上游密碼子的調(diào)控作用已有證據(jù)表明，上游密碼子是細(xì)胞內(nèi)經(jīng)常采取的一種通用調(diào)節(jié)翻譯的機(jī)制。下面以GCN4在響應(yīng)低氨基酸應(yīng)激過程中的翻譯調(diào)控為例進(jìn)行討論。

GCN4作為一類蛋白因子，可以上調(diào)一大類氨基酸合成酶的表達(dá)。GCN4的mRNA具有非常特殊的5'端結(jié)構(gòu)，大體如下：

GCN4的mRNA具有非常特殊的5'端結(jié)構(gòu)

突變4個uORF的起始密碼子AUG，依次建立了4個突變組M1~4，同時再另取一組將其ORF2~4起始密碼子AUG均突變，建立了第5個突變組M5，保留一組野生型（WT）作對照，實(shí)驗(yàn)觀察GCN4在高氨基酸和低氨基酸下的表達(dá)情況，可以得到如下結(jié)果（+表示表達(dá)，－表示不表達(dá)）：[2]

組別

低氨基酸

高氨基酸

M1

-

-

M2

+

-

M3

+

-

M4

+

+/-

M5

+

+

WT

+

-

其調(diào)控機(jī)制是這樣的：

GCN2是GCN4的同家族蛋白，可以響應(yīng)低氨基酸狀態(tài)，進(jìn)一步作為激酶磷酸化eIF2。磷酸化的eIF2可以抑制eIF2B的鳥苷酸交換因子活性。不同尋常的是，核糖體在翻譯經(jīng)過ORF1起始密碼子后，部分翻譯起始因子得以保留，待經(jīng)過終止密碼子后，大亞基解離，小亞基和部分翻譯起始因子繼續(xù)保留在mRNA上。

①當(dāng)氨基酸含量充足時，激酶GCN2 不響應(yīng)，eIF2 未被磷酸化，