何天琦，盧松巖，朱東韋，裴翊峰，鄢雨晴，董 浩

（1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130118；2. 吉林省動物疫病預(yù)防控制中心，吉林 長春 130062）

延伸因子（Elongation factors，EF）是在mRNA 翻譯時促進(jìn)多肽鏈延伸的蛋白質(zhì)因子，在原核生物和真核生物中并不相同。原核延伸因子分為EF-Tu、EF-Ts 及EF-G3 種，主要在原核細(xì)胞翻譯時發(fā)揮作用。真核細(xì)胞的延伸因子包括eEF1 和eEF2。eEF1的作用相當(dāng)于原核生物的EF-Tu 和EF-Ts，eEF2 相當(dāng)于EF-G。真核翻譯伸長因子1A （Eukaryotic translation elongation factor，eEF1A）是蛋白質(zhì)合成中含量最高的因子之一，在機(jī)體內(nèi)其含量僅次于肌動蛋白，占總蛋白量的2%左右[1]。兩個eEF1A 和一個eEF1B 構(gòu) 成eEF1 復(fù) 合 物， 同 時eEF1B 又 包 括eEF1B2、eEF1D 和eEF1G。eEF1A 負(fù)責(zé)將除啟動子和硒代半胱氨酸外的所有氨酰tRNA 傳遞到核糖體[2]。除了在多肽鏈延伸中的作用外，eEF1A 在真核生物，包括酵母、植物和哺乳動物中還具有獨(dú)特的細(xì)胞和病毒活性。

eEF1A 不僅遺傳和表達(dá)非常保守，而且對不同生物來說功能也十分相似。一方面，eEF1A 能與新生肽鏈結(jié)合，具有與胞質(zhì)中不能正確折疊的蛋白相互作用的功能，從而降解折疊錯誤蛋白質(zhì)；另一方面，它還參與了細(xì)胞凋亡及病毒復(fù)制等過程。同時，eEF1A 在腫瘤及疾病的防治方面均發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前關(guān)于eEF1A 的研究報道比較廣泛，但具體作用機(jī)制并不明確。為了后續(xù)更明確了解eEF1A的作用機(jī)制以及更快發(fā)掘eEF1A 潛在的功能，主要對eEF1A 研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，為后續(xù)研究提供理論參考。

1 eEF1A 與蛋白質(zhì)翻譯

蛋白質(zhì)生物合成也稱為翻譯（Translation），是一個非常復(fù)雜的生命現(xiàn)象。蛋白質(zhì)在翻譯后其生物化學(xué)官能團(tuán)包括醋酸鹽、磷酸鹽、不同的脂類及碳水化合物等會附在蛋白質(zhì)上從而改變蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，或是造成結(jié)構(gòu)的改變，來擴(kuò)展蛋白質(zhì)的功能。其修飾如磷酸化，是控制蛋白質(zhì)活動機(jī)制的一部份。延伸因子的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，eEF1A 屬于GTP 結(jié)合蛋白家族，在蛋白質(zhì)生物合成及翻譯過程中促進(jìn)氨基?；鵷RNA 與核糖體A 位點(diǎn)的GTP 結(jié)合。此外，eEF1A 的GTP 活性也被用來提高密碼子識別的準(zhǔn)確性。

