翻訳ダイナミクスに対する新生ポリペプチドの陽性電荷の影響

高濃度の陽性帯電したアミノ酸残基を持つタンパク質セグメントは、ノンストップmRNA崩壊（NSD）、ノーゴーmRNA崩壊（NGD）、リボソーム品質コントロール（RQC）複合体などのリボソームmRNA/タンパク質崩壊経路を活性化するために設計されたレポーターコンストラクトでよく使用されます。正の帯電した新生ペプチドと負に帯電したリボソーム出口トンネルの静電的相互作用が翻訳停止につながることが提案されています。十分に長く停止すると、翻訳プロセスは転写産物と不完全なタンパク質の分解により終了します。初期の実験はこのメカニズムについて強い議論をしましたが、コドンバイアスやmRNAやタンパク質構造などの正の帯電した記者に関連する他の特徴が、リボソームの失速の強力な誘導因子として浮上しています。さまざまな生物で評価されているように、多様な組成物を持つ人工構造のタンパク質およびmRNA発現に関する公開されたデータを慎重にレビューしました。私たちは、ポリ血管シーケンスは一般に翻訳効率の低下につながりますが、翻訳終了イベントを引き起こすためには、非最適なコドン組成などの悪化因子が必要であると思われると結論付けました。

Protein segments with a high concentration of positively charged amino acid residues are often used in reporter constructs designed to activate ribosomal mRNA/protein decay pathways, such as those involving nonstop mRNA decay (NSD), no-go mRNA decay (NGD) and the ribosome quality control (RQC) complex. It has been proposed that the electrostatic interaction of the positively charged nascent peptide with the negatively charged ribosomal exit tunnel leads to translation arrest. When stalled long enough, the translation process is terminated with the degradation of the transcript and an incomplete protein. Although early experiments made a strong argument for this mechanism, other features associated with positively charged reporters, such as codon bias and mRNA and protein structure, have emerged as potent inducers of ribosome stalling. We carefully reviewed the published data on the protein and mRNA expression of artificial constructs with diverse compositions as assessed in different organisms. We concluded that, although polybasic sequences generally lead to lower translation efficiency, it appears that an aggravating factor, such as a nonoptimal codon composition, is necessary to cause translation termination events.