生物化学与分子生物学——蛋白质的合成

人民卫生出版社 《生物化学与分子生物学》第九版 第十五章 蛋白质的合成，介绍详细，描述全面，希望对感兴趣的小伙伴有所帮助！

蛋白质的合成

蛋白质合成体系

mRNA是蛋白质合成的模板

密码子

定义

在mRNA的可读框区域，每3个相邻的核苷酸为一组，编码一种氨基酸或肽链合成的起始/终止信息，称为密码子（codon）,又称三联体密码

64个密码子

61个编码氨基酸

特殊

AUG

不仅代表甲硫氨酸

还可以代表肽链合成的起始密码子

3个终止密码子

UAA

UAG

UGA

遗传密码的5大特点

方向性

翻译时遗传密码的阅读方向是5'→3'，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始，按5'→3'的方向逐一阅读直至终止密码子

决定氨基酸N端到C端的排列顺序

连续性

密码子之间没有间隔核苷酸，从起始密码子开始连续阅读直至终止密码子

移码突变

移码

定义

可读框中插入或缺失了非3的倍数的核苷酸，将会引起mRNA可读框发生移动

定义

移码导致后续氨基酸编码序列改变，使得其编码的蛋白质彻底丧失或改变原有功能

简并性

定义

有的氨基酸可由多个密码子编码

表现

61个密码子编码氨基酸，而氨基酸只有20种

除色氨酸(UGG)和甲硫氨酸(AUG)仅有1个密码子，其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码。

简并性密码子（同义密码子）

定义

为同一种氨基酸编码的各密码子

特点

多数情况下，简并密码子的前两位碱基相同，仅第三位碱基有差异

密码子的特异性主要由前两位核苷酸决定

第三位碱基的改变，往往不改变其编码的氨基酸，合成的蛋白质有相同的一级结构

意义

简并性可降低基因突变的生物学效应

摆动性

定义

tRNA上反密码子与mRNA密码子之间的配对有时并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为摆动配对

发生部位

反密码子的第1位碱基

密码子的第3位碱基

如：次黄嘌呤（I）可以与密码子第3位的A、C、U配对

意义

能使一种tRNA识别mRNA的多种简并密码子

通用性

定义

从低等生物到人类都使用着同一套遗传密码

意义

为地球上的生物来自同一起源的进化论提供了有力证据支持

特例举例

哺乳动物线粒体内，UGA除了代表终止信号，也代表色氨酸

tRNA是氨基酸和密码子之间的特异连接物（特异氨基酸的“搬运工具”）

tRNA两个功能部位

氨基酸结合部位

tRNA的氨基酸臂的-CCA末端的腺苷酸3'-OH

mRNA结合部位

tRNA反密码环中的反密码子

作用

运载氨基酸

一种氨基酸通常与多种tRNA特异结合（与密码子的简并性相适应）

一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸

充当“适配器”

每种tRNA的反密码子决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座

核糖体是蛋白质合成的场所

核糖体的组成

rRNA和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，由大小两个亚基组成

核糖体的3个重要的功能部位

A位(aminoacyl site——氨酰位）

结合氨酰-tRNA

P位(peptidyl site——肽酰位)

结合肽酰-tRNA

E位(exit site——排出位)

