导图社区 生化:蛋白质的合成
结合生物化学书本、考研讲义以及历年考研真题总结出生化蛋白质合成部分知识点,红色标注部分为考察过的真题内容知识点,绿色标记部分为记忆口诀
编辑于2022-10-19 12:10:40 广东总结九版内科学和考研教辅资料胃炎部分内容,红色部分为近20年考点、十二指肠-胃反流:与各种原因引起的胃肠道动力异常、肝胆道疾病及远端消化道梗阻有关。长期反流,可导致胃黏膜慢性炎症。
当食管下2/3部的肌间神经丛受损时,食管下括约肌不能松弛,导致食团入胃受阻,出现吞咽困难、胸骨下疼痛、食物反流等症状
肺动脉高压和慢性肺源性心脏病由多种已知或未知原因引起的肺动脉压异常升高的-种病理生理状态,血流动力学诊断标准为:在海平面、静息状态下,右心导管测量平均肺动脉压。(meanpulmonary arterypressure, mPAP)≥25mmHg (1 mmHg=0.133kPa)
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总结九版内科学和考研教辅资料胃炎部分内容,红色部分为近20年考点、十二指肠-胃反流:与各种原因引起的胃肠道动力异常、肝胆道疾病及远端消化道梗阻有关。长期反流,可导致胃黏膜慢性炎症。
当食管下2/3部的肌间神经丛受损时,食管下括约肌不能松弛,导致食团入胃受阻,出现吞咽困难、胸骨下疼痛、食物反流等症状
肺动脉高压和慢性肺源性心脏病由多种已知或未知原因引起的肺动脉压异常升高的-种病理生理状态,血流动力学诊断标准为:在海平面、静息状态下,右心导管测量平均肺动脉压。(meanpulmonary arterypressure, mPAP)≥25mmHg (1 mmHg=0.133kPa)
蛋白质的合成
第一节:蛋白质合成体系
1. 原料:氨基酸
不存在人体的氨基酸
1. 鸟氨酸
2. 瓜氨酸
3. 精氨酸代琥珀酸
4. 同型半胱氨酸
翻译后修饰形成的氨基酸
羟脯氨酸、羟赖氨酸、胱氨酸等
传统观点
人体中含有20种氨基酸
新观点:存在第21种氨基酸:硒半胱氨酸(对应密码子为UGA(一般情况下为终止密码子))
硒半胱氨酸存在于
1. GSH过氧化酶
2. 甲状腺素脱碘酶
临床意义: 缺硒→硒蛋白翻译在UGA终止→不完整无功能蛋白质
2. mRNA是蛋白质合成的模板
编码区
起始密码子:AUG
终止密码子:UAA、UAG、UGA
密码子共有64个
61个编码氨基酸(包含起始密码子AUG→甲硫氨酸)
3个终止密码子:通常不编码氨基酸
密码子
特点
1. 方向性
5'-3'(做题时记得反过来!!细心)
2. 连续性
连续翻译
移码
非3整个插入\缺失
移码突变: 移码后翻译出的蛋白质不能用,是与连续性有关
3. 简并性
一个氨基酸对多个密码子
无遗传密码:羟脯氨酸、羟赖氨酸
只有1个密码的氨基酸
甲硫氨酸(AUG)、色氨酸(UGG)
假(甲)设(色)只有1个密码
4. 通用性
其他物种和我们一样 题:从病毒到人,丝氨酸的密码子都是AGU
5. 摆动性
mRNA密码子的第3位碱基与tRNA第1位碱基之间并不完全对应: 题:密码第3位(即3'端)碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小
正常
A-U
C-G
现如今
意义: 维持生物表型的稳定性
3. tRNA是氨基酸和密码子之间的特异性连接物
tRNA
一级结构:三环一柄
三环
1. DHU环: 结合氨酰tRNA合成酶
2. 反密码子环: 识别密码子
