导图社区 医学考研思维导图——蛋白质合成与修饰
这是一篇关于考研思维导图——蛋白质合成与修饰的思维导图,包含蛋白质的合成、蛋白质的加工修饰、 蛋白质合成的千扰和抑制等。
编辑于2023-12-11 15:33:36蛋白质合成与修饰
蛋白质的合成
蛋白质合成体系
原料:20种AA(约)
场所:核糖体(核糖核蛋白体)——rRNA+Pr
核酸+Pr
染色体=DNA+组Pr
端粒=DNA(TG)+DNA结合Pr
端粒酶=RNA+Pr
核糖体
病毒=DNA/RNA+Pr
剪接体=SnRNA+Pr
原核:70s
小亚基:30s
大亚基:50s
5s,23s
真核:80s
大亚基:60s
5s,5.8s,28s
小亚基:40s
模板
直接模板:mRNA
间接模板:DNA/hnRNA
酶和蛋白质因子
转运RNA(tRNA)
能量:ATP+GTP
糖原:ATP+UTP
糖异生:ATP+GTP
磷脂:ATP+CTP
嘌呤:IMP
—GTP→AMP
—ATP→GMP
遗传密码——mRNA上
密码子(三联体密码)
——4x4x4=64种
其中3种不编码AA(终止密码子)
UAA
UAG
UGA
其余61种编码20种AA
AUG
mRNA头端:起始密码子
mRNA中间:编码甲硫AA(蛋AA)
特点
方向性
5'→3'
DNA合成(复制、逆转录)
RNA合成(转录)
遗传密码的阅读
类比:N→C——蛋白质
连续性
密码子被连续阅读,不间断
从起始密码子直至终止密码子
若可读框中插入/缺失非3倍数的nt→移码突变(框移突变)
简并性
61种密码子编码20种AA→多种密码子决定同一种AA
同义密码子:编码同一种AA的密码子
密码子的特异性取决于前两位,第三位碱基改变往往不改变AA序列(一级结构)
同义突变:第三位碱基改变
摆动性
mRNA与tRNA之间碱基配对不严格,存在摆动,多种密码子对应一种反密码子
密码子第3位(mRNA)与反密码子第1位(tRNA)摆动配对
tRNA的I→mRNA的A/C/U
“AICU”
tRNA的U→mRNA的A/G
tRNA的G→mRNA的C/U
简并性/摆动性生理意义:降低基因突变的生物学效应,有利于维持生物表型稳定
通用性
所有生物共用一套遗传密码
tRNA转运AA——AA的活化
AA+tRNA3'-CCA-OH+ATP—氨酰-tRNA合成酶→氨酰tRNA+AMP+PPi
消耗2个高能磷酸建
核糖体的三个功能位
——原核、真核生物均有
A位——氨酰位——结合氨酰-tRNA(tRNA-AA)
P为——肽酰位——结合肽酰-tRNA(tRNA-AA1、2、3...)
E位——排出位——释放/排出/卸载tRNA
蛋白质因子
原核生物
起始因子(initiation)
IF1:占据A位,防止tRNA过早结合A位
IF2:GTP酶活性
IF3:防止核糖体大小亚基过早结合
延长因子(elongation)
EF-Tu:GTP酶活性,促进氨酰-tRNA进入A位
EF-Ts:EF-Tu的调节亚基
统称EF-T
EF-G:转位酶活性
终止因子/释放因子(release)
RF-1:识别终止密码子UAA或UAG
RF-2:识别终止密码子UAA或UGA
RF-3:GTP酶活性,促进RF-1或RF-2与核糖体分离
真核生物
都带“e”
肽链的合成过程
起始
本质:形成翻译起始复合物
模板mRNA
起始氨酰-tRNA
原核:fMet-tRNA
f:甲酰化
真核:Met-tRNA
核糖体
原核生物
核糖体大小亚基分离,IF1、IF3维持分离状态
②mRNA与核糖体小亚基结合
16sRNA与SD序列按照碱基配对识别并结合
AUG对应核糖体P位
③fMet-tRNA(起始)结合在核糖体P位
翻译起始复合物形成
IF-2水解GTP释放能量使IF-1和IF-3释放