1.1 eEF1A 與蛋白質(zhì)修飾

從對eEF1A 的初步了解和分析過程中發(fā)現(xiàn)其具有各種生理及生化作用，證實(shí)eEF1A 在所有的翻譯因子中被賦予了蛋白質(zhì)合成之外的大部分功能。軍團(tuán)菌是一種致病性革蘭氏陰性細(xì)菌，可在真核細(xì)胞內(nèi)繁殖。Yury 等人研究發(fā)現(xiàn)嗜肺軍團(tuán)菌的一個效應(yīng)因子是葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶Lgt1，它可以在哺乳動物翻譯延伸因子eEF1A 中通過對絲氨酸的修飾抑制蛋白質(zhì)合成并減少細(xì)胞死亡數(shù)量，與此同時該研究發(fā)現(xiàn)在真核生物中eEF1A 絲氨酸53 位發(fā)生的糖基化可以抑制蛋白質(zhì)的生物合成，更進(jìn)一步說明了翻譯延伸因子由于發(fā)生糖基化修飾而與其他蛋白質(zhì)或因子相互作用，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的翻譯[3]。賴氨酸甲基化在組蛋白上大量存在，在真核延長因子1A 等許多非組蛋白上也很常見，是染色質(zhì)狀態(tài)和基因活性的動態(tài)調(diào)控因子。真核生物翻譯延伸因子eEF1A 的α亞基同樣含有幾個甲基化賴氨酸。如釀酒酵母中的eEF1A 含有4 個甲基化賴氨酸殘基，即Lys-30、Lys-79、Lys-316 和Lys-390，其中兩個也在人類eEF1A 中發(fā)現(xiàn)，即Lys-79 和Lys-316。同時人類eEF1A 中含有幾種酵母蛋白中未發(fā)現(xiàn)的甲基化賴氨酸，即賴氨酸-36、賴氨酸-55 和賴氨酸-165。人甲基轉(zhuǎn)移酶METTL21B 是一種高度特異性的酶，能夠修飾lys-165 位點(diǎn)使eEF1A 發(fā)生甲基化，該修飾為脊椎動物特有的一種修飾[4]。隨后Magnus 等人研究發(fā)現(xiàn)METTL21B 介導(dǎo)的eEF1A 甲基化具有高度的動態(tài)性，并在翻譯水平上影響基因表達(dá)[5]。然而，人類eEF1A 賴氨酸甲基化的功能和意義并不明確，隨著現(xiàn)代技術(shù)如基因編輯（CRISPR Cas9）的發(fā)展，也已經(jīng)為研究因賴氨酸甲基化影響eEF1A 的典型和非典型功能奠定了基礎(chǔ)。

1.2 eEF1A 與細(xì)胞骨架

細(xì)胞骨架（Cytoskeleton）是指真核細(xì)胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由微管、微絲和中間纖維組成。在真核細(xì)胞中細(xì)胞骨架作為細(xì)胞器的一種，不僅對維持細(xì)胞的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用，同時還參與許多重要的生命活動，如有絲分裂中牽引染色體分離，在胞質(zhì)運(yùn)輸中幫助各類小泡和細(xì)胞器定向轉(zhuǎn)運(yùn)等等。胰腺β細(xì)胞是一種促進(jìn)有絲分裂影響細(xì)胞凋亡的因子。甲狀腺激素不僅能與葡萄糖共同調(diào)節(jié)胰島素的分泌，而且能夠調(diào)節(jié)胰腺β細(xì)胞的活力。在甲狀腺激素與胰腺β細(xì)胞的相互作用的研究中Goulart-Silva 等人發(fā)現(xiàn)胰島素轉(zhuǎn)錄物與細(xì)胞骨架的正確結(jié)合是通過eEF1A 蛋白和肌動蛋白的相互作用實(shí)現(xiàn)的[6]。在甲狀腺功能衰退時細(xì)胞骨架結(jié)合的eEF1A 蛋白明顯減少，由此證實(shí)了eEF1A對于將轉(zhuǎn)錄物附著于細(xì)胞骨架是必需的，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的穩(wěn)定性和翻譯速率。翻譯延伸因子eEF1A 不僅是影響翻譯的重要蛋白，同時影響著蛋白質(zhì)的翻譯及細(xì)胞骨架的穩(wěn)定。其中mRNA 與細(xì)胞骨架的關(guān)聯(lián)在靶向機(jī)制以及mRNA 從細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)中正確位置的轉(zhuǎn)運(yùn)中起重要作用。大量研究已經(jīng)證明了mRNA、多核糖體和翻譯因子與細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)有關(guān)[7-10]。mRNA 的靶向作用和局部蛋白質(zhì)合成對于細(xì)胞極性的產(chǎn)生和維持是重要的。Liu 等人研究發(fā)現(xiàn)eEF1A 可以與F-肌動蛋白和β-肌動蛋白mRNA 產(chǎn)生靶向作用，證實(shí)了這種靶向作用對于維持細(xì)胞骨架的穩(wěn)定及蛋白質(zhì)的翻譯起著至關(guān)重要的作用[11]。

2 eEF1A 與細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象，在多細(xì)胞生物去除不需要的或異常的細(xì)胞中起著必要的作用。它在生物體的進(jìn)化、內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定以及多個系統(tǒng)的發(fā)育中起著重要的作用。細(xì)胞凋亡不僅是一種特殊的細(xì)胞死亡類型，而且具有重要的生物學(xué)意義及復(fù)雜的分子生物學(xué)機(jī)制。eEF1A 在細(xì)胞凋亡過程中起到重要作用。eEF1A 的兩種亞型eEF1A1 和eEF1A2 雖然編碼基因不同，但是氨基酸序列約有90%以上的同源性。在高等脊椎動物的發(fā)育過程中eEF1A1 大量表達(dá)，但在成體肌肉和心臟中表達(dá)量很低甚至不表達(dá)，而eEF1A2 的表達(dá)水平不僅在成體肌肉和心臟中較高，在其他細(xì)胞類型中如大型運(yùn)動神經(jīng)元、胰腺中的胰島細(xì)胞和腸道中的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中也是如此。

