第蛋白質(zhì)的生物合成

2核糖體核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，在蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，將tRNA、mRNA及多種酶和蛋白質(zhì)因子的作用協(xié)調(diào)起來(lái)。核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成，有大小兩個(gè)亞基。核糖體的功能：①識(shí)別mRNA上的起始點(diǎn)，②使mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子配對(duì)，③合成肽鍵。當(dāng)前第1頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)來(lái)源核糖體亞基RNA(S)蛋白質(zhì)種類真核細(xì)胞80S小40S1830~32大60S28，5.8,536~50原核細(xì)胞70S小30S1621大50S23,534線粒體64~70S小32~40S11~1630~34大43~58S14~2331~50核糖體的種類、結(jié)構(gòu)和組分當(dāng)前第2頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)3tRNA和氨酰-tRNA合成酶氨酰-tRNA合成酶具有高度專一性，能識(shí)別特異的氨基酸和相關(guān)tRNA，并能區(qū)分結(jié)構(gòu)極為相似的氨基酸，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤還能校正，即具有雙重校對(duì)功能；還能識(shí)別對(duì)應(yīng)于同一種氨基酸的多種tRNA。

tRNA的主要功能是攜帶氨基酸到核糖體上，在蛋白質(zhì)合成中起翻譯作用，還起校正tRNA的校正作用。此外，還能進(jìn)行不依賴于核糖體的多肽合成；逆轉(zhuǎn)錄病毒以RNA基因組合成cDNA時(shí)以tRNA為引物；有些tRNA可以是植物激素；在蠶體內(nèi)，tRNALys可作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等。當(dāng)前第3頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)二蛋白質(zhì)合成的步驟蛋白質(zhì)的生物合成分為5步：①氨酰-tRNA的合成②多肽鏈合成的起始③多肽鏈合成的延伸④多肽鏈合成的終止⑤多肽鏈的折疊與加工當(dāng)前第4頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)1氨酰-tRNA的合成氨基酸在摻入蛋白質(zhì)前，先要在氨酰-tRNA合成酶的催化下進(jìn)行活化，由ATP供能。在氨酰-tRNA合成酶分子上有氨基酸和tRNA的專一結(jié)合位點(diǎn)，將特定的氨基酸和特定的tRNA通過(guò)高能磷酸鍵結(jié)合起來(lái)。在氨酰-tRNA合成酶的催化下先生成氨酰-AMP，再將活化的氨基酸轉(zhuǎn)移到專一性的tRNA分子上，生成氨酰-tRNA?？偡磻?yīng)式為：氨酰-tRNA合成酶當(dāng)前第5頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)2多肽合成的起始起始密碼為AUG(GUG),原核生物肽鏈合成起始氨基酸都是甲酰蛋氨酸(fMet)。起始復(fù)合物的形成:先形成30S復(fù)合物，再形成70S復(fù)合物。mRNA與30S亞基結(jié)合形成mRNA-30S復(fù)合物，mRNA上的起始密碼子AUG定位于P位上。當(dāng)前第6頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)

