翻譯終止效率
蛋白表達(dá)水平受許多不同因素和過程影響。蛋白穩(wěn)定性、mRNA穩(wěn)定性和翻譯效率在蛋白生產(chǎn)和積累中起主要作用。翻譯過程分為起始、延伸和終止三個(gè)期。對(duì)于翻譯的起始，原核mRNA需要5'端非翻譯前導(dǎo)序列中有一段叫Shine-Dalgarno序列的特異核糖體結(jié)合序列。在真核細(xì)胞，有效的起始依賴于圍繞在起始密碼子ATG上下游的一段叫Kozak序列的序列。密碼子利用或偏愛對(duì)延伸有深刻的影響。例如，如果mRNA有很多成簇的稀有密碼子，這可能對(duì)核糖體的運(yùn)動(dòng)速度造成負(fù)面影響，大大減低了蛋白表達(dá)水平。翻譯終止是蛋白生產(chǎn)必須的一步，但其對(duì)蛋白表達(dá)水平的影響還沒有被研究清楚。但是最近的科學(xué)研究表明終止對(duì)蛋白表達(dá)水平有很大的影響。總的來說，更有效的翻譯終止導(dǎo)致更好的蛋白表達(dá)。
絕大多數(shù)生物都有偏愛的圍繞終止密碼子的序列框架。酵母和哺乳動(dòng)物偏愛的終止密碼子分別是UAA和UGA。單子葉植物最常利用UGA，而昆蟲和大腸桿菌傾向于用UAA。翻譯終止效率可能受緊接著終止密碼子的下游堿基和緊靠終止密碼子的上游序列影響。在酵母中通過改變圍繞終止密碼子的局部序列框架，翻譯終止效率可能被減低幾個(gè)100倍[8]。對(duì)于UGA和UAA，緊接著終止密碼子的下游堿基對(duì)有效終止的影響力大小次序?yàn)镚>U，A>C；對(duì)于UAG是U、A>C>G。
對(duì)于大腸桿菌，翻譯終止效率可因終止密碼子及臨近的下游堿基的不同而顯著不同，從80%（UAAU）到7%（UGAC）[9]。對(duì)于UAAN和UAGN系列，終止密碼子下游堿基對(duì)翻譯的有效終止的影響力大小次序?yàn)閁>G>A、C。UAG極少被大腸桿菌利用，相比UAAN和UGAN，UAG表現(xiàn)了有效的終止，但其后的堿基對(duì)有效終止的影響力為G>U，A>C。對(duì)于哺乳動(dòng)物，偏愛的終止密碼子為UGA，其后的堿基可以對(duì)in vivo翻譯終止有8倍的影響（A、G>>C、U）。對(duì)于UAAN系列，in vivo終止效率可以有70倍的差別，UGAN系列為8倍。如果終止密碼子附近序列沒有最佳化，可能發(fā)生明顯增加的翻譯通讀，因此減少了蛋白表達(dá)。例如，在兔網(wǎng)狀細(xì)胞無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)里，UGAC的翻譯通讀可以高達(dá)10%，而第四個(gè)堿基如果為A，G或C，翻譯通讀為<1%。
總的來說，翻譯起始框架、翻譯終止序列框架和密碼子利用應(yīng)該仔細(xì)選擇，以利于蛋白的最高水平表達(dá)。翻譯終止序列框架能幾倍地改變蛋白生產(chǎn)水平。
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