2.1 eEF1A 抑制細(xì)胞凋亡

細(xì)胞的增殖和死亡對細(xì)胞正常的生長和維持機(jī)體穩(wěn)定性具有重要作用。不正常的細(xì)胞凋亡可以導(dǎo)致自身免疫和惡性腫瘤的發(fā)生。研究表明eEF1A1可以抑制細(xì)胞凋亡。Liu 等人研究發(fā)現(xiàn)下調(diào)eEF1A1可抑制OGD 誘導(dǎo)的JNK 通路的激活從而抑制細(xì)胞凋亡，證明eEF1A1 通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡而在腦缺血損傷中具有同HSC70 類似的保護(hù)作用[12]。在研究eEF1A1 特異性抑制劑基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，翻譯延伸因子可以減輕脂肪酸誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，從而證明eEF1A 可以抑制細(xì)胞凋亡[13]。Peroxiredoxin-1（Prx-1）是一種在所有哺乳動物細(xì)胞中都普遍表達(dá)的蛋白質(zhì)，能夠保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激反應(yīng)。eEF1A 可以與Prx-1 直接作用，通過下調(diào)caspase-3 和caspase-8 激活來保護(hù)細(xì)胞進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡[14]。

2.2 eEF1A 促進(jìn)細(xì)胞凋亡

許多研究證實(shí)了eEF1A1 可以抑制細(xì)胞凋亡，降低eEF1A1 的表達(dá)也能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Borradaile等人通過對氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和誘導(dǎo)脂肪毒性心肌病小鼠模型中eEF1A1 表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)沉默eEF1A1 的表達(dá)會破壞肌動蛋白細(xì)胞骨架并產(chǎn)生棕櫚酸鹽的反應(yīng)，這表明eEF1A1 通過改變細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)，介導(dǎo)了脂肪毒性細(xì)胞的凋亡，隨后證實(shí)了引起細(xì)胞凋亡的原因是通過氧化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)[15]。Abbas 等人研究發(fā)現(xiàn)抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)eEF1A 表達(dá)后，核質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)，線粒體細(xì)胞色素c 釋放減少，tRNA與細(xì)胞色素c 結(jié)合增加，最終導(dǎo)致caspase 活化受到抑制，說明抑制eEF1A 表達(dá)能夠引起細(xì)胞凋亡[16]。周淑亭等人研究發(fā)現(xiàn)通過靶向翻譯延伸因子eEF1A的shRNA 進(jìn)而抑制eEF1A1 表達(dá)可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而研究了eEF1A1 的表達(dá)對肝癌細(xì)胞增殖的影響[17]。杜玉文研究發(fā)現(xiàn)miR-663 可以靶向eEF1A2發(fā)生相互作用進(jìn)而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的凋亡[18]?？偠灾?，eEF1A 在細(xì)胞凋亡過程中起到了不可忽視的作用。

3 eEF1A 與病毒復(fù)制

病毒不僅體積非常微小，而且結(jié)構(gòu)極其簡單，同時病毒同所有的生物一樣具有遺傳、變異、進(jìn)化的能力。病毒具有高度寄生性，獲取生命活動所需的物質(zhì)和能量以及能量和代謝完全依賴宿主細(xì)胞。病毒一旦遇到宿主細(xì)胞它會通過吸附、侵入、復(fù)制、裝配、釋放子代病毒而顯示典型的生命體特征，所以病毒是介于生物與非生物的一種原始的生命體。

