蛋白质生物合成的第四步：翻译终止后复合物的解体

蛋白质合成过程一般被归纳为由合成的起始、肽链的延伸和合成的终止组成的三步曲 . 然而,随着对核糖体再循环因子 (ribosome recycling factor , RRF) 在蛋白质合成过程中作用的深入研究,人们提出了蛋白质生物合成应是四步曲, 这第四步就是翻译终止后核糖体复合物的解体 , 也就是通常说的核糖体循环再利用 . 简要地介绍了翻译终止后复合物解体的可能机制：核糖体再循环因子和蛋白质合成延伸因子 G 在核糖体上协同作用催化这一过程的完成 .     

游仆虫重组核糖体蛋白L11与肽链释放因子的体外相互作用分析

核糖体蛋白L11(ribosome protein L11)是一种高度保守的蛋白质．为研究真核生物的核糖体蛋白L11的功能,从八肋游仆虫（Euplotes octocarinatus）大核基因组中克隆到核糖体蛋白L11基因,构建了重组表达质粒pGEX-6p1-L11,通过谷胱甘肽-Sepharose 4B亲和层析,纯化了重组融合蛋白GST-L11．Pull down 分析显示,八肋游仆虫的核糖体蛋白L11与第一类肽链释放因子eRF1a可以在体外相互作用．这一结果提示,与原核生物一样,低等真核生物的核糖体蛋白L11在肽链终止过程中可能起一定的作用．     

保守GTP酶EF-G在蛋白质合成中的功能研究北大核心CSCD

延伸因子G(elongation factor G,EF-G)是一种保守的GTP水解酶,它是蛋白质翻译过程中一个重要的调控因子。同源模拟发现EF-G与核糖体保护蛋白Tet(O)具有相似的空间结构且都包含5个结构域,序列比对发现E.coliEF-G与Campylobacter jejuniTet(O)结构域Ⅳ保守的两个环状区不同。通过分子克隆构建EF-G嵌合体,表达纯化后的蛋白突变体通过核糖体依赖的GTP水解酶(GTPase)活性检测、多聚尿嘧啶(polyU)为mRNA合成苯丙氨酸多肽链、多聚核糖体的解聚检测及相关的体内实验,检测EF-G在肽链合成中的作用,结果发现EF-G嵌合体能够影响肽链生成过程中tRNA-mRNA复合物的移位,但不影响核糖体的再循环过程。     

真核翻译因子与蛋白质生物合成

真核mRNA在80S核糖体上翻译成蛋白质是一个复杂的过程,需要多步反应及多种因子参与,文章就真核蛋白质的生物合成机制简要综述翻译起始、延伸和终止因子的结构、功能和性质及其在肽链合成过程中的作用研究新进展.     

蛋白质合成肽链释放因子的多功能性

肽链释放因子在蛋白质合成终止过程中,对新生肽链从核糖体上释放起重要作用。第一类肽链释放因子识别终止密码子,水解肽酰-tRNA酯键;第二类肽链释放因子是一类依赖于第一类肽链释放因子和核糖体的GTP酶,促进第一类肽链释放因子发挥肽链释放的功能。最近的研究表明,肽链释放因子不仅在细胞内蛋白质合成终止过程中起重要的作用,其在细胞的骨架形成,尤其是细胞有丝分裂过程中对纺锤体的形成起重要的作用。两类肽链释放因子还与其他功能蛋白质相互作用,表现出多功能蛋白质的特征。     

植物蛋白质合成延伸因子

蛋白质的生物合成是一个需要许多大分子如起动因子、延伸因子、终止因子、核糖体、信使RNA、氨酰合成酶和tR NA协同作用的复杂的生理生化过程。植物蛋白质合成延伸因子eEF1和eEF2通过在核糖体上催化氨基酸链的延伸而推动、控制蛋白质的合成。文章介绍植物蛋白质生物合成延伸因子的研究进展     

