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翻譯啟動的魔法：為何啟動因子在蛋白質合成中如此關鍵？
在分子生物學中，啟動因子是指在翻譯過程啟動階段與核糖體小次單元結合的蛋白質，並且是蛋白質生物合成的重要組成部分。它們能夠與抑制因子互動以減緩或阻止翻譯過程，亦可與激活因子結合以啟動或加快翻譯速率。在細菌中，這些因子簡稱為IFs（如IF1、IF2和IF3），而在真核生物中則被稱為eIFs（如eIF1、eIF2、eIF3）。翻譯的啟動過程有時被描述為由三個步驟組成，而啟動因子則有助於執行這些步驟。
首先，攜帶甲硫氨酸的tRNA與核糖體小次單元結合，然後與mRNA結合，最後與核糖體的大次單元結合。
各類啟動因子根據其分類域可分為三大組。儘管這些因子在結構上有所不同，但仍保留了許多通用的結構域。研究表明，原核生物的啟動因子與真核生物因子之間存在結構上的相似性。例如，原核生物的啟動因子IF3除了協助開始位點的特異性外，還參與mRNA的結合，這與真核生物的啟動因子eIF1的功能相似。
eIF1的結構與IF3的C端結構相似，兩者都擁有一個由五條β鏈組成的結構與兩條α螺旋結合。
另外，原核生物的啟動因子IF1和IF2也與真核生物的啟動因子eIF1A和eIF5B存在同源性。IF1和eIF1A都包含OB折疊結構，並依附於A位點以協助啟動複合物的組裝。IF2和eIF5B則協助小次單元與大次單元的結合。在真核生物中，eIF5B不僅在啟動中起作用，還左右延伸因子的活動。這些因子的作用是透過結合活性GTP與不活化GDP來調節核糖體對啟動因子的親和力。
eIF3作為一種重要的啟動因子，其結構複雜，由13個亞單位組成，參與形成43S預啟動複合體，並進一步協助形成48S預啟動複合體。
當然，eIF2也是一個重要的啟動因子，它與攜帶甲硫氨酸的tRNA在小核糖體的P位結合。這個P位是tRNA與即將進入的氨基酸形成肽鍵的地方。eIF2的組成包括alpha、beta和gamma亞單位，其中gamma亞單位擁有GTP結合結構，通過GTP與tRNA結合。一旦eIF2幫助tRNA結合後，GTP會水解釋放，從而釋放eIF2。
此外，eIF4F複合體支持依賴mRNA帽的翻譯啟動，並由eIF4A、eIF4E和eIF4G組成。mRNA的5'端被帶到此複合體，使得43S核糖體複合體能夠結合並掃描mRNA尋找起始密碼子。在此過程中，60S核糖體亞單元結合，形成80S核糖體複合體，而eIF4G則與polyA結合蛋白互動以吸引mRNA。
eIF4A作為DEAD盒解旋酶，有助於在mRNA的未翻譯區域進行解旋，以促進核糖體的結合與掃描。
在癌症中，啟動因子在細胞轉化及腫瘤形成中起著關鍵作用。癌細胞的存活與增長直接與啟動因子的改變相關，因此它們成為了新型藥物的潛在靶點。當細胞變成癌細胞時，需要更多的能量來維持生命，這些能量主要來自於蛋白質。研究發現，啟動因子的過度表達與多種癌症有關，因其能夠促進癌細胞所需的特定蛋白質的合成。
例如，eIF4E因子在合成增進癌細胞存活與繁殖所需的特定蛋白質方面相當重要。精確的蛋白質選擇確保僅合成那些在癌細胞生長中需要的蛋白質，包括增長、惡性及新生血管形成相關的蛋白質。
eIF3在創建43S預啟動複合體中的角色使其與人類癌症息息相關，具體如其在腫瘤抑制蛋白中的相互作用與抑制。
研究發現，某些eIF3的表達受到限制能減少癌細胞的增殖。例如，eIF3c的過度表達已與乳腺、肺、宮頸及腸道癌相關。抑制eIF3a表達也顯示能減少乳腺與肺癌的惡性度，因其在腫瘤生成中的關鍵作用。
如何利用這些啟動因子的特徵來開發新的癌症治療策略，將是未來研究的一大挑戰和機遇嗎？
