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替代开放阅读框（altORF）可从已注释蛋白质编码基因内部的同框或移码起始位点启动，代表了一个尚未得到充分探索的蛋白质编码潜能来源；其调控机制、功能及生理影响仍知之甚少。本研究考察了大肠杆菌 GndA。GndA 由 gnd 内部一个移码 altORF 编码，而 gnd 编码 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶。我们发现，GndA 蛋白受热激诱导，这与其最初在一项定量膜蛋白质组学筛查中的发现相符；但该蛋白不稳定，而稳定的 Gnd 脱氢酶水平则保持不变。通过翻译融合实验和体内 RNA 结构探测，我们表明，gndA 上游的一段内部互补序列可形成热响应性 RNA 二级结构，从而调控 GndA 的翻译。对 gnd 或 gndA 进行突变均会降低大肠杆菌在热激后的存活率，表明两种基因产物对于抗逆性都至关重要。GndA 可与膜组分共同分离，这与计算机模拟预测的该蛋白能够形成两亲性 α 螺旋相符。相比之下，Gnd 主要位于细胞质中，但在热激后会在 GndA 依赖的条件下重新定位至细胞两极。综上，我们的研究表明，由 altORF 编码的微蛋白对于其主 ORF 伙伴蛋白在应激条件下的重新定位至关重要，揭示了由细菌重叠开放阅读框编码的蛋白质在应激适应中的功能互作。
热休克时，AltORF 编码的微蛋白将主 ORF 编码的脱氢酶招募至细胞两极 | bioRxiv
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热休克时，AltORF 编码的微蛋白将主 ORF 编码的脱氢酶招募至细胞两极
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Gisela Storz
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.22.760973
Janka J. Schmidt
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在已注释的蛋白质编码基因内，从同框或不同框的起始位点开始翻译的替代开放阅读框（altORF），代表了一个尚未得到充分探索的蛋白质编码潜能来源；其调控机制、功能及对生理过程的影响仍知之甚少。在此，我们研究了大肠杆菌 GndA。GndA 由 gnd 基因内一个不同框的 altORF 编码，而 gnd 编码 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶。我们观察到，GndA 蛋白受热激诱导，这与其最初在定量膜蛋白质组学筛选中的发现一致；但该蛋白不稳定，而稳定的 Gnd 脱氢酶水平没有变化。通过翻译融合实验和体内 RNA 结构探测，我们表明，gndA 上游的一段内部互补序列可形成温度响应性 RNA 二级结构，从而调控 GndA 的翻译。对 gnd 或 gndA 进行诱变都会降低大肠杆菌在热激后的存活率，表明这两种基因产物对于耐受热激均十分重要。GndA 在分级离心中与膜组分共分离，这与计算机模拟预测的该蛋白可形成两亲性 α 螺旋相符。相比之下，Gnd 主要定位于细胞质，但在热激后会以 GndA 依赖的方式重新定位至细胞两极。总之，我们的研究表明，altORF 编码的微蛋白是其主要开放阅读框（ORF）伙伴发生应激依赖性重新定位所必需的，这揭示了细菌应激适应过程中由重叠 ORF 编码的蛋白质之间存在功能性相互作用。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助方信息声明
尤妮斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所，
，HD001608
版权
本预印本的版权持有者为作者/资助方，
该预印本在此永久展示的许可已授予 bioRxiv。
本文为美国政府作品。根据《美国法典》第17编第105条，该作品不受版权保护，并且也依据 CC0 许可开放使用。
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发布于 2026 年 10 月 25 日。
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热激时，AltORF 编码的微蛋白将主要 ORF 编码的脱氢酶募集至细胞极
Janka J. Schmidt、Felix Ramos-Leon、Aixia Zhang、Rilee Zeinert、Svetlana A. Shabalina、Gisela Storz
bioRxiv
2026.10.22.760973；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.22.760973
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热激时，AltORF 编码的微蛋白将主要 ORF 编码的脱氢酶募集至细胞极
Janka J. Schmidt、Felix Ramos-Leon、Aixia Zhang、Rilee Zeinert、Svetlana A. Shabalina、Gisela Storz
bioRxiv
2026.10.22.760973；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.22.760973
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关键词：替代开放阅读框 · 微蛋白 · 热激应答 · 蛋白质亚细胞定位 · 细菌应激适应
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.22.760973v1?rss=1