核糖体内多肽链翻译终止机制

原核细胞核糖体内蛋白质多肽链合成的终止需要两类蛋白质释放因子,I类RF1／RF2,Ⅱ类RF3,而真核细胞则是I类eRF1,Ⅱ类eRF3。本文在简介了I／Ⅱ类释放因子的基础上,阐述了后终止事件及核糖体循环。     

肽链释放因子识别终止密码子的机制

肽链释放因子(polypeptide release factor, RF)是参与细胞内蛋白质合成终止过程中新生肽链释放的一组重要的蛋白质,包括两类,即第一类肽链释放因子(classⅠrelease factor, RFⅠ)和第二类肽链释放因子(classⅡrelease factor, RFⅡ).关于第一类肽链释放因子识别终止密码子的机制和功能位点是目前分子细胞生物学领域的一个研究热点,第二类肽链释放因子作为一类GTP酶,在第一类肽链释放因子识别终止密码子和肽链释放过程中的协同作用也备受关注.近些年来,通过构建体内和体外的测活体系,对第一类肽链释放因子识别终止密码子的机制的研究取得了一些进展,提出了多种假说和模型,尤其是对第一类肽链释放因子的晶体结构及两类肽链释放因子复合体的空间结构的研究,为揭示真核生物细胞内蛋白质合成终止机制提供了直接的证据.     

单分子荧光共振能量转移技术在核糖体移位研究中的进展

核糖体是蛋白质的"合成工厂",也是临床上多种抗菌药物的作用靶点,因此,深入理解细菌核糖体的蛋白质翻译机制意义重大.蛋白质翻译是通过多步骤相互协调、多组分精细配合来实现高保真和精确调控.核糖体在mRNA上的移位作为翻译过程中最重要的事件之一,需要核糖体大规模的构象重排以及tRNA2-mRNA沿着核糖体的精确移动.在细菌中,移位是由延伸因子EF-G催化GTP水解来驱动的.近年来,单分子荧光共振能量技术(smFRET)的发展使得人们可以探究单个tRNA分子移位的动力学过程并实时观测核糖体的构象变化.本文首先介绍了smFRET技术的原理及特点,对其在核糖体结构动态及tRNA移位研究中的应用进行了较为系统的总结,并对其应用前景进行了展望.     

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。     

真核生物翻译起始机制

蛋白质生物合成是遗传信息的翻译过程,是基因表达的第二个阶段,整个翻译包括起始、延伸和终止3个阶段。其中起始阶段最为复杂,是调控的关键。在真核生物中,在各种起始因子的参与下,通过蛋白一蛋白和蛋白HNA的相互作用,使405核糖体小亚基（预起始复合物）与mRNA相互作用,形成起始复合物,再与6OS大亚基相结合。蛋白质合成起始,形成肽健,从而进入延伸阶段关于起始作用的机理关键在于4OS／J‘亚基富集（recruit）于mRNA的过程。即核糖体是如何鉴别mRNA上的起始密码子（AUG）,以适当的阅读框架开始翻译的。结合的方式目前有两…     

核糖体 RNA 的生物功能、自我剪接与自我复制

核糖体RNA在肽链合成的起始、延伸和终止等整个过程中都有重要的功能。RNA N-糖苷酶是一类核糖体失活蛋白;它只水解rRNA特定位置上的一个腺苷酸的糖苷键,释放一个腺嘌呤碱基,使核糖体失活。天花粉蛋白是一种核糖体失活蛋白。目前已知最小的ribozyme是人工合成的13寡聚核糖核苷酸。利用四膜虫ribozyme转磷酸酯的逆反应合成了一个42寡聚核糖核苷酸。这说明RNA可以催化RNA的合成。     

