真核起始因子2

✍ dations ◷ 2025-06-28 13:45:13 #分子生物学,蛋白质生物合成,基因表现

eIF2(eukaryotic Initiation Factor 2,真核起始因子2)是一个重要的真核起始因子,它的作用是在真核翻译起始过程中介导起始tRNA(Met-tRNAi)与核糖体结合。它是一个异源三聚体,由α、β、γ三个亚基组成。eIF2也是第一个被发现的其蛋白磷酸化作用能够调控真核翻译的起始因子。

eIF2在真核翻译起始过程中扮演着关键角色。它与GTP以及起始tRNA形成三聚体复合物(TC),在eIF3和eIF5的作用下,TC结合到40S核糖体亚基上共同形成43S前起始复合物。在60S核糖体亚基结合上来之前,eIF5激活了eIF2的GTP酶活性,从而将结合的GTP水解为GDP。eIF2·GDP就从40S核糖体亚基上被释放出来。游离的eIF2·GDP在鸟苷酸交换因子eIF2B的作用下,被重新转换为eIF2·GTP从而可以再次参与起始过程。因此,eIF2的活性在细胞内可以被eIF2B调节,eIF2B的作用是使足量的eIF2·GTP存在以参与起始过程。

eIF2是一个异源三聚体,由α、β、γ三个亚基组成。三个亚基的氨酸序列高度保守(人与酵母对应亚基之间的序列等同性高达47 – 72 %)。

α亚基包含两个球形结构域,N端结构域和C端结构域,这两个结构域之间几乎没有相互作用,其各自都可以独立正确折叠。α亚基被认为是eIF2中的调节亚基。它是磷酸化调控的主要对象,即对位于51位的丝氨酸(Ser51)进行磷酸化,而α亚基的磷酸化形式能够调节eIF2B的活性。N端结构域上还含有一个S1亚结构域,可能为RNA结合位点。

β亚基也含有多个磷酸化位点(2, 13, 67, 218位上的氨酸残基)。它的N端结构域还含有3个赖氨酸聚集的区域,是与eIF5结合的重要位点。C端结构域含有eIF2B的结合区和一个预测的锌指花样区,其中锌指花样参与了TC和43S前起始复合物的形成。它还含有两个保守的鸟苷酸结合区,但不参与eIF2的活性的调控。β亚基还被认为能够结合tRNA和mRNA。

γ亚基含有属于GTP酶,其作用是结合GTP和Met-tRNAi,并在eIF5的激活下,将eIF2结合的GTP水解为GDP。它含有三个保守的鸟苷酸结合区,是GTP/GDP的主要结合位点。它还含有一个tRNA结合凹槽和Zn2+离子结合位点。

eIF2的活性是通过鸟苷酸交换和磷酸化来共同调控的。磷酸化发生在α亚基中的Ser51,其磷酸化形式表示为eIF2αP,哺乳动物中存在四种不同的激酶来对Ser51进行磷酸化。这些激酶的激活能够应答多种不同的细胞压力和刺激。例如,HRI(heme-regulated inhibitor Kinase)激酶在低血红素、亚砷酸盐中毒或热休克条件下激活,GCN2(generalcontrol non-derepressible-2)激酶在氨酸缺乏或紫外线损伤下激活,PKR(protein kinase RNA)激酶能被病毒双链RNA激活,PERK(PKR-like endoplasmic reticulum kinase)激酶则能应答内质网压力。一旦被磷酸化,eIF2表现出增强的对eIF2B活性的抑制。由于在细胞中,eIF2的含量要远远高于eIF2B的含量,因此即使是低水平的eIF2α磷酸化也已经可以有效的抑制eIF2B的活性。由于eIF2B是唯一能够对eIF2发挥鸟苷酸交换作用的因子,而eIF2在翻译起始中发挥着关键作用,因此eIF2B活性的降低将会抑制翻译起始。综上所述,通过鸟苷酸交换和磷酸化对eIF2的活性进行调控,也就能够对细胞中整体蛋白翻译水平进行调节。

eIF2的作用机制在真核生物中是相当保守的,它的活性的降低将导致整体蛋白翻译水平的降低,而这种降低可能是细胞对各种应激反应的一种应答方式。此外,eIF2活性的降低将会影响某些转录调节蛋白的翻译,从而从转录水平上影响很多基因的表达。

