多順反子:IRES和2APeptides

2023年12月11日發(作者：黑板報新學期)

-

站長統計

多順反子：IRES和2APeptides

單順反子（monocistron）:真核基因轉錄產物為單順反子，即一個基因編碼一條多肽鏈或RNA鏈，每個基因轉錄有各自的調節元

件。

多順反子（polycistronicmRNA）在原核細胞中，通常是幾種不同的mRNA連在一起，相互之間由一段短的不編碼蛋白質的間隔序

列所隔開，這種mRNA叫多順反子mRNA。一個順反子就是一個基因，多順反子就是多個基因。雙順反子即兩個順反子。

常見的多順反子包括IRES（Internal Ribosome Entry Site）和IRES（Internal Ribosome Entry Site）和2A Peptides（P2A, T2A,E2A or F2A）IRES 和2A隔在兩個2A Peptides（P2A, T2A,E2A or F2A）IRES 和2A隔在兩個

基因中間，分別形成兩個單獨的轉錄本，分別翻譯成蛋白質

internal ribosome entry site（IRES）2A lf-cleaving peptides

IRES

定

義

優

點

IRES內部核糖體進入位點序列：是一段約500bp的核酸序

列，這類RNA序列能折疊成類似于起始tRNA的結構，從而

介導核糖體與RNA結合，能獨立的起始蛋白翻譯。

IRES優于2A肽的關鍵優勢在于它不影響上下游ORF的蛋白

序列

IRES的主要缺點是與上游ORF相比，下游ORF的表達水平

比較低（通常為上游的10%-20%）。這就是為什么當人們

在IRES后表達熒光蛋白時，常常難以獲得可檢測的熒光信

號，特別是在體內應用。此外，IRES元件的大小（>500

bp）也可能會增加載體構建和病毒包裝的難度。

如果實驗不需要第二個ORF的高水平表達（如藥物篩選標

記），那么IRES應該是可以滿足實驗要求的。

P2A

P2A肽(2A peptide)是一種可"自我剪切"的短小肽鏈，最

初在FMDV中發現，約22個氨基酸，2A肽可在蛋白翻譯

時通過核糖體跳躍從自身最后2個氨基酸C末端斷裂。

2A肽優于IRES的關鍵優勢在于下游ORF的表達水平與上

游ORF相當（或者略小于）

2A肽的缺點可能是會在上下游ORF留下附加殘基，從而

可能產生不良影響。2A肽的自我切割并不是100％有效

的，其效率會受上下游ORF序列的影響。因此，不能進

行有效自我切割的融合蛋白將會是一種翻譯產物，在某些

實驗運用中，這是一個值得注意的問題。

然而，如果多順反子中存在兩個以上的ORF，或者等量

共表達多個ORF很重要，我們建議您使用2A肽。

缺

點

選

擇

核糖體進入位點internal ribosome entry site（IRES）

本質：是一段核酸序列

意義：它的存在能夠使蛋白質翻譯起始不依賴于5‘帽結構，從而使直接從信使RNA（mRNA）中間起始翻譯成為可能。

應用：IRES常用構建于真核生物雙順反子（bicistronic mRNA）中間，如此一來，第一個蛋白通常靠5’帽子結構起始翻譯，而第二個蛋白

則依靠IRES起始翻譯。IRES前后的兩個蛋白的表達通常是成比例的，因此可以根據其中一個報告基因的表達情況來反映另外一個蛋白的表達情

況。

2A肽（2A lf-cleaving peptides）

定義：是一類長18-22個氨基酸殘基的肽片段，能誘導細胞內含有2A肽的重組蛋白自我剪切。這種肽都有一段的序列模體，經常會在最后甘氨

酸（G）和脯氨酸（P）連接處導致核糖體無法連接，從而造成“剪切”的效果。

序列：下表羅列了四種2A肽的序列。雖然對2A肽的功能而言不是必要條件，在2A肽序列的N端加上一個GSG（Gly-Ser-Gly，甘氨酸、絲氨

酸、甘氨酸）序列能提高2A肽誘導剪切的效率。

在四種常用的2A肽（P2A，T2A，E2A和F2A）中，P2A通常具有最高的切割效率（在某些情況下接近100％），接下來是T2A，其次是

E2A和F2A。F2A的切割效率僅為約50％，我們通常推薦在多順反子中使用P2A或T2A。

“剪切”原理：在C端編碼一個高度保守的共有基序（Asp-Val/Ile-Glu-X-Asn-Pro-Gly-//-Pro）剪切位點位于Gly-//-Pro之間。剪切的原理

是2A的高級結構對核糖體肽基轉移酶中心造成空間排阻，阻止Gly和Pro之間形成肽鍵，但是核糖體依然可以繼續下游的翻譯，整個過程不需

要其他蛋白酶的參與。

種類

T2A

P2A

E2A

F2A

源于何種病毒

明脈扁刺蛾病毒（Thoa asigna virus）

豬捷申病毒（Porcine teschovirus）

馬甲型鼻炎病毒（Equine rhinitis A virus）

手足口病毒（Foot-and-mouth dia virus）

序列

(GSG) EGRGSLLTCGDVEENPGP

(GSG) ATNFSLLKQAGDVEENPGP

(GSG) QCTNYALLKLAGDVESNPGP

(GSG) VKQTLNFDLLKLAGDVESNPGP

1. /technologies/ires/2. /item/%E5%86%85%E9%83%A8%E6%A0%B8%E7%B3%96%E4%BD%93%E8%BF%9B%E5%85%A5%E4%BD%8D%E7%82%B9/5969223

-