人mRNA输出因子Gle1与肽链释放因子相互作用上调HeLa细胞中蛋白质翻译终止活性

Gle1蛋白是一种mRNA核输出因子. 最近有研究报道Gle1蛋白参与了酿酒酵母的蛋白质翻译终止过程. 为了探讨Gle1蛋白是否在其它生物中也具有同样的功能, 本研究利用酵母双杂交、免疫共沉淀以及免疫共定位等方法证实了人Gle1蛋白与参与蛋白质合成终止的两类肽链释放因子均能够相互作用, 提示hGle1蛋白可能在人细胞中参与了蛋白质的翻译终止过程. 进一步在HeLa细胞中利用双荧光素酶报告系统分析人Gle1蛋白对蛋白质翻译终止的影响,结果显示, hGle1的过表达能促进细胞内蛋白质的翻译终止. 为进一步探讨hGle1蛋白在蛋白质合成中的作用机制奠定了基础.     

第二类肽链释放因子

生物体内蛋白质合成过程中 ,当核糖体遇到ｍＲＮＡ上的终止密码时 ,新合成的多肽链从肽酰 ｔＲＮＡ上释放出来 ,释放因子在这个过程中起着重要的作用 .释放因子有两类 ,第一类为密码子特异性因子 ,原核生物有ＲＦ1和ＲＦ2两种 ,ＲＦ1识别ＵＡＡ/ＵＡＧ ,ＲＦ2识别ＵＡＡ/ＵＧＡ终止密码子 ;真核生物中ｅＲＦ1识别三个终止密码子 .第二类释放因子为密码子非特异性因子 ,原核生物中为ＲＦ3,真核生物中为ｅＲＦ3.第一类释放因子识别终止密码子 ,并促进肽酰 ｔＲＮＡ酯键的水解 ,但要使这个反应进行得更有效 ,并使ＧＴＰ水解 ,还需要第二类释放…     

核糖体灭活蛋白在植物中的作用

植物核糖体灭活蛋白 (ribosome -inactivatingproteins ,RIPs)能够破坏真核或原核细胞的核糖体大亚基RNA ,使核糖体失活而不能与蛋白质合成过程中的延伸因子相结合 ,从而导致蛋白质合成受到抑制。不同的核糖体对不同RIPs的敏感性不同 ,RIPs对自体或异体核糖体的作用也有很大区别。RIPs对病毒有很强的抑制作用 ,并且有些RIPs表现出对某些真菌和昆虫的抗性 ,因此认为核糖体灭活蛋白在植物的防御反应中扮演重要角色。另外 ,RIPs还可能参与了细胞代谢、细胞死亡等生理调控过程。     

建议开展核糖体RNA拓扑学与核糖体失活蛋白的研究

(一)核糖体RNA拓扑学研究的重要性核糖体是细胞合成蛋白质的唯一场所。核糖体包括两个亚基,由RNA和蛋白质组成,蛋白质占1/3,而RNA占2/3,即RNA是主要组分。蛋白质生物合成的大多数步骤,包括肽链合成的起始、延伸和终止都是在核糖体上进行的。整个合成过程涉及二百多种生物大分子的协同作用。在蛋白质生物合成中,重要的是肽键的形成。这一化学反应就是在核糖体上进行的。核糖体的任何个别组分或局部组分都不能催化肽键的形成,而必须是完整的核糖体,因此人们认为核糖体本身就是一个包括多种蛋白质和rRNA的复杂酶系(有人把核糖体看作     

核糖体相关质量控制与核糖体自噬研究进展

细胞中蛋白质处于不断合成和降解的动态更新过程中,其稳态与细胞功能密切相关。细胞中存在多种蛋白质质量控制（protein quality control,PQC）机制来监测蛋白质合成和降解过程的异常,以确保蛋白质组的完整性和细胞适应性。核糖体是细胞内数量最多的细胞器,系细胞内蛋白质合成的主要场所。现已明确,核糖体相关质量控制（ribosome-associated quality control,RQC）与核糖体自噬能通过溶酶体依赖和非依赖途径调节细胞内核糖体数量及功能以维持蛋白质稳态,从而增强细胞在应激状态下的适应能力。RQC失调、核糖体自噬障碍则参与多种疾病的发生及发展过程,靶向RQC和核糖体自噬可能成为防治多种疾病的有效手段。本综述聚焦核糖体相关的PQC途径,并进一步讨论了它们在蛋白质稳态维持中的重要地位及其在人类疾病发生发展中的潜在作用。     

