分子生物学第一篇基因表达调控和蛋白质修饰

分子生物学第一篇:基因体现调控和蛋白质修饰基因组(Genome):生物个体所携带遗传性物质的总量。即细胞中的DNA总量，或病毒的DNA或RNA量“C值悖论”(C-valueparadox):C值:一种生物细胞中特异不变的DNA总量（单倍体基因组）。物种的C值和它进化的复杂性之间没有严格的对应关系，这种现象称为C值悖论。基因体现(Geneexpression):在一定调控机制下基因通过激活、转录、翻译、等过程产生含有生物学功效分子从而赋予细胞一定功效或表型，即基因的转录和翻译的过程。基因体现调控（Regulationofgenexpression):细胞或生物体接受环境信号刺激或适应环境营养状况变化在基因体现水平上作出应答的分子机制。这涉及对体现基因种类和数量上的调调控。基础基因体现(basicgeneexpression)：又称持续性/构成型基因体现(constitutivegeneexpression）:不易受环境变化而变化的基因体现。这其中涉及一类“管家基因(housekeepinggenes)”,这类基因产物是细胞生存活动所必需的，在个体各生长阶段都体现。可调节基因体现(regulatedgeneexpression):易受环境变化而变化的基因体现。对环境应答时被增强体现的过程称为诱导(induction),被激活的基因称为可诱导基因(induciblegenes)；对环境应答时被克制体现的过程称为阻遏repression)，被克制的基因称为可阻遏基因(repressiblegenes)基因体现规律:组织特异性(tissuespecificity)时间特异性(temporalspecificity)基因体现调节的生物学意义:(一)适应环境，维持生长和增殖(二)维持个体发育与分化.真核细胞的构造特性:1、庞大基因组，构造复杂，大量重复序列，基因组大部分是非蛋白质编码的序列，基因内部常被内含子(intron)隔开2、构造基因转录产物是一条单顺反子(monocistron)mRNA,基本上没有操纵元件的构造，并且真核细胞的许多活性蛋白是由相似和不同的多肽链形成的亚基构成的，涉及到多个基因的协调体现。3、以核小体为单位的染色质构造，以及众多DNA结合蛋白质成为调节基因开闭的重要因素；转录和翻译在时间和空间上被隔开，转录本和翻译产物需要通过复杂的加工与转运过程，使得基因体现的调控受到细胞核内外诸多层次的调节，而核外的遗传成分如线粒体DNA等，也增加了基因体现调控的层次和复杂性。基因体现调节的重要阶段1、转录调控(transcriptionalregulation)；（最基本或最重要的调控）2、RNA剪接过程(RNAsplicing)中的调控；3、RNA转运和定位过程(transportationandlocalization)中的调控；4、翻译调控(translationalregulation)；5、mRNA稳定性(mRNAstability)的调控；6、蛋白质活性的调控(proteinprocessingmodification)。活性与非活性染色质：典型的间期(interphase)染色质可分为高度密集状态的异染色质(heterochromatin，30nm的纤维被压缩40-50倍)和较为松散的常染色质(euchromatin)。常染色质约10%处在更开放的延展型构造，即为活性染色质(activechromatin，30nm的纤维压缩约6倍，含有转录活性，即电镜下的串珠状构造)。另外的其它的色质不含有转录活性，属于非活性染色质(inactivechromatin)。活性染色体的重要特性DNA酶I超敏位点(DNaseIHypersensitiveSite(DHSs)（DNA酶I超敏位点的出现是活性染色质的重要特点之一）脱氧核糖核酸酶I(DNaseI)能够随机剪切双链DNA的任意位点。