Белки. Биосинтез белка, регуляция. Патология обмена белков, страница 4

Некоторые факторы трансляции эукариот
Факторы эукариот	Функции
Инициация
еIF1	Участвуют в образовании инициирующего комплекса
eIF2
eIF3, eIF4C
eIF4E	Участвует в связывании кэпа иРНК
eIF4A, eIF4B,eIF4F	Участвуют в поиске первого кодона АУГ
eIF5	Способствуют диссоциации eIF2, eIF3, eIF4C
eIF6	Способствует диссоциации 60S субъединиц
Элонгация
eEF1a	Доставляет аминоацил тРНК к рибосоме
eEF1bg	Участвует в рециклизации eEF1a
eEF2	Фактор транслокации
Терминация
eRF	Завершает синтез полипептидной цепи

 Наибольшим сродством к малой субъединице рибосомы обладает  IF3 , котрорый является ведущим белком, поддерживающим эту субъединицу в свободном  нативном состоянии. Другой фактор, IF2,  является представителем большой группы белков, способных связываться с гуаниловыми нуклеотидами и обладающими ГТФазной активностью. Он вступает в процесс на следующем этапе инициации, который может осуществляться двумя способами 

а)  нативная  малая субъединица  вначале  взаимодействует с иРНК, и затем к этому комплексу присоединяется  инициирующая аминоацил-тРНК связанная с IF2 и ГТФ

б)  с  малой субъединицей вначале взаимодействует  инициирующая аминоацил-тРНК с IF2 и ГТФ, а затем  к этому комплексу присоединяется  иРНК 

Рис..Образование инициирующего комплекса у прокариот.

Как видно и тот и другой способы приводят  к образованию так называемого инициирующего комплекса, состоящего из малой рибосомной субъединицы, иРНК, инициирующей  аминоацил-тРНК и факторов инициации. Образование инициирующего комплекса решает важную задачу точной установки инициирующей аминоацил тРНК в начале кодирующей последовательности иРНК.

Рис. Механизм взаимодействия иРНК и рибосомы у прокариот. Основная роль в этом взаимодействии принадлежит комплементарному связыванию 16S РНК рибосомы и специфической последовательности на иРНК (последовательность Шайне-Дельгарно)

У прокариот и  у эукариот это  происходит по-разному. У прокариот малая рибосомная субъединица с факторами инициации имеет повышенное сродство к специальному внутреннему  участку иРНК, который называют инициирующим, или рибосомосвязывающим участком.. Наиболее известной  универсальной структурой  такого участка  является полипуриновая нуклеотидная последовательность Шайне-Дельгарно , отстоящая  от инициирующего кодона на несколько (3-10) нуклеотидов к 5'-концу, т.е. предшествующей инициирующему кодону.

Эта последовательность в большей или меньшей степени комплементарна 3'-концевому участку рибосомной 16S РНК, богатому пиримидиновыми нуклеотидными остатками (5'-GAUCACCUCCUUA-3' у E.coli). Комплементарными могут быть от 3 до 9 остатков (обычно около 4-5). Последовательность CCUCC 3'-концевого участка 16S РНК E.coli оказывается наиболее часто комплементарной (хотя, как правило, частично) полипуриновой прединициирующей последовательности иРНК. Считается, что комплементарное спаривание 3'-концевого участка 16S РНК с прединициирующим полипуриновым блоком иРНК и обеспечивает точную установку инициирующего комплекса на начало кодирующей последовательности иРНК.

У эукариот малая рибосомная субъединица с факторами инициации узнает кэп  5'-концевого участка иРНК, и как правило, взаимодействует  с ним. У эукариот малая субъединица обычно взаимодействует с инициирующей  аминоацил-тРНК до связывания  иРНК. Связавшись с 5'-концом иРНК  вместе с инициирующей аминоацил-тРНК и факторами инициации, малая рибосомная субъединица  начинает двигаться от 5'-конца по направлению к 3'-концу, используя энергию гидролиза АТФ  для  раскручивания  вторичной структуры иРНК. АТФазной  и хеликазной  активностью обладает специальный эукариотический фактор инициации eIF4. Когда рибосомная частица достигает и узнает  инициирующий кодон, антикодон инициирующей аминоацил-тРНК взаимодействует с ним, обеспечивая тем самым узнавание  начала кодирующей последовательности иРНК .

Единственным инициирующим кодоном  эукариот  является  триплет АУГ. У прокариот с этого триплета также начинается 90% всех кодирующих последовательностей. Однако некоторая часть прокариотических мРНК инициирует трансляцию на других триплетах - ГУГ, реже УУГ и совсем редко на некоторых других . Очевидно, что у прокариот способность некоторых триплетов быть инициирующими определяется их положением в инициирующем  или рибосомосвязывающем участке иРНК . Эти же триплеты, когда они встречаются в кодирующей последовательности в ходе элонгации, кодируют ту или иную аминокислоту АУГ - метионин, ГУГ - валин, УУГ - лейцин .

И у прокариот и у эукариот инициирующей аминоацил-тРНК является  метионил-тРНК, у прокариот, как уже отмечалось, ее аминогруппа блокирована формильным остатком -формил-метионил-тРНК. Ее антикодон всегда ЦАУ, так что он полностью комплементарен кодону АУГ и частично комплементарен другим возможным инициаторным кодонам прокариот [например, ГУГ и УУГ].

Структура молекулы тРНК выпонящей роль  инициирующей метионил-тРНК несколько отличается от структур других  тРНК, в том числе и от структуры метионил-тРНК, используемой в процессе элнгации, что и делает ее функцию в качестве инициатора трансляции уникальной. Инициаторные тРНК имеют консервативный участок ГАУЦ в положении 51-54. Универсальная последовательность в тех же позициях элонгаторных тРНК содержит T вместо A и псевдоуридин вместо У. В инициаторных тРНК дигидроуридиловая петля не содержит дигидроуридина Особенности структуры инициирующей метионил-тРНК обеспечивают ее специфическое комплексирование с белком IF2 при наличии ГТФ [ГТФ, присоединяясь к белку, повышает сродство белка к инициирующей метионил-тРНК] . Универсальность инициации с участием инициирующей метионил-тРНК приводит к тому, что всегда и