Initiationsfaktor (Translation)
Synonym: Translations-Initiationsfaktor, Translationsinitiationsfaktor
Englisch: translation initiation factor
Definition
Die Initiationsfaktoren, kurz IF, sind eine heterogene Gruppe von Proteinen und Proteinkomplexen, die essentiell für den ersten Schritt (Initiation) der Translation und damit der Proteinbiosynthese sind. Da sich ihre Anzahl und jeweiligen Funktionen bei Prokaryoten und Eukaryoten grundlegend unterscheiden, werden sie in prokaryotische (IF) und eukaryotische Initiationsfaktoren (eIF) eingeteilt.
Prokaryotische Initiationsfaktoren
Bei Prokaryoten existieren nur drei Initiationsfaktoren: IF-1, IF-2 und IF-3:
- IF-1 bindet an die kleine ribosomale Untereinheit (30 S) und blockiert die vorzeitige Bindung der tRNA.
- IF-2 ist eine GTPase und vermittelt die Bindung der Initiator-tRNA an das Startcodon unter GTP-Hydrolyse.
- IF-3 bindet an die kleine ribosomale Untereinheit und ist ein Anti-Assoziationsfaktor für die große ribosomale Untereinheit (50 S).
Eukaryotische Initiationsfaktoren
Eukaryotische Initiationsfaktoren sind entscheidend für die koordinierte Bildung des Starterkomplexes und des fertigen Initiationskomplexes der Translation. Nachfolgend sind die verschiedenen eIFs bzw eIF-Komplexe sowie ihre Funktionen aufgelistet:
| Protein(komplex) | Genname | Funktion |
|---|---|---|
| eIF1 | EIF1 | Selektion des Startcodons, ribosomales Scanning, Bildung des Initiationskomplexes |
| eIF1A | EIF1AX EIF1AY |
Bildung des Präinitiationskomplexes |
| eIF2 (Komplex aus 3 Untereinheiten) |
EIF2S1 EIF2S2 EIF2S3 |
Bildung des Ternärkomplexes aus eIF2, GTP, Initiator-tRNA |
| eIF2B (Komplex aus 5 Untereinheiten) |
EIF2B1 EIF2B2 EIF2B3 EIF2B4 EIF2B5 |
Guaninnukleotid-Austauschfaktor für eIF2 |
| eIF3 (Komplex aus 13 Untereinheiten) |
EIF3A EIF3B EIF3C EIF3D EIF3E EIF3F EIF3G EIF3H EIF3I EIF3J EIF3K EIF3L EIF3M |
Bildung des Präinitiationskomplexes, ribosomales Scanning, verhindert verfrühte Bindung der großen ribosomalen Untereinheit |
| eIF4F (Komplex aus 3 Untereinheiten) |
EIF4A EIF4E EIF4G |
Bindung der mRNA-Kappe, RNA-Helikase, Bindung des Präinitiationskomplexes, ribosomales Scanning |
| eIF4B | EIF4B | RNA-bindendes Protein, Coenzym von eIF4A |
| eIF4H | EIF4H | RNA-bindendes Protein, Coenzym von eIF4A |
| eIF5 | EIF5 | GTPase-aktivierendes Protein, Hydrolyse des GTP an eIF2 |
| eIF5B | EIF5B | GTPase, Vereinigung der ribosomalen Untereinheiten |
| eIF6 | EIF6 | Anti-Assoziationsfaktor für die große Untereinheit |
Klinik
Bei einer Vielzahl von Krebserkrankungen konnten eine Dysregulation der eIF-Expression sowie in selteneren Fällen Mutationen in den eIF-Genen nachgewiesen werden. Dies trägt zur Entstehung der verschiedenen Hallmarks of Cancer bei, z.B. der Aufrechterhaltung proliferativer Signalwege, Aktivierung der Zellinvasion und Metastasierung und Induktion der Angiogenese. Die eIFs sind daher vielversprechende Drug Targets bei der Entwicklung neuer Krebstherapien.
Quelle
- Jackson et al. The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation Nat Rev Mol Cell Biol 2010
- Hao et al. Eukaryotic translation initiation factors as promising targets in cancer therapy Cell Commun Signal 2020
- Spektrum - Initiationsfaktoren, abgerufen am 22.03.2022