3.1 eEF1A 促進(jìn)病毒的復(fù)制

大多數(shù)病毒的復(fù)制都需要宿主蛋白的參與，eEF1A 作為細(xì)胞內(nèi)最重要的功能蛋白之一，不僅參與很多病毒的復(fù)制過程，而且在其中發(fā)揮重要的作用。由于eEF1A 可以與氨酰-tRNA 結(jié)合，許多RNA病毒序列中存在類似aa-tRNA 的結(jié)構(gòu)，正由于存在這種特異性的結(jié)合，從而更能夠說明eEF1A 能夠影響病毒的復(fù)制。關(guān)于番茄斑駁枯萎病病毒（Tomato spotted wilt virus，TSWV）的研究表明真核延長因子eEF1A 是促進(jìn)TSWV 轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的宿主因子，eEF1A抑制劑的存在降低了RNA 的合成，說明eEF1A 在TSWV 的RNA 合成中起到促進(jìn)作用[19]。另外，有關(guān)煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)真核翻譯伸長因子1A（eEF1A）或1B（eEF1B）被沉默后，病毒膜蛋白的含量降低且病毒的傳播明顯受到抑制，表明eEF1A 和eEF1B 都是TMV 感染所必需的宿主因子，并且能夠促進(jìn)病毒復(fù)制[20]。Davis 研究發(fā)現(xiàn)eEF1A 與西尼羅病毒基因組RNA 的3 端莖環(huán)之間能夠發(fā)生相互作用，進(jìn)而可以促進(jìn)病毒負(fù)鏈RNA 合成[21]。Daniel 等人通過對人類免疫缺陷病毒（Human immunodeficiency virus，HIV）的 研 究 發(fā) 現(xiàn)HIV-1 逆轉(zhuǎn)錄酶（RT）和細(xì)胞真核翻譯延伸因子1A（eEF1A）之間存在相互作用，并且在HIV-1 復(fù)制過程中十分重要，通過破壞這種相互作用可以抑制HIV-1 的脫殼、逆轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，從而說明eEF1A 在HIV 的復(fù)制中起到促進(jìn)作用[22]。Li 等人研究同樣發(fā)現(xiàn)eEF1 復(fù)合物與HIV-1 逆轉(zhuǎn)錄復(fù)合物（RTC）相關(guān)。eEF1 和RTC 之間是通過eEF1 中的一個亞基eEF1A和逆轉(zhuǎn)錄酶之間相互作用而結(jié)合，隨后這種相互作用被證實(shí)了可以影響HIV 的逆轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，說明eEF1A 可作為一種潛在的新型藥物靶點(diǎn)[23]。

3.2 eEF1A 抑制病毒的復(fù)制

研究表明eEF1A 不僅能夠促進(jìn)病毒的復(fù)制，而且能夠抑制病毒的復(fù)制。明凡研究發(fā)現(xiàn)人源翻譯延伸因子eEF1A 能夠抑制禽源流感病毒在A549 細(xì)胞上的增殖，進(jìn)而降低病毒的復(fù)制，進(jìn)一步證明翻譯延伸因子可能作為禽流感病毒感染人過程中的關(guān)鍵作用因子[24]。有關(guān)呼吸道合胞體病毒（Respiratory syncytial virus，RSV）研究發(fā)現(xiàn)通過結(jié)合N 蛋白證實(shí)eEF1A 與RSV 復(fù)制復(fù)合物之間可以發(fā)生相互作用，從而促進(jìn)基因組RNA 的合成和病毒的產(chǎn)生，進(jìn)一步證明了下調(diào)eEF1A 可以抑制病毒基因組RNA 的表達(dá)及病毒的釋放[25]。Li 等人研究發(fā)現(xiàn)eEF1A 能夠與經(jīng)典豬瘟病毒（Classical swine fever virus，CSFV）NS5A蛋白發(fā)生蛋白互作，并對CSFV 的復(fù)制及增殖具有抑制作用[26]。

總而言之，病毒的復(fù)制是一個十分復(fù)雜的過程，翻譯延伸因子eEF1A 在病毒的復(fù)制中發(fā)揮著十分重要的作用。一方面eEF1A 可以通過與RNA 的某一段序列或特殊結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)而影響病毒的復(fù)制；另一方面可以與多種宿主蛋白相互作用對病毒的復(fù)制起到影響。同時，eEF1A 的表達(dá)量上調(diào)或下降也對病毒的復(fù)制至關(guān)重要，但其具體作用機(jī)理尚不明確。

4 eEF1A 與腫瘤

真核翻譯延伸因子在不同腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中所起的作用現(xiàn)已引起廣泛關(guān)注。真核翻譯伸長因子eEF1A1 和eEF1A2 不僅是翻譯因子，也是在人類腫瘤包括乳腺癌、卵巢癌和肺癌中高度表達(dá)的多效性蛋白。近年來對eEF1A 蛋白的研究結(jié)果表明eEF1A 蛋白在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。eEF1A1 不僅對維持細(xì)胞骨架穩(wěn)定性起重要作用，還能影響細(xì)胞增殖甚至死亡，相比eEF1A1 來說eEF1A2 蛋白的過表達(dá)更能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。eEF1A1 的失活可能導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)免疫缺陷并能促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

