核蛋白體解離因子

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核蛋白體解離因子

簡介

細胞表面的受體通過與其相應配體作用後,可經不同種類的G蛋白偶聯,分別發揮不同的生物學效應。與G蛋白偶聯的多種受體具有共同的結構功能特點:分子量40-50kDa左右,由350-500胺基酸組組成,形成7個由疏水胺基酸組成的α螺鏇區段,反覆7次穿越細胞膜的脂質雙層肽鏈的N末端在胞膜外,C末端在細胞內。N末端上常有許多糖基修飾。

從功能上看,受體的識別區域並不象一般想像的那樣在胞膜的外部,實際上是由7個跨膜區段間通過特定胺基酸殘基之間的相互作用形成複雜的空間構象。配體結合於識別區域之後,即導致整個受體構象的變化。受體肽鏈的C末端和連線第5和第6個跨膜區段的第三個胞內環是G蛋白結合部位。目前研究發現,趨化因子受體家族(chemokine receptor family)以及一些神經遞質受體都屬於G蛋白偶聯的7次跨膜受體的超家族。例如IL-8RA胞膜外N端Asp11、Llu275、Arg280以及可形成二硫鍵的Cys30和Cys277在與配體結合中起重要作用;緊接第三個空膜區第二個胞漿環中DRY序列對於與G蛋白的結合是必要的。

在細胞中存在著一些專門控制小G蛋白活性的小G蛋白調節因子,有的可以增強小G蛋白的活性,如鳥苷酸交換因子(guanine nucleotide exchange factor, GEF)和鳥苷酸解離抑制因子(Guanine nucleotide dissociation Inhibitor, GDI),有的可以降低小G蛋白活性,如GTP酶活化蛋白(GTPase activating protein, GAP)。

小G蛋白:近年來研究發現小G蛋白,特別是一些原癌基因表達產物有著廣泛的調節功能。Ras蛋白主要參與細胞增殖和信號轉導;Rho蛋白對細胞骨架網路的構成發揮調節作用;Rab蛋白則參與調控細胞內膜交通(membrane traffic)。此外,Rho和Rab亞家庭可能分別參與淋巴細胞極化(polarization)和抗原的提呈。某些信號蛋白通過SH-3功能區將酪氨酸激酶途徑同一些由小G蛋白所控制的途徑連線起來,如Rho(與Ras有30%同源性)調節胞漿中微絲上肌動蛋白的聚合或解離,從而影響細胞形態。這一事實解釋了某些含有SH-3的蛋白同細胞骨架某些成份相關聯或調節它們的功能。

相關資料

胺基酸在核糖體上縮合成多肽鏈是通過核糖體循環而實現的。此循環可分為肽鏈合成的起始(intiation),肽鏈的延伸(elongation)和肽鏈合成的終止(termination)三個主要過程。原核細胞的蛋白質合成過程以E.coli細胞為例。
肽鏈合成的起始
1.三元複合物(trimer complex)的形成核糖體30S小亞基附著於mRNA的起始信號部位,該結合反應是由起始因子3(IF3)介導的,另外有Mg2+的參與。故形成IF3-30S亞基-mRNA三元複合物。
2.30S前起始複合物(30S pre-initiation complex)的形成在起始因子2(IF2)的作用下,甲醯蛋氨酸-起始型tRNA(fMet-tRNA Met)與mRNA分子中的起始密碼子(AUG或GUG)相結合,即密碼子與反密碼子相互反應。同時IF3從三元複合物脫落,形成30S前起始複合物,即IF2-30S亞基-mRNA-fMet-tRNAMef複合物。此步亦需要fGTP和Mg2+參與。
3.70S起始複合物(70S initiation complex)形成。50S亞基與上述的30S前起始複合物結合,同時IF2脫落,形成70S起始複合物,即30S亞基-mRNA-50S亞基-fMer-tRNA Met複合物。此時fMet-tRNA Met占據著50S亞基的肽醯位(peptidyl site,簡稱為P位或給位),而50S的氨基醯位(aminoacyl site,簡稱為A位或受位)暫為空位。
原核細胞蛋白質合成的起始過程胺基酸活化(fMet-tRNAMet形成)
關於原核細胞蛋白質生物合成的起始過程討論以下幾點:
1.核糖體亞基(30S和50S):70S核糖體顆粒必須解離為亞基,才能參與形成30S前起始複合物及70S起始複合物,IF3除具有形成三元複合物活性外,也具有使70S核糖體顆粒解離為30S和50S亞基的作用,即解離因子活性(disassociation factor activity)。
2.IF:用高濃度的鹽(如0.5mol/LKCl)洗滌核糖體,可使核糖體解離為亞基,但這些核糖體亞基在蛋白質生物合成的起始階段沒有活性。後來從鹽洗滌液中分離出三種蛋白質因子,當把這三種因子加入鹽洗過的核糖體後,核糖體再現了活性,故將這三種蛋白質因子依次命名為IF1、IF2和IF3.在70S起始複合物形成後,無任何IF與之結合。IF的生物學活性見下表。值得一提的是IF1無特異功能,僅具有加強IF2和IF3的活性作用,這種廣泛的效應亦稱為基因多效性。

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