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1、真核生物蛋白质生物合成的开端自八十年月以来，人们对真核细胞蛋白质生物合成及其开端因子的研究有了进一步深入。elF的作用或真核细胞蛋白质合成的开端过程与原核细胞的开端过程大概近似，不一样之处主要有以下几点：(1)特异的开端型tRNA为Met-tRNAMet，不需要N尾端的甲酰化。(2)Met-tRNAMet和GTP与eIF2形成一个可分别的复合物，不依赖于小亚基。而在原核细胞IF1与tRNAMet联合在30S小亚基上。(3)tRNAMet与40S小亚基的联合先于与mRNA的联合。相反，在原核细胞tRNAMet与30S小亚基的联合后于mRNA与30S小亚基的结合。(4)ATP水解为ADP供应能量，
2、关于mRNA的联合是必需的。(5)在真核细胞，不单elF的种类多，并且很多elF自己是多亚基的蛋白质。最显然的是elF3(波及mRNA联合，近似于原核细胞IF3的作用)，含有大概10个亚基，分子量达106KD，其重量相当于40S亚基重量的1/3。(6)mRNA5端帽的存在关于开端是需要的(除外某些病毒mRNA，一些病毒mRNA的5尾端有共价联合的蛋白质)。(7)真核细胞在开端过程中存在的一种蛋白质合成调理方式是最后一个重点差异。elF，每个循环周期经历一次GTP-GDP互换，参加该互换过程的另一蛋白质称为elF2B(也称为GEF，即GTP-GDPexchangefactor)。从酶催化上讲，过
3、程近似于原核细胞肽链延伸中的EF-Tu/Ts循环(见第二节)。当elF2将Met-tRNAMet定位于核糖体后它即转变成无活性形式的elF2-GDP。只有当elF2与elF2B形成复合物(elF2-elF2B)后，elF2中的GDP才能被代替。在elF2-elF2B复合物中。elF2与GTP有很高的亲和力，因此能再进入活性状态并再与Met-tRNAMet联合。在这个循环过程中，elF2的三个亚基之一elF2对磷酸化敏感。磷酸化的elF2与elF2B形成的复合物甚稳定，不易解离，进而降低了elF2的可利用性。真核细胞蛋白质生物合成的开端步骤可归纳为：(1)形成43S核糖体复合物;由40S小亚基与
4、elF3和elF4c构成。(2)形成43S前开端复合物:即在43S核糖体复合物上，连接elF2-GTP-Met-tRNAMet复合物。(3)形成43S前开端复合物:由mRNA及帽联合蛋白1(CBP1)、elF4A、elF4B和elF4F共同构成一个mRNA复合物。mRNA复合物与43S前开端复合物作用，形成48S前开端复合物。(4)形成80S开端复合物:在elF5的作用下，48S前开端复合物中的全部elF释放出，并与60S大亚基联合，最后形成80S开端复合物，即40S亚基-mRNA-Met-tRNAMet-60S亚基。在真核生物蛋白质生物合成的开端阶段，值得一提的是40S核糖体亚基几乎老是选择
5、第一个开端密码子AUG，开始对mRNA翻译，这种选择比原核细胞对开端密码子的选择方式更简单些。首先，AUG是独一的开端密码子，而在原核细胞(E.coli)可作为开端密码子的三联体除AUG外，还有GUG，UUG，甚至AUU也可被利用。其次，定位在mRNA5尾端的AUG(往常距5尾端10-100个核苷酸)总被选择。其最简单的模式是:40S亚基与带帽的mRNA5尾端接触，并沿着mRNA扫描向来到到达第一个AUG处再开始翻译。该过程需消耗ATP。这主假如因为Met-tRNAMet的反密码子与开端密码子AUG互补的结果。所以正如前述，真核细胞蛋白质生物合成的特色之一是:tRNAMet先与40S亚基联合，
