真核翻译起始因子5A在蛋白质合成中的功能及机制

在蛋白质合成过程中,除核糖体、氨酰 tRNA和mRNA外,还有多种翻译因子参与其中。真核翻译起始因子5A（eukaryotic translation initiation factor 5A, eIF5A）是维持细胞活性必不可少的翻译因子,在进化上高度保守。eIF5A是真核细胞中唯一含有羟腐胺赖氨酸（hypusine）的蛋白质,该翻译后修饰对eIF5A的活性至关重要。1978年,人们首次鉴定出eIF5A,认为它在翻译起始阶段促进第1个肽键的形成。直到2013年才证实它主要在翻译延伸阶段调控含多聚脯氨酸基序蛋白质的翻译。在经过四十多年研究后,人们对eIF5A的功能有了新的认识。近期基于核糖体图谱数据的分析表明,eIF5A能够缓解翻译延伸过程中核糖体在多种基序处的停滞,并不局限于多聚脯氨酸基序,并且它还能够通过促进肽链的释放增强翻译终止。此外,eIF5A还可以通过调控某些蛋白质的翻译,间接影响细胞内的各种生命活动。本文综述了eIF5A的多种翻译后修饰、在蛋白质合成和细胞自噬过程中的调控作用以及与人类疾病的关系,并与细菌及古细菌中的同源蛋白质进行了比较,探讨了该因子在进化中的保守性,以期为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细菌耐药中的作用

日益严重的细菌耐药性有可能使人类重回前抗生素时代。细菌的耐药机理多样,深入研究细菌的耐药性形成机理有助于开发控制耐药细菌感染的新措施。表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细胞代谢、信号转导、蛋白质降解、调控DNA复制、应激反应等方面都具有重要作用。近年来研究表明表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细菌耐药中也扮演着重要的角色。本文总结了DNA甲基化、调控型RNAs等表观遗传因素和磷酸化、琥珀酰基化等蛋白质翻译后修饰因素在细菌耐药性中的调控作用,以期为抗生素靶标选择和抗生素开发设计提供新思路。     

翻译延伸因子EF-P的结构和功能及其研究进展

EF-P(Elongation factor P)是普遍存在于细菌中的蛋白质翻译延伸因子,因其L型结构与t RNA类似,可挽救聚脯氨酸导致的翻译延宕,减缓核糖体的失速效应。EF-P虽然不是细菌生存的必需蛋白,但是对细菌自身的环境适应性以及一些致病菌的毒性维持至关重要。本文综述了细菌EF-P的结构、功能及其相关研究进展。     

细菌中常见的蛋白翻译后修饰

蛋白质的翻译后修饰在生物体生命活动中发挥着重要作用,大部分蛋白质都会经历翻译后修饰。对这些修饰的了解和掌握非常重要,因为这些修饰可能会改变蛋白质的物理及化学性质,如折叠、构象、稳定性及活性,从而改变蛋白的功能。此外,修饰基团本身也可能具有某些功能。因此,分析研究蛋白质翻译后修饰具有重要意义。细菌中常见的翻译后修饰过程有糖基化、磷酸化和乙酰化,我们简要综述了这几种修饰过程。     

翻译调控--联系基因组学和蛋白质组学的有效手段

在细胞内,蛋白质水平和mRNA水平是不一定吻合的,对蛋白质合成的调控不仅局限于转录过程,翻译阶段也有一部分调节作用,mRNA的水平不能完全代表蛋白质水平。应用的蛋白质双向电泳等方法分离蛋白质存在着许多缺点,因此,利用蔗糖密度梯度离心的方法研究在翻译过程中的蛋白质调控是有重要意义的。只有核糖体结合的mRNA才可以翻译成蛋白质,而游离的mRNA在翻译中不起作用。     