fMet–tRNAf通過(guò)其反密碼子與起始密碼子識(shí)別并結(jié)合，形成30S-mRNA-fMet-tRNAf起始復(fù)合物。

30S復(fù)合物與50S大亞基結(jié)合形成有翻譯功能的70S起始復(fù)合物。在70S起始復(fù)合物上有兩個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)：A位為AA-tRNA結(jié)合位；P位為肽酰-tRNA結(jié)合位。fMet-tRNAf處于P位，空A位接受第2個(gè)AA-tRNA。當(dāng)前第7頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)3肽鏈的延伸①第一個(gè)新進(jìn)入的氨酰-tRNA結(jié)合到A位由GTP供能，在延伸因子Tu和Ts參與下，新進(jìn)入的氨酰-tRNA的反密碼子與A位上mRNA的密碼子互補(bǔ)。②轉(zhuǎn)肽處于A位上的氨酰-tRNA上的α-氨基與P位甲酰蛋氨酰-tRNAf上的α-羧基間生成肽鍵。這時(shí)A位上的為二肽酰-tRNA，P位上的tRNA為空載?？蛰d的tRNA從核糖體上脫離。當(dāng)前第8頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)③移位在延伸因子G的參與下，由GTP供能，核糖體沿mRNA5'→3'方向移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離。原來(lái)在A位上的二肽酰-tRNA移到P位，A位空出準(zhǔn)備接受下一個(gè)氨酰-tRNA。重復(fù)以上三個(gè)步驟，直到mRNA上終止密碼子出現(xiàn)在A位。當(dāng)前第9頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)4肽鏈合成的終止當(dāng)核糖體沿mRNA5'→3'方向移動(dòng)到終止密碼子時(shí)，沒(méi)有相應(yīng)的終止氨酰-tRNA進(jìn)入A位，肽鏈合成終止。有三種終止因子RF1,RF2,RF3參與終止步驟。RF1識(shí)別終止密碼UAG,UAA；RF2識(shí)別UAA,UGA；RF3促進(jìn)RF1,RF2的識(shí)別。RF1,RF2結(jié)合到核糖體后，使轉(zhuǎn)肽酶構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)樗饷富钚裕呋孽ＥctRNA間的酯鍵水解，合成的肽鏈從核糖體上釋放出來(lái)?？蛰dtRNA從核糖體上脫離，核糖體解離成50S和30S兩個(gè)亞基，離開(kāi)mRNA，多肽合成結(jié)束。蛋白質(zhì)生物合成當(dāng)前第10頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)當(dāng)前第11頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)當(dāng)前第12頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)5多核糖體結(jié)構(gòu)在一條mRNA上可以結(jié)合多個(gè)核糖體，呈念珠狀，稱為多核糖體結(jié)構(gòu)。在蛋白質(zhì)合成中核糖體總是先結(jié)合于mRNA5'-端，從起始密碼AUG開(kāi)始，沿5'→3'方向翻譯密碼子，合成多肽鏈，當(dāng)移動(dòng)一段距離后，第二個(gè)核糖體又可與空出的mRNA5'-端結(jié)合，沿5'→3'方向進(jìn)行翻譯。在一條mRNA鏈上可結(jié)合多個(gè)核糖體，各自獨(dú)立進(jìn)行多肽的合成，能提高mRNA的翻譯效率。當(dāng)前第13頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)當(dāng)前第14頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)6多肽鏈的加工1)N-端甲?；岸嘤喟被岬那谐吹鞍踪|(zhì)合成機(jī)理，蛋白質(zhì)N-端氨基酸應(yīng)是甲酰蛋氨酸(原核)或蛋氨酸(真核)，但事實(shí)上并非如此。這是由于脫甲酰酶除去了N-端的甲?；?，氨肽酶切除了N-端一或幾個(gè)多余氨基酸。此過(guò)程常在肽鏈延伸約有40個(gè)氨基酸左右就開(kāi)始了。當(dāng)前第15頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)2)蛋白質(zhì)內(nèi)部某些氨基酸的修飾被修飾的部位通常是絲氨酸或蘇氨酸鍘鏈上的羥基；天冬氨酸、谷氨酸鍘鏈上的羧基；天冬酰胺鍘鏈上的酰胺基；精氨酸、賴氨酸上的氨基；半胱氨酸上的巰基等。修飾作用是在專一性的酶催化下進(jìn)行的。當(dāng)前第16頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)3)切除非必需肽段有些酶、激素等要經(jīng)過(guò)此加工過(guò)程。如胃蛋白酶、胰蛋白酶等，初合成的是沒(méi)有活性的酶原，在一定條件下除去一段肽才能轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?。如胰島素，初產(chǎn)物為前胰島素原，經(jīng)切除N-端信號(hào)肽變?yōu)橐葝u素原，再切除C肽成為有活性的胰島素。4)二硫鍵的形成

特定部位的兩個(gè)半胱氨酸側(cè)鏈上的巰基在專一性氧化酶的作用下二硫鍵。當(dāng)前第17頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)三蛋白質(zhì)生物合成的抑制物1抗菌素抗菌素的殺菌作用表現(xiàn)在二個(gè)方面：1)破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，引起溶菌。

2)干擾核酸和蛋白質(zhì)的生物合成。

鏈霉素、金霉素、土霉素、卡那霉素可特異結(jié)合細(xì)菌的核糖體小亞基；氯霉素、紅霉素、螺旋霉素結(jié)合細(xì)菌核糖體大亞基，從而抑制蛋白質(zhì)的合成。當(dāng)前第18頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)2干擾素干擾素是病毒感染宿主細(xì)胞后，宿主細(xì)胞產(chǎn)生的一種具有多功能的蛋白質(zhì)。人體被病毒感染后可產(chǎn)生3類干擾素：α-干擾素(白細(xì)胞產(chǎn)生)，β-干擾素(成纖細(xì)胞產(chǎn)生)，γ-干擾素(T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生)。每一類中又有若干亞類。干擾素能干擾病毒蛋白質(zhì)的合成，還對(duì)病毒的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、病毒顆粒的裝配等起抑制作用。當(dāng)前第19頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)3抗代謝物抗代謝物是指在結(jié)構(gòu)上與參加反應(yīng)的天然代謝物相似的物質(zhì)，能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制某種酶。在結(jié)構(gòu)上類似于遺傳信息傳遞中的某些底物的物質(zhì)可用于治療腫瘤，如6-巰基嘌呤、5-氟尿嘧啶等堿基類似物可抑制DNA的復(fù)制。嘌呤霉素的結(jié)構(gòu)與Ttr-tRNATyr(酪氨酸)相似，可代替其進(jìn)入核糖體A位，連接到延伸肽鏈的C端，造成肽鏈合成終止。當(dāng)前第20頁(yè)\共有23頁(yè)\編于星期六\9點(diǎn)核糖體的功能：①識(shí)別mRNA上的起始點(diǎn)，②使mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子配對(duì)，③合成肽鍵。中心法則：轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制蛋白質(zhì)提要當(dāng)前第21頁(yè)\