但染色之中有少数位点敏感性超出其它区域100倍以上，被称为DNA酶I超敏位点。DNA酶I超敏位点约由100-200bp的碱基构成，重要位于已经起始或即将起始转录基因的5’侧翼，普通是调节蛋白位点附近。某些基因中离3’侧翼较近,甚至在转录区内。DNA拓扑构造变化(DNAtopology)天然双链DNA的构象大多为负性超螺旋。基因活跃转录时RNA聚合酶转录方向的前方的DNA构造是正性超螺旋，其背面的DNA为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有助于RNA聚合酶迁移转录，而负性超螺旋自有助于核小体再形成。DNA碱基修饰变化(DNAmodification)CpG序列的甲基化可能妨碍转录因子与DNA特定部位的结合而影响转录。组蛋白变化(histonemodification)组蛋白是带正电荷的碱性蛋白质，可与DNA带负电的磷酸基结合从而遮蔽DNA分子，起到非特异性阻遏蛋白的作用。染色质中非组蛋白成分含有组织特异性可能消除组蛋白的阻遏，起到特异性的去阻遏促转录的作用。活性染色体部分常有中非组蛋白成分的加入，组蛋白解聚与释放。染色质重塑：通过调节核小体的相位，中和组蛋白尾巴碱性氨基酸残基（赖氨酸K、精氨酸R、组氨酸H等）带正电荷，削弱核小体中碱性氨基酸与DNA的结合，减少相邻核小体间的聚集使核小体滑动暴露原来被遮蔽的元件，或使核小体表面的元件瞬间暴露。这种染色质构造的动态变化过程称为染色质重塑(chromatinremodeling)。染色质重塑是基因体现表观遗传水平上控制的重要调控方式,涉及：依赖ATP的染色质物理修饰：即ATP水解供能使核小体沿DNA滑动，或使核小体解离并重新装配。延伸中RNA聚合酶II的周边总是伴有核小体，这些核小体又是会处在部分解离部分装配的动态平衡状态,此染色质物理重塑复合体对于转录延伸也含有重要意义。染色质的共价化学修饰：即多发生在组蛋白末端“尾巴”的乙酰化、磷酸化、甲基化和泛素化等。重要发生在组蛋白末端的尾部，特别是核心组蛋白的氨基末端尾部。组蛋白末端部分含有某些带活性基团的氨基酸残基，这些氨基酸残基成为多个化学修饰的靶点。组蛋白乙酰化（酶：HAT，histoneacetyltransferases）：转录激活的标志，多发于组蛋白暴露在外的N端尾巴。脱乙酰化（酶：HDAC，histonedeacetylase）与转录克制有关，并参加多条信号传导通路。组蛋白甲基化（酶：HMT，histonemethyltransferases）：赖氨酸和精氨酸都能够被甲基化，其成果能够是激活或者克制转录。组蛋白泛素化(酶：E1s,ubiquitin-activatingenzymes;E2s,ubiquitin-conjugatingenzymes;E3s,ubiquitinligases)：H2AK119泛素化与克制转录有关；相反H2BK120泛素化激活转录，并在组蛋白伴侣分子FACT协助下在转录延伸中发挥作用。组蛋白SUMO化:4种核心组蛋白都可发生，在H4、H2A、H2B上都已发现了某些特异位点。组蛋白SUMO化拮抗在同一赖氨酸残基上的乙酰化和泛素化，因而含有克制转录的作用。组蛋白聚ADP核糖基化：能够在组蛋白上加上1个(酶：MART，mono-ADP-ribosyltransferase)或多个ADP分子(酶：PARP，poly-ADP-ribosepolymerase)。其活性依赖于缺口单链或双链DNA的存在。可引发DNA部分地与核心组蛋白分离（构象变化可逆）。脯氨酸异构化(酶：PPIase，peptidylprolylisomerase，orProlylisomerase)：脯氨酸顺势和反式构象的转变会严重扭曲多肽链的骨架。