真核生物mRNA应激状态下的帽-非依赖性翻译

在真核生物中,mRNA翻译过程包括起始、延伸和终止。其中,翻译的起始阶段最为重要且复杂,它决定了mRNA能否被有效翻译成蛋白质。根据翻译起始机制的不同,真核生物mRNA翻译可以分为传统的帽-依赖性翻译和替代机制帽-非依赖性翻译。当外部环境的刺激或细胞自身的改变使细胞处于应激状态时,传统的帽-依赖性翻译被抑制或下调,替代机制帽-非依赖性翻译得以启动,以保证翻译的顺利进行。真核生物在应激状态下为了维持蛋白质合成的需求,采用多种翻译起始机制来实现帽-非依赖性翻译。其中较常见的是IRES(internal ribosome entry site)、m⁶A修饰和CITE(cap-independent translation enhancer)所启动的翻译。这些机制允许核糖体在mRNA的特殊区域内部进行启动,而不依赖于传统的m⁷G帽结构。通过这些机制,真核生物可以在应激状态下仍然进行蛋白质合成,以满足细胞的需要。本文在总结传统帽-依赖性翻译研究进展基础上,着重介绍IRES、m⁶A和CITE所启动的帽-非依赖性翻译,为更好地探索细胞...     

食蟹猴疟原虫 (Plasmodium cynomolgi)中一个真核翻译起始因子4A(eIF-4A)同源蛋白的cDNA克隆、表达和ATP酶活性测定(英文)

真核翻译起始因子 4A(eukaryoticinitiationfactor 4A ,eIF 4A)是DEAD盒蛋白家族的ATP依赖性的RNA解旋酶类中的一个原型成员 .它在真核细胞的蛋白质合成的起始过程中起着关键性作用 .通过PCR扩增和放射探针杂交相结合的方法筛选食蟹猴疟原虫 (Plasmodiumcynomolgi)的cDNA文库 ,克隆了一个eIF 4A同源蛋白的完整cDNA序列 ,命名为CH1F .CH1F全长 1 75 3bp ,包含一个1 1 97bp的完整阅读框 ,推测编码一个由 398个氨基酸组成的蛋白 .对CH1F的蛋白序列用BlastP进行搜索和分析 ,提示它应该是DEAD盒家族的一个eIF 4A同源蛋白 ;用DNAStar将其与许多典型的DEAD盒蛋白序列进行比对分析 ,结果显示 :比起其它的DEAD盒蛋白 ,它与eIF 4A或eIF 4A的同源蛋白具有更高的同源性和更多序列上的相似结构域 .将包含完整阅读框的片段亚克隆进表达载体pET 2 8a (+) ,在大肠杆菌DH5α中表达 ,产生的融合蛋白大小在 4 5kD左右 .对该融合蛋白进行纯化、重新折叠和初步鉴定 .ATP酶活性检测显示 ,该融合蛋白只有很低的ATP酶活性 ,而且它的ATP酶活性似乎不依赖于核酸底物 .对这一检测结果给出 3种可能的原因 .这一检测结果与根据序列分析得到的推论———CH1F蛋白可能是一个eIF 4A并不矛盾     

丙型肝炎病毒5

丙型肝炎病毒(HCV)RNA5′-非编码区(5′-NTR)由341个核苷酸组成,形成4个茎-环二级结构,5′-NTR二级结构及某些部分单链序列的核苷酸组成是病毒翻译起始的先决条件.5′-NTR中的大部分核苷酸序列组成内部核糖体进入位点(IRES),在宿主细胞蛋白质因子La自身抗原、eIF3、多聚嘧啶区结构蛋白(PTB)、多聚胞嘧啶结合蛋白(PCBP-1、2)等的作用下,形成复杂的翻译起始复合物,对HCV的翻译过程进行精确调控,完成帽状结构形成非依赖性的蛋白翻译过程.HCV RNA 5′-NTR翻译过程的分子生物学机制的研究,将有助于HCV治疗新方法和新途径的探索.     

丙型肝炎病毒5′-非编码区及其结合蛋白的研究进展

丙型肝炎病毒(HCV)RNA5′-非编码区(5′-NTR)由341个核苷酸组成,形成4个茎-环二级结构,5′-NTR二级结构及某些部分单链序列的核苷酸组成是病毒翻译起始的先决条件.5′-NTR中的大部分核苷酸序列组成内部核糖体进入位点(IRES),在宿主细胞蛋白质因子La自身抗原、eIF3、多聚嘧啶区结构蛋白(PTB)、多聚胞嘧啶结合蛋白(PCBP-1、2)等的作用下,形成复杂的翻译起始复合物,对HCV的翻译过程进行精确调控,完成帽状结构形成非依赖性的蛋白翻译过程.HCV RNA 5′-NTR翻译过程的分子生物学机制的研究,将有助于HCV治疗新方法和新途径的探索.     