释放已经卸载了氨基酸的tRNA

蛋白质合成需要多种酶类和蛋白质因子

供能物质

ATP或GTP

无机离子

Mg2+、K+等

酶

氨基酰-tRNA合成酶、肽酰转移酶、转位酶等

蛋白因子

真核生物：eucaryote

起始因子（initiation factor) IF

原核生物

IF

真核生物

eIF

延长因子（elongation factor）EF

原核生物

EF

真核生物

eEF

终止因子（termination factor）【又称释放因子】RF（release factor）

原核生物

RF

真核生物

eRF

氨基酸活化及与tRNA的连接

氨酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA

目前已发现23种氨酰-tRNA合成酶

氨酰-tRNA合成酶催化反应的主要步骤

反应消耗了2个来自ATP的高能磷酸键

① 氨酰-tRNA合成酶催化ATP分解为PPi和AMP

② AMP、酶、氨基酸三者结合为中间复合体(氨酰-AMP-酶）

其中氨基酸的羧基与磷酸腺苷的磷酸以酐键相连而活化

③ 活化氨基酸与tRNA3'-CCA末端的腺苷酸的核糖2'或3'位的游离羟基以酯键结合，形成相应的氨酰-tRNA，AMP以游离形式被释放出来

氨酰-tRNA合成酶的校对活性

能将错误结合的氨基酸水解释放，再换上正确的氨基酸，以改正合成过程出现的错配

肽链的合成需要特殊的起始氨酰-tRNA

原核生物

起始的甲硫氨酸发生了甲酰化，形成N- 甲 酰 甲 硫 氨 酸 （ fMet-tRNAfMet ） ， 可以在mRNA的起始密码子AUG处就位，参与形成翻译起始复合物

真核生物

真核起始密码和后续阅读框内Met所结合的tRNA不同：起始tRNA为initiator tRNA，即tRNAi;Met-tRNAMet 可在延长中被识别

蛋白质合成后的加工和靶向运输

翻译后加工

定义

新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须 经过复杂的加工过程才能转变为有活性的成熟 蛋白质，这一加工过程称为翻译后加工

包括

正确折叠成三维结构、形成二硫键、亚基 聚合形成四级结构、水解切除、侧链化学修饰 等

新生肽链折叠需要分子伴侣

背景

新合成蛋白未折叠的肽段有许多疏水基团暴露在外，具有分子内或分子间聚集的倾向，不能形成正确空间构象

结构混乱的肽链集合体产生过多对细胞有致命影响

含义

大多数蛋白质折叠不是自发完成，需其他酶或蛋白辅助。这些辅助蛋白质可指导新生肽链按特定方式正确折叠，称为分子伴侣（molecular chaperone），如热激蛋白、伴侣蛋白等

分子伴侣

定义

分子伴侣是细胞内识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠的保守蛋白质

主要作用

封闭待折叠肽链暴露的疏水区段

创建隔离的环境，使肽链的折叠互不干扰

促进肽链折叠和去聚集

遇到应激刺激，使已折叠的蛋白质去折叠

举例

热激蛋白70（Heat shock protein 70, HSP 70)

