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Lexikon der Biologie: Elongationsfaktoren

Elongationsfaktoren, Transferfaktoren, Abk. EF, GTP-bindende (Guanosin-5'-triphosphat) Proteinfaktoren, die bei der Elongation der Polypeptidketten während der Translation erforderlich sind. Bei Escherichia coli ist der Elongationsfaktor EF-Tu nötig, um die Bindung einer Aminoacyl-tRNA (AA ~ tRNA) an ein Ribosom zu ermöglichen. Dazu reagiert EF-Tu mit GTP und AA ~ tRNA, um einen AA ~ tRNA-EF-Tu-GTP-Komplex zu bilden. Dieser ternäre Komplex wird Codon-unabhängig auf die A-Bindungsstelle des Ribosoms übertragen. Nur wenn Codon und Anticodon sterisch zueinander passen, erfolgt durch Konformationsänderung der tRNA und Doppelstrangbildung (Doppelstrang) zwischen ribosomalen RNAs und Sequenzen der tRNA (z.B. des TψC-Arms; transfer-RNA) eine feste Bindung der AA ~ tRNA-Komponente, wobei EF-Tu-GDP und Phosphat freigesetzt werden. EF-Tu-GDP wird durch den Austauschfaktor EF-Ts regeneriert und kann nach GTP-Bindung erneut in den Zyklus eintreten. Die Bildung der Peptidbindung und der Transfer der Peptidkette von der Peptidyl-tRNA (PP ~ tRNA) zur AA ~ tRNA wird von Bereichen der großen Untereinheit des Ribosoms katalysiert, wobei die Peptidyltransferase-Aktivität im wesentlichen auf die 23S-rRNA (Ribozyme) zurückzuführen ist. Die anschließende Translokation der um eine Aminosäure verlängerten Peptidyl-tRNA von der A- zur P-Bindungsstelle des Ribosoms wird vom EF-G (Translokase) bewerkstelligt, wobei zuerst ein EF-G-GTP-Ribosomen-Komplex gebildet wird. Die Translokation erfolgt dann spontan mit der Freisetzung der freien tRNA von der P-Bindungsstelle. Die Freisetzung des EF-G erfordert wieder eine GTP-Hydrolyse, die durch ribosomale Proteine mit GTPase-Aktivität vermittelt wird. GDP muß zur Regeneration von EF-G gegen GTP ausgetauscht werden, was im Gegensatz zu EF-Tu ohne Helferfaktoren erfolgt. Bei Eukaryoten verläuft die Elongation mit vergleichbaren Elongationsfaktoren ( vgl. Tab. ). In der Regel läßt sich deren Wirkung durch die gleichen Wirkstoffe beeinflussen. Ausnahme ist die Empfindlichkeit des eukaryotischen Elongationsfaktors eEF-2, der durch Diphtherietoxin ADP-ribosyliert (ADP-Ribosylierung von Proteinen) und dadurch vollständig inaktiviert werden kann.

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