eIF3a与肿瘤发生、演进和干预的研究进展

真核翻译起始因子3(Eukaryotic translation factor 3,eIF3)是由多个亚单位组成的复合因子,其中eIF3a是其最大的亚单位。很多研究表明在酵母和哺乳动物细胞中,eIF3都参与了m RNA翻译起始,并对蛋白质的合成有很好的调控作用。值得一提的是eIF3a通过调控一系列与肿瘤的生成、细胞周期的调控DNA修复等过程相关的m RNA的翻译从而在肿瘤的发生、演进和干预中发挥重要作用。此外,研究发现eIF3a对RAF-MEK-ERK信号通路有抑制作用。eIF3a对蛋白质翻译的调节及其对RAF-MEK-ERK信号通路的影响使其有望成为肿瘤治疗的新靶点。本文将着重围绕eIF3a在肿瘤发生、演进和干预中的作用进行概述。     

环状RNA翻译功能与消化系统肿瘤

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类新型单链RNA,可通过多种机制影响各类疾病的发生发展。由于没有5′帽端和3′尾端,过去认为circRNA不具备翻译功能。随着测序技术和蛋白组学的发展,大量研究表明,circRNA能够通过“非帽依赖式翻译”合成蛋白,且其产物可参与多系统肿瘤的演变。本文简述了circRNA的主要翻译机制,包括IRES介导、m6A介导及滚环扩增,介绍了常用的circRNA翻译功能预测工具,阐述了circRNA编码产物与胃癌、结直肠癌、肝癌等多种消化道肿瘤的关系,旨在为消化系统肿瘤的研究提供新思路。     

PDCD4在炎症和肿瘤中的作用和机制

程序性细胞死亡因子4(programmed cell death 4, PDCD4)是在研究细胞凋亡机制中克隆出来的新基因.后来发现PDCD4广泛表达于多种组织和器官,但是在多种肿瘤中表达缺失或低表达,恢复PDCD4表达可明显抑制肿瘤的生长或迁移侵袭,是一种新的抑癌基因.进一步研究发现PDCD4不仅发挥抑癌基因的作用,而且参与炎性疾病的发生和发展,它是一把"双刃剑",在不同的疾病模型中表现出促进或抑制的作用,研究表明PDCD4敲除小鼠(Mus musculus)可以有效抵抗实验性自身免疫性脑脊髓炎、1型糖尿病、肥胖及动脉粥样硬化等慢性炎性疾病的发生,而PDCD4敲除后加重LPS(lipopolysaccharide)诱导的急性肝损伤和DSS(Dextran sulfate sodium salt)诱导的急性结肠炎. PDCD4的作用机制尚不完全清楚,目前认为PDCD4对下游靶基因的调控主要通过两种方式:翻译起始因子eIF4A依赖性和非依赖性的方式. eIF4A依赖性方式是指PDCD4通过与eIF4A直接相互作用抑制其解旋酶活性,进而抑制具有特定5′UTR结构m RNA的翻译; eIF4A非依赖方式是指PDCD4可以通过与其他蛋白质(如转录因子)结合,抑制其活性或干扰其磷酸化进而调控靶基因的转录及其下游一系列信号通路.本文对PDCD4的作用和机制进行综述,并对其成为肿瘤和多种疾病治疗的新靶点进行展望.     

小RNA病毒蛋白翻译调控元件研究进展

真核生物的起始复合物并不是在起始AUG处形成 ,而是在mRNA的 5′末端形成 ,其识别信号就是 5′末端的帽子结构。小RNA病毒科成员RNA 5′末端没有帽子结构 ,而有一个病毒编码的小蛋白质与基因组共价相连。小RNA病毒的蛋白翻译起始于 5′非翻译区中的内部顺式调控元件 ,称为内部核糖体进入位点 (IRES)。口蹄疫病毒 (foot and mouthdiseasevirus,FMDV)是该科病毒的典型代表 ,引起偶蹄动物的急性接触性传染病。完整FMDV含有单链正股RNA、衣壳蛋白及少量装配过程中夹带的非结构蛋白和宿主细胞肌动蛋白 ,其基因组RNA全长约 8 5kb ,可直接作为信使RNA。对IRES的一、二级结构进行了比较 ,对IRES与翻译起始因子的相互作用以及对病毒毒力的影响作了综述。     

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。     

真核翻译起始因子5A和多胺代谢及肿瘤的关系

真核翻译起始因子5A(eIF5A)是真核生物中普遍存在且高度保守的蛋白质,含有一个独特的氨基酸——羟腐胺赖氨酸,该氨基酸是在赖氨酸的基础上经翻译后修饰而成,该过程与多胺代谢密切相关。研究发现,eIF5A和多胺代谢以及肿瘤的发生发展密切相关,有望成为抗肿瘤靶向治疗新的分子靶点。现就eIF5A和多胺代谢及肿瘤关系的研究进展作一简要综述。     

eIF4E抑制性蛋白翻译调控机制

真核生物mRNA的翻译调控,通常发生在起始阶段。异源三聚体复合物eIF4F中的eIF4E与mRNA5'端帽子结构的结合是该阶段的核心,而eIF4E抑制性蛋白正是通过与eIF4E的相互作用而调控着翻译起始过程,进而调控着翻译的速率。eIF4E抑制性蛋白对翻译的这种调控作用对细胞的生长、发育、癌症以及神经生物学方面有巨大影响,现主要就eIF4E抑制性蛋白的翻译调控机制进行综述。     

