真核蛋白質(zhì)的生物合成(翻譯)

真核生物蛋白質(zhì)生物合成過程TheProcessofProteinBiosynthesis氨基酸的活化與搬運肽鏈合成起始階段(initiation)延長階段(elongation)終止階段(termination)一、肽鏈合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物(translationalinitiationcomplex)。有多種蛋白質(zhì)因子參與這一過程，稱為起始因子（initiationfactor，IF）起始因子生物功能原核生物IF-1占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNAIF-2促進起始tRNA與小亞基結(jié)合IF-3促進大、小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA的敏感性真核生物eIF-2促進起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2B，eIF-3最先結(jié)合小亞基促進大、小亞基分離IF-4AeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進mRNA結(jié)合小亞基IF-4B結(jié)合mRNA，促進mRNA掃描定位起始tRNAIF-4EeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA5`-帽子IF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E和PABeIF-5促進各種起始因子從小亞基解離，進而結(jié)合大亞基eIF-6促進核蛋白體分離成大、小亞基原核、真核生物各種起始因子的生物功能（一）真核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分離；Met-tRNAiMet結(jié)合；mRNA在核蛋白體小亞基就位；核蛋白體大亞基結(jié)合。Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2

-GTP真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過程真核生物翻譯起始特點核蛋白體為80S（40S＋60S）起始tRNA攜帶的甲硫氨酸不需要甲?；痬RNA5`端帽子結(jié)構(gòu)與其在核蛋白體上就位有關(guān)，需要帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物(eIF-4F)參與eIF2與Met-tRNAiMet和GTP結(jié)合構(gòu)成復(fù)合體后先與40S小亞基結(jié)合，然后才與mRNA結(jié)合二、肽鏈的延長指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，依次添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進行，又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomalcycle)，每次循環(huán)增加一個氨基酸，包括以下三步：進位（entrance）或注冊（registration）成肽（peptidebondformation）轉(zhuǎn)位（translocation）需要延長因子（elongationfactor，EF）和GTP的參與肽鏈合成的延長因子原核生物功能真核生物EF-TuEF-Ts促進氨基酰-tRNA進入A位，結(jié)合分解GTP調(diào)節(jié)亞基EF-1

EF-1

EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，協(xié)助mRNA-肽酰-tRNA由A位前移至P位，促進卸載tRNA釋放EF-2真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長因子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載的tRNA直接從P位脫落。真核生物延長過程三、肽鏈合成的終止當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。

終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子(releasefactor,RF)一、識別終止密碼二、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕喈?dāng)于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。

釋放因子的功能真核生物釋放因子：eRF,識別3種密碼子第二節(jié)蛋白質(zhì)合成后加工和輸送

Post-translationalProcessing&ProteinTransportation從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過不同的翻譯后復(fù)雜加工過程才轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑烊粯?gòu)象的功能蛋白。主要包括多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾高級結(jié)構(gòu)修飾

在胞液核蛋白體合成的各種蛋白質(zhì)，還需要靶向輸送到特定細(xì)胞部位發(fā)揮生物作用。一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開始?？赡茈S著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空間構(gòu)象。一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動完成，而需要其他酶、蛋白輔助。幾種有促進蛋白折疊功能的大分子1.分子伴侶(molecularchaperon)2.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(proteindisulfideisomerase,PDI)3.肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶(peptideprolylcis-transisomerase,PPI)1.

熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)

HSP70、HSP40和GreE族2.

伴侶素(chaperonins)

GroEL和GroES家族分子伴侶分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。熱休克蛋白促進蛋白質(zhì)折疊的基本作用——結(jié)合保護待折疊多肽片段，再釋放該片段進行折疊。形成HSP70和多肽片段依次結(jié)合、解離的循環(huán)。HSP40結(jié)合待折疊多肽片段HSP70-ATP復(fù)合物

HSP40-HSP70-ADP-多肽復(fù)合物ATP水解GrpEATPADP復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進行正確折疊伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進蛋白質(zhì)折疊過程伴侶素的主要作用——為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這一過程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行。二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。二、一級結(jié)構(gòu)的修飾（一）切除N-端的甲酰基或N-蛋氨酸:（二）個別氨基酸的共價修飾羥脯氨酸,羥賴氨酸的羥化;-OH磷酸化;二硫鍵的形成組氨酸的甲基化糖苷和脂質(zhì)的共價修飾（三）水解修飾酶原的激活胰島素的加工過程鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾Endophin三、高級結(jié)構(gòu)的修飾（一）亞基聚合（二）輔基連接四級結(jié)構(gòu)Hb(α2β2+血紅素４)蛋白質(zhì)合成后需要經(jīng)過復(fù)雜機制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位，這一過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。

四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送?蛋白質(zhì)的靶向輸送(proteintargeting)所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號序列。

?信號序列(signalsequence)靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白N端信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白N端信號肽，C端-Ly