特点

属于应激反应性蛋白质，分子量70kD左右

常温有一定表达，高温应激可诱导该蛋白质大量合成

可促进需要折叠的多肽折叠为有天然空间构象的蛋白质

在翻译后加工中的作用

与未折叠蛋白的疏水区结合，既可避免蛋白质因高温而变性，又可防止新生肽链过早折叠

使一些跨膜蛋白在转位至膜前保持非折叠状态

与未折叠多肽链结合，可以解开多肽链之间的聚集，或防止新聚集的产生

有些Hsp70通过与多肽链结合、释放的循环过程， 使多肽链发生正确折叠。这个过程需ATP水解供 能，并需要其他伴侣蛋白如Hsp40的共同作用

如果多肽链折叠不充分，可不断重复直至天然 构象形成

Hsp蛋白质家族

定位

可存在于胞浆、内质网腔、线粒体、胞核等部位（人类）

功能

涉及多种细胞保护功能

如使线粒体和内质网蛋白质保持未折叠状态而转运、跨膜，再折叠为功 能构象

避免或消除蛋白质变性后因 疏水基团暴露而发生的不可逆聚集，以利于清除 变性或错误折叠的多肽中间物等

伴侣蛋白

分类（真核、原核）

大肠杆菌

GroES/GroEL系统

组成

桶

Gro EL

由14个亚基形成桶状空腔，顶部为空腔出口

盖

Gro ES

由7个相同亚基组成的圆顶状复合物

作用过程

当待折叠肽链进入Gro EL的桶状空腔后，Gro ES作为“盖子”瞬时封闭Gro EL空腔出口。封闭后的桶状空腔提供能完成肽链折叠的微环境

作用特点

消耗大量能量，折叠完成后释放

尚未完全折叠的肽链可以进入下一个循环，重复以上过程，直至天然构象形成

真核细胞（类似GroES/GroEL系统功能的伴侣蛋白）

Hsp60

主要作用

为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境

异构酶（折叠酶）

背景

除了分子伴侣协助肽链折叠以外，一些对于蛋 白质空间结构形成至关重要的氨基酸残基（如 半胱氨酸、脯氨酸等）的正确折叠还需要酶促 反应

分类

蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase, PDI)

作用

二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象

协助多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成

主要在内质网进行

肽-脯氨酸顺反异构酶(peptide prolyl-cis-trans isomerase,PPI)

蛋白质三维构象形成的限速酶

背景

多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象有明显差别

作用

肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换

使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠

肽链水解加工产生具有活性的蛋白质或多肽

新生肽链的N端甲硫氨酸残基

原核生物

约半数保留甲硫氨酸

经脱甲酰基酶切除N-甲酰基而保留甲硫氨酸

另一部分去除N-甲酰甲硫氨酸

被氨基肽酶水解而去除N-甲酰甲硫氨酸

真核生物

真核生物的Met全部切掉

信号肽

定义

分泌性蛋白或跨膜蛋白前体的N端有13-36个氨基酸的信号肽

结局

在蛋白质成熟过程中被切除

有些蛋白C端的氨基酸残基被酶切除

使蛋白质呈现特定功能

前体分子的水解

许多蛋白质在合成时是没有活性的前体分子，如胰岛素原、胰蛋白酶原等，经过水解作用切除部分肽段，才能成为有活性的蛋白质分子或功能肽（胰岛素原被酶水解为胰岛素；蛋白酶原裂解活化为蛋白酶）

有些多肽链经水解可以产生数种小分子活性肽

如：阿黑皮质素原(POMC)的水解修饰产生9种活性产物

氨基酸残基的化学修饰改变蛋白质的活性

作用机理

这些修饰可以改变蛋白质的溶解度、稳定性、亚细胞定位以及与细胞中其他蛋白质的相互作用等

从而使蛋白质的功能具有多样性

体内常见的化学修饰表

特点

有100多种修饰性氨基酸。改变溶解度、稳定性、亚细胞定位、与其他蛋白相互作用性质等

磷酸化

信号分子Ser，Thr、Tyr残基的磷酸化介导细胞信号传导

酶蛋白通过Tyr残基的磷酸化与去磷酸化来改变活性，调节代谢水平

糖基化

天冬酰胺残基的酰胺氮、丝氨酸或苏氨酸残基的羟基可以与寡糖链以共价键连接而使多肽链糖基化

羟基化

赖氨酸、脯氨酸残基羟基化是成熟胶原形成链间共价交联结构的基础

甲基化

组蛋白精氨酸残基可被甲基化修饰而影响染色质结构，进而参与基因表达的调节

受损蛋白质天冬氨酸可被甲基化，促进蛋白质修复或降解

二硫键形成

某些分泌性蛋白常形成链内二硫键，以稳定蛋白质天然构象，避免受环境影响而变性

亲脂性修饰

在肽链特定位点共价连接一个或多个疏水性脂链，以增强它们与膜系统的结合能力，或增进蛋白质-蛋白质间的相互作用

均为酶促反应，需蛋白激酶、糖/甲基转移酶、羟化酶等

亚基聚合形成具有四级结构的活性蛋白质

顺序性

通过非共价键亚基聚合形成具有四级结构的蛋白质：如血红蛋白

具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价键聚合，形成寡聚体(oligomer)

