Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с факторов инициации эукариот )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Факторы инициации эукариот ( eIF ) - это белки или белковые комплексы, участвующие в фазе инициации трансляции эукариот . Эти белки помогают стабилизировать образование рибосомных преинициационных комплексов вокруг стартового кодона и являются важным входом для посттранскрипционной регуляции генов . Несколько факторов инициации образуют комплекс с небольшой 40S рибосомной субъединицей и Met- tRNA i Met, называемый преинициационным комплексом 43S (43S PIC). Дополнительные факторы комплекса eIF4F (eIF4A, E и G) привлекают 43S PIC ккэп структура мРНК , из которой частицы 43S сканирует 5 «-> 3» вдоль мРНК , чтобы достичь начала августа кодон. Распознавание стартового кодона с помощью Met-тРНК i Met способствует высвобождению закрытого фосфата и eIF1 с образованием преинициативного комплекса 48S (48S PIC) с последующим привлечением большой 60S рибосомной субъединицы с образованием 80S рибосомы . [1] Факторов инициации эукариот гораздо больше, чем факторов инициации прокариот., что отражает большую биологическую сложность эукариотической трансляции. Существует по крайней мере двенадцать факторов инициации эукариот, состоящих из гораздо большего числа полипептидов, и они описаны ниже. [2]

eIF1 и eIF1A [ править ]

eIF1 и eIF1A и связывается с 40S рибосом комплексов субъединицы-мРНК. Вместе они индуцируют «открытую» конформацию канала связывания мРНК, что имеет решающее значение для сканирования, доставки тРНК и распознавания стартовых кодонов. [3] В частности, диссоциация eIF1 от субъединицы 40S считается ключевым шагом в распознавании стартового кодона. [4] eIF1 и eIF1A представляют собой небольшие белки (13 и 16 кДа, соответственно, у человека) и оба являются компонентами 43S PIC . eIF1 связывается рядом с рибосомным P-сайтом , в то время как eIF1A связывается рядом с A-сайтом аналогично структурно и функционально родственным бактериальным аналогам IF3 и IF1., соответственно. [5]

eIF2 [ править ]

Основная статья: eIF2

eIF2 является основным белковым комплексом, ответственным за доставку инициаторной тРНК к Р-сайту преинициативного комплекса в виде тройного комплекса, содержащего Met- тРНК i Met и GTP (eIF2-TC). eIF2 обладает специфичностью к тРНК инициатора, заряженной метионином, которая отличается от других тРНК, заряженных метионином, используемых для удлинения полипептидной цепи. Тройной комплекс eIF2 остается связанным с P-сайтом, в то время как мРНК прикрепляется к рибосоме 40s, и комплекс начинает сканировать мРНК. Как только стартовый кодон AUG распознается и располагается в P-сайте, eIF5 стимулирует гидролиз eIF2-GTP, эффективно переключая его в форму , связанную с GDP, посредством контролируемого высвобождения фосфата. [2]Гидролиз eIF2-GTP обеспечивает конформационное изменение для преобразования сканирующего комплекса в комплекс инициации 48S с инициаторным основанием антикодона тРНК-Met, спаренным с AUG. После того, как комплекс инициации сформирован, субъединица 60s присоединяется и eIF2 вместе с большинством факторов инициации диссоциирует от комплекса, позволяя субъединице 60S связываться. eIF1A и eIF5-GTP остаются связанными друг с другом в сайте A и должны быть гидролизованы, чтобы высвободиться и должным образом инициировать удлинение. [6]

eIF2 имеет три субъединицы: eIF2- α , β и γ . Первая α-субъединица является мишенью регуляторного фосфорилирования и имеет особое значение для клеток, которым может потребоваться глобальное отключение синтеза белка в ответ на события передачи сигналов в клетке . При фосфорилировании он секвестрирует eIF2B (не путать с eIF2β), GEF. Без этого ГЭФ нельзя обменять ВВП на ГТФ, и перевод подавлен. Одним из примеров этого является репрессия трансляции, индуцированная eIF2α, которая происходит в ретикулоцитах при голодании по железу. В случае вирусной инфекции протеинкиназа R (PKR) фосфорилирует eIF2α, когда дцРНК обнаруживается у многих многоклеточных организмов, что приводит к гибели клеток.