八肋游仆虫第二类肽链释放因子核定位信号分析

蛋白质合成终止过程中肽链释放因子负责终止密码子的识别.真核生物第二类肽链释放因子（eRF3）是一类GTP酶,协助第一类肽链释放因子（eRF1）识别终止密码子和水解肽酰 tRNA酯键.之前的研究表明,两类肽链释放因子在细胞核中发挥功能,参与蛋白质合成和纺锤体的组装.本研究根据软件预测结果,构建了一系列八肋游仆虫eRF3的截短型突变体,分析在其N端是否存在引导eRF3的核定位信号.结果表明,在eRF3的N端有两个区域（NLS1:23-36 aa 和 NLS2: 236-272 aa）可以引导eRF3进入细胞核中,而且这两个区域具有典型的核定位信号的氨基酸序列特征. eRF3的核定位与其作为一种穿梭蛋白的功能相一致,即参与细胞有丝分裂纺锤体的形成和无义介导的mRNA降解途径.     

第一类肽链释放因子C端结构域参与调控终止密码子的识别过程

真核生物蛋白质翻译终止过程中,第一类肽链释放因子（eukaryotic polypeptide release factor, eRF1）利用其N端结构域识别终止密码子。eRF1的N结构域中的GTS、NIKS和YxCxxxF模体对于终止密码子的识别发挥重要作用。但至目前为止,eRF1识别终止密码子的机制,尤其是对于终止密码子的选择性识别机制仍不清楚。我们构建了四膜虫（Tetrahymena thermophilia）eRF1的N端结构域与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）或裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）eRF1的M和C结构域组成的杂合eRF1,即Tt/Sc eRF1 和Tt/Sp eRF1。双荧光素酶检测结果证实,两种杂合eRF1在细胞中识别终止密码子的活性具有显著差异。Tt/Sc eRF1仅识别UGA密码子,与四膜虫eRF1一致,具有密码子识别特异性;而Tt/Sp eRF1可以识别3个终止密码子,无密码子识别特异性。为解释这一现象,将Sp eRF1的C结构域中的1个关键的小结构域中的氨基酸进行突变,与Sc eRF1相应位点的氨基酸一致。分析结果显示,突变体Tt/Sp eRF1识别密码子UAA和UAG的性质发生显著变化,说明第一类肽链释放因子的C端结构域参与了终止密码子的识别过程。这提示,四膜虫eRF1识别终止密码子的特异性可能依赖于eRF1分子内的结构域间相互作用。本研究结果为揭示肽链释放因子识别终止密码子的分子机制提供了数据支持。     

肽链释放因子和核糖体蛋白L11在八肋游仆虫细胞中的定位

原生动物纤毛虫是一类单细胞真核生物,其蛋白质合成终止过程中密码子使用的特殊性使其成为研究蛋白质合成终止机制的一个经典模型。为了能够有效地分析生物大分子在该细胞中的功能作用位点,本研究根据该生物染色体结构的特征,构建了含有红色荧光蛋白基因的大核人工染色体EoMAC_R,并与之前构建的含绿色荧光蛋白基因的大核染色体EoMAC_G一起,对蛋白质合成终止有关的3个重要因子核糖体大亚基蛋白L11、多肽链释放因子eRF1和eRF3在八肋游仆虫细胞中进行了荧光共定位分析。结果显示,在八肋游仆虫细胞中,蛋白质翻译过程主要位于"C"形大核内侧区域。构建的人工染色体能够作为一种有效的工具,对目的蛋白质在八肋游仆虫细胞中进行定位分析。