＮＡ模型，它由３个结构域组成： ①结构域１，由Ｎ端的１４０个氨基酸残基组成， 相当于ｔＲＮＡ的反密码子臂闭，是解码终止密码子 的区域，有一个高度保守的Ａｓｎ—Ｉｌｅ—Ｌｙｓ—Ｓｅｒ （ＮＩＫＳ）四肽；②结构域２，位于ｅＲＦ１的中部，相 当于ｔＲＮＡ的氨基酸接受臂，有一个相当保守的 ＧＧＱ ｍｏｔｉｆ，促进核糖体的肽酰转移酶活性；③Ｃ 端为结构域３，相当于ｔＲＮＡ的可变环，含有一个 ｅＲＦ３的结合位点。既然ｅＲＦ１与ｔＲＮＡ如此相像， 它是否像ｔＲＮＡ一样利用反密码子臂来识别终止密 码子呢？最近，大肠杆菌中的研究表明，Ｉ类释放 因子的ＧＧＱ ｍｏｔｉｆ以一种ｔＲＮＡ一反密码子的方式起 作用，第１个和第３个氨基酸分别识别终止密码子 的第２个和第３个嘌呤。当原核生物的研究取得了． 巨大进展后，Ｌｉａｎｇ等对真核生物细胞中终止密码 子的识别机制进行了研究，表明ｅＲＦ１的结构域１ 参与了这一识别过程，并定位了８个氨基酸残基位 点（１、３２、５７、６２、６３、７０、１２６、１２７），它们对
维普资讯 http://www.cqvip.com ・１４２‘ 东北农业大学学报 第３９卷 终止密码子的识别非常重要，最远的两个碱基（６３、 １２６）相距２０氨基酸【３Ｊ。ｅＲＦ１与ｍＲＮＡ接触后由开 放构象转向关闭构象，这种构象的转变对于翻译终 止起重要作用，不仅使上述残基聚集在一起，而且 使ＧＧＱ ｍｏｔｉｆ可以与核糖体的肽酰转移酶中心接 触。由Ｇｉｎ一１８５提供１分子Ｈ２ｏ，攻击Ｐ位点上的 肽酰一ｔＲＮＡ的酯键，被转移的水分子中的氢氧根 从而可以有效的使肽键水解。最近的研究表明， Ｔｒｙ１２５能与Ｇｌｕ５５形成氢键，多种特定位置的氨基 酸相互作用维持ｅＲＦ１的解码结构，终止密码子是 由这些特定位置的氨基酸通过与核苷酸形成氢键来 识别的，而并不是“一个氨基酸识别一个核苷酸”的 机制问。Ｓｅｒｇｅｙ等研究发现两种不同纤毛虫的ｅＲＦ１ 识别ＵＧＡ的分子机制不同，棘尾虫Ｓｔｙｌｏｎｙｃｈｉａ依 靠三肽ＱＦＭ，而草履虫Ｐａｒｏｌｒｌ￣ｃｉｌｚｍ依靠ＮＩＫＳ和 ＹｘＣｘｘｘＦ ｍｏｔｉｆｔ￣。 １．２第Ⅱ类释放因子 真核生物的ｅＲＦ３至少可以分为两个部分：Ｃ 端ｅＥＦｌａ一样的保守区（下文称ｅＲＦ３ｃ），Ｎ端非保 守区。Ｃ端是翻译终止和ｅＲＦ３保持自身活性所必 需的，Ｎ端根据它所结合的因子决定ｅＲＦ３是否行 使功能同，并和多聚腺嘌呤结合蛋白（Ｐｏｌｙ（Ａ）ｂｉｎ— ｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ，ＰＡＢＰ）相互作用，这就将蛋白质的终 止事件和起始过程联系起来。Ｎ端富含酸性氨基 酸，会堵塞ｅＲＦ１的结合位点，以一种竞争的方式 调节ｅＲＦ１与ｅＲＦ３的相互作用。ｅＲＦ３ｃ可以进一 步被分为两部分：ＧＴＰ结合结构域，与ｅＲＦ１相互 作用的Ｃ端。酵母双杂交消除分析表明，ｅＲＦ３的 Ｃ端和ｅＲＦ１相互作用，以促成ｅＲＦ１一ｅＲＦ３复合物 的形成，ＧＴＰ结合结构域对该作用过程并非必需。 