Белки eIF2A и eIF2D оба технически названы «eIF2», но ни один из них не является частью гетеротримера eIF2 и, по-видимому, выполняет уникальные функции при трансляции. Вместо этого они, по-видимому, участвуют в специализированных путях, таких как «независимая от eIF2» инициация или повторная инициация трансляции , соответственно.

eIF3 [ править ]

Основная статья: eIF3

eIF3 независимо связывает 40S рибосомную субъединицу, множество факторов инициации, а также клеточную и вирусную мРНК. [7]

У млекопитающих eIF3 - самый большой фактор инициации, состоящий из 13 субъединиц (am). Он имеет молекулярную массу ~ 800 кДа и контролирует сборку 40S субъединицы рибосомы на мРНК, которая имеет 5'-кэп или IRES . eIF3 может использовать комплекс eIF4F или, альтернативно, во время внутренней инициации, IRES , чтобы расположить цепь мРНК рядом с сайтом выхода рибосомной субъединицы 40S, способствуя, таким образом, сборке функционального комплекса пре-инициации.

Во многих случаях рака человека субъединицы eIF3 сверхэкспрессируются (субъединицы a, b, c, h, i и m) и недоэкспрессируются (субъединицы e и f). [8] Один из возможных механизмов для объяснения этой дисрегуляции связан с открытием, что eIF3 связывает определенный набор транскриптов мРНК регулятора пролиферации клеток и регулирует их трансляцию. [9] eIF3 также опосредует клеточную передачу сигналов через S6K1 и mTOR / Raptor, чтобы влиять на регуляцию трансляции. [10]

eIF4 [ править ]

Основная статья: eIF4F

Комплекс eIF4F состоит из трех субъединиц: eIF4A , eIF4E и eIF4G . Каждая субъединица имеет несколько изоформ человека, и существуют дополнительные белки eIF4 : eIF4B и eIF4H .

eIF4G представляет собой каркасный белок массой 175,5 кДа, который взаимодействует с eIF3 и поли (A) -связывающим белком (PABP), а также с другими членами комплекса eIF4F. eIF4E распознает и связывается с 5'-кэп-структурой мРНК, в то время как eIF4G связывает PABP, который связывает поли (A) хвост , потенциально циркулируя и активируя связанную мРНК. eIF4A - геликаза DEAD-бокс- РНК  - важна для разрешения вторичных структур мРНК.

eIF4B содержит два РНК-связывающих домена: один неспецифически взаимодействует с мРНК, а второй специфически связывает 18S часть малой субъединицы рибосомы. Он действует как якорь, а также как критический кофактор для eIF4A. Он также является субстратом S6K и при фосфорилировании способствует образованию комплекса предварительной инициации. У позвоночных eIF4H является дополнительным фактором инициации с функцией, аналогичной eIF4B.

eIF5, eIF5A и eIF5B [ править ]

eIF5 - это белок , активирующий ГТФазу , который помогает большой субъединице рибосомы связываться с малой субъединицей. Он необходим для GTP-гидролиза eIF2 и содержит необычную аминокислоту гипузин . [11]

eIF5A является эукариотическим гомологом EF-P . Это помогает с удлинением, а также играет роль в прекращении. [12]

eIF5B является GTPase и участвует в сборке полной рибосомы. Это функциональный эукариотический аналог бактериального IF2 . [13]

eIF6 [ править ]

Основная статья: eIF6

eIF6 выполняет то же ингибирование сборки рибосом, что и eIF3, но связывается с большой субъединицей .

См. Также [ править ]