SmpB蛋白结构与功能研究进展

SmpB是一类普遍存在于细菌中的小RNA结合蛋白。研究表明SmpB除了在反式翻译中起着辅助tmRNA分子拯救滞留核糖体的作用,其也可以作为RNA分子伴侣调节体内RpoS的表达,以及具有直接调控RNase R及双组份系统的功能。SmpB参与的调控作用对于细菌蛋白质合成质量控制、致病菌中毒力系统调控、维持机体正常生长及发育等过程具有关键作用。本综述主要从SmpB蛋白结构及其对RNA、蛋白质调控功能等方面进行论述,以期对发掘细菌性疾病治疗靶点,研发新型抗生素,提供新的方向和思路。     

细菌反式翻译系统

反式翻译（trans?translation）是细菌翻译质量控制的关键,几乎存在于所有细菌之中。反式翻译系统由转移信使mRNA（tmRNA）和小蛋白B（SmpB）组成,能够拯救因翻译不终止mRNA (non?stop mRNA)而滞留的核糖体。此外,反式翻译还能够调控特定基因的表达水平,参与细菌的应激反应。概括了细菌反式翻译系统近年来最新的研究进展,阐明反式翻译识别与拯救滞留核糖体的分子机制,归纳了反式翻译的功能及应用前景,以期为相关研究提供参考。     

RNA翻译的复杂性：不翻译、部分翻译、从头翻译及过度翻译

经典分子生物学的中心法则描述了遗传信息的传递方向.中心法则认为RNA只有通过翻译产生蛋白质才在生命活动中发挥功能.但是随着分子生物学的发展,很多RNA其本身就可以承担生命学功能.而且RNA的形式也不仅仅只有线性这一种.本文总结了RNA转录后命运的4种形式:不翻译、部分翻译、从头翻译和过度翻译.RNA命运的多样性使得对于翻译的理解比经典的中心法则规定的内容将更加丰富、复杂.充分了解RNA转录后的命运,对以后研究RNA的功能提出了更高的要求,也为我们真正而全面地了解RNA的功能提供了可能.     

预测和鉴定蛋白质翻译后修饰的生物信息方法

蛋白质翻译后修饰对蛋白质成熟、结构和功能多样性有决定性的作用。但蛋白质翻译后修饰的多样性、普遍性、动态性,使传统的生物化学方法在全局水平上理解翻译后修饰非常有限,对它们的研究、特别是大规模的研究长期发展缓慢。现在,在实验研究基础上,借助多方面的生物信息学方法,可以快速高通量的预测和鉴定蛋白质翻译后修饰。一方面,可以从序列角度出发,基于酶识别底物的特异性,用位点权重矩阵、支持向量机等算法,从底物蛋白质序列提取修饰相关的保守序列,并用于预测翻译后修饰位点。这种方法相对成熟,能够取得较理想的预测准确性,但不能反映不同时间不同细胞的翻译后修饰状态。另一方面,可从质谱数据分析出发,有望捕获细胞内翻译后修饰的动态特性。质谱分析的高灵敏度、高准确度和高通量的能力已使建立在质谱基础上的蛋白质组学成为研究翻译后修饰的重要工具,生物信息学方法和质谱蛋白质组学的结合则更可以加速研究翻译后修饰的进程。本文从序列和质谱分析两个角度总结评价了各种翻译后修饰相关生物信息学方法的研究近况,重点讨论利用质谱数据鉴定翻译后修饰的新思路。     

精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的研究进展

精子发生是一个高度复杂且受到精密调控的生物学过程,其中蛋白质作为生命活动的最终执行者,其翻译后修饰发挥着重要的调控作用。精子发生过程中存在多种蛋白质翻译后修饰,如磷酸化、乙酰化、泛素化等,其异常可引起精子发生障碍,严重的甚至可导致不育。随着蛋白质组学技术的快速发展,基于临床不育样本和模式动物的功能研究,可以系统性解析精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的动态调节与功能,揭示精子发生的分子调控机制以及男性不育的发病机理。该文就近年来精子发生过程中蛋白质翻译后修饰调控机制,以及少精子症、弱精子症和畸形精子症等临床疾病中蛋白质翻译后修饰的研究进展进行了综述。