辅基连接后形成完整的结合蛋白质

结合蛋白质合成后都需要结合相应辅基，才能成为具有功能活性的天然蛋白质

蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位

定义

蛋白质在核蛋白体上合成后，必须分选出来，定向输送到一个合适的部位才能行使各自的生物学功能

特点

蛋白质的靶向输送与翻译后修饰过程同步进行

靶向输送的蛋白质存在信号序列

所有靶向输送的蛋白质一级结构中存在分选信号，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这类序列称为信号序列

分布

在N端、C端或肽链内部

结局

有的输送完成后切除，有的保留

5种蛋白不同去向

分泌蛋白质在内质网加工及靶向运输

细胞内分泌型蛋白质的合成与转运同时发生。它们的N-端都有信号肽（signal peptide）结构，由数十个氨基酸残基组成

信号肽的共性和结构特点

N-端含1个或多个带正电荷的碱性氨基酸残基，如赖氨酸、精氨酸

中段为疏水核心区，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸等

C-端加工区由一些极性相对较大、侧链较短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸）组成，紧接着是被信号肽酶(signal peptidase)裂解的位点

分泌蛋白的合成及转运机制

信号肽因位于N端首先被合成，可以被细胞质中的信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP）所识别和结合。SRP结合在核糖体上

内质网上有SRP受体即SRP对接蛋白。SRP核糖体复合物被引导到内质网

内质网膜的肽转位复合物形成跨内质网膜通道，肽链进入内质网

SRP脱离信号肽和核糖体，肽链继续延长直至完成

信号肽在内质网内被信号肽酶切除

肽链在内质网中折叠形成最终构象；随内质网出芽形成的囊泡转移至高尔基体

在高尔基体内包装进分泌小泡，转运至细胞膜，再分泌到细胞外

定位于内质网的蛋白质C-端含有滞留信号序列

举例

分子伴侣

内质网中含有多种分子伴侣帮助新生肽链折叠成天然构型的蛋白质

靶向输送过程

核糖体→内质网

需要停留在内质网中执行功能的蛋白质先经粗面内质网上的核糖体合成并进入内质网腔

内质网→高尔基复合体

然后随囊泡输送到高尔基复合体

高尔基复合体→内质网

由于内质网定位的蛋白质肽链的C-端含有滞留信号序列，在高尔基复合体中的内质网蛋白质通过这一滞留信号序列与内质网上相应受体结合，随囊泡输送回内质网

大部分线粒体蛋白质在细胞液合成后靶向输入线粒体

线粒体蛋白质

绝大部分线粒体蛋白质（95%，约1100种）是由核基因组编码

在胞液核糖体合成后释放、靶向输送到线粒体

信号序列

定位

线粒体基质

蛋白质前体的N-端由20-35个氨基酸残基构成的信号序列前导肽，富含丝氨酸、苏氨酸及碱性氨基酸

靶向运输过程

新合成的线粒体蛋白与HSP或线粒体输入刺激因子结合，转运至线粒体外膜

通过前导肽序列识别、结合线粒体外膜的受体复合物

HSP水解ATP和跨内膜电化学梯度共同作用下，穿过由外膜转运体和内膜转运体共同构成的跨膜通道，进入线粒体基质

切除信号序列 ，折叠成有功能的蛋白质

线粒体内膜

线粒体膜间隙

除了上述前导肽外，还有另一段信号序列

其作用是引导蛋白质从基质输送到线粒体内膜或穿过内膜进入膜间隙

质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜

特点

锚定

质膜蛋白质合成时在粗面内质网上的跨膜机制与分泌型蛋白质的跨膜机相似

但质膜蛋白质的肽链并不完全进入内质网腔，而是锚定在内质网膜上。通过出芽形成囊泡到达高尔基体，加工完成后随囊泡转运至细胞膜发挥功能

锚定方式不同

