张行政

摘 要：真核蛋白的翻譯是一个重要而又复杂的过程，在这一过程中，需要一系列真核翻译起始因子（eIF）的参与，这些蛋白质有助于稳定起始密码子周围核糖体预启动复合物的形成，并且是转录后基因调控的重要因子。与原核起始因子相比，真核起始因子的种类复杂多样。它们通过在翻译过程中与核糖体、tRNA、mRNA相互作用，使得蛋白翻译有条不紊的进行，进而维持细胞正常的生命活动。目前已经发现的真核翻译起始因子有十多种，本文主要介绍几种重要的真核翻译起始因子的结构以及在蛋白合成中的调节作用。

关键词：真核蛋白;翻译起始因子;蛋白翻译;调节作用

1.真核细胞翻译前的准备是使起始tRNA正确结合在核糖体的P位点上，并且使得mRNA的起始AUG密码子能够正确配对，进而在多种真核翻译起始因子的参与下，最终使得核糖体大小结合，形成一个完整的结合mRNA的核糖体。[1]这期间，真核翻译起始因子行使着各自不同的功能并构成一个相互作用的网络。

2.eIF1和eIF1A

eIF1和eIF1A都与40S核糖体亚基-mRNA复合体结合。它们共同诱导了mRNA结合通道的“开放”构象，这对于tRNA传递和启动密码子识别至关重要。eIF1与40S亚基的解离被认为是起始密码子识别的关键步骤。eIF1和eIF1A是小蛋白（在人类中分别为13和16kDa），都是43S的组成部分。eIF1结合在核糖体P位点附近，而eIF1A结合在A位点附近，其方式分别类似于结构上和功能上相关的细菌对应物IF3和IF1。[2]

2.1 eIF2

eIF2是负责将起始氨酰tRNA传递到预起始复合物的P位的主要蛋白质复合物。eIF2对带有氨酰起始tRNA具有特异性，这不同于用于延长多肽链的其他带有甲硫氨酸的tRNA。[3]将起始氨酰tRNA放置在P位的AUG起始密码子后，eIF1和eIF1A解离，核糖体大小亚基结合。这种水解标志着延伸的开始。eIF2具有三个亚基，即eIF2α，β和γ。前一个α亚基是调节磷酸化的靶标，对于可能需要调控蛋白质合成以响应细胞信号事件的细胞特别重要。eIF2α磷酸化后，成为与鸟苷酸交换因子eIF2B结合的未磷酸化eIF2的竞争性抑制剂，进而降低翻译表达。

2.2 eIF3

eIF3独立结合40S核糖体亚基，多种起始因子以及细胞和病毒mRNA。[4]在哺乳动物中，eIF3是最大的起始因子，由13个亚基（a-m）组成。它的分子量约为800kDa，可控制具有5'帽或IRES的mRNA上40S核糖体亚基的装配。eIF3可以使用eIF4F复合物，或者在内部启动过程中使用IRES，将mRNA链置于40S核糖体亚基的出口位点附近，从而促进功能性预启动复合物的组装。在许多人类癌症中，eIF3a，b，c，h，i和m亚基过度表达，而e和f亚基表达不足[5]。解释这种失调的一种潜在机制来自以下发现：eIF3结合特定的一组细胞增殖调节剂mRNA转录物并调节其翻译。[6]eIF3还通过S6K1和mTOR/Raptor介导细胞信号传导，以实现翻译调控。

2.3 eIF4F

eIF4F复合体由三个亚基组成：eIF4A，eIF4E和eIF4G。每个亚基都有多种人类同工型，并且存在其他eIF4蛋白：eIF4B和eIF4H。eIF4G是一种175.5kDa的支架蛋白，可与eIF3和Poly（A）结合蛋白（PABP）以及eIF4F复合体的其他成员相互作用。eIF4E识别并结合mRNA的5'帽结构，而eIF4G结合PABP，后者结合了poly（A）尾巴，可能使结合的mRNA环化并激活。eIF4A–DEAD盒RNA解旋酶，对于解析mRNA二级结构很重要。eIF4B包含两个RNA结合结构域。一个非特异性地与mRNA相互作用，而第二个特异性结合小核糖体亚基的18S部分。它充当eIF4A的靶点和关键辅助因子。它也是S6K的底物，当被磷酸化时，它会促进预起始复合物的形成。在脊椎动物中，eIF4H是一个附加的起始因子，其功能与eIF4B相似。

2.4 eIF5

eIF5是一种GTPase激活蛋白，可帮助大核糖体亚基与小亚基结合。它是eIF2水解GTP所必需的，并且含有不寻常的氨基酸hy素。eIF5A是EF-P的真核同源物。它有助于伸长，并且在终止中也起作用。[7]eIF5B是一种GTPase，参与完整核糖体的组装。它是细菌IF2的功能性真核类似物。[8]

真核翻译起始过程是一个比较复杂的过程， 在各种真核翻译因子调节的同时，也被细胞内各种信号途径所调节。目前仍旧有一些未知的调节机制，影响着细胞发育及基因表达，对于这个过程的研究将有助于我们更好理解真核翻译因子与信号途径的关系。

参考文献：

[1]陈铭.真核生物翻译起始因子eIF2在哺乳动物中的磷酸化调节.科协论坛.2007，1007-3973（2007）07-45-02：45-47.

[2]Fraser CS （July 2015）. "Quantitative studies of mRNA recruitment to the eukaryotic ribosome". Biochimie.

[3]Aitken CE， Lorsch JR （June 2012）. "A mechanistic overview of translation initiation in eukaryotes". Nature Structural & Molecular Biology. 19 （6）： 568-76. 2303.

[4]Hinnebusch AG （October 2006）. "eIF3： a versatile scaffold for translation initiation complexes". Trends in Biochemical Sciences. 31 （10）： 553-62. 2006.08.005.

[5]Hershey JW （July 2015）. "The role of eIF3 and its individual subunits in cancer". Biochimica et Biophysica Acta. 1849 （7）： 792–800. 2014.10.005.

[6]Lee AS， Kranzusch PJ， Cate JH （June 2015）. "eIF3 targets cell-proliferation messenger RNAs for ranslational activation or repression". Nature. 522 （7554）： 111-4.

[7]Schuller， AP; Wu， CC; Dever， TE; Buskirk， AR; Green， R （20 April 2017）. "eIF5A Functions Globally in Translation Elongation and Termination". Molecular Cell. 66 （2）： 194-205.e5. 2017.03.003.

[8]Allen GS， Frank J （February 2007）. "Structural insights on the translation initiation complex： ghosts of a universal initiation complex". Molecular Microbiology. 63 （4）： 941-50.1365-2958.2006.