stringtranslate.com

Фактор инициации эукариот 3

Структура кроличьего eIF3 в контексте 43S PIC, показывающая субъединицы a, c, e, f, h, k, l и m. [1]

Фактор инициации эукариот 3 ( eIF3 ) представляет собой мультипротеиновый комплекс , который функционирует во время фазы инициации эукариотической трансляции . [2] Он необходим для большинства форм кэп-зависимой и кэп-независимой инициации трансляции. У людей eIF3 состоит из 13 неидентичных субъединиц (eIF3a-m) с общей молекулярной массой ~800 кДа, что делает его крупнейшим фактором инициации трансляции . [3] Комплекс eIF3 широко сохраняется среди эукариот, но сохранение отдельных субъединиц различается у разных организмов. Например, в то время как большинство комплексов eIF3 млекопитающих состоят из 13 субъединиц, eIF3 почкующихся дрожжей имеет только шесть субъединиц (eIF3a, b, c, g, i, j). [4]

Функция

eIF3 стимулирует почти все этапы инициации трансляции. [4] eIF3 также, по-видимому, участвует в других фазах трансляции, таких как рециркуляция, где он способствует расщеплению рибосом после терминации. [5] В особых случаях повторной инициации после uORF eIF3 может оставаться связанным с рибосомой через удлинение и терминацию, чтобы способствовать последующим событиям инициации. [6] Исследования также показали, что eIF3 играет роль в запрограммированном считывании стоп-кодона в дрожжах, взаимодействуя с комплексами претерминации и мешая декодированию. [7]

Взаимодействия

eIF3 связывает малую рибосомальную субъединицу (40S) на стороне растворителя и вблизи нее и служит в качестве каркаса для нескольких других факторов инициации, вспомогательного фактора DHX29 и мРНК . eIF3 является компонентом многофакторного комплекса (MFC) и комплексов преинициации 43S и 48S (PIC). [4] Взаимодействие eIF3 с другими факторами инициации может различаться у разных видов; например, eIF3 млекопитающих напрямую взаимодействует с комплексом eIF4F (через eIF4G ), в то время как у почкующихся дрожжей эта связь отсутствует. [4] Однако eIF3 как млекопитающих, так и дрожжей независимо связывают eIF1 , eIF4B и eIF5 . [2] [8]

Несколько субъединиц eIF3 содержат мотивы распознавания РНК (RRM) и другие домены связывания РНК, образуя многосубъединичный интерфейс связывания РНК, через который eIF3 взаимодействует с клеточной и вирусной мРНК IRES , включая IRES вируса гепатита С. [4] Также было показано, что eIF3 специфически связывает модифицированную РНК m 6 A в пределах 5'UTR, способствуя кэп-независимой трансляции. [9]

Все пять основных субъединиц eIF3 почкующихся дрожжей присутствуют в гранулах стресса , вызванного нагреванием , вместе с несколькими другими факторами трансляции. [10]

Структура

Функциональный комплекс eIF3 может быть очищен из нативных источников или восстановлен из рекомбинантно экспрессированных субъединиц. [11] [12] Отдельные субъединицы были структурно охарактеризованы с помощью рентгеновской кристаллографии и ЯМР , в то время как комплексы были охарактеризованы с помощью крио-ЭМ . [13] [14] [15] Структура полного человеческого eIF3 недоступна, но почти полный комплекс был определен при среднем разрешении в контексте 43S PIC. [1] Структурное ядро ​​млекопитающего eIF3 часто описывается как пятидольная частица с антропоморфными чертами, состоящая в основном из октамера PCI/MPN. [12] Домены PCI названы из-за структурного сходства между колпачком протеасомы (P), сигналосомой COP9 (C) и eIF3 (I), в то время как домены MPN названы из-за структурного сходства с N-концевыми доменами Mpr1-PadI. [12]

Сигнализация

eIF3 служит в качестве концентратора для клеточной сигнализации через S6K1 и mTOR / Raptor . [16] В частности, eIF3 связан с S6K1 в его неактивном состоянии, а активированный mTOR/Raptor связывается с eIF3 и фосфорилирует S6K1, способствуя его высвобождению из eIF3. Фосфорилированный S6K1 затем может свободно фосфорилировать ряд своих собственных мишеней, включая eIF4B , таким образом выступая в качестве механизма трансляционного контроля.

