第八章 信使RNA及翻譯水平的調控

1、第八章第八章 信使信使RNA與翻譯水平的調控與翻譯水平的調控蛋白質合成起始調控3 -UTR結構對翻譯的調控翻譯因子的可逆磷酸化與蛋白質合成的控制轉鐵蛋白mRNA的翻譯調控第一節(jié) 蛋白質合成的起始調控翻譯中的4種組分？翻譯調控最重要的幾個方面：mRNA結構和自身的穩(wěn)定性翻譯起始的調節(jié)參與翻譯的蛋白因子一、翻譯的起始許多起始因子起始因子（eIF，eukaryote initiation factor）的參與翻譯起始。eIF種類和功能見P150表8-140S亞基識別mRNA帽子結構，向下游動中掃描mRNA起始密碼子。然后與大亞基結合，Met-tRNA不甲酰化。可分為5個步驟。80S起始復合物的形成4

2、0s.eIF-340s.eIF-3. eIF-2.GTP.Met-tRNA（40S前起始復合物）40s.eIF-3.4A.4B.eIF-2.GTP.Met-tRNA （40S前起始復合物）移動到AUG80S.mRNA.Met.tRNA起始tRNA和40S核糖體亞基結合進一步與mRNA結合，調節(jié)翻譯速度；eIF-2和Met-tRNA承擔起始密碼子的選擇二、mRNA 5末端帽子結構的識別與蛋白質合成帽子類型：0號帽子，m7GpppN1號帽子： m7GpppNm2號帽子： m7GpppNmNmHNCH3m7G帽子帽子0 m7GpppXmpYp(2-O-甲基甲基-轉移酶催化轉移酶催化)m7GpppXm

3、pYmpm7GpppXpYp(鳥苷鳥苷-7-甲基甲基-轉移酶催化）轉移酶催化）（只有（只有A的的2-O甲基化后）甲基化后）1. 功能：能被核糖體小亞基識別，促使mRNA和核糖體的結合，翻譯起始中起作用。m7Gppp結構能有效地封閉RNA 5末端，以保護mRNA免疫5核酸外切酶的降解，增強mRNA的穩(wěn)定。 帽子5端能與18S部分序列互補序列2. 帽子結合蛋白（CBP，cap binding protein）能專一識別mRNA帽子5端結構。目前發(fā)現(xiàn)的有2種蛋白n eIF-4E蛋白n eIF-4F蛋白三、蛋白質生物合成的起始反應機制 1. M Kozak 提出掃描模型（scanning model）

4、u解釋5 都帶有m7G帽子結構的mRNA翻譯起始機制u核糖體40S亞基遇到mRNA第一個AUG會停下來，與AUG附件的特征序列有關。 2. 有人還提出內部起始機制：翻譯起始于帽子結構無關。第二節(jié) 3 -UTR結構對翻譯的調控1 .終止密碼子及其附件序列終止密碼子：UAA、UAG、UGA在脊椎動物和單子葉植物中， UAG 使用頻率最高；其他真核生物， UAA使用頻率最高，UAG使用頻率低。有人認為終止密碼子的選擇受其附件GC含量的影響。2. UA （AU-rich element ARE）序列的調控作用 mRNA3端UTR序列常含UUAUUUAU序列（AU-rich element ARE），在

5、哺乳類動物，其主要功能是決定mRNA的半衰期，抑制mRNA的穩(wěn)定性。3. polyA尾巴的調控作用 polyA尾巴對mRNA穩(wěn)定性及翻譯效率有調控作用。 polyA尾巴通過結合蛋白（polyA binding protein PABP）與60S亞基相互作用實現(xiàn)對mRNA穩(wěn)定性及翻譯起始的促進作用。第三節(jié) 翻譯因子的可逆磷酸化與蛋白質合成的控制一、eIF-4F的磷酸化對蛋白質合成速率的激活作用 eIF-4F 先與mRNA帽子結合，然后40s.eIF-3. eIF2.GTP.Met-tRNA（40S前起始復合物）才能與mRNA相連，進入翻譯的起始階段。研究發(fā)現(xiàn)：蛋白質生物合成增加，eIF-4F 和

6、亞基的磷酸化增加；蛋白質生物合成減少與eIF-4F 和亞基的去磷酸化相關，證實了eIF-4F對翻譯起始的調控作用。二、eIF-2的磷酸化對翻譯的抑制作用eIF-2與GTP和Met-tRNA生成三元復合體在翻譯起始中起作用。研究表明， eIF-2的磷酸化會引起翻譯起始作用受阻，抑制蛋白質的生物合成。磷酸化的eIF-2對GTP及eIF-2B有很高的親和力，抑制了eIF-2的再循環(huán)。 eIF-2.GTP.Met-tRNA三元復合物生成受阻，蛋白質生物合成便受到抑制。第四節(jié) 轉鐵蛋白mRNA的翻譯調控u真核生物翻譯調控往往是通過mRNA本身結構與相應蛋白因子的相互作用實現(xiàn)的。u轉鐵蛋白（ferritin）、轉鐵蛋白受體（Tfr）和紅細胞的5-氨基酸乙酰丙酸合酶（eALAS）的mRNA翻譯調控與鐵離子有關。u該酶mRNA上存在鐵應答元件（IRE，iron responsive element），當IRF與IRE結合，封閉了該mRNA的翻譯作用。鐵離子濃度低時， IRF與IRE有很高的親和力，抑制eALAS的合成；增加鐵離子濃度， 減少IRF與IRE的親和力，可以除去翻譯的抑制作用。返回解釋eIF終止密碼子有_ 、 _ 、 _種。在脊椎