酵母中发现，FPR4能催化H3尾部的脯氨酸异构化(H3P38),并调节H3P36的甲基化水平。组蛋白尾部上的大量修饰使得它们之间可能互相干扰，修饰间的互相对话可能发生在不同水平。细胞不同阶段和不同功效活动中组蛋白化学修饰能够是不同的，重要体现为：(1)组蛋白化学修饰类型可能是单一的，也可能是多个联合;(2)空间上，多个化学修饰的组蛋白底物可能相似，也可能不同；(3)时间上，多个化学修饰可能是同时的，也可能不同时；(4)功效上，多个化学修饰的效应可能是协同的，也可能相反。真核基因正性调节占主导真核基因有正、负调节机制，但负调控元件并不普遍存在，即使转录体现也有阻遏和激活或两种作用间有者，但真核染色质的紧密构造不允许基因随机转录，真核基因体现多需要主动激活，因此，真核基因体现以正性调控占主导。基因转录的順式调节在分子遗传学领域，相对同一染色体或DNA分子而言为“順式”(cis)，对不同染色体或DNA分子而言为“反式”(trans)。順式作用元件，即同一DNA分子中含有转录调节功效的特异DNA序列。真核基因順式作用元件涉及：启动子、增强子、沉默子和绝缘子。启动子(promoter)RNA聚合酶周边的一组转录控制元件，即转录起始位点-1及其5’端上游100-200bp内的一组7~20bp的DNA序列，是决定RNA聚合酶II转录起始和转录频率的核心元件。启动子最少涉及一种转录启示位点(transcriptionstartsite，TSS，真核基由于-30，-75，-90)以及一种以上的机能元件。机能元件典型的为TATA盒，共有序列为TATAAAA,普通位于-30~-25bp区，是上游启动子和增强子产生诱导性效应所必须。TATA盒TATAAAAGCGGGCGGCAAGGCCAATCT八聚体ATTTGCATҠBGGGACTTCCATFCTGACGT分类：①核心启动子元件(corepromoterelement,CPE)：RNA聚合酶II起始转录所必需的最小的序列，涉及转录起始点、其上游-30~-25bp处的TATA盒和距起始点位点约-40~+50bp范畴的DNA序列。单独作用只能拟定转录位点和产生基础水平的转录。②上游启动子元件(Upstreampromoterelement，UPE)，不含TATA盒或不通过TATA盒转录，分为两类：一类是位于转录起始点上游-110~-30bp区域富含GC盒（GGGCGG)的启动子，它含有多个转录起始点。该启动子最初最初发现于某些管家基因，这些基因5’端上游富含GC，没有TATA盒，但有数个转录因子Sp-1(specificityprotein1)结合位点，且分布跨度大，对基本转绿化话有重要作用。另一类既无TATA盒也无GC盒的启示转录，RNA聚合酶II的转录起始于一种或数个成簇的起始子(initiator)上,它只有较弱保守序列5’-PyPyCAPyPyPyPyPy-3’，它与对应的蛋白质因子结合能提高或变化转录效率。不同基因的上游启动子元件及其位置不同，使得不同基因体现有别。增强子(enhancer)：远离转录起始点（1~30kb),决定基因的时间、空间特异性体现增强启动子转率活性的DNA序列。增强子发挥作用的方式普通与方向、距离无关，增强子可位于基因的上游或下游的几百或几千个碱基对处，起跨度为100~200bp,其中的核心组件约8~12bp,能够但拷贝或多拷贝串联的形式存在。增强子的作用特点可归结以下：（1）增强子提高同一条DNA链上基因转录的效率，能够远距离作用，普通1~4kb,个别状况可距离30kb,并且在基因的上下游都能起作用；（2）增强子在DNA双链中没有5’和3’的方向性，方向倒置仍然能起作用；（3）增强子和启动子常持续或交替覆盖，有些机能元件即可在增强子也能够在启动子中出现；（4）增强子对启动子没有严格的专一性，同一增强子能够影响不同的启动子；（5）增强子普通含有组织或细胞特异性。