Основы молекулярной биологии. Часть 2: Молекулярные генетические механизмы - А.Н. Огурцов 2011

Синтез белков на рибосомах
Терминация трансляции

Финальная стадия трансляции, так же как инициация и элонгация, требует специфических молекулярных сигналов, которые превращают стоп-сигнал стоп-кодона в диссоциацию комплекса мРНК—рибосома— тРНК—полипептид (рисунок 46).

Рисунок 46 - Терминация трансляции у эукариот

Были обнаружены два особых белковых фактора терминации, которые называются факторами высвобождения (или отделения) полипептидной цепи от рибосомы (release factors, RF). Эукариотический eRF1, чья форма подобна форме тРНК, действует, по-видимому, просто связываясь с A-центром и непосредственно распознавая стоп-кодон.

Подобно некоторым из факторов инициации и элонгации, фактор высвобождения eRF3 связан с GTP. Связывание комплекса (eRF3-GTP) с eRF1 и гидролиз АТФ обеспечивают отделение полипептида от тРНК и завершение синтеза белка (рисунок 46).

Бактерии, в отличие от эукариот, имеют два фактора высвобождения RF1 и RF2 (которые функционально аналогичны эукариотическому фактору eRF1) и GTP-связанный фактор RF3, аналогичный eRF3.

После высвобождения из рибосомы вновь синтезированный белок с помощью специальных белков шаперонов сворачивается в свою нативную трёхмерную конформацию.

Белковые факторы терминации eRF3 обеспечивают

1) диссоциацию рибосомы,

2) разъединение субъединиц, мРНК и последней тРНК, которые теперь вновь готовы участвовать в новом цикле синтеза нового белка.

Каждая стадия трансляции происходила при участии GTP-связывающих белков. Эти белки принадлежат к суперсемейству ГТФаз — белков-переключателей, которые циклируют между ГТФ-активной и ГДФ-неактивной формами (рисунок 47).

Гидролиз связанного с ГТФазой GTP вызывает конформационное изменение или самой ГТФазы, или связанных с ней белков, что и срабатывает как переключатель во многих молекулярных процессах.

Например, в ходе инициации трансляции гидролиз (eIF2-GTP) в (eIF2-GDP) при достижении стартового кодона останавливает сканирование мРНК и разрешает связывание большой субъединицы с малой (рисунок 42, этап 3).

Аналогично, гидролиз (EF2-GTP) в (EF2-GDP) в ходе элонгации приводит к транслокации рибосомы вдоль мРНК (рисунок 43, этап 4).

Рисунок 47 - Циклирование между активной и неактивной формами ГТФазных белков-переключателей. "Срабатывание" ГТФазы ускоряется белками GAPs (GTPase- acceleration proteins) и RGSs (regulators of G-protein-signaling) и ингибируются белками GDIs (guanine nucleotide dissociation inhibitors). Реактивация ГТФазы обеспечивается белками GEFs (guanine nucleotide-exchange factors)