不同类型跨膜蛋白质以不同形式锚定于膜上

单次跨膜蛋白

有N端信号肽，也有一段跨膜序列为停止转移序列，该序列可于内质网膜脂质双层结合，使导入中的肽链不再向内质网腔移动

多次跨膜蛋白

有多个信号序列和多个停止转移序列，可在内质网膜形成多次跨膜

核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核

核蛋白质

举例

参与DNA复制和转录的酶、组蛋白和转录因子等

特点

肽链内含有特异的核定位序列 (nuclearlocalization signal，NLS)，4-8个氨基酸残基，碱性氨基酸为主，位置不固定，定位完成后不切除

核蛋白质的靶向输送

过程

在细胞质中合成的核蛋白质和核输入因子形成复合物被导向核孔

具有GTPase活性的RAN蛋白水解GTP释放能量，核蛋白质和核输入因子复合物通过耗能机制经核孔入核

核输入因子β和α先后从复合物解离，移出核孔后再利用；核蛋白质定位完成

特点

需 要 核 输 入 因 子 (nuclear protein)α/β（识别结合NLS）异二聚体和低分子量G蛋白RAN

肽链的合成过程

翻译起始复合物的装配启动肽链合成

原核生物翻译起始复合物的形成

① 核糖体大小亚基分离

30S小亚基、50S大亚基

过程

IF3, IF1与小亚基结合，大、小亚基分离，准备mRNA和 fMet-tRNAfMet与小亚基结合

完整核糖体在IF的帮助下，大小亚基解离

IF的作用

稳定大小亚基的分离状态，如果没有IF，大、小亚基极易重新聚合

② mRNA与核糖体小亚基结合

过程

P位与起始密码子AUG结合

一条mRNA链上有多个AUG，核糖体小亚基与mRNA结 合时必须识别起始AUG，以便形成一个特异的ORF；而 不会识别ORF内部的AUG，从而准确翻译出目的蛋白质

原核生物mRNA如何在核糖体小亚基上准确定位（与P位结合）？

①核糖体结合位点序列（ribosome-binding site RBS)——距AUG上游约10个核苷酸处通常为-AGGAGG-，又称为Shine-Dalgaron序列，S-D序列

② 小亚基中的16S-rRNA有互补序列-UCCUCC-

小亚基中的16S-RNA的互补序列与S-D序列碱基互补配对，从而使得小亚基准确定位于mRNA

③ fMet-tRNAfMet结合在P位

过程

fMet-tRNAfMet与结合了GTP的IF2一起，识别并结合对应 于小亚基P位的mRNA序列上的起始密码子AUG

特点

此时翻译起始A位被IF1占据，不与任何氨酰-tRNA结合

④ 翻译起始复合物形成

（1）结合于IF2的GTP的水解，释放的能量促使3种IF（1、2、3）释放

（2）翻译起始复合物的形成

结合了mRNA、fMet-tRNAfMet的小亚基与大亚基结合，形成 由完整核糖体、mRNA、 fMet-tRNAfMet组成的翻译起始复 合物。

真核生物翻译起始复合物的形成

与原核生物翻译起始复合物形成的对比

需要的起始因子种类更多更复杂

mRNA的5’帽状结构和3’多聚A尾都与正确起 始所必需

起始氨酰-tRNA先于mRNA结合于小亚基，与 原核生物不同

过程

① 43S前起始复合物的形成

起始因子eIF1A、eIF3（与 IF1和IF3功能类似）结合 于小亚基，大小亚基分离

eIF1A（类似IF1)占据A位阻止tRNA结合，并防止大小亚基过早结合

eIF1 结合于 E 位

GTP-eIF2与Met-tRNAiMet(起始氨酰-tRNA)结合

随后eIF5和eIF5B加入,形成43S的前起始复合物

② mRNA与核糖体小亚基结合

mRNA与43S的前起始复合物结合，由eIF4F复合物介导，形成48S起始复合物

eIF4F复合物

eIF4E

结合 mRNA 的 5’ 帽

eIF4A

具有ATPase和RNA 解旋酶活性

eIF4G

结合eIF3、eIF4E和PABP(多聚腺苷酸结合蛋白)

