真核細胞轉譯起始機制的研究(I); Study of Translation Initiation Mechanisms in Eukaryotic Cells (I)

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Title:	真核細胞轉譯起始機制的研究(I);Study of Translation Initiation Mechanisms in Eukaryotic Cells (I)
Authors:	王健家
Contributors:	生命科學研究所
Keywords:	非AUG;轉譯起始;酵母菌;生物科學類
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 16:14:58 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	雖然蛋白質轉譯的基本步驟在原核及真核細胞內十分相似，但是轉譯的起始機制卻有明顯的不同：在原核細胞內，30S 核醣體會藉由辨認mRNA 上的Shine-Dalgarno 序列將核醣體置放於正確的轉譯起始區域；但是在真核細胞內，mRNA 上並沒有類似的 Shine-Dalgarno 序列，因此40S 核醣體會先鍵結到mRNA 5』端的一個」cap」結構，然後朝3』端逐步滑行，直到遇見第一個AUG 密碼，才開始進行轉譯工作。因此絕大部份的真核細胞mRNA 都是以最靠近5』端的第一個AUG 作為轉譯起始密碼；只有極少數（< 1%）的哺乳類細胞或病毒mRNA 可以使用non-AUG（泛指與AUG 只有一個核.酸差異的密碼）作為轉譯起始密碼。由於non-AUG 密碼與起始tRNA（tRNAi）之間的鹼基配對不完全，因此通常需藉助起始密碼的周邊序列或其下游的RNA 二級結構來增強其交互作用。值得注意的是：在低等真核細胞（如酵母菌）內周邊序列並沒有類似的增強效果，因此一般認為酵母菌無法使用自然序列上的non-AUG 作為轉譯起始點。然而我們最近的實驗證實：在酵母菌內的ALA1（解碼alanyl-tRNA synthetase）（Tang et al., 2004 JBC）及GRS1（解碼glycyl-tRNA synthetase）（Chang and Wang 2004 JBC）二個基因雖然使用傳統的AUG 密碼作為其細胞質蛋白質異構型的轉譯起始點，但是卻使用相同讀碼框內的一個non-AUG 密碼作為其粒線體蛋白質異構型的轉譯起始點。這項突破性的新發現在研究真核細胞基因調控與演化上是一個重要的里程碑，然而其詳細的作用機制尚不清楚。本計劃為期三年，在此期限內我們將以ALA1 為研究主題，重點包括：（1）不同刺激或生長條件下，ALA1 的細胞質及粒線體蛋白質異構型表現的差異性及其調控機制；（2）以隨機突變及功能性測試篩選出所有可能的酵母菌non-AUG 轉譯起始密碼，並定量分析其使用效率；（3）鑑定及分析參與non-AUG 轉譯起始機制的特定核甘酸序列及蛋白質因子。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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