6、而后再与mRNA联合。由此看来，扫描过程其实是以43S前开端复合物的形式进行的。在真核细胞tRNAMet中，毗邻它的反密码子3端的核苷酸是被一个大集团修饰的A(t6A:N-9-D-呋喃核糖)嘌呤-6-氨基甲酰苏氨酸)，t6A能经过增强成摞反响(Stackinginteraction)，稳固反密码子3端核苷酸，不一样意在密码子与反密码子的反响中密码子第一位碱基摇动。原核细胞tRNAMet缺少该修饰碱基，所以在反响过程中同意密码子有更多可摇动性。这个构造的存在也有助于解说43S前开端复合物对开端密码子AUG的选择的简单的方式。所以，在真核mRNA中，附带的上游信号是必需的，比如象原核mRNA的SD
7、次序那样的信号。可是，经过深入研究40S亚基对开端部位的选择体制。发现亦有某些例外状况，即一些mRNA的翻译不是从开端AUG开始，而是从下游AUG处开始开放读框。研究表示，事实A+1NNAUGG次序关于40S亚基进行开端是理想的序列。假如该次序-3位的A或G和G+1位的G被代替的话，该开端密码子可能就被漏读，或许40S亚基经过AUG持续扫描下去。肽链的延伸和停止与真核细胞蛋白质生物合成的开端因子对比较，在延伸和停止步骤中所波及的因子就十分简单。真核细胞肽链延伸和停止过程所波及的因子因子功能相应的原核细胞因子EF1促使aa-tRNA与核糖体结合EF-TuEF1使EF1再循环EF-TsEF2转位E
8、F-GRF肽链释放RF1RF2延长因子(EF)，分子量约50KD。EF1可与GTP和aa-tRNA形成复合物，并把aa-tRNA供应核糖体。对EF1的研究不象对原核细胞EF-Ts那么清楚，但已证明EF1能催化GDP-GTP互换，有助于EF1再循环利用，EF2分子量约100KD，相当于原核细胞的EF-G，催化GTP水解和使aa-tRNA从A位转移至P位。肽链合成的停止仅涉及到一种开释因子(RF)，分子量约115KD。它能够辨别全部的三种终止密码子UAA，UAG和UGA。RF在活化了肽链酰转移酶开释重生的肽链后，即从核糖体解离，解离过程波及GTP水解，故停止肽链合成是耗能的。真核生物蛋白质生物合成
9、的特异克制剂真核细胞蛋白质生物合成的特异克制剂的作用环节。绝不诧异，一些能够克制原核细胞蛋白质生物合成的克制剂相同也能克制真核细胞的蛋白质生物合成。如aa-tRNA的近似物嘌呤霉素可提早停止肽链翻译。又如梭孢酸(fusidicacid)不单可阻挡达成功能后的原核细胞EF-G从核糖体开释，也能阻挡真核细胞EF2的开释。有一些克制剂对真核细胞的翻译过程是特异的，这主假如因为真核细胞翻译系统装置的特别性。如7-甲基鸟苷酸(m7Gp)在体外克制真核细胞的翻译开端，就是因为m7Gp与帽联合蛋白质竞争性地与mRNA5端帽联合。同样，其余多半真核细胞蛋白质生物合成的特异性克制剂亦可与不一样的翻译装置(成份)
10、联合。上述这些特异性克制剂大部分是小分子，有的是多肽，如蓖麻蛋白(ricin)。蓖麻蛋白是一种特异的核酸酶，能够经过使60S亚基水解失活而中断延伸步骤。由白喉杆菌(Corynebacteriumdiptheriae)所产生的致死性毒素是研究得较为清楚的真核细胞蛋白质合成抑制剂。白喉毒素是一种65KD的蛋白质，它不是由细菌基因组编码的，而是由一种寄生于白喉杆菌体内的溶源性噬菌体(phage)编码的。该毒素不过经白喉杆菌转运分泌出来，而后进入组织细胞内。一旦进入真核内，白喉毒素就催化ADP-核糖与EF2连结。ADP-核糖由NAD+供应，它与EF2分子中修饰的组氨酸残基联合。在体外，这类结合很简单被
