(1)Translational Control: Overview:新蛋白的合成是一個受到嚴(yán)密調(diào)控的過程,因此,,允許轉(zhuǎn)錄后對各種刺激作出快速的響應(yīng),。當(dāng)核糖體分解成40S和60S兩個亞基后,新蛋白的合成才能開始,。真核翻譯起始因子(eIF)催化形成有功能的核糖體,,這包括40S亞基,mRNA和tRNA的結(jié)合,,還有在第一個肽鍵形成后60S亞基的結(jié)合,。大多數(shù)的刺激,如生長因子或壓力,,通過促進(jìn)或抑制特定的eIF來調(diào)節(jié)翻譯起始過程中的限速步驟,。細(xì)胞內(nèi)鈣離子和cAMP水平的升高可以減弱翻譯,這是通過阻滯真核延伸因子2(eEF2)實(shí)現(xiàn)的,。 (2)Translational Control: Regulation of eIF2:eIF2起始復(fù)合物整合了許多壓力相關(guān)的信號來調(diào)節(jié)廣泛和特定的mRNA翻譯,。在允許的情況下,eIF2和GTP還有Met-tRNA結(jié)合后形成三級復(fù)合物,,這個復(fù)合物與40S核糖體亞基,、eIF1、eIF1A,、eIF5和 eIF3形成43S起始前復(fù)合體(pre-initiation complex,,PIC),。這個43S PIC接著掃描整個mRNA UTR區(qū)尋找AUG起始位點(diǎn)。一旦識別到AUG密碼子,,eIF2將GTP水解成GDP,,并從mRNA上解離下來。這使得60S核糖體亞基結(jié)合上來從而使多肽鏈延伸,。要使eIF2起始另一輪的翻譯,,它所結(jié)合的GDP必須被換成GTP,這是由鳥嘌呤核苷酸交換因子(GEF)eIF2B催化完成的,。這個步驟是被嚴(yán)密調(diào)控的,,四個壓力激活的激酶—PKR (dsRNA), PERK (內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激活化), GCN2 (氨基酸缺乏), 和HRI (亞鐵血紅素不足)對eIF2的磷酸化阻斷了核苷酸的轉(zhuǎn)換。eIF2-GDP的增加限制了三級復(fù)合物的獲得,,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的蛋白合成減少,,然而卻增加了特定的壓力相關(guān)的mRNA轉(zhuǎn)錄本的翻譯,如轉(zhuǎn)錄因子ATF-4,。 (3)Translational Control: Regulation of eIF4E and p70 S6 Kinase:eIF4E和p70 S6激酶在翻譯調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵的作用,。eIF4E能夠與胞漿內(nèi)mRNA的5’帽結(jié)構(gòu)結(jié)合,并能使eIF4F起始復(fù)合物成核,,這個復(fù)合物包括eIF4A和eIF4G,,eIF4A能夠?qū)RNA起始序列的二級結(jié)構(gòu)解螺旋,eIF4G則是一個大的支架蛋白,,它能夠協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)mRNA到eIF3,,同時通過Poly(A)結(jié)合蛋白的相互作用(PABP)使mRNA環(huán)化。一些刺激,,包括生長因子,,細(xì)胞因子和營養(yǎng)獲得情況,調(diào)節(jié)eIF4F和p70 S6激酶是通過mTORC1 (mTOR Complex 1: mTOR, GβL, Raptor和Deptor)進(jìn)行的,。 mTORC1 直接磷酸化翻譯抑制的eIF4E結(jié)合蛋白(4E-BPs),,4E-BPs在低磷酸化的情況下可以阻止eIF4E和eIF4G的相互作用。mTORC1能夠直接磷酸化S6K,,S6K翻譯機(jī)制中有許多靶點(diǎn),,如S6小核糖體亞基,PDCD4和SKAR,。S6小核糖體亞基是eIF4A螺旋酶的活化劑,;PDCD4是eIF4A的抑制劑,這個過程被磷酸化所抑制,;而SKAR是mRNA剪接因子,。S6K的活化可以通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路降低IRS1的穩(wěn)定性從而抑制胰島素信號通路。 (4)mTOR Signaling:雷帕霉素在哺乳動物細(xì)胞中作用的標(biāo)靶(mTOR,the mammalian target of rapamycin)是一種非典型的絲/蘇氨酸激酶,存在于兩種不同復(fù)合體中,。mTOR復(fù)合體1(mTORC1)由mTOR,Raptor,,GβL(mLST8)和Deptor組成,能被rapamycin部分抑制,。mTORC1整合多種反應(yīng)生長因子,、營養(yǎng)和能量供應(yīng)的信號,當(dāng)條件允許則促進(jìn)細(xì)胞的生長,,當(dāng)遇到壓力或條件不允許時促進(jìn)分解代謝,。生長因子和激素(如胰島素)通過Akt或ERK1/2向mTORC1傳遞信號,Akt或ERK1/2失活TSC2,,解除它對mTORC1的抑制作用,。相反,低水平的ATP導(dǎo)致APMK途徑活化TSC2,,從而減少mTORC1的信號,。氨基酸的供應(yīng)情況通過Rag蛋白參與的途徑向mTORC1傳導(dǎo)。有活性的mTORC1產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng),,如通過磷酸化4E-BP1和p70 S6激酶影響mRNA的翻譯,,如抑制自體吞噬和核糖體的發(fā)生,如激活轉(zhuǎn)錄以促進(jìn)線粒體代謝和脂肪生成,。mTOR復(fù)合體2(mTORC2)由mTOR,,Rictor,,GβL,,Sin1 ,PRR5/Protor-1和 Deptor組成,,能夠激活A(yù)kt促進(jìn)細(xì)胞生存,。mTORC2能夠激活PKCα調(diào)整細(xì)胞骨架的轉(zhuǎn)變,還可以通過SGK1的磷酸化調(diào)整離子通道和生長,。mTOR信號傳導(dǎo)失常與許多疾病有關(guān)包括癌癥,,心血管疾病和代謝失調(diào)。 各位讀者: |
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