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。

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