在人類中，eEF1A 亞型的氨基酸序列幾乎相同，只有在第二亞型中存在一個添加的C 端氨基酸殘基時，氨基酸序列長度不同。盡管具有90%以上的序列一致性，但可能具有不同的功能。eEF1A1 已被證明參與包括肌動蛋白結(jié)合和捆綁、凋亡、核轉(zhuǎn)運(yùn)、蛋白酶體介導(dǎo)的受損蛋白降解、熱休克和轉(zhuǎn)化等過程，還有研究發(fā)現(xiàn)在人類機(jī)體eEF1A2 過表達(dá)時具有致癌特性[27]。張文明等人通過對eEF1A1 與肝癌侵襲轉(zhuǎn)移影響機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞中eEF1A1 正向調(diào)控NOB1 的表達(dá)，進(jìn)而可以影響肝癌細(xì)胞的侵襲和遷移[28]。Kobayashi 研究發(fā)現(xiàn)真核翻譯伸長因子eEF1A1 表達(dá)下調(diào)消除了由受損染色體凝聚產(chǎn)生的四倍體細(xì)胞，這是一種不同于caspase 依賴的細(xì)胞凋亡的新型細(xì)胞死亡方式，而這種新的細(xì)胞死亡機(jī)制有助于消除異常的四倍體細(xì)胞和抑制腫瘤的發(fā)生[29]。丁沐然等人通過對人翻譯延伸因子eEF1A1 及肺癌細(xì)胞H1299 的研究發(fā)現(xiàn)eEF1A1 的高表達(dá)可顯著提高H1299 細(xì)胞對阿霉素和紫杉醇的耐受性，進(jìn)而證明eEF1A 在腫瘤發(fā)生過程中具有重要作用[30]。然而，翻譯延伸因子在不同癌癥中的表達(dá)水平和意義仍未能得到充分的研究，eEF1A1 和eEF1A2 兩種亞基具體功能目前尚不能完全確定，潛在的致癌機(jī)制仍需要進(jìn)一步的探索。

5 展 望

綜上所述，eEF1A 是一種具有十分復(fù)雜生物學(xué)功能的蛋白。eEF1A 能夠影響蛋白質(zhì)的翻譯，也可以作為一種肌動蛋白結(jié)合蛋白來維持細(xì)胞骨架的穩(wěn)定。一方面eEF1A 能作為病毒感染細(xì)胞時的宿主因子，在病毒感染宿主細(xì)胞時發(fā)揮一定的作用；另一方面eEF1A 的大量研究結(jié)果在一定程度上揭示了其可能參與更多的生命過程，包括可能作為細(xì)胞通路中的重要因子影響細(xì)胞通路之間的重要通信，進(jìn)一步闡明蛋白質(zhì)合成翻譯以及與細(xì)胞死亡間的聯(lián)系而影響基因表達(dá)。eEF1A 可以調(diào)控并參與細(xì)胞內(nèi)的重要的生理代謝過程，可以為腫瘤的治療和疾病的預(yù)防提供新的靶點(diǎn)和治療策略[31-32]。

目前，國內(nèi)外對eEF1A 的研究已經(jīng)比較深入，大量研究表明宿主細(xì)胞內(nèi)的eEF1A 可以與外來病毒蛋白發(fā)生互作，從而抑制病毒的復(fù)制。通過研究eEF1A 與動植物病毒復(fù)制的關(guān)系，可以為種植業(yè)和畜牧業(yè)提供更有針對性的防治病毒的手段。也有研究發(fā)現(xiàn)eEF1G能夠在甲型流感病毒復(fù)制的過程中起到重要作 用，eEF1G 是通 過C 端 與eEF1B2 和eEF1D 相 連接，eEF1B2 和eEF1D 分別與eEF1A 連接，從而證明了eEF1G 的C 端區(qū)對于蛋白質(zhì)的表達(dá)至關(guān)重要[33]。然而，關(guān)于翻譯延伸因子是否還具有其他的特殊功能尚不能完全明確。因此，進(jìn)一步研究其功能以及在生物內(nèi)的作用機(jī)制還是十分必要的。