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 .     

核糖体的结构与功能研究进展

核糖体的结构与功能研究进展吴晓华,刘望夷（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词核糖体蛋白质生物合成是有两百多种大分子参与的、把遗传信息“翻译”成有各种生物功能蛋白质的复杂过程。因为所有生物体的蛋白质合成都是在核糖体上完成的,所以了解...     

核受体在骨骼肌运动适应性变化中的作用及机理

运动诱导的骨骼肌适应性变化是骨骼肌在受到长期运动刺激后出现骨骼肌质量、快慢肌纤维比例、骨骼肌线粒体生物合成、自噬和氧化代谢水平以及骨骼肌运动损伤后修复等方面的变化,导致肌肉肥大、氧化代谢能力提高,从而提高运动能力。核受体是一类配体依赖性的转录因子,主要包括雄激素受体、雌激素受体、糖皮质激素受体、过氧化物酶体增殖物活化受体、甲状腺激素受体、Rev-Erbα以及孤儿核受体Nur77、Nor1和雌激素相关受体等,它们在运动诱导的骨骼肌适应性变化中发挥了重要作用。例如,可通过影响快肌肥大促进抗阻运动对肌肉力量和爆发力的增强、慢肌纤维比例的增加以及慢肌线粒体合成、自噬和氧化代谢酶的提高等途径促进耐力运动对肌肉耐力的增强等。该文就以上核受体在骨骼肌运动性适应中的作用及机制作一综述,这对理解运动增加骨骼肌质量、提高线粒体数量和功能的机制具有重要意义,为运动防治肌肉流失、改善骨骼肌代谢提供理论依据。     

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.     

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     

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     

枯草芽孢杆菌抗菌肽生物合成的研究进展

革兰氏阳性菌模式生物--枯草芽孢杆菌能分泌多种肽类及由肽类衍生的抗菌活性物质,按合成途径不同,可分为核糖体肽和非核糖体肽。其中,非核糖体肽分子量较小,一般为3000Da以下,其生物合成是通过多功能复合酶系--非核糖体肽链合成酶来完成的,多发生在菌体生长停止之后;而核糖体肽分子量较大,其合成多于菌体快速生长时期。非核糖体肽链合成酶和核糖体肽的合成及其调控均需基因参与,而这一系列基因就构成了各种抗菌肽生物合成的基因簇。对核糖体肽和非核糖体肽的生物合成及其相关调控机制进行了综述。     

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…     

硝酸盐、镁盐对林可霉素生物合成的促进作用

在林肯链霉菌生物合成林可霉素代谢调节的研究中,发现硝酸盐可明显促进林可霉素的生物合成．加入硝酸钾０．８％,林肯链霉菌合成林可霉素的产量可增加３７％．在发酵９６ｈ之前加入硝酸盐均能促进林可霉毒的合成,但产量的增加随加入时间的延迟而降低．硝酸钾在促进产量的同时,使菌体生长减少,看来硝酸盐对林可霉素的合成与菌体生长之间起着调节作用．洗涤菌体试验指出,硝酸盐的加入诱导了林可霉素合成所需要的酶系,这可能是加入硝酸盐后,产生进一步氮代谢的结果;蛋白胨不能代替硝酸盐,进一步说明硝酸钾的作用并不是作为氮源利用．在蛋白质合成抑制剂氯霉素存在下,硝酸盐不再能促进林可霉素的合成,说明氯霉素抑制了硝酸盐或其代谢中间物所诱导的酶系的合成．同时还报导了镁盐促进林可霉素生物合成现象的初步观察结果．硫酸镁在促进林可霉素产量提高的同时,使菌体生长延迟．硫酸镁的这种作用机制可能是通过磷酸镁铵沉淀,降低了培养基中游离氨和可溶性磷酸盐浓度,解除了铵盐和磷酸盐对林可霉素合成的抑制．     

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。     

NO通过水杨酸(SA)或者茉莉酸(JA)信号途径介导真菌诱导子对粉葛悬浮细胞中葛根素生物合成的促进作用

一氧化氮(NO)是近年来发现对植物细胞次生代谢产物合成具有调控作用的一种新型信号分子. 为了研究NO对植物细胞次生代谢调控的信号转导机理, 考查了在真菌诱导子作用下粉葛悬浮细胞中NO, 水杨酸(SA), 茉莉酸(JA)及葛根素含量的变化情况. 试验结果表明, 真菌诱导子可以诱发粉葛细胞的NO迸发、SA合成和葛根素含量增加, 但细胞中JA水平未发生明显变化. NO猝灭剂cPITO可以阻断真菌诱导子对粉葛细胞中SA和葛根素合成的促进作用, 说明NO是介导真菌诱导子诱发粉葛细胞中葛根素和SA生物合成所必需的上游信号分子. 在缺乏SA积累能力的NahG转基因粉葛细胞中, 真菌诱导子虽然不能促进SA积累, 但仍然可以诱发NO迸发和葛根素生物合成, 并且促进细胞中JA的合成积累. cPITO可以抑制真菌诱导子对NahG转基因粉葛细胞中JA合成的诱导作用, 说明JA是作用于NO下游的信号分子. JA合成抑制剂IBU和NDGA可以抑制外源NO对NahG转基因粉葛细胞中葛根素生物合成的促进作用, 说明NO依赖JA诱发NahG转基因粉葛细胞中葛根素的生物合成. 外源SA处理可以显著降低真菌诱导子对NahG转基因粉葛细胞中JA合成的促进作用, 并逆转IBU和NDGA对NO和真菌诱导子诱发葛根素合成的抑制作用, 说明SA可以抑制细胞中JA的生物合成; 而且当JA合成受到抑制时, SA可以替代JA介导NO和真菌诱导子对葛根素合成的促进作用. 由于真菌诱导子可以促进野生型粉葛细胞中SA的生物合成, 我们推测在野生型粉葛细胞中, 真菌诱导子可能通过诱发SA合成积累抑制了其对细胞中JA合成的促进作用, NO可能主要通过SA信号途径介导真菌诱导子对细胞中葛根素生物合成的促进作用. 而在SA积累受阻的NahG转基因粉葛细胞中, NO则通过激活JA的生物合成并依赖JA信号途径介导真菌诱导子促进粉葛细胞中葛根素的生物合成.     