增强子的作用机理现在尚不明确，可能作为反式作用元件的“入口”而起作用，或/和通过蛋白之间的相作用，形成增强子和启动子间的“成环‘连接的模式活化转录。沉默子(silencer)：沉默子是DNA中的负调控元件(negativeregulatoryelement，NRE)能结合转录调节的克制子从而妨碍RNA聚合酶的进入，克制基因转录。沉默子的作用可不受距离和方向（有例外）的限制，并可对异源基因的体现起作用。典型的沉默子元件与蛋白结合多直接干扰基本转录因子(generaltranscriptionfactor,GTF)的装配，主动地克制基因；非典型的负调控元件普通通过克制其它上游元件被动地克制基因。绝缘子(insulator)：约几百个碱基对，普通位于启动子与正调控元件(增强子)之间，或活化基因与异染色质之间。绝缘子本深没有正负效应，起作用是不让其它其它调控元件对活化效应或失活效应发生作用。绝缘子重要功效是对抗增强子对启动子不加鉴别地发挥作用，阻断增强子的效应扩撒。因而绝缘子增加了基因调控的精确性。基因转录的反式调节蛋白质因子可分为三大类：1、第一类为RNA聚合酶和基本转录因子(generaltranscriptionfactors，GTFs)。它们结合在靶基因的启动子上，形成前DNA复制起始复合体(pre-initiationcomplex,PIC)，启动基因的转录。2、第二类为特异转录因子（如激活因子和克制因子）。它们是一类与靶基因启动子和增强子特异结合的转录因子，含有细胞及基因特异性，能够增强或克制靶基因的转录。3、第三类是辅调节因子，它们往往在转录因子和前DNA复制起始复合体之间形成桥梁作用，还能够变化局部染色质的构象，对基因转录的起始含有推动作用。基本转录机件1）RNA聚合酶(RNApolymerase):1、RNA聚合酶I转录核糖体RNA，其转录产物是45SrRNA，经剪接修饰生成除小亚基rRNA(SSrRNA)外的多个rRNA；2、RNA聚合酶Ⅱ重要转录编码蛋白质的基因和某些snRNA；3、RNA聚合酶Ⅲ转录产物都是相对分子质量小的RNA，如tRNA、SSrRNA、snRNA.2）基本转录因子TATA结合蛋白TBP和最少8个TBP协同因子(TBPassociatedfactor，TAF)构成TFⅡD，是第一种与DNA结合的因子，3种RNA转录时都需要。反式作用因子（1）蛋白质因子的DNA识别或DNA结合域：最常见的DNA结合域构造形式是锌指构造及碱性氨基酸所形成的α螺旋。另外尚有碱性亮氨酸拉链和碱性螺旋一环一螺旋等构造锌指(zincfinger，Znf)构造：螺旋—转角—螺旋(helix-turn-helix，HTH)及螺旋一环一螺旋(helix-loop-helix，HLH)构造碱性亮氨酸拉链(basicleucinezipper，bZIP)：(2)蛋白质因子的转录激活域转录激活域(activatingdomain)普通由DNA结合构造域以外的30～100个氨基酸残基构成。据氨基酸构成特点，转录激活域分为：①带负电荷的α螺旋构造或酸性α螺旋(acidicα-helix)：含有由酸性氨基酸残基构成的保守序列，多呈带负电荷的亲脂性。GAL-4、GCN-4、糖皮质激素受体和AP-1／Jun等都含有这种及构造域。增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平，可能是通过非特异性互相作用与转录起始复合物上的TFIID等因子结合生成稳定的转录复合物而增进转录。②富含谷氨酰胺构造(glutamine-richdomain)：SP-1的N末端含有2个重要的转录激活区，氨基酸构成中有25％的谷氨酰胺，极少有带电荷的氨基酸残基。酵母的HAP-l、HAP-2和GAL-2及哺乳动物的OCT-1、OCT-2、Jun、AP-2和SRF也含有这种构造域。