③ 核糖体大亚基的结合

48S起始复合物从mRNA的5’向3’扫描并定位起始密码子，起始因子解离，随后大亚基加入，翻译起始复合物形成

需eIF5和eIF5B参与

促使eIF2水解GTP，从而间接发挥促进起始因子解离的作用

eIF5促使eIF2发挥GTPase活性，水解与eIF2结合的GTP，生成的eIF2-GDP与起始tRNA亲和力减弱解离，其他起始因子也解离

有些mRNA翻译不依赖5‘-帽结构

在翻译起始时，核糖体可被mRNA上的内部核糖体进入位点（IRES)直接招募至翻译起始点

此过程需要多种蛋白质（如IRES反式作用因子、eIF4GI等）的协助

在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链

定义

指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程

方向

mRNA的5'端→3'端

多肽链N-端→C-端

三步骤

进位（注册）

定义

指氨基酰-tRNA按照mRNA模板的密码子指令进入并结合到核糖体A位的过程

特点

起始因子释放后A位空置，对应ORF(开放阅读框）第2个密码子

氨基酰-tRNA先与GTP-EF-Tu形成复合物，然后进入A位

进位时，氨基酰-tRNA先与GTP-EF-Tu形成复合物，然后进入A位； 随后GTP水解为GDP，GDP-EF-Tu释放而循环利用

核糖体对氨基酰-tRNA的进位有校正作用

正确的能迅速与密码子配 对进入A位

错误的不能配对而解离

肽链合成高度保真性的机制之一

EF-Tu相关介绍

https://baike.baidu.com/item/EF-Tu/15285411

成肽

定义

核糖体A位和P位上的tRNA所携带的氨基酸缩合成肽的过程

特点

酶

肽酰转移酶

属于一种核酶

化学本质

RNA

原核生物

23SRNA

真核生物

28SRNA

起始复合物中

P位上tRNA携带的甲酰甲硫氨酸与A位上新进位的 氨基酰tRNA携带的氨基酸缩合成肽

成肽后二肽酰tRNA占据A位，卸载了甲硫氨酸的tRNA仍在P位

转位

定义

成肽反应后，核糖体需要向mRNA的3'-端移动一个密码子的距离，方可阅读下一个密码子，这一过程称为转位

特点

需要延长因子EF-G（即转位酶）

需要GTP水解供能

转位的结果

氨基酸或肽

P to A

P位上的tRNA所携带的氨基酸或肽在成肽后交给A位上的氨基酸

tRNA

A to P

转位后A位的肽酰tRNA通过转位移动到P位

P to E

P位上卸载的tRNA转位后进入E位，然后从核糖体上脱落

A位得以空出

A位得以空出，准确定位在下一个密码子，以接受下一个 氨基酰-tRNA

真核生物和原核生物的区别

真核生物的肽链延长机制与原核生物基本相同

两者所需延长因子不同

真核生物需要eEF1α、eEF1βγ和eEF2

真核生物的上述三种延长因子分别对应原核生物的EF-Tu、EF-Ts、EF-G

在真核生物，一个新的氨酰-tRNA进入A位后会产生别构效应，致使空载tRNA从E位排出

意义

重复进位—成肽—转位，每循环一次添加一个氨基酸，由5’到3’阅读，肽链从N端向C端延长

能量消耗

每生成1个肽键，至少需消耗4个高能磷酸键

不出错的情况下，每产生1个肽键，消耗4个高能磷酸键

肽链延长阶段，每生成一个肽键，都要水解2分子GTP（进位和转位各1分子）获取能量

氨基酸活化为氨酰-tRNA时需消耗2个高能磷酸键