3. 茎环结构:TC环
一柄
3'CCA-OH: 与氨基酸羧基形成酯键(氨基酸的活化)
二级结构:三叶草结构
三级结构:倒L型
氨基酰-tRNA
一对多
1种氨基酸通常和多种tRNA特异结合
一对一
1种tRNA转运1种氨基酸: 如tRNAtyr表示一种特异转运酪氨酸的tRNA
氨酰tRNA合成酶
特异性超强: 氨酰tRNA合成酶与氨基酸是一一对应的 但是赖氨酸对应2种氨酰tRNA合成酶
矫正活性: 有酯酶的活性(内含有水解酯键)
4. 核糖体是蛋白质合成的场所
核糖体=核蛋白体
结构组成=大亚基+小亚基
原核生物
小亚基:16S 识别:S-D序列=核糖体结合位点
大亚基:23、5S
爱上(23)我(5)要留(16)下来
357:30S+50S=70S
真核生物
小亚基:18S
大亚基:28、5.8、5S
5S:RNA pol III
5.8+28+18 →RNA pol →45SrRNA加工修饰→snoRNP
468:40S+60S=80S
我爸(5.8)是恶霸(28)给了我(5)一巴(18)掌
成分组成
蛋白质+rRNA
总结
含有RNA的酶: 核酶和端粒酶
核酶/催化小RNA
1. 转肽酶/肽酰基转移酶
原核:23S rRNA
真核:28S rRNA
2. RNase P(切除前体RNA5端多余核苷酸)
3. 自身剪接内含子(组I/组II型内含子)
核糖体上的功能位点(原核和真核均有)
A位(受位amino\氨酰位): 氨酰tRNA进位处
P位(供位peptide\(肽酰位)): 肽酰tRNA
E位(排位empty): 空载tRNA脱离核糖体前的暂时停留处
真核生物无
释放卸载了氨基酸的tRNA
多聚核糖体: 一条mRNA上有多个核糖体 高速公路:mRNA 车:核糖体
公路不动,车在动 多个核糖体在1个mRNA上移动(5'→3')
每个车都在排尾气: 多个核糖体在同时工作,越靠近终点的尾气越多(越靠近3'端肽链越长)
排尾气是一样的: 每个核糖体最终合成的肽链完全一样
各排各的尾气: 没有缩短合成每一条肽链的时间
5. 蛋白质合成需要多种酶类和蛋白质因子
蛋白因子
原核生物
起始因子
IF1
占据核糖体A位(防止氨酰tRNA过早进入A位)
IF2(有GTP酶的活性)
促进起始氨酰tRNA进入核糖体小亚基P位
IF3
防止核糖体大、小亚基过早结合
增强P位结合起始氨酰tRNA的特异性
延长因子:兔斯基(TsG)
EF-Tu(有GTP酶活性)
促进氨酰tRNA进入核糖体A位
EF-Ts
EF-Tu的调节亚基
EF-G(转位酶)
促进转位
促进空载tRNA从E位卸载
终止因子=释放因子
RF-1
识别终止密码子UAA、UAG
RF-2
识别终止密码子UAA、UGA
诱导转肽酶变成酯酶→释放肽链
RF-3(有GTP酶活性)
RF1或RF2使肽链从核糖体释放后 RF3使终止因子脱离核糖体
总结终止的概念
终止因子=释放因子=RF
终止密码子=mRNA上的UAA、UAG、UGA
终止子: DNA上提供转录终止信号的序列(富含GC、AT的序列参与原核不依赖p因子的转录终止)
真核生物: 前面带e
起始因子
eIF(有多种) VS原核生物只有3种
延长因子
eEF1a:类似EF-Tu
eEF1βγ:类似EF-Ts
eEF2:类似EF-G
终止因子=释放因子
eRF(只有一种)
有GTP酶活性的
eIF2
eIF5B
eEF1a
eRF
第二节:氨基酸与tRNA的连接