Болезнь

Отдельные субъединицы eIF3 сверхэкспрессируются (a, b, c, h, i и m) и недостаточно экспрессируются (e, f) при множественных видах рака у человека. [3] При раке груди и злокачественном раке предстательной железы eIF3h сверхэкспрессируется. [17] Также было показано, что eIF3 связывает определенный набор мРНК пролиферации клеток и регулирует их трансляцию. [18] eIF3 также функционирует в жизненных циклах ряда важных человеческих патогенов, включая ВИЧ и вирус гепатита С. В частности, d-субъединица eIF3 является субстратом протеазы ВИЧ , а генетическое подавление субъединиц eIF3 d, e или f приводит к повышению вирусной инфекционности по неизвестным причинам. [19]

Субъединицы

Субъединицы eIF3 существуют в равной стехиометрии внутри комплекса, за исключением eIF3J , которая слабо связана и не является существенной для жизнеспособности у нескольких видов. [11] [20] [21] Субъединицы изначально были организованы в алфавитном порядке по молекулярной массе у млекопитающих (A как самая высокая), но расположение молекулярной массы может различаться у разных видов. [22]

Молекулярный вес человеческих субъединиц от Uniprot.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab des Georges, Amedee; Dhote, Vidya; Kuhn, Lauriane; Hellen, Christopher UT; Pestova, Tatyana V.; Frank, Joachim; Hashem, Yaser (2015). "Структура eIF3 млекопитающих в контексте преинициативного комплекса 43S". Nature . 525 (1770): 491–5. Bibcode :2015Natur.525..491D. doi :10.1038/nature14891. ISSN  0028-0836. PMC  4719162 . PMID  26344199.
  2. ^ ab Aitken, Colin E.; Lorsch, Jon R. (2012). «Механистический обзор инициации трансляции у эукариот». Nat. Struct. Mol. Biol . 19 (6): 568–576. doi :10.1038/nsmb.2303. PMID  22664984. S2CID  9201095.
  3. ^ abcdefghij Херши, Джон В. Б. (2015). «Роль eIF3 и его отдельных субъединиц в раке». Biochim. Biophys. Acta . 1849 (7): 792–800. doi :10.1016/j.bbagrm.2014.10.005. ISSN  1874-9399. PMID  25450521.
  4. ^ abcdefgh Хиннебуш, Алан Г. (2006). "eIF3: универсальный каркас для комплексов инициации трансляции". Trends Biochem. Sci . 31 (10): 553–562. doi :10.1016/j.tibs.2006.08.005. ISSN  0968-0004. PMID  16920360.
  5. ^ Писарев, Андрей В.; Хеллен, Кристофер ЮТ; Пестова, Татьяна В. (2007). «Переработка эукариотических рибосомальных комплексов посттерминации». Клетка . 131 (2): 286–99. дои : 10.1016/j.cell.2007.08.041. ПМЦ 2651563 . ПМИД  17956730. 
  6. ^ Зоненберг, Наум; Хиннебуш, Алан Г. (2009). «Регуляция инициации трансляции у эукариот: механизмы и биологические мишени». Cell . 136 (4): 731–745. doi :10.1016/j.cell.2009.01.042. PMC 3610329 . PMID  19239892. 
