在分子生物學的範疇中,啟動因子是一類蛋白質,能在翻譯啟動過程中與小亞基核糖體結合,這是蛋白質生物合成的關鍵步驟。不僅如此,啟動因子還能與抑制因子互動,減慢或阻止翻譯,或者與激活因子結合,促進翻譯的啟動或加速率。在細菌中,這些因子簡稱為 IF(例如 IF1、IF2 和 IF3),而在真核生物中則稱之為 eIF(例如 eIF1、eIF2、eIF3)。
翻譯的啟動過程通常被描述為三個步驟,而啟動因子則在這一過程中扮演著至關重要的角色。首先,攜帶甲硫氨酸的 tRNA 結合到小亞基核糖體上,然後與 mRNA 結合,最後與大型亞基核糖體結合。這些幫助此過程的啟動因子各自擁有不同的角色和結構。
啟動因子根據其物種分為三個主要類別。這些分類之間存在一些同源性,具體情況可參見不同的域名。
許多結構域因進化而保留,因為原核生物的啟動因子與真核生物的因子在結構上相似。例如,原核生物的啟動因子 IF3 有助於啟動位置的特異性以及與 mRNA 的結合,這與真核生物的啟動因子 eIF1 功能相似。
eIF1 的結構類似於 IF3 的 C 末端結構,兩者均包含五股β片段和兩個α螺旋。
此外,IF1 和 IF2 作為真核生物的 eIF1A 和 eIF5B 的同源物,這些因子在開始複合體的組裝中也發揮著重要作用。eIF5B 還包含延伸因子,其 Domain IV 與 IF2 的 C 末端有著密切的關係,二者均由β桶結構組成。
在癌細胞中,啟動因子的功能對細胞轉化和腫瘤發展至關重要。癌細胞的生存與增長直接與啟動因子的修飾相關,也是藥物研發的重要靶點。癌細胞需要更多的能量,這能源主要來自蛋白質,啟動因子的過度表達與多種癌症的發生關聯,它們增加了癌細胞所需蛋白質的合成。
啟動因子 eIF4E 對於合成特定的、在癌细胞增殖和生存中至關重要的蛋白質尤其重要。
例如,eIF4E 及其伙伴 eIF4A 和 eIF4G,在促進良性癌細胞轉變為轉移性癌細胞的過程中起著重要作用。而最大的啟動因子 eIF3 在人體癌症中也扮演著重要角色,由於其在創建 43S 预启动复合体中的作用,能夠順利將核糖體亞基與 mRNA 結合。
eIF3 的過度表達與多種癌症如乳腺癌、肺癌和結腸癌等密切相關。
例如,eIF3c 這一啟動因子與抑制腫瘤抑制蛋白的相互作用相關,某些 eIF3 蛋白的表達受到限制,已被證明能減少癌細胞的生長。本研究的結果揭示了 eIF3a 與各種腫瘤的早期發展之間的關聯。
當 eIF3a 的表達受到抑制時,已顯示能夠降低乳腺癌和肺癌的惡性程度,這可能與其在腫瘤生長中的作用有關。在癌症的不同階段,啟動因子的行為和機制可能會受到調控,以適應癌變的環境。這揭示了啟動因子作為癌症研究的一個新針對點。
隨著我們對啟動因子在癌症中的影響進一步了解,這些因子或許將成為未來治療策略的核心。你是否在思考,如何有效地應用這些知識來改善癌症患者的治療成效呢?