③富含脯氨酸构造proline-richdomain)：CTF家族(涉及CTF-1、CTF-2、CTF-3)的C末端与其转录激活功效有关，含有20％一30％的脯氨酸残基。辅调节因子(coregulators)通过直接或间接地与特异转录因子或基本转录机件的蛋白亚基结合而参加基因转录的调控。例如，特异转录因子核受体与DNA结合之后，会与一系列有效转录所必需的辅调节因子(coregulator)互相作用，使基因体现的调控更为有效和精细。不同细胞对同一核受体的反映差别，也可能是由于不同细胞中所含的辅调节因子不同所致。辅调节因子按其作用可分辨为：辅激活因子(coactivator)和辅克制因子(corepressor)。辅激活因子作为核受体和基础转录复合物之间的桥梁分子发挥作用，且调节了不同靶基因的体现，参加了核受体反映的细胞特异性调节，并与其它信号途径互相联系。它们通过蛋白质一蛋白质直接互相作用激活基因转录。另外一类辅激活因子不仅能与特异转录因子和基本转录机件结合而起桥梁作用，并且本身还含有乙酰化转移酶的活性，参加染色质的重塑和基因转录的调控。辅克制因子核受体中的视黄酸受体、甲状腺素受体等在无配体结合时，也能与DNA上对应反映元件结合，但是这时与核受体结合的不是辅激活因子而是辅克制因子，对基因的转录起克制作用。其机理是使组蛋白脱乙酰基，以加强组蛋白与DNA的结合，使染色质重趋紧密化而不利于转录。另外，核受体与辅克制因子结合的区域，也正是辅激活因子所识别和结合的区域，即辅克制因子可排斥辅激活因子与核受体的结合。辅克制因子NCoR(nuclearcorepressorreceptor)及SMRT(silencingmediatorforretinoidandthyroidhormonereceptors)均可特异地与甲状腺素受体及视黄酸受体相结合，以克制基因的转录。NCoR/SMRT常与转录克制因子Sin3A配合，聚集另一类辅克制因子HDAC(组蛋白脱乙酰基酶，histonedeacetylase)及其它有关蛋白形成“克制复合体”，达成转录克制的效果。当核受体一旦与对应激素或配体结合时，受体的构象变化，使NCoR/Slx/IRT等辅克制因子脱离核受体，而代之以SRC-1、CBP2p300等辅激活因子与核受体结合，从而激活基因的转录。中介因子(mediators)中介因子是一类能与转录因子互相作用，影响转录因子功效的蛋白质复合体。这些复合体普通由7～18个亚基构成。中介因子既可激活基因转录又可克制基因转录，多个中介因子在基因转录调控中的作用不尽相似。中介因子DRIP、ARC、CRSP、SUR2的重要激活基因转录，可能是通过与转录因子和RNA聚合酶Ⅱ的互相作用而在转录前起始复合体的形成上起桥梁的作用，并可能通过辅助TFⅡH对RNA聚合酶ⅡCTD的磷酸化增进转录的延伸。NAT能够克制转录，克制效应可能是通过其亚基Cdk8实现的，Cdk8使TFⅡH的H亚基磷酸化，克制TFⅡH对对RNA聚合酶ⅡCTD的磷酸化转录**。而TRAP/SMCC在不同条件下既能够活化转录，又能够克制转录。基因转录的延伸和终止在延伸因子(elongationfactor)如TFⅡF、ELL、elongin、SⅡ、TFⅡH、P-TEFb等)作用下，RNA聚合酶Ⅱ转录起始复合物脱离转录起始位点顺着转录出的RNA链开始延伸。这些因子的作用各有不同，但大多数是通过增强聚合酶克服其延伸阻力来调控转录的延伸。SⅡ:激活RNA聚合酶Ⅱ的3’5’核酸酶活性，使暂停的RNA聚合酶继续延伸;ELL和elongin克制聚合酶的暂停作用；TFⅡH和P-TEFb则通过磷酸化作用修饰RNA聚合酶增进延伸）。真核基因转录终止的机制还不清晰。重要是在某种机制的作用下，RNA聚合酶延伸复合物脱离模板，而不是RNA聚合酶指导的RNA合成停止。