翻译终止和释放因子

翻译终止是蛋白质合成的最后阶段，在此阶段中，核糖体识别终止密码子，释放已完成的多肽，并准备解离。释放因子是读取终止密码子并触发已完成链从最后一个转移RNA水解的蛋白质。

Definition

翻译终止是指释放因子介导的核糖体A位点终止密码子识别，随后水解连接已完成多肽与P位点转移RNA的键，从而结束合成。

Scope

本主题涵盖I类释放因子如何识别终止密码子，肽酰转移酶中心水解如何释放已完成的多肽，II类GTP酶释放因子的作用，以及核糖体随后如何分裂和回收。这是一个机制性主题，而非临床指导。

Core questions

• 终止密码子如何在没有转移RNA的情况下被识别？
• 已完成的多肽如何从核糖体中释放？
• I类和II类释放因子有何区别？
• 终止后核糖体如何回收？

Key concepts

• 终止密码子 (UAA, UAG, UGA)
• I类释放因子 (eRF1; 细菌RF1/RF2)
• II类GTP酶释放因子 (eRF3; 细菌RF3)
• 肽酰-tRNA水解
• 核糖体回收
• 通读和无义抑制

Key theories

终止密码子的蛋白质解码

终止密码子不是由转移RNA读取，而是由I类释放因子蛋白质读取，这些蛋白质在解码中心识别密码子并促进肽酰-tRNA键的水解以释放蛋白质。

Mechanisms

当终止密码子进入核糖体A位点时，I类释放因子（真核生物中的eRF1，细菌中的RF1或RF2）通过蛋白质-密码子接触直接识别它，并进入肽酰转移酶中心，在那里它促进连接已完成多肽与P位点转移RNA的酯键水解，从而释放蛋白质。II类GTP酶释放因子（eRF3或细菌RF3）将GTP水解与此过程偶联，并有助于协调因子的周转。释放后，核糖体回收因子和起始相关因子将核糖体分裂成亚基，并清除剩余的tRNA和mRNA，从而再生用于新一轮起始的组分。eRF1的晶体结构揭示了单个蛋白质如何既能识别终止密码子又能触发水解。

Clinical relevance

由无义突变引起的过早终止密码子通过截断蛋白质导致许多遗传疾病，终止与通读的效率在生物学和药理学上都具有相关性，这使得这一步骤与疾病机制相关联。本条目描述的是分子过程，并非个体诊断或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

终止机制已通过对细菌和真核释放因子的生化、遗传和结构研究确立，并整合在主要的综述文献和标准教科书中。

History

细菌释放因子于20世纪60年代通过生化方法鉴定，区分了读码的I类因子和GTP酶II类因子。2000年人eRF1的晶体结构阐明了蛋白质如何解码所有三个终止密码子并将识别与肽释放联系起来，随后的结构和生化工作定义了核糖体回收。

Key figures

• David Barford
• Haiwei Song
• Thomas Dever
• Rachel Green

Seminal works

• song-2000
• dever-2012

Frequently asked questions

为什么终止密码子没有转移RNA？

终止密码子由释放因子蛋白质识别；这些因子读取密码子并触发已完成蛋白质的释放，而不是添加另一个氨基酸。

蛋白质释放后核糖体会发生什么？

释放后核糖体被回收：专门的因子将其分裂成两个亚基，并清除剩余的转移RNA和信使RNA，以便这些组分可以重复用于新一轮的翻译。