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啟動因子的進化之旅：為何原核生物和真核生物的翻譯機制如此相似？
在分子生物學中，啟動因子是與小亞基結合的蛋白質，這一過程發生在翻譯的開始階段，翻譯是蛋白質生物合成的一部分。啟動因子能與抑制因子進行交互，以減慢或防止翻譯，同時與激活因子結合，以協助啟動或提高翻譯速率。在細菌中，它們被稱為IFs（例如，IF1、IF2和IF3），而在真核生物中則稱為eIFs（例如，eIF1、eIF2、eIF3）。翻譯的啟動有時被描述為一個三步驟的過程，啟動因子在此過程中扮演著各自不同的角色和結構。
啟動因子的類型
啟動因子依稀由三大類別根據系統發生進行區分。在這些類別中有一些共同的特徵，這使得原核生物和真核生物的啟動因子在結構和功能上都顯示出相似性。
結構與功能
許多結構域在進化過程中被保留下來，原核啟動因子與真核因子共享類似的結構。例如，原核啟動因子IF3不僅有助於啟動位點的特異性，還促進mRNA的結合。這一點與真核啟動因子eIF1相似，後者同樣執行著此功能。
IF3的結構與eIF1的C端結構非常相似，二者皆擁有五股β片段及兩個α螺旋。
原核啟動因子IF1和IF2也可以看作是真核啟動因子eIF1A和eIF5B的同源物。IF1和eIF1A都是包含OB摺疊的結構，能夠結合在A位點，協助啟動複合體在起始密碼子的組裝。而IF2和eIF5B則協助小、大核糖體亞基的結合，eIF5B同時擁有延伸因子的特徵。
eIF5B的IV域與IF2的C端域密切相關，兩者均由β-桶組成，並包含GTP結合域，它能在GTP（活性形式）和GDP（非活性形式）之間轉換。
這一轉換有助於調節核糖體對啟動因子的親和力。eukaryotic initiation factor eIF3在翻譯的啟動過程中扮演著關鍵角色，構成了一個由13個亞基組成的複雜結構，幫助形成43S預啟動複合體，接著加入mRNA形成48S預啟動複合體。
在癌症中的角色
在癌細胞中，啟動因子助力於細胞轉化及腫瘤的發展。癌症的存活與增長直接關聯於啟動因子的修飾，這也成為藥物研發的主要目標。癌細胞在增長過程中對蛋白質的需求增加，這使得啟動因子的過度表達與癌症密切相關。
一些啟動因子，例如eIF4E，對於合成癌細胞增殖及存活所需特定蛋白至關重要。
這一選擇性翻譯確保了只有那些對癌細胞增長至關重要的蛋白質被合成，包括增長、惡性及血管新生相關的蛋白。eIF4E、eIF4A和eIF4G的協同作用也幫助將良性癌細胞轉化為轉移性癌細胞。
在人的癌症中，最大的啟動因子eIF3顯得尤為重要。由於其在形成43S預啟動複合體中的作用，它幫助將核糖體亞基綁定到mRNA上。eIF3的過度表達與癌症的關聯性亦被研究者多次提出。例如，其中一種13種eIF3蛋白中的eIF3c，與腫瘤抑制相關的蛋白質互動，並進行抑制。
某些eIF3蛋白的有限表達，例如eIF3a和eIF3d，則證明可以減少癌細胞的劇烈增長。eIF3a的過度表達與乳腺、肺、子宮頸、食道、胃及結腸癌密切相關。在腫瘤發生的早期階段，eIF3a可能選擇性地翻譯出必要的增殖蛋白，當eIF3a被抑制時，其對乳腺及肺癌的惡性程度有所降低，主要是由於其在腫瘤增長中的作用。
啟動因子的相似性不僅在於其結構與功能的保留，還在於它們如何與生物體的發展和疾病過程息息相關。這是否意味著未來我們可能能更好地操作這些因子，以對抗如癌症等疾病?