大小亚基结合
真核生物
以上②和③顺序颠倒,其余类似
①核糖体大小亚基分离→②Met-tRNA进入核糖体小亚基P位
①②共同形成43s前起始复合物→mRNA与核糖体小亚基结合→核糖体大亚基的结合
延长(核糖体循环)
每循环一次增加一个AA残基
进位/注册
氨酰tRNA—EF-Tu-GTP,分解GTP耗能→进入A位
成肽
P位:(fMet/肽酰-tRNA)-COOH
A位:NH2-(AA-tRNA)
—肽酰转移酶/转肽酶→肽键
肽酰转移酶/转肽酶
核酶
本质:RNA
原核:23S rRNA
真核:28S rRNA
转位
——变换位置:核糖体移动
过程
转位酶:EF-G
消耗1GTP
A位 新肽酰tRNA→P位 新肽酰tRNA
P位 tRNA→E位 tRNA
E位 tRNA→脱离核糖体
耗能过程
形成翻译起始复合物——消耗GTP
AA活化——2ATP
延长
进位——1GTP
成肽——不耗能
转位——1GTP
4高能磷酸键
终止——1GTP
蛋白质的加工修饰
——空间构象
一级结构(主要)
分子伴侣(次要)
新生肽链的折叠
——空间结构的加工
分子伴侣
热激/热休克蛋白70(Hsp70)
伴侣蛋白
异构酶
蛋白质二硫键异构酶
Cys-SH+Cys-SH→-S-S-
肽链间、内二硫键
肽脯氨酰基顺-反异构酶
帮助Pro在蛋白质弯折处形成正确折叠
新生肽链的水解
——一级结构的改变
N端——fMet水解
脱甲酰基酶(50%)→水解甲酰基而保留Met
氨基肽酶(50%)→水解fMet,如Ang的激活
C端——水解
阿黑皮素原→ACTH...MSH等9种活性物质
ACTH&MSH:同宗同源
化学修饰
——加基团
V.S.酶的共价修饰调节
磷酸化
丝、苏、酪AA
糖基化
Asn、Ser、Thr
如大多数血浆蛋白(除清蛋白外)
羟基化
Pro、Lys
羟脯氨酸、羟赖氨酸
前胶原蛋白-Pro/Lys—(-OH)、vitC→胶原蛋白-羟Pro/Lys
甲基化
乙酰化
硒化
硒代半胱氨酸
亚基聚合形成具有四级结构的蛋白质
Hb
α2β2:珠蛋白
4个辅基:血红素
蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位
分泌蛋白质和膜蛋白
N端有信号肽,由13~26个AA残基构成
蛋白质合成的干扰和抑制
V.S.核苷酸代谢、抗代谢物
抗生素
起始
——抑制翻译起始复合物形成
伊短菌素
抗病毒药
—(-)→真核、原核核糖体小亚基→mRNA在核糖体上错位
—(-)→起始氨酰-tRNA就位和IF3的功能
延长
——核糖体循环
进位——氨酰tRNA进入A位
←(-)—四环素→特异结合原核生物小亚基的A位
引起读码错误
←原核生物小亚基←(-)—氨基糖苷类(庆大、链、卡那霉素)、新霉素、巴龙霉素
成肽——P位 肽酰tRNA←肽酰转移酶→A位 氨酰tRNA
—(-)→肽酰转移酶
氯、林可、红霉素—(-)→原核生物大亚基(23SrRNA)
放线菌酮—(-)→真核生物大亚基(28SrRNA)
嘌呤霉素≈酪胺酰tRNA
→进入A位中段Pr合成
—(-)→真核、原核生物
转位
A位 肽酰tRNA—EF-G→P位 肽酰tRNA
夫西地酸—(-)→EF-G
大观霉素→原核生物小亚基→抑制转位
毒素
白喉毒素(修饰酶)
——ADP-核糖基化修饰
(NAD+)+eEF-2→烟酰胺(N)+ADP-核糖-eEF2
eEF:有活性→ADP-核糖-eEF2:无活性
蓖麻蛋白
真核生物核糖体大亚基28SrRNA
干扰素(INF)
JAK-STAT通路
真核c(宿主c)
eIF-2—蛋白激酶PK→磷酸化eIF-2
INF→激活蛋白激酶(PK)
eIF:有活性→磷酸化eIF-2:无活性
病毒mRNA—RNA酶→降解mRNA
INF→激活RNA酶