IRES介导的非帽依赖翻译调控研究进展

内部核糖体进入位点(Internal ribosome entry site, IRES)是一种存在于RNA内部的特殊功能元件,其可在不依赖5’端帽子结构的情况下直接招募核糖体启动蛋白翻译,已被发现与多种细胞过程密切相关。近来,越来越多的证据表明IRES在环形RNA翻译调控中扮演着极其重要的角色,由此IRES引起人们的极大关注。本文针对目前真核细胞中IRES介导的翻译调控机制进行了综述,并对IRES元件相关生物信息学工具进行了总结。     

病毒IRES的结构及IRES介导的蛋白质翻译研究进展

核糖体进入位点(internal ribosome entry sites,IRES)常见于许多正链RNA病毒基因组以及部分细胞基因.在营养缺乏、内质网应激、缺氧和病毒感染等不利条件下,细胞翻译也能够从经典的帽子依赖型翻译转换为依赖于IRES的翻译机制.事实上,自IRES被发现以来,其相关的翻译机制调控被认为是病毒感染...     

RNA病毒翻译调控元件—内部核糖体进入位点(IRES)

真核生物大多数蛋白质合成采用了依赖帽子结构的翻译起始方式.但一组缺乏帽子构的RNA病毒的蛋白质合成起始是依赖其5′端非翻译区（untranslated region,UTR）翻译调控的顺式作用元件——内部核糖体进入位点（internal ribosome entry site, IRES）.它 们能够在一些反式作用因子的辅助下,招募核糖体小亚基到病毒mRNA的翻译起始位点.前,依赖IRES元件翻译起始的RNA病毒在哺乳动物,无脊椎动物及植物中均有发现.因此,对RNA病毒IRES元件的深入研究,不仅有助于阐明相关疾病的发生机理,而且为工业应用和疾病治疗提供借鉴意义.本文对RNA病毒IRES元件发现、分类、结构与功能等作了综述.     

真核生物mRNA翻译起始机制研究进展

在真核生物中,mRNA翻译是一个复杂的多步骤过程,包括起始、延伸和终止3个阶段。其中,起始阶段的调控是影响mRNA翻译的关键。目前已经发现,mRNA翻译起始方式有多种,以最早发现的m ⁷G帽依赖性扫描机制最为经典,但当细胞处于逆境,经典起始机制受到抑制时,其他类型的起始机制会将其替代以保证翻译的顺利进行。本文对目前已发现的真核生物mRNA不同翻译起始机制特别是经典起始机制的替代机制进行了综述,旨在为深入认识真核生物基因在翻译水平上的表达调控提供参考。     

应用套叠PCR技术构建番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA植物表达载体

植物真核翻译起始因子4E(eIF4E)在蛋白质合成的起始中发挥重要作用,参与植物-病毒互作,影响病毒的侵染过程.为了研究eIF4E在植物病毒侵染中的功能,建立了一种快速的套叠PCR新方法,成功构建了番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA结构,并将其连接到改造的植物表达载体pBI121上,为利用RNA干扰技术研究番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因在病毒侵染中的作用奠定了基础.     

昆虫小RNA病毒研究进展

昆虫小RNA病毒依据基因组结构特点分为家蚕软化病毒组、蟋蟀痹病毒组和豌豆蚜病毒组。昆虫小RNA病毒蛋白质翻译具有独特性：不依赖于帽子结构,不需要启始因子eIF1、eIF1A和帽子结合蛋白eIF4E;而且蟋蟀痹病毒组和豌豆蚜病毒组结构蛋白翻译从内部核糖体进入位点独立启始,启始密码子是CUU。该文还简介了昆虫小RNA病毒复制机理及与其它动、植物小RNA病毒或类小RNA病毒的亲缘关系等的研究进展。     

番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因嵌合hpRNA载体一步快速构建及沉默效果的研究

番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)严重威胁番木瓜种植业的发展,且目前没有十分有效的防治办法。病毒侵染植物依赖寄主因子的协助,真核翻译起始因子4E(eukaryotic initiation factor 4E,eIF4E)是多种RNA病毒侵染植物的必需因子。以番木瓜eIF4E家族基因为研究对象,构建同时干扰其eIF4E和eIFiso4E基因的发卡RNA(hairpin RNA,hpRNA)载体,并将其导入到番木瓜叶肉原生质中。通过荧光实时定量检测发现,番木瓜中eIF4E和eIFiso4E基因的表达量分别下降了49.8%和67.6%,这为进一步研究番木瓜eIF4E家族基因对PRSV侵染的影响以及利用RNA干扰技术靶向植物基因的病毒防治新策略提供理论和实践依据。