然后，转录本在3’下游再经一类蛋白质因子等特异性内切酶的作用，使RNA链在连接多聚核苷接尾处断裂。真核基因转录后调控：指基因转录起始后对转录产物进行一系列修饰、加工的过程，重要涉及转录的提前终止、mRNA的剪接和加工、RNA出核及胞质内定位的调控、RNA编辑、mRNA的稳定性、小RNA对基因体现克制的调控等多个环节。转录后调控能够使遗传信息有更加多样的选择性。（一）转录的提前终止(transcriptionattenuation)真核生物的转录提前终止能够有诸多不同的机制。可能由于DNA双螺旋的模板链受到压缩核小体构造影响、DNA双螺旋构造弯曲，或者沉默子和其它负性元件形成DNA链的环状构造的影响等，使转录起始复合物被迫停止在一定的位置上，转录链终止。真核细胞转录提前终止产生的RNA片段可能像选择性剪接错误(见后述)产生的无意义RNA同样被降解。因而也构成基因体现调控的一种机制。（二）mRNA的选择性剪接真核生物刚转录生成RNA是一种单顺反子mRNA的前体(pre-mRNA)，通过剪接(splicing)移除含内子(introns)片段并连接(exons)片段后才成为成熟的mRNA(简作mRNA)。1．RNA的剪接方式在剪接过程中，剪接体依次删除mRNA前体中的全部内含子的“规范”的剪接方式称为常规剪接(constitutivesplicing);然而有约40%~60%的基因存在不同的剪接方式，称为变位剪接(alternativeRNAsplicing，又称选择性剪接或可变剪接)。对于小内含子基因，剪接因子识别内含子两侧的剪接位点形成剪接复合体，称为内含子界定(introndefinition)；对于大内含子基因，剪接因子寻找外显子两侧相匹配的3’和5’剪接位点形成剪接复合体称为外显子界定(exondefinition)。变位剪接，使得同一基因能够产生产生多个不同类型的mRNA转录产物，编码含有多个功效的蛋白质，增加蛋白质的多样性及生物功效的复杂性。2．选择性剪接的调控mRNA的剪接是基于对剪接位点的识别，剪接体(spliceosome)完毕。Spliceosome=5snRNAs(U1,U2,U4.U5,U6)+>200proteins=5snRNPs(小核RNA-蛋白质颗粒）+>50proteins这些蛋白质因子有富含精氨酸和丝氨酸的SR蛋白和非SR蛋白，涉及hnRNP、RNA螺旋酶、激酶等。选择性剪接位点选择机制与基本剪接机制是紧密联系的，剪接体中的剪接因子也参加了对选择性剪接的调控。剪接位点的选择受许多顺式元件和反式因子的调控，顺式元件能够位于外显子内或内含子内，反式因子能够通过识别正性（剪接增强子）或负性（剪接沉默子）的顺式元件对不同的剪接位点进行选择。调控选择性剪接的反式因子也涉及：基本剪接因子和特异性剪接因子两类。基本剪接因子间的协同作用和拮抗作用以及相对丰度的变化能够影响剪接位点的选择；特异性剪接因子能够调控特异的剪接过程。RNA剪接的顺式元件和反式因子:剪接复合体在pre-mRNA形成的系列复合过程（三）RNA出核和转运调控在哺乳动物中，被转运出核的RNA仅占生成RNA总数的1/20，大多数RNA都被剪接加工，其碎片(被切除的内含子，RNA3’端或poly(A)的序列）、加工不完全的RNA和被破坏的RNA均在细胞核内被外切体复合物(exosomecomplex)降解。外切体的核心是一种由六个亚基构成的环状构造，外围的亚基都结合在这一环状构造上。外切体包含某些不同的核酸内切酶亚单位，能够降解不同的RNA。RNA分子的出核转运是在对mRNA加工完毕后进行的。因此任何妨碍RNA剪接完毕的机制都将成为RNA出核的障碍。（四）RNA编辑RNA编辑指除剪接以外的造成RNA序列发生变化的过程。RNA编辑能够造成碱基删除(delition)、插入(insertion)或嵌合体(chimera)RNA的形成，或碱基变化等变化。