ｅＲＦ３ｃ的多肽链折叠成３个结构域，结构域１ （２３７～４６７残基）代表ＧＴＰ酶结构域，与鸟嘌呤结 合。结构域３有一个保守区段，位于结构域２和３ 接触部分的附近，它很可能是ｅＲＦ１的结合部位， 原因如下：①这个区域与ＥＦ—Ｔｕ结构域３和 ｔＲＮＡ臂接触的区域同源，而ｅＲＦ１的结构域３在 结构和功能上与ｔＲＮＡ臂相似；②ｅＲＦ３结构域３ 的一个进化上保守的元件ＧＲＦＴＬＲＤ位于这个保守 区段，这个元件在ｅＲＦ１的结合中是必需的；③在 酵母Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ和Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍ— ｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ的ｅＲＦ１中，都发现Ｃ端富含酸性氨基 酸的部分为ｅＲＦ３的结合位点。ｅＲＦ３的２１５～２３６ 富含酸性氨基酸的区域，能与该保守区段结合。 Ｍｇ２￣ｑ＇￣所有Ｇ蛋白的核苷酸交换机制中均扮演 重要角色，一般会增加Ｇ蛋白对核苷酸的亲和性， 但对于ｅＲＦ３情况却大不相同。大于０．３ ｍｍｏｌ・Ｌ 的Ｍｇ 会减弱ＧＤＰ的结合能力，但促进ＧＴＰ的结 合。哺乳动物和酵母 ｐｏｍｂ细胞内的Ｍ 浓度分 别为０．５，０．９ ｍｍｏｌ・Ｌ 左右，在这种生理浓度下， ｅＲＦ３对ＧＤＰ的亲和力特别微弱。表明ｅＲＦ３与 ＧＤＰ的结合只依赖于低浓度的Ｍｇ２ｆＴｌ。 ＧＴＰ水解的速率可由ＧＴＰ酶本身的活性决定， 也可由ＧＴＰ酶激活蛋白（ＧＴＰａｓｅ Ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｉｎ， ＧＡＰ）决定。ｅＲＦ３本身极低的ＧＴＰ酶活性由ｅＲＦ１ 和核糖体的增效作用激活。ｅＲＦ３的低ＧＴＰ酶活性 与ｅＲＦ３一ＧＴＰ结晶结构中无Ｍ 的结果一致，因为 Ｍｇ２＋ｎ￣＂以促进ＧＴＰ水解。
２反式作用因子 除上述两种翻译终止所必需的释放因子外，反 式作用因子也能影响翻译终止的效率。 ｕｐｆ蛋白通过与释放因子相互作用来影响终止 反应，有人提出这些蛋白可以装配成监控复合物 （Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｃｏｍｐｌｅｘ ｏ ＵＰＦ１、ＵＰＦ２、ＵＰＦ３在 芽殖酵母Ｓ．ｐｏｍｂｅ，线虫ｅ ｅｌｅｇａｎｓ和人中有很高 的同源性，因此它们在高等真核生物中很可能行使 相同或相似的作用。Ｕｐｆｌｐ能与ＲＮＡ结合，并有 依赖于ＲＮＡ的ＡＴＰ酶和解旋酶活性。ＵＰＦ２基因 编码了１个富含酸性氨基酸残基的蛋白质，它能与 Ｕｐｆｌｐ和Ｕｐｆ３ｐ相互作用。ＵＰＦ３基因编码了１个 富含基础氨基酸的蛋白质。Ｕｐｆ２ｐ、Ｕｐｆ３ｐ和ｅＲＦ１ 与ｅＲＦ３结合于Ｃ末端ｅＥＦｌａ一样保守区，而 ｕｐｆｌｐ不能与以上３种蛋白相互竞争，它的结合位 点在ｅＲＦ３的Ｎ末端。 