  • Эукариотический перевод
  • Ded1 / DDX3
  • DHX29

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джексон RJ, Hellen CU, Пестова TV (февраль 2010). «Механизм инициации эукариотической трансляции и принципы его регуляции» . Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 11 (2): 113–27. DOI : 10.1038 / nrm2838 . PMC  4461372 . PMID  20094052 .
  2. ^ a b Aitken CE, Lorsch JR (июнь 2012 г.). «Механистический обзор инициации трансляции у эукариот». Структурная и молекулярная биология природы . 19 (6): 568–76. DOI : 10.1038 / nsmb.2303 . PMID 22664984 . 
  3. ^ Пассмор Л.А., Schmeing Т.М., Maag D, Applefield DJ, Акер М.Г., Algire М.А., Lorsch JR, Ramakrishnan V (апрель 2007). «Факторы инициации трансляции эукариот eIF1 и eIF1A вызывают открытую конформацию 40S рибосомы». Молекулярная клетка . 26 (1): 41–50. DOI : 10.1016 / j.molcel.2007.03.018 . PMID 17434125 . 
  4. ↑ Cheung YN, Maag D, Mitchell SF, Fekete CA, Algire MA, Takacs JE, Shirokikh N, Pestova T, Lorsch JR, Hinnebusch AG (май 2007 г.). «Диссоциация eIF1 от 40S рибосомной субъединицы является ключевым этапом в выборе стартового кодона in vivo» . Гены и развитие . 21 (10): 1217–30. DOI : 10,1101 / gad.1528307 . PMC 1865493 . PMID 17504939 .  
  5. ↑ Fraser CS (июль 2015 г.). «Количественные исследования рекрутирования мРНК на рибосому эукариот» . Биохимия . 114 : 58–71. DOI : 10.1016 / j.biochi.2015.02.017 . PMC 4458453 . PMID 25742741 .  
  6. ^ Ченг, Ангел. «Молекулярная клеточная биология, 8-е изд., Лодиш и др.» . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  7. ^ Хиннебуш AG (октябрь 2006). «eIF3: универсальный каркас для комплексов инициации трансляции». Направления биохимических наук . 31 (10): 553–62. DOI : 10.1016 / j.tibs.2006.08.005 . PMID 16920360 . 
  8. ↑ Hershey JW (июль 2015 г.). «Роль eIF3 и его отдельных субъединиц при раке». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - механизмы регуляции генов . 1849 (7): 792–800. DOI : 10.1016 / j.bbagrm.2014.10.005 . PMID 25450521 . 
  9. ^ Ли AS, Kranzusch PJ, Cate JH (июнь 2015). «eIF3 нацелен на информационные РНК клеточной пролиферации для активации или репрессии трансляции» . Природа . 522 (7554): 111–4. Bibcode : 2015Natur.522..111L . DOI : 10,1038 / природа14267 . PMC 4603833 . PMID 25849773 .  
  10. ^ Holz М.К., Ballif Б.А., Gygi С.П., Blenis J (ноябрь 2005). «mTOR и S6K1 опосредуют сборку комплекса преинициации трансляции посредством динамического обмена белками и событий упорядоченного фосфорилирования». Cell . 123 (4): 569–80. DOI : 10.1016 / j.cell.2005.10.024 . PMID 16286006 . 
  11. ↑ Park MH (февраль 2006 г.). «Посттрансляционный синтез аминокислоты, производной полиамина, гипузина, в эукариотическом факторе инициации трансляции 5A (eIF5A)» . Журнал биохимии . 139 (2): 161–9. DOI : 10.1093 / Jb / mvj034 . PMC 2494880 . PMID 16452303 .  
  12. ^ Шуллер, AP; Wu, CC; Dever, TE; Бускерк, АР; Грин, Р. (20 апреля 2017 г.). «eIF5A выполняет глобальные функции по продлению и прекращению перевода» . Молекулярная клетка . 66 (2): 194–205.e5. DOI : 10.1016 / j.molcel.2017.03.003 . PMC 5414311 . PMID 28392174 .  
  13. Перейти ↑ Allen GS, Frank J (февраль 2007 г.). «Структурное понимание комплекса инициации трансляции: призраки универсального комплекса инициации» . Молекулярная микробиология . 63 (4): 941–50. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2006.05574.x . PMID 17238926 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Fraser CS, Doudna JA (январь 2007 г.). «Структурные и механистические взгляды на инициацию трансляции вируса гепатита С». Обзоры природы. Микробиология . 5 (1): 29–38. DOI : 10.1038 / nrmicro1558 . PMID  17128284 .
  • Малис Н., Маккарти Дж. Э. (март 2011 г.). «Инициирование перевода: можно ожидать вариаций в механизме». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 68 (6): 991–1003. DOI : 10.1007 / s00018-010-0588-z . PMID  21076851 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Eukaryotic + Initiation + Factors в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)