RNA编辑反映是由某些被称为指导RNAs(guideRNAs，gRNAs)的小分子RNA所介导的。三、真核基因mRNA与翻译水平调控：蛋白质的生物合成即翻译涉及肽链合成的起始、延伸和终止3个阶段。其中翻译起始的调控最为重要。真核生物的翻译需要大量的因子参加，mRNA特异性因子解旋mRNA5’末端，40S核糖体沿mRNA滑动等决定了翻译有关因子的磷酸化控制蛋白质起始作用，mRNA的构造和稳定性也与翻译调控亲密有关。（一）起始因子磷酸化真核生物在应激状况下，通过激活蛋白激酶使其起始因子(eIF2A,Eukaryotictranslationinitiationfactor2A)的磷酸化,在翻译水平调节基因的体现，这是一种重要的调节方式。eIF2A磷酸化后，除了对大多数mRNA翻译起克制作用外，还能特异性激活某些mRNA的翻译，合成特异的蛋白质，以调节靶基因的体现。这种调节机制在生物体中非常保守，可能存在较广泛，是生物体适应环境变化并生存下来行之有效的手段之一。1．eIF2的磷酸化对翻译的克制作用当细胞受到饥饿、高温或病毒感染时，蛋白质合成速率就会下降，这重要通过蛋白激酶对翻译起始因子eIF2磷酸化实现的。eIF2由3个亚单位构成，它能够在ATP的参加下与Met–tRNA特异结合。在蛋白质正常合成过程中，40S起始复合物滑动至起始密码AUG时，与60S亚单位核糖体结合形成80S翻译起始复合物，进行肽链的合成和延伸，同时释放eIF2和GTP。eIF2再次进入eIF2-GTP-Met-tRNAi复合物形成的循环中，继续进行翻译起始过程。当eIF2被蛋白激酶HRI磷酸化后，对GDP和eIF2B亲和力明显增高，克制了eIF2的再循环，从而克制了蛋白质的生物合成oeIF2活性水平的调控对哺乳动物细胞特别重要，能够使其进入非增生的静止状态（G0期）。2．eIF4F的磷酸化对蛋白质合成速率的激活作用α亚单位eIF4FE最小(相对分子质量2.5×104),可直接与mRNA的5’m7G帽子结合，又称帽子结合因子(capbindingfactor)；γ亚单位p220最大(相对分子质量2.2×105),可能在eIF3和40S核糖体亚单位互相作用时为RNA和重要蛋白结合提供静电接触；β亚单位eIF4FA是依赖于RNA的ATP酶(相对分子质量4.4×104)，可使eIF4FAⅡ更加好地结合在复合物上。正常翻译时，eIF4F与mRNA5‘的m7G结合后，40S-eIF2-GTP-Met-tRNAi复合物才干与mRNA相连，进入翻译起始阶段。用蛋白激酶C(PKC)在体外将eIF4F磷酸化后，在高活化的无细胞翻译体系中，其比活性可增高5倍。3．GCN4mRNA翻译的调控典型的真核基因翻译起始于mRNA5’末端第一种被核糖体小亚基扫描到的AUG。如果识别位点非常贫乏，核糖体小亚基的扫描就会跳到mRNA上的第二个或第三个AUG密码而无视第一种AUG，这种现象被称为“扫描遗漏”(leakyscanning)。这种“扫描遗漏”能够使从相似的mRNA中生成两种或更多的亲密相一关的蛋白质，它们仅在氨基末端有所不同。某些基因生成在氨基末端连有一种信号序列和无此序列的相做的蛋白质，使其在细胞中有两个不同的定位。真核基因还能够通过一种或多个上游开放读码框(uORF，supstreamopenreadingframes)进行翻译调控。由uORFs编码的氨基酸序列普通并不重要，有些uORFs只含有调节功效。如果在mRNA分子中出现一种uORF，正在扫描的核小体起始复合物就会在达成蛋白质编码序列前与之结合，使核小体翻译uORF并与mRNA分离，从而克制下游基因的翻译。在内质网应激和氨基酸饥饿状况下，依赖于PERK或GCN2的eIF2磷酸化作用克制了大部分mRNA翻译，但选择性激活ATF4(acti