监控复合物的装配起始于核糖体，停止在终止 密码子。首先，ｅＲＦ１和ｅＲＦ３复合物结合到核糖 体的Ａ位点，在此过程中，Ｕｐｆｌｐ也与ｅＲＦ１一ｅＲＦ３ 复合物相互作用，肽酰一ｔＲＮＡ水解后，ｅＲＦ１从核 糖体上解离；然后允许Ｕｐｆ＇２ｐ（或Ｕｐｆ３ｐ）通过与 ｅＲＦ３相互作用而加到复合物中；继而，复合物因 为ｕｐｆｌｐ（或ｕｐｆｌｐ）和释放因子的相互作用而重排； ｅＲＦ３解离，最终的复合物由Ｕｐｆｌｐ、Ｕｐｆ２ｐ和Ｕｐｆ３ｐ 组成码。这个模型中有两个关键步骤：①ｅＲＦ１的解 离，使Ｕｐｆ２ｐ和Ｕｐｆ３ｐ可以结合到Ｕｐｆｌｐ—ｅＲＦ３复
维普资讯 http://www.cqvip.com 第５期 耿丽丽等：影响蛋白质翻译终止因素的探讨 ・１４３ 合物上发挥它们调节Ｕｐｆｌｐ活性的作用；②ｅＲＦ１ 的解离恢复了Ｕｐｆｌｐ的ＡＴＰ酶和解旋酶的活性。 这个成熟的复合物可以起始ＮＭＤ途径，该复合物 的装配是翻译终止的一部分，装配的失败可影响终 止效率，使翻译通读占优势，并导致无义抑制表 型，有可能发生以下３种情况：①复合物的成功 装配能使释放因子释放并／或重新恢复活性，阻止 其装配会破坏这些因子的循环，并降低翻译终止效 率。②由于细胞中Ｕｐｆ蛋白浓度远远低于释放因 子和核糖体的浓度，复合物的装配可能只发生在翻 译的第一轮反应中。③当监控复合物发现了提前 终止的转录物，它不仅会使已翻译的转录物降解， 还会阻止无义ｍＲＮＡ的进一步合成。一旦失去这 种复合物，就会丧失降解无义ｍＲＮＡ的功能，无 义ｍＲＮＡ大量合成，最终导致产生无义抑制表型。 ３ 终止密码子的上下游序列 像起始密码子的顺式元件可以调节起始效率一 样，终止密码子的上下游序列也可以影响翻译终止 效率。例如，终止密码子的３ 碱基会影响终止效率。 在大肠杆菌中，当终止密码子为ＵＡＡＵ时最有效， 而为ＵＧＡＣ时效率最差。终止密码子的上下游序列 可以控制Ｕｐｆ蛋白，从而调节监控复合物的装配 。 终止密码子的前一个核苷酸和终止密码子后 的第三个核苷酸，对于决定蛋白质翻译终止和通 读有重要作用。如果终止密码子的前一个核苷酸 是腺嘌呤，会在很大程度上降低终止效率，如果 为尿嘧啶，则终止反应可以正常进行【】０１。核苷酸 的改变会影响ｍＲＮＡ的二级结构、密码子使用频 率以及所编码的氨基酸，所以上下游序列改变影 响翻译终止效率的机制十分复杂，至今尚未完全 研究清楚。 控制翻译终止效率可以调节某些基因的表达， 翻译终止本身也可以作为调节基因表达的一个控制 点。例如，人细胞巨化病毒ＵＬ４ ｍＲＮＡ导肽中有 一个２２个密码子的开放读码框，它是一个顺式作 用元件，可通过降低自身翻译终止的效率，阻止下 游ＵＬ４蛋白的合成。这个过程肽酰ｔ—ＲＮＡ的水解 被延迟３０ ｍｉｎ，而突变体肽酰ｔ—ＲＮＡ的水解在不 到１ ｍｉｎ的时间内就能完成。酵母细胞中ＮＭＤ途 径需要无义ｍＲＮＡ的介导才会起作用，实际上， 许多与ＮＭＤ途径有关的反式作用因子都在翻译终 止中起作用【ｌ１］。这些都表明，翻译终止是决定转录 物是否被降解的重要因素。