  7. ^ Beznoskova, Petra; Wagner, Susan; Jansen, Myrte Esmeralda; von der Haar, Tobias; Valasek, Leos Shivaya (2015). «Трансляционный фактор инициации eIF3 способствует программируемому считыванию стоп-кодона». Nucleic Acids Res . 43 (10): 5099–5111. doi :10.1093/nar/gkv421. PMC 4446449. PMID  25925566 . 
  8. ^ Джексон, Ричард Дж.; Хеллен, Кристофер УТ; Пестова, Татьяна В. (2010). «Механизм инициации эукариотической трансляции и принципы ее регуляции». Nat. Rev. Mol. Cell Biol . 11 (2): 113–127. doi :10.1038/nrm2838. PMC 4461372. PMID  20094052 . 
  9. ^ Мейер, Кейт Д.; Патил, Дипак П.; Чжоу, Цзюнь; Зиновьева, Александра; Скабкин Максим А.; Элементо, Оливье; Пестова Татьяна Владимировна; Цян, Шу-Бин; Джеффри, Сэми Р. (ноябрь 2015 г.). «5' UTR m6A способствует трансляции, независимой от Cap». Клетка . 163 (4): 999–1010. дои : 10.1016/j.cell.2015.10.012. ПМЦ 4695625 . ПМИД  26593424. 
  10. ^ Уоллес, Эдвард В.Дж.; Кир-Скотт, Джейми Л.; Пилипенко, Евгений В.; Шварц, Майкл Х.; Ласковск, Павел Р.; Ройек, Александр Э.; Катанск, Кристофер Д.; Рибак, Джошуа А.; Дион, Майкл Ф.; Фрэнкс, Александр М.; Айролди, Эдоардо М .; Пан, Тао; Будник, Богдан А.; Драммонд, Д. Аллан (2015). «Обратимые, специфические, активные агрегаты эндогенных белков собираются при тепловом стрессе». Cell . 162 (6): 1286–1298. doi :10.1016/j.cell.2015.08.041. PMC 4567705 . PMID  26359986. 
  11. ^ abcd Zhou, Min; Sandercock, Alan M.; Fraser, Christopher S.; Ridlova, Gabriela; Stephens, Elaine; Schenauer, Matthew R.; Yokoi-Fong, Theresa; Barsky, Daniel; Leary, Julie A.; Hershey, John W.; Doudna, Jennifer A.; Robinson, Carol V. (ноябрь 2008 г.). "Масс-спектрометрия выявляет модульность и полную карту взаимодействия субъединиц эукариотического фактора трансляции eIF3". Proc. Natl. Acad. Sci . 105 (47): 18139–44. doi : 10.1073/pnas.0801313105 . PMC 2587604. PMID  18599441 . 
  12. ^ abcdefghij Сан, Чаомин; Тодорович, Александр; Кероль-Ауди, Жорди; Бай, Юн; Вилла, Нанси; Снайдер, Моника; Ащян, Джон; Льюис, Кристофер С.; Хартленд, аббатство; Градия, Скотт; Фрейзер, Кристофер С.; Дудна, Дженнифер А.; Ногалес, Ева; Кейт, Джейми HD (2011). «Функциональное восстановление фактора инициации трансляции 3 эукариот человека (eIF3)». Учеб. Натл. акад. Наука . 108 (51): 20473–20478. Бибкод : 2011PNAS..10820473S. дои : 10.1073/pnas.1116821108 . PMC 3251073. PMID  22135459 . 
  13. ^ Лю, Йи; Нойманн, Петр; Куле, Берхард; Монеке, Томас; Шелл, Стефани; Чари, Эшвин; Фицнер, Ральф (2014). «Фактор инициации трансляции eIF3b содержит девятилопастной b-пропеллер и взаимодействует с рибосомальной субъединицей 40S». Структура . 22 (6): 923–930. doi : 10.1016/j.str.2014.03.010 . PMID  24768115.
