第十五章 蛋白质的生物合成

最细期末考试复习必备，第十五章 蛋白质的生物合成知识整理，包括：中心法则、翻译过程、合成后加工三部分。

蛋白质的生物合成

• 中心法则
  • 【翻译】
    • 【定义】——有tRNA携带并转运相应的氨基酸，识别mRNA上的密码子，在核糖体上合成特定多肽链的过程，由ATP/GTP供能。
  • 【密码子】
    • 【定义】
      • 在mRNA的开放阅读框区域，每3个相邻的核苷酸为一组，编码一种氨基酸，称为三联体密码或密码子。
    • 【特殊密码子】
      • 起始密码子：AUG： 真核生物——甲硫氨酸 原核生物——甲酰甲硫氨酸
      • 终止密码子：UAA UAG UGA 不编码氨基酸
    • 【密码子的五大特点】
      • a.方向性
        • 翻译时遗传密码的阅读方向是5’→3’
      • b.连续性
        • 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉。
      • c.简并性
        • 一种氨基酸可具有2个或2个以上的密码子,这一特性称为遗传密码的简并性。同一种氨基酸的各密码子称为简并性密码子，也称同义密码子 。
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      • d.通用性
        • 从病毒到人类，几乎使用同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。
      • e.摆动性
        • 【定义】
          • 
          • 反密码子与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
        • • 【摆动性的意义】——维持生物表型的稳定
• 翻译过程
  • （1）氨基酸的活化与转运
    • • 本质：脱水缩合反应
    • 【酶】——氨酰-tRNA合成酶
      • 1.具有专一识别tRNA和氨基酸的能力，尤其是对氨基酸的识别特异性非常高；
      • 2.此酶还具有纠错功能，可水解错配的氨基酰-tRNA的磷酸酯键，释放错误氨基酸，再与正确的氨基酸结合配对
      • 3.氨基酸的羧基与tRNA的-OH以酯键连接，活化需要消耗一个ATP（两个高能磷酸键）
    • 【tRNA携带氨基酸的关系】
      • 
  • （2）肽链合成的起始
    • 起始：氨基酰—tRNA
      • 真核生物 Met-tRNAi met
      • 原核生物 fMet-tRNAi fmet
    • 【mRNA和tRNA结合起始因子】——IF
      • 【定义】——参与延长起始过程的蛋白质因子-IF
      • 【分类】
    • 【翻译起始复合物形成】（原核）
      • 翻译起始复合物：完整核糖体，mRNA和fMet-tRNAfMet形成的结构
      • 1.核糖体大小亚基分离——IF-3
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      • 2.在小亚基中的16srRNA帮助下，核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近-AGGAGG-序列（RBS/SD序列）
        • 
        • 【易错】——真核生物先结合Met-tRNAMet,再结合mRNA
      • 3.fMet-tRNAfMet和GTP,IF-2结合在核糖体P位，IF-1占据A位
      • 4.核糖体大亚基结合，形成起始复合物——IF-2
  • （3）延长
    • 【核糖体的结构】
      • 原核生物和真核生物的核糖体均存在A,P,E三个功能位点
    • 【翻译的延长】——核蛋白体循环
      • 指按照mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。
      • 【进位】
        • 指根据mRNA上一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位。
          • 
      • 【成肽】
        • 【酶】——肽酰转移酶（核糖体参与催化）
          • 【本质】 转肽酶再原核生物中是23SrRNA，再真核生物中是28SrRNA
        • • 【注意】每合成一个肽键需要消耗2个ATP
      • 【转位】
        • 【延长因子】
          • 延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入核糖体A位,具有GTP酶活性，并且具有校读功能
          • 延长因子EF-Ts催化生成的EF-G有转位酶（translocase）活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3’侧移动。
  • （4）翻译终止
    • 【释放因子】——RF
      • 【定义】终止相关的蛋白因子成为释放因子-RF
      • 【分类】
        • 原核生物释放因子：RF-1,RF-2.RF-3 真核生物释放因子：eRF,识别所有的终止密码
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      • 【功能】
        • 1.当终止密码子在核蛋白体A位出现时，RF识别终止密码
        • 2.诱导肽酰转移酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白终止释放
• 合成后加工
  • 1.新生肽链必须要正确折叠后才能有生物活性
    • a.eg：二硫键合成，亚基聚合，水解切除，化学修饰等
    • b.促进蛋白质折叠功能大分子
      • 1.分子伴侣：热激蛋白（Hsp.GreE），伴侣蛋白
      • 2.蛋白二硫键异构酶
      • 3.肽-脯氨酰顺反异构酶
  • 2.合成后的修饰
    • 肽链一级结构修饰
    • 肽链高级结构修饰
      • 亚基聚合：三级——四级
      • 辅基连接：血红蛋白集合血红素
  • 3.【信号肽】
    • 在分泌性蛋白质N端有特异的氨基酸序列，可引导蛋白质转移到不同的靶部位，称为信号肽序列
  • 4.蛋白质合成抑制剂
    • 链霉素，卡那霉素，四环素——原核核蛋白体小亚基
    • 氯霉素，红霉素——原核核蛋白体大亚基（抑制转肽酶）
    • 嘌呤霉素——真核，原核生物核糖体（氨基酰-tRNA类似物，进位后释放未成熟肽链）
    • 白喉毒素——抑制真核生物的延长因子eEF-2失活，抑制蛋白质的生物合成