如有不正确的连接也需消耗能量进行水解；这些能量用于维持蛋白翻译的高度保真性，出错率低于万分之一

终止密码子和释放因子导致肽链合成终止

终止密码子

肽链延长一直持续，直至核糖体的A位对应到mRNA的终止密码子

不被任何氨基酰-tRNA识别

只有释放因子RF能识别终止密码子而进入A位

识别过程消耗GTP

释放因子RF

结合部位

只有RF能够识别终止密码子而进入A位

作用机理

RF与A位的结合使核糖体构象改变， 将肽基转移酶活性转变为酯酶，水解 P位上肽链和tRNA之间的酯键，使肽 链释放，mRNA、tRNA、核蛋白体 大/小亚基等分离

种类

原核生物

有3种释放因子

RF-1

特异性识别UAA、UAG

RF-2

特异性识别UAA、UGA

RF-3

结合GTP且有GTP酶活性

介导RF-1、RF-2与核蛋白体的相互作用

真核生物

只有一个释放因子eRF

多聚核糖体

定义

原核或真核生物中，1条mRNA模板链都可附着10～100个核蛋白体，这些核糖体依次结合起始密码子并沿5→3方向读码移动，同时进行肽链合成，这种mRNA与多个核糖体形成的聚合物称为多聚核糖体(polysome)

意义

使蛋白质生物合成以高速度、高效率进行

蛋白质合成的干扰和抑制

许多抗生素通过抑制蛋白质合成发挥作用

抑制翻译起始的抗生素

伊短菌素

影响起始氨基酰tRNA就位和IF3功能

密旋霉素

引起mRNA在核糖体的错位，阻碍翻译起始复合物形成

对真核、原核均有抑制作用

晚霉素

结合原核23S rRNA特定位点，抑制原核起始氨基酰tRNA（fMet-tRNAfMet）的转位

抑制翻译延长的抗生素

干扰进位的抗生素

四环素

特异结合30S亚基的A位，抑制氨基酰tRNA进位

粉霉素

降低EF-Tu的GTP酶活性，抑制EF-Tu与氨基酰tRNA结合

黄色霉素

阻止EF-Tu从核糖体释放

引起读码错误的抗生素

氨基糖苷类（如：链霉素）

链霉素

低浓度

引起读码错误

高浓度

抑制蛋白质合成的起始

与30S亚基结合，影响翻译准确性

潮霉素B和新霉素

与16S rRNA及rpS12（核糖体蛋白S12）结合，干扰30S亚基的解码部位，引起读码错误

影响成肽的抗生素

氯霉素

结合核糖体的50S亚基，阻止肽酰转移而抑制肽键形成

林可霉素

作用于A位和P位，阻止tRNA就位

大环内酯类抗生素（如：红霉素）

与50S亚基的肽链排出通道结合，阻止排出和肽键的进一步形成

嘌呤霉素（结构与酪氨酰-tRNA类似）

取代酪氨酰-tRNA进入A位

放线菌酮

特异性抑制真核生物核糖体肽酰转移酶的活性

影响转位的抗生素

夫西地酸、微球菌素、硫链丝菌肽

抑制EF-G转位酶活性

大观霉素

结合小亚基（30S小亚基）抑制其变构，抑制转位反应

某些毒素抑制真核生物的蛋白质合成

白喉毒素

真核细胞蛋白质合成的抑制剂

化学本质

修饰酶

作用机理

使eEF-2发生ADP糖基化共价修饰，生成eEF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，使eEF-2失活

eEF-2参与了起始氨基酰-tRNA的进位

蓖（bi 四声）麻毒蛋白

化学组成

A链（多肽链）

本质

一种蛋白酶

作用机理

作用于真核生物大亚基的28S rRNA，催化其中特异腺苷酸发生脱嘌呤反应，使28S rRNA降解，使大亚基失活

B链（多肽链）

作用

B链对A链发挥毒性具有重要的促进作用

B链上的半乳糖结合位点也是毒素发挥毒性作 用的活性部位

中心主题