  14. ^ ElAntak, Latifa; Wagner, Susan; Herrmannova, Anna; Karaskova, Martina; Rutkai, Edit; Lukavsky, Peter J.; Valasek, Leos (2010). «Незаменимая N-концевая половина eIF3j/HCR1 взаимодействует со своим структурно консервативным связывающим партнером eIF3b/PRT1-RRM и с eIF1A в строгом отборе AUG». J. Mol. Biol . 396 (4): 1097–1116. doi :10.1016/j.jmb.2009.12.047. PMC 2824034. PMID  20060839 . 
  15. ^ Сиридечадилок, Банпот; Фрейзер, Кристофер С.; Холл, Ричард Дж.; Дудна, Дженнифер А.; Ногалес, Ева (2005). «Структурные роли человеческого фактора трансляции eIF3 в инициации синтеза белка». Science . 310 (5753): 1513–1515. Bibcode :2005Sci...310.1513S. doi :10.1126/science.1118977. PMID  16322461. S2CID  6341705.
  16. ^ Хольц, Марина К.; Баллиф, Брайан А.; Гайги, Стивен П.; Бленис, Джон (2005). «mTOR и S6K1 опосредуют сборку комплекса преинициации трансляции посредством динамического обмена белками и упорядоченных событий фосфорилирования». Cell . 123 (4): 569–580. doi : 10.1016/j.cell.2005.10.024 . PMID  16286006.
  17. ^ Сюй, Ичен; Руджеро, Давиде (2020). «Роль контроля трансляции в опухолеобразовании и его терапевтические последствия». Annual Review of Cancer Biology . 4 : 437–457. doi : 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033420 .
  18. ^ abcde Ли, Эми SY; Крануш, Филип Дж.; Кейт, Джейми HD (2015). «eIF3 нацеливается на РНК-мессенджеры клеточной пролиферации для трансляционной активации или репрессии». Nature . 522 (7554): 111–114. Bibcode :2015Natur.522..111L. doi :10.1038/nature14267. ISSN  0028-0836. PMC 4603833 . PMID  25849773. 
  19. ^ ab Jäger, Stefanie; Cimermancic, Peter; Gulbahce, Natali; Johnson, Jeffrey R.; McGovern, Kathryn E.; Clarke, Starlynn C.; Shales, Michael; Mercenne, Gaelle; Pache, Lars; Li, Kathy; Hernandez, Hilda; Jang, Gwendolyn M.; Roth, Shoshannah L.; Akiva, Eyal; Marlett, John; Stephens, Melanie; D'Orso, Ivan; Fernandes, Jason; Fahey, Marie; Mahon, Cathal; O'Donoghue, Anthony J.; Todorovic, Aleksandar; Morris, John H.; Maltby, David A.; Alber, Tom; Cagney, Gerard; Bushman, Frederic D.; Young, John A.; Chanda, Sumit K.; Sundquist, Wesley I.; Кортемме, Таня ; Эрнандес, Райан Д.; Крейк, Чарльз С.; Берлингейм, Альма; Сали, Андрей; Франкель, Алан Д.; Кроган, Неван Дж. (2011). «Глобальный ландшафт комплексов белков ВИЧ–человек». Nature . 481 (7381): 365–70. doi :10.1038/nature10719. ISSN  0028-0836. PMC 3310911. PMID 22190034  . 
  20. ^ Валасек, Леос; Хашек, Иржи; Трахсель, Ханс; Имре, Эстер Мария; Руис, Хельмут (1999). «Ген HCR1 Saccharomyces cerevisiae, кодирующий гомолог субъединицы p35 человеческого фактора инициации трансляции 3 (eIF3), является сильным супрессором копирования чувствительной к температуре мутации в субъединице Rpg1p дрожжевого eIF3». J. Biol. Chem . 274 (39): 27567–72. doi : 10.1074/jbc.274.39.27567 . PMID  10488093.