1. 氨酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA
具校对活性
2. 肽链合成的起始需要特殊的起始氨酰-tRNA
密码与起始密码相同:甲硫氨酸=蛋氨酸(AUG)
原核生物
fMet-tRNA(fMet)
甲硫氨酸被甲酰化→N-甲酰甲硫氨酸
真核生物
第三节:肽链的合成过程
1. 翻译起始复合物的装配启动肽链合成
原核生物起始
1. S-D序列=核糖体结合位点RBS: mRNA起始密码子上游的的AGGAGG序列
识别S-D序列: 核糖体30S小亚基中的16SrRNA,利于翻译起始阶段小亚基P位和mRNA定位
反义控制: 反义RNA与特定mRNA杂交→阻断核糖体对起始密码子和SD序列的识别→抑制翻译起始
2. 核糖体大小亚基分离
IF3防止它们过早结合
3. IF1占据小亚基a位: 防止与氨酰tRNA过早结合
4. mRNA与核糖体结合
mRNA将起始密码子AUG定位在小亚基的P位
依靠mRNA起始密码子上游AGGAGG(RBS/S-D序列)
5. IF2(GTP酶)结合GTP,促进起始氨酰tRNA甲酰化,进入小亚基P位,水解GTP→
促进IF释放
促进大小亚基结合
形成翻译起始复合物
1. 核糖体
2. mRNA
3. fMet-tRNA(fMet)
真核生物起始
1. 起始氨酰tNRA:Met-tRNAi(Met)
对比原核:有甲酰化fMet-tRNA(fMet)
2. 核糖体的小亚基先和起始氨酰tRNA结合,再和mRNA结合
对比原核:小亚基先和mRNA结合
3. mRNA准确定位在核糖体,需要
1. eIF4F复合物
eIF4A:解开mRNA二级结构
eIF4E=帽子结合蛋白:结合mRNA的5帽子结构(限速步骤)
eIF4G:可结合PABA(poly结合蛋白)
2. eIF4B
3. 5端帽子
4. 3端尾巴
总结: 帽子和尾巴的意义
1. 防止脱帽酶和脱酰胺酸化酶的攻击,以保护mRNA不被核酸外切酶降解
2. 帮助mRNA从胞核转移到胞质
3. 参与调控翻译的起始
4. 尾巴长度与mRNA寿命正相关
对比原核:准确定位靠S-D序列
原核和真核起始的区别
2. 在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链 狭义的核糖体循环
1. 进位
活化氨基酸
氨酰tRNA进位/注册(进入A位) 需要EF-Tu(GTP酶)、EF-Ts
2. 成肽(由P到A的过程)
肽酰转移酶(属于核酶)催化 本质:RNA
转肽酶
原核生物:23S rRNA
真核生物:28S rRNA
P位的fMet-tRNA(fMet)将fMet转移给A位的氨酰tRNA,在A位形成肽键→二肽酰tRNA占据A位,空载tRNA仍在P位
3. 转位(A→P)
EF-G使核糖体向mRNA3'端移动一个密码子(车动)(=3个核苷酸)的距离→原来P位上的空载tRNA进入E位,并从核糖体脱落
根据A位新的密码子,氨酰tRNA不断进行进位、成肽、转位的“狭义的核糖体循环”→使P位的肽酰tRNA不断延长(N端到C端)
3. 终止密码子和释放因子导致肽链合成终止
原核生物终止
转录后新的A位出现了终止密码子,RF识别终止密码子并占据A位
RF1识别UAA、UAG
RF2识别UAA、UGA
RF1或RF2诱导转肽酶(酯酶)→肽链释放→RF3使RF脱离核糖体
4. 总结
能量
ATP
主要参与氨基酸的活化
GTP
提供翻译起始、延长、终止阶段的能量
以延长阶段为例
AA活化(消耗2个高能磷酸键)
每生成一个肽键