11、加入尼克酰胺而逆转。一旦EF2被ADP-核糖化，EF2就完全失活。因为白喉毒素是起催化作用，所以只需微量(或许少至一个分子)就能有效地克制细胞的整个蛋白质合成，而致使细胞死亡。EF2中修饰的组氨酸残基亦称为白喉酰胺(diphthamide)。假如在EF2中不存在白喉酰胺，白喉毒素就不会杀死哺乳动物细胞。蛋白质合成后的分泌不论原核核仍是真核生物，在细胞浆内合成的蛋白质需定位于细胞的特异地区，或者分泌出细胞。将蛋白质分泌出细胞，在真核细胞比原核细胞更困难，因为真核细胞胞体大，而且还有大量的膜性间隔。一些蛋白质被合成后分泌到细胞外，这些蛋白质统称分泌蛋白。人们发现，将某些分泌蛋白质mRNA在体外进行
12、翻译时，其翻译产物的分子量比估计的要大的多。比如胰岛素由个氨酸残基构成，但胰岛素mRNA的翻译产物在兔网织红细胞无细胞翻译系统中为个氨基酸残基，称为胰岛素原（proinsulin)。在麦胚无细胞翻译系统中为个氨基酸残基构成的前胰岛素原。以后证明，在前胰岛素原的M尾端有一段富含疏水氨基酸的肽段作为信号肽（signalpeptide)，使前胰岛素原已成为胰岛素原。而后胰岛素原被运到高尔基复合体，切去C肽成熟的胰岛素，最终排出胞外。后来发现，几乎各样分泌蛋白质（如真核细胞的前清蛋白，免疫球蛋白轻链，催乳素等，原核细胞的脂蛋白、青霉素酶等）均含有信号肽，约由个疏水氨基酸残基构成。近年来，人们才提出了信
13、号肽假说去解说分泌蛋白质的分泌。其机理是:当重生肽链正在超越膜时，信号序列和其后段折成两个短的螺旋段，并曲成一个反向平行的螺旋发夹，该发夹构造可插入到疏水的脂质双层中。一旦分泌蛋白质的N端锚在膜内，后续合成的其余肽链段部分将顺利经过膜。疏水性信号肽关于重生肽链超越膜及把它固定在膜上起了一个拐棍作用。信号肽在达成功能后，随即被一种特异的信号肽酶水解。哺乳类动物的信号辨别颗粒（SRP)可见蛋白质与折叠的RNA的二个构造域缔合，Alu表示SLRNA的序列(7SLRNA的序列与脊椎动物基因的Alu重复序列家族的的序列同源)。S代表特别的中心区。真核细胞蛋白质生物合成的特异克制剂的作用环节。杆形颗粒的长
14、度约相当于核糖体直径。在80年月中期，Walter等人已提出了一定的凭证表示:在启动分泌和控制分泌方面，有一小分子RNA-蛋白质反复合物起重点作用。因为该复合物能与重生的信号肽特异性反响，故被命名为信号辨别颗粒(SignalRecognitionParticle，简写为SRP)。SRP由7SLRNA(约300个碱基)和6种不同的蛋白质密切联合构成。蛋白质的分子量从9-72KD不等。SRP的作用是能与核糖体结归并停止蛋白质联合，阻挡翻译发生在肽链延伸至约70个氨基酸残基长时。这个长度正好是信号肽完整从核糖体出来时的长度(随信号肽后的30-40个氨基酸残基此时被埋在核糖体内)。当SRP)与内质网膜
15、上的船坞蛋白(dockingprotein)接触后，翻译阻滞逆转，SRP扩散开再去启动另一蛋白质转运。上述SRP对翻译起负调理作用拥有深重要的生物学意义。SRP在胞浆内含量很高，约有106个拷贝(约占哺乳动物细胞核糖体数目的1/10)。哺乳动物分泌蛋白质中的很多种都是降解酶类(如核酸酶、蛋白酶等)，即便它们有时出此刻胞浆内也会造成细胞内的大灾害。通过用SRP临时中断这些蛋白质的翻译，保证这些蛋白质未到达内质网膜以前不可以达成翻译。这样，在信号肽和SRP的共同作用下，使得这些分泌蛋白能实时进入膜性腔内，达成转运和分泌。内容总结（1）真核生物蛋白质生物合成的开端自八十年月以来，人们对真核细胞蛋白质生物合成及其开端因子的研究有了进一步深入（2）真核生物蛋白质生物合成的开端自八十年月以来，人们对真核细胞蛋白质生物合成及其开端因子的研究有了进一步深入（3）(2)Met-tRNAMet和GTP与eIF2形成一个可分别的复合物
