上海
传统观点认为，只有功能蛋白的开放阅读框才会被核糖体翻译。但随着分析技术的发展，越来越多非经典翻译区域的小开放阅读框（small ORF）被发现具有翻译能力，其翻译产物被称为微蛋白（microproteins）。部分微蛋白表现出了与经典蛋白相当的翻译信号，但在常规蛋白质组学的检测中却几乎“隐身”。既然翻译过程正常，为何在细胞内却难以找到它们的踪迹？
近期，浙江大学医学院张汕团队以及生命科学学院王勇团队在Molecular Cell发表的研究为这一问题提供了新的见解。该研究系统描绘了人类非经典翻译产物的折叠与稳定性特征。研究发现，大多数微蛋白从生成之初就带着不易折叠且容易降解的分子特征。而这种命运并非偶然，主要由它们编码序列的高GC含量与遗传密码本身的偏好共同塑造。
研究人员整合了20多种细胞和组织来源的核糖体印迹数据，鉴定出9000多个具有翻译证据的非经典开放阅读框。进一步的结构预测表明，大多数微蛋白可能缺乏稳定折叠结构，整体呈现较强的内在无序倾向。此外，即使将微蛋白序列打乱，只保留原有氨基酸组成，其无序倾向依然存在。这说明，微蛋白的氨基酸组成很大程度上已经决定了它们的折叠命运。
既然多数微蛋白难以形成稳定结构，那么它们在细胞中会经历什么？研究人员构建了人类微蛋白表达文库，并系统评估了这些微蛋白在细胞内的稳定性。结果表明，多数微蛋白在细胞内具有较低的稳定性。而蛋白酶体抑制剂的处理能够显著增强微蛋白信号，提示蛋白酶体途径是清除这些不稳定微蛋白的重要机制。
▲研究示意图（图片来源：研究团队提供）
那么，这些微蛋白为什么会被细胞的降解系统捕捉？
研究发现，微蛋白的不稳定性主要来自两类降解信号。第一类是无序区域中暴露的疏水残基，尤其是亮氨酸，其富集程度与微蛋白的低稳定性显著相关。第二类则藏在蛋白的N或者C末端，即末端降解信号（terminal degrons）。
在核苷酸层面，微蛋白编码序列普遍具有较高的GC含量。由于遗传密码天然的映射关系，高GC序列更容易编码甘氨酸、精氨酸、丙氨酸和脯氨酸。这些残基一方面会削弱蛋白折叠能力，推动内在无序；另一方面又常常出现在N或C末端降解信号中，使微蛋白更容易被E3连接酶识别。
图片来源：123RF
换句话说，高GC含量像一把双刃剑。它可通过形成更稳定的RNA二级结构，减缓核糖体扫描并促进非经典翻译起始，但与此同时，它也在翻译产物中埋下了不稳定的分子属性。
研究进一步分析发现，对相当一部分微蛋白而言，它们可能并不会积累为稳定的功能蛋白，而是在快速降解后作为抗原肽呈递给免疫系统。因此，它们在细胞内尽管只会短暂存在，却可能在细胞表面被免疫系统读取。
总体来看，这项研究不仅解释了为什么微蛋白“明明被翻译了，却很难被检测到”，也为理解新生基因演化、蛋白质稳态和肿瘤免疫提供了新的视角。这也提示微蛋白并非蛋白组中的随机噪音，它们可能是生命系统在演化前沿不断生成和筛选的分子试验品，短暂存在却并不沉默。
原始论文：
[1] Intrinsic Bias of the Genetic Code Shapes the Folding and Stability Landscapes of Microproteins. Molecular Cell (2026). https://doi.org/10.1016/j.molcel.2026.04.021
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