核糖体蛋白质的新功能及其与相关疾病的关系

核糖体蛋白质与核糖体RNA共同组成了核糖体,是合成蛋白质的细胞器。除参与蛋白质合成,核糖体蛋白质还具有广泛的核糖体外功能,如独立于核糖体外发挥调控基因转录、mRNA翻译、细胞的增殖、分化和凋亡等等。基于诸多的核糖体外功能,核糖体蛋白质与人类疾病密切相关,例如在先天性贫血、生长发育不全和肿瘤的发生发展过程中均发挥重要作用。本文对近年来核糖体蛋白质的核糖体外新功能及其相关疾病的研究进展作一综述。     

枯草杆菌核糖体基因突变体的翻译产物分析

运用放射性同位素氨基酸,对枯草杆菌核糖体蛋白质基因突变株作体内蛋白质合成脉冲标记,随后用等电点聚焦-SDS聚丙烯酰胺双向凝胶电泳以及荧光自显影等技术,分析和比较了野生型和突变株的翻译产物。发现各菌株的电泳图谱有不同程度的差别,某些蛋白质种类增加,某些种类减少,另外有某些蛋白质的相对浓度有所增减。同是核糖体蛋白质S4突变株,在相同时间脉冲标记的电泳图谱也有不同程度的差别。以上结果反映了核糖体蛋白质基因突变对体内蛋白质合成的影响。     

高温对小麦叶绿体核糖体和叶绿体蛋白质生物合成的影响

本实验用蔗糖密度梯度离心分离小麦叶片的核糖体,用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离叶绿体蛋白质。对在高温和常温条件下生长的小麦分析比较表明:在34℃高温下,小麦叶片能正常地形成细胞质的80S 核糖体,而影响了叶绿体的70S 核糖体的形成,从而使由叶绿体基因组控制的蛋白质的生物合成受阻。由 SDS-凝胶电泳分析表明:高温处理的小麦,其叶绿体蛋白质的电泳条带少于常温下生长的小麦。在这些消失的多肽中,主要是叶绿体基因组的翻译产物,如二磷酸核酮糖羧化酶大亚基。由于叶绿体内这些具有光合生理功能的蛋白质的合成受阻,从而导致小麦叶片光合强度的降低。     

蛋白质分选的共翻译转运途径

人教版普通高中生物学必修1(2019版)明确了分泌蛋白的起始合成是在游离的核糖体上,通过共翻译转运途径分泌到细胞外.本文详细介绍蛋白质共翻译转运机制的探究史及指导共翻译转运的决定因素,描述共翻译转运的全过程和后续的膜泡运输.     

枯草杆菌核糖体蛋白质突变对碱性蛋白酶基因表达的影响

用枯草杆菌体外转录-翻译偶联系统检测13种19株枯草杆菌核糖体蛋白质突变对碱性蛋白酶基因表达的影响,发现10种13株核糖体蛋白质突变能影响碱性蛋白酶基因的表达。其中依赖链霉素突变核糖体几乎不能翻译碱性蛋白酶mRNA。依赖链霉素突变在翻译层次抑制碱性蛋白酶基因的表达,但对中性蛋白酶基因的表达没有影响。在碱性蛋白酶mRNA翻译起始区有一个复合二级结构,用体外突变方法破坏其中一个,翻译效率提高8.2倍。依赖链霉素突变和抗链霉素突变核糖体的高级结构不同,与碱性蛋白酶mRNA 5'端片段的亲合力也有差异。由于碱性蛋白酶mRNA翻译起始区的复合二级结构和低起始强度以及依赖链霉素突变核糖体高级结构的改变,使依赖链霉素突变核糖体不能翻译碱性蛋白酶mRNA。     

蛋白质翻译中的反转运

在蛋白质的翻译过程中,氨酰-tRNA进入核糖体,解密mRNA上的一个密码子,并带着mRNA向其5'的方向运动,直到空载的tRNA离开核糖体,整个过程tRNA在核糖体内始终沿着一个方向运动.但随着LepA(EF4)蛋白的发现和其功能的明确,tRNA在核糖体内的新运动形式--"反转运"被揭示,即tRNA带着mRNA倒退一步,向其3'的方向运动.通过对tRNA反向运动生理意义的研究,引发了对蛋白质翻译调控的深入思考.     

蛋白质合成活动与卵母细胞成熟

蛋白质合成率的增加是卵母细胞成熟过程中的重要现象之一;合成率的增加是 mRNA与核糖体机构两者协调活动的结果。S6蛋白磷酸化和 pHi 上升似乎与蛋白质合成增加有关,但有证据表明这种联系是表面现象,非必然的。翻译机构中的蛋白质因子 cIF-4 A 可能参与成熟中蛋白质合成活动的调控。本文还分析了蛋白质合成的总体变化特点,蛋白质合成、磷酸化活动与 MPF 活性和 GVBD 现象之间的关系,这是研究 MPF 活性以及卵母细胞成熟机理的一个重要方面。     

蛋白质的合成及其调节的研究进展

本文论述了蛋白质生物合成的遗传信息的来源,基因与蛋白质合成的遗传信息的关系,翻译的准确性的依据,真核生物蛋白质生物合成的特点,并就蛋白质合成及其调节研究的最新进展作了介绍。