高度保守的小分子蛋白---真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4E-BP1)ㅣ茁彩生物
2023-05-26 406
真核翻译起始因子4E结合蛋白1(eIF4E-bind-ing protein 1,4E-BP1)是一种高度保守的小分子蛋白,在蛋白翻译起始途径选择中发挥重要的功能。
4E-BP1通过与脚手架蛋白elF4G竞争性结合转录起始因elF4E,抑制elF4E的功能及帽依赖性蛋白质翻译起始。4E-BP¹受PI3K/AKT/mTOR、MEK/ERK/MAPK等多种信号通路的调节,4E-BP¹发生磷酸化修饰后与elF4E解离。除负调控蛋白翻译起始功能外,4E-BP1还通过调节eyclinD1的翻译、与PLK1相互作用等,从而影响细胞周期进程。mTOR/4E-BP1通路还参与调节线粒体依赖性凋亡通路。临床研究还发现,4E-BP1与肿瘤细胞侵袭力、肿瘤对化疗耐药性和肿瘤预后有关。
14E-BP1的基本功能:负调控帽依赖性蛋白翻译起始
真核细胞蛋白翻译起始主要有两种调节机制,即5'端帽(Cap/m7GpppX)依赖和帽非依赖调节机制。其中帽依赖的翻译起始调节模式是在mRNA的5'端m7GpppX帽结构形成一个前起始eIF4F复合物,由RNA解旋酶eIF4A、帽结合蛋白elF4E和支架蛋白eIF4G三个亚基构成。elF4E能够与mRNA的5'Cap结构结合,并通过elF4G与elF4A共同形成eIF4F复合物,elF4F可打开5'非翻译区(UTR)的二级结构,促进核糖体与mRNA 5'末端结合。elF4E-结合蛋白1(eIF4E-binding protein,4E-BP1)是一种高度保守的小分子蛋白,属于elF4E蛋白家族,是elF4F功能负调节分子,即4E-BP1可与elF4G竞争性结合elF4E分子,促使其与eIF4F复合物解聚。在静止细胞中,低磷酸化形式的4E-BP¹在mRNA帽端与转录起始因子eIF4E紧密结合,从而抑制蛋白翻译起始elF4F复合物的形成。细胞受生长因子或其它因素刺激后,4E-BP¹在多个位点发生磷酸化修饰,磷酸化的4E-BP¹与elF4E解离,后者随即与elF4G结合,形成有功能性的elF4F复合物,促进蛋白质翻译。因此,4E-BP1在帽依赖翻译中发挥限速作用,是蛋白翻译起始途径选择中的一个重要的功能调节分子,它参与蛋白质合成、细胞的存活和细胞的生长、增殖和代谢。4E-BP1磷酸化和稳定性可以受多个信号转导通路和激酶的调控,包括PI3K/AKT信号通路、MAPK信号通路、mTOR信号通路等。mTOR信号通路通过两条途径促进蛋白合成:其一是磷酸化4E-BP1使其失活,从而促进蛋白翻译起始复合物的形成;其二是磷酸化和激活核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)。
真核细胞的蛋白翻译终止点是蛋白合成的另一个调控点,由两个相互结合的释放因子eRF1和eRF3介导的,哺乳动物细胞中有两个基因编码eRF3产物,即eRF3a/GSPT¹和eRF3b/GSPT2。eRF3a/GSPT¹是哺乳类细胞中执行翻译终止功能的主要因子,eRF3b/GSPT2可以替代此功能。最近有研究发现过表达eRF3b蛋白可促进HepG2细胞有G1期进入S期,与此同时,4E-BP1的S65位点呈超磷酸化状态。4E-BP1最初cRF3b蛋白的差异表达为作为肝细胞癌生物标志物而发现,能够改变细胞周期的同时影响HepG2中4E-BPI Ser65位的磷酸化状态。此前就有报道,敲低eRF3a后会诱发G1期阻滞,通过抑制mTOR活动导致蛋白翻译速率下降。
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