由于eIF2在翻译起始中发挥着关键作用,因此eIF2上出现缺陷将是致命的。虽然没有发现任何疾病与eIF2上的突变有直接关系,许多疾病却由eIF2活性下调(通过其上游的激酶)所引发。例如,在患有神经退行性疾病(如阿兹海默病、帕金森氏症和亨丁顿舞蹈症)的病人体内发现浓度增加的激活的PKR和被抑制的(即被磷酸化的)eIF2。也有一些疾病是与eIF2的鸟苷酸交换因子eIF2B相关。如白质消失(leukoencephalopathy)

氨酰-tRNA合成酶 · 阅读框架 · 起始密码子 · 终止密码子 · 核糖体结合位点:夏因-达尔加诺序列(+/-) · 科扎克共有序列

PIF1 · PIF2 · PIF3

aIF1 · aIF2 · aIF5 · aIF6

eIF2(S1 · S2 · S3) · B1 · B2 · B3 · B4 · B5 · eIF2激酶

eIF3(A · B · C · D · F · G · H · I · J · K · M · S6)

eIF4(eIF4A(A1 · A2 · A3) · B · E1 · E2 · G1 · G2 · G3 · H)

eIF5(A · A2 · B)

EF-Tu · EF-Ts · EF-G

aEF1 · aEF2

eEF1(A1 · A2 · A3 · B1 · B2 · B3 · B4 · D · E1 · G) · eEF2

原核释放因子 · 古菌释放因子 · 真核释放因子(英语:Eukaryotic release factors)

RPS1 · RPS2 · RPS3 · RPS4 · RPS5 · RPS6 · RPS7 · RPS8 · RPS9 · RPS10 · RPS11 · RPS12 · RPS13 · RPS14 · RPS15 · RPS16 · RPS17 · RPS18 · RPS19 · RPS20 · RPS21 · RPS22 · RPS23 · RPS24 · RPS25 · RPS26 · RPS27 · RPS28 · RPS29

相关

  • 呼吸系统疾病呼吸系统疾病 (Respiratory Diseases)。 是指局限于呼吸系统的疾病。从生理上分为两类:阻塞性肺病和限制性肺疾病。 从解剖学上可分为: 上呼吸道疾病,下呼吸道疾病,肺间质疾病和
  • 酵素抑制剂酶抑制剂(英语:Enzyme inhibitor)是一类可以与酶结合并降低其活性的分子。 由于阻断酶的活性可以杀死病原体或纠正代谢失衡,许多药物都是酶抑制剂。 它们也用于杀虫剂。 并非所
  • 外核外核是地球在固体的内核之上并在地幔之下,由镕融的铁和镍构成,厚度大约2,200 km(1,400 mi)。它的上层边界大约在地壳表面之下大约2,900 km(1,800 mi),内核和外核转换的位置大约
  • 安德鲁·杰克逊安德鲁·杰克逊(英语:Andrew Jackson,1767年3月15日-1845年6月8日),美国军人、政治人物,第7任美国总统、首任佛罗里达州州长、纽奥良之役战争英雄、官拜少将,并为民主党创建者之一,在
  • 2010年海地地震2010年海地地震于UTC2010年1月12日21时53分9秒(海地当地时间12日下午16时53分9秒)左右发生,地震震级为里氏震级7.0级。震中位于海地首都太子港以西南方25千米,震源距离地表13千
  • 光时光时(Light hour)是长度单位之一,是光于一小时在真空所行走的距离,一光时相等于1,079,252,848,800米(~ 1.08兆米)。但由于以光时这个单位测量恒星显得太小,而测量太阳系天体又显得
  • 布寨布寨(满语:ᠪᡠᠵᠠᡳ,转写:Bujai,?-1593年),又译“卜斋”、“卜寨”。叶赫那拉氏,叶赫西城贝勒。叶赫贝勒清佳砮、杨吉砮被李成梁杀死之后,二人之子布寨、纳林布禄继位。他们集合残部
  • 野生火鸡野生火鸡(学名:Meleagris gallopavo),又名普通火鸡,是原产于北美洲的火鸡,也是最重的火鸡。家火鸡与它们属于同一物种,是将墨西哥的亚种驯化而来的。野生火鸡的脚很长及呈红黄色至
  • 嘉明湖嘉明湖(布农语:Cidanumas-Buan)位于台湾台东县海端乡,座落于三叉山东侧,距向阳山直线距离7公里处,海拔3,310/11米,是台湾湖泊中第二高的高山湖泊,仅次于3,520米的雪山翠池。日治时期
  • Su-30Su-30战斗机(苏-30战斗机,北约命名称为侧卫C,Flanker-C),是俄罗斯苏霍伊航空公司基于Su-27设计的第四代重型多用途战机,是着重对标苏-27假想对手F-15升级版F-15E的产品,同时航程也