Mtrf1,也称为Mitochondrial Release Factor 1,是一种重要的线粒体蛋白质。它起源于mtRF1a的基因复制,mtRF1a是线粒体释放因子的一种,负责在翻译过程中终止蛋白质的合成。Mtrf1的功能和机制在近年来得到了越来越多的关注,特别是在线粒体翻译终止机制方面。
在人类线粒体中,由于遗传密码的重新分配,一些原本编码精氨酸的密码子AGA和AGG被重新定义为终止密码子。这些非标准的终止密码子不能被传统的释放因子mtRF1a识别,因此需要一种特殊的释放因子来识别和终止这些密码子。研究表明,Mtrf1就是一种能够识别和终止这些非标准终止密码子的释放因子[5]。Mtrf1在翻译终止过程中的作用与细菌中的tmRNA相似,它能够识别并终止那些由于翻译提前终止而停滞的核糖体[1]。
此外,Mtrf1还参与线粒体翻译终止的质量控制机制。研究表明,当Mtrf1缺失时,线粒体核糖体会停滞在AGA和AGG密码子上,导致COX1转录本和蛋白水平的变化,但ND6的合成不受影响[3]。这表明Mtrf1在维持线粒体翻译的准确性和质量控制方面发挥着重要作用。
Mtrf1的缺失还会导致线粒体核糖体相关质量控制机制(MRQC)的激活,并伴随COX1 mRNA的降解,以防止核糖体救援系统过载[2]。这表明Mtrf1在维持线粒体核糖体的功能和稳定性方面也发挥着重要作用。
除了在翻译终止中的作用,Mtrf1还可能参与其他生物学过程。例如,在猪的肌肉组织中,Mtrf1的表达与饲料转化率有关,这表明Mtrf1可能参与肌肉代谢和能量平衡的调节[4]。
综上所述,Mtrf1是一种重要的线粒体蛋白质,参与线粒体翻译终止、质量控制和其他生物学过程。Mtrf1的研究有助于我们更好地理解线粒体翻译的机制和调控,以及Mtrf1在维持线粒体功能和稳定性方面的作用。
参考文献:
1. Huynen, Martijn A, Duarte, Isabel, Chrzanowska-Lightowlers, Zofia M A, Nabuurs, Sander B. 2012. Structure based hypothesis of a mitochondrial ribosome rescue mechanism. In Biology direct, 7, 14. doi:10.1186/1745-6150-7-14. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22569235/
2. Nadler, Franziska, Lavdovskaia, Elena, Krempler, Angelique, Dennerlein, Sven, Richter-Dennerlein, Ricarda. 2022. Human mtRF1 terminates COX1 translation and its ablation induces mitochondrial ribosome-associated quality control. In Nature communications, 13, 6406. doi:10.1038/s41467-022-34088-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36302763/
3. Krüger, Annika, Remes, Cristina, Shiriaev, Dmitrii Igorevich, Cooperman, Barry S, Rorbach, Joanna. 2023. Human mitochondria require mtRF1 for translation termination at non-canonical stop codons. In Nature communications, 14, 30. doi:10.1038/s41467-022-35684-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36596788/
4. Carmelo, Victor A O, Kadarmideen, Haja N. 2020. Genome Regulation and Gene Interaction Networks Inferred From Muscle Transcriptome Underlying Feed Efficiency in Pigs. In Frontiers in genetics, 11, 650. doi:10.3389/fgene.2020.00650. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32655625/
5. Young, David J, Edgar, Christina D, Murphy, Jennifer, Poole, Elizabeth S, Tate, Warren P. 2010. Bioinformatic, structural, and functional analyses support release factor-like MTRF1 as a protein able to decode nonstandard stop codons beginning with adenine in vertebrate mitochondria. In RNA (New York, N.Y.), 16, 1146-55. doi:10.1261/rna.1970310. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20421313/