  21. ^ abcde Смит, М. Дуэйн; Ю, Гу; Кверол-Ауди, Хорди; Воган, Джейкоб М.; Нитидо, Адам; Кейт, Джейми HD (ноябрь 2013 г.). "Человекоподобный эукариотический фактор инициации трансляции 3 из Neurospora crassa". PLOS ONE . ​​8 (11): e78715. Bibcode :2013PLoSO...878715S. doi : 10.1371/journal.pone.0078715 . PMC 3826745 . PMID  24250809. 
  22. ^ Браунинг, Карен С.; Галли, Дэниел Р.; Херши, Джон У. Б.; Майтра, Умадас; Меррик, Уильям К.; Норбери, Крис (май 2001 г.). «Унифицированная номенклатура субъединиц эукариотического фактора инициации 3». Trends Biochem. Sci . 26 (5): 284. doi :10.1016/S0968-0004(01)01825-4. PMID  11426420.
  23. ^ Ли, Эми SY; Кранцуш, Филип Дж.; Дудна, Дженнифер А.; Кейт, Джейми HD (2016-07-27). "eIF3d — это белок, связывающий кэп мРНК, который необходим для специализированной инициации трансляции". Nature . 536 (7614). Springer Nature: 96–99. Bibcode :2016Natur.536...96L. doi :10.1038/nature18954. ISSN  0028-0836. PMC 5003174 . PMID  27462815. 
  24. ^ Акиёси, Юджи; Клейтон, Джейсон; Фан, Лон; Ямамото, Масаюки; Хиннебуш, Алан Г.; Ватанабе, Ёсинори; Асано, Кацура (2000-12-27). «Делящийся дрожжевой гомолог мышиного белка Int-6, кодируемый сайтом интеграции вируса опухоли молочной железы у мышей, связан с консервативными основными субъединицами эукариотического фактора инициации трансляции 3». Журнал биологической химии . 276 (13). Американское общество биохимии и молекулярной биологии (ASBMB): 10056–10062. doi : 10.1074/jbc.m010188200 . ISSN  0021-9258. PMID  11134033.
  25. ^ Ray, Anirban; Bandyopadhyay, Amitabha; Matsumoto, Tomohiro; Deng, Haiteng; Maitra, Umadas (2008). "Субъединица eIF3h фактора инициации трансляции 3 делящихся дрожжей не является существенной для глобальной инициации трансляции, но удаление eif3h+ влияет на образование спор". Дрожжи . 25 (11). Wiley-Blackwell: 809–823. doi : 10.1002/yea.1635 . ISSN  0749-503X. PMID  19061185. S2CID  25980313.
  26. ^ Смит, М. Дуэйн; Арак-Такка, Луиза; Нитидо, Адам; Монтабана, Элизабет; Парк, Эннси; Кейт, Джейми Х. (2016). «Сборка eIF3, опосредованная взаимозависимой вставкой субъединицы». Структура . 24 (6). Elsevier BV: 886–896. doi :10.1016/j.str.2016.02.024. ISSN  0969-2126. PMC 4938246. PMID 27210288  . 
  27. ^ Джонсон, Алекс Г.; Петров, Алексей Н.; Фукс, Габриэле; Маджзуб, Карим; Гросели, Росслин; Чой, Джунхонг; Пуглиси, Джозеф Д. (2017-11-09). "Флуоресцентно-меченый человеческий eIF3 для спектроскопии одиночных молекул". Nucleic Acids Research . 46 (2). Oxford University Press (OUP): e8. doi :10.1093/nar/gkx1050. ISSN  0305-1048. PMC 5778468. PMID 29136179  . 
  28. ^ Фрейзер, Кристофер С.; Берри, Кэтрин Э.; Херши, Джон У. Б.; Дудна, Дженнифер А. (2007). «eIF3j расположен в центре декодирования человеческой 40S рибосомальной субъединицы». Molecular Cell . 26 (6): 811–819. doi : 10.1016/j.molcel.2007.05.019 . PMID  17588516.