蛋白质的合成

这是一篇关于蛋白质的合成思维导图，介绍了蛋白质的合成体系、 蛋白质的合成过程、蛋白质合成后的加工和靶向运输等。

蛋白质的合成

• 蛋白质的合成体系
  • 基本原料：20种氨基酸(61个有效密码子编码20种氨基酸）
  • 模板：mRNA
    • 5’帽结构（7甲基鸟嘌呤）(参与蛋白质生物合成过程，防止mRNA被降解）
    • 5‘-端非编码区
    • 开放阅读区（从mRNA的5’端起始密码子到3‘端终止密码子）
    • 3’-端非编码区
    • 3‘尾巴（多聚腺苷酸polyA)（维持mRNA的转录活性，维持mRNA的稳定性）
  • 适配器：tRNA
  • 装配机：核糖体（蛋白质合成场所，核糖体沿mRNA从5’到3‘）
  • 主要的酶的蛋白质因子
    • 酶：
      • 氨基酰-tRNA合成酶
      • 肽酰转移酶（原核23srRNA,真核28sRNA)
        • 红霉素占据核糖体大亚基上的肽链排出通道而阻止肽链延伸，进而组织蛋白质的生物合成
    • 蛋白质因子
      • 真核
        • eIF
        • eEF
        • eRF
      • 原核：
        • 起始因子IF
          • IF-1：占据A位防止其它rRNA结合
          • IF-2:催化起始氨酰-tRNA与核糖体小亚基结合
          • IF-3：催化核糖体大小亚基分离
        • 延长因子EF
        • 释放因子RF：识别mRNA上的终止密码子而进入A位，这一过程需要GTP
  • 能源物质：GTP,ATP
  • 无机离子：Mg,K
• 蛋白质的合成过程
  • 原核生物
    • 准备过程：氨基酸的活化
      • 氨基酸＋tRNA---------------氨酰-tRNA
    • 起始：原核生物翻译起始复合物合成
      • 1核糖体大小亚基分离
      • 2mRNA与核糖体小亚基结合
      • 3起始甲酰甲硫氨酸-tRNA结合在核糖体p位
      • 4翻译起始复合物形成
    • 延长（核糖体循环）
      • 进位（注册）：氨酰-tRNA进入A位
        • 消耗1个GTP
      • 成肽:A位和P位上的tRNA携带氨基酸缩合成肽的过程
        • 不耗能
      • 转位：核糖体向mRNA的3’端移动一个密码子距离
        • 耗1个GTP
    • 终止：核糖体转位遇到了mRNA终止密码子
      • UAG
      • UGA
      • UAA
  • 真核生物
    • 起始：起始甲硫氨酸-tRNA
    • 翻译起始复合物的形成：类似于原核生物，但起始氨酰-tRNA先于mRNA与核糖体结合
    • 延长
      • 进位
      • 成肽
      • 转位
    • 终止：eRF
  • 总结：在原核生物蛋白质合成过程中，每生成1个肽键，至少消耗4个高能磷酸键
    • 氨基酸活化：消耗1个ATP2个高能磷酸键
    • 起始阶段：其实复合物形成需要消耗1个GTP
    • 延长阶段：进位和转位各消耗一个GTP
• 蛋白质合成后的加工和靶向运输
  • 合成后的加工
    • 新生肽链折叠需要分子伴侣
      • 热激蛋白70
      • 家族伴侣蛋白
    • 肽链水解加工产生具有活性的蛋白质或多肽
      • 酶原激活
      • 起始N端的甲硫氨酸被特定蛋白切除
      • 多肽链被水解为数种小分子活性肽
    • 氨基酸残基的化学修饰改变蛋白质的活性
    • 亚基聚合形成具有四级结构的活性蛋白质
  • 靶向运输
    • 信号肽：分泌蛋白和膜蛋白
    • 核定位序列:核蛋白
    • 内质网滞留信号：内质网蛋白
    • .......
• 蛋白质合成的干扰与抑制
  • 真核
    • 大亚基
    • 小亚基
  • 原核
    • 大亚基
    • 小亚基
    • 延长因子
  • 特别的，抗生素：抑制细菌细胞壁合成，但对于没有细胞壁的原核生物支原体不起作用