进位:-ATP
成肽:不耗能
转位:-ATP
每生成一个肽键至少消耗:4个高能磷酸键
供能物质
真核:GTP和ATP供能
原核:仅GTP供能
原核生物与真核生物蛋白质合成的比较
原核生物
一条mRNA编码几种蛋白质(多顺反子)
转录、翻译、mRNA降解可同时发生
第四节:蛋白质合成后的加工和靶向运输
1. 肽链水解加工产生具有活性的蛋白质或肽(修饰一级结构)
去除
1. N-甲硫氨酸
2. N-甲酰化甲硫氨酸
3. N-甲酰基而保留甲硫氨酸
4. 分泌蛋白质、跨膜蛋白质N端信号肽
5. C端氨基酸
6. 部分肽段(酶原激活)
7. 某些肽链经水解后可产生多种小分子活性肽
2. 氨基酸残基的化学修饰改变蛋白质的活性
水解新生肽链(一级结构)
1. 去除N端的-Met(甲硫氨酸) 方式:去除N端甲酰化的Met或去除N端甲酰基
2. 去除分泌蛋白质和跨膜蛋白质的N端信号肽
3. 去除C端氨基酸
4. 去除部分肽段(酶原激活)
5. 某些肽链水解后可产生多种小分子活性肽
氨基酸的化学修饰(一级结构的化学修饰)
甲乙羟糖硒磷酸化+形成二硫键
甲基化
乙酰化:赖、丝
羟基化:脯、赖
糖基化
硒化
磷酸化
磷酸化一般针对氨基酸
形成二硫键(一级、空间结构) 半胱氨酸→胱氨酸
VS酶的化学修饰
甲乙腺硫磷酸化
甲基化
乙酰化
腺苷化
二硫键
磷酸化
3. 多肽链的折叠(空间结构)
分子伴侣
1. 热激蛋白70/热休克蛋白70/HSP70
作用
促进新生肽链的正确折叠
2. 伴侣蛋白
真核HSP70
原核GroE
异构酶
1. 蛋白质二硫键异构酶(PDI)
帮助肽链内活肽链间二硫键正确形成
2. 肽脯氨酰基顺-反异构酶(PPI)
使肽链在各脯氨酸残基弯折处正确折叠
4. 亚基聚合和辅基连接(空间结构)
5. 蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位(分拣信号)
举例
信号肽参与的靶向运输
胞质小RNA/scRNA+蛋白质→信号识别颗粒SRP→信号肽→引导蛋白质进入内质网继续合成
第五节:蛋白质合成的干扰和抑制
1. 许多抗生素通过抑制蛋白质合成发挥作用
氨基糖苷类抗生素(如:卡那霉素): 可与原核生物核蛋白体30S亚基(小亚基)结合,影响翻译准确性
2. 某些毒素抑制真核生物的蛋白质合成
3. 记忆总结
针对大、小亚基分类
小亚基: 小孩子假期开始学习新概念1,学完英语后,延伸任务是看西游记认识一下四大阎王
开始:抑制起始
新:新霉素
概=干:干扰素
念=链:链霉素
1:伊短霉素
延伸:抑制延伸
四:四环素
大:大观霉素
大亚基: 如果不好好学习,就让大哥给你点颜色看看
带颜色的
放线菌酮(铜)
白喉
蓖麻毒蛋白
红霉素
氯霉素
林可霉素(林妹妹是绿茶)
除了白喉是抑制EF-2起到抑制肽链延长作用 其他都是抑制转肽酶起抑制延长作用
从原核、真核、病毒来分
原核+真核
漂亮的伊人原来真是命短
漂:嘌呤霉素
伊:伊短霉素
原:原核生物
真:真核生物
仅真核
一根线勒住了喉咙麻痹了呼吸,就真的挂了
线:放线菌酮
喉:白喉毒素
麻痹:蓖麻蛋白
真:真核生物
病毒:干扰素
从功能上分
大夫不转科,四环不结婚: 故事:大夫不转科,升不上主任,在四环买不了房子,结什么婚?
大夫
大观霉素
夫西地酸
不转科:阻止转位
四环:四环素
不结婚:阻止结合
小新连忙结巴的说他读错了
新:新霉素
连:链霉素
巴:巴龙霉素
读错了:读码错误
白喉eEF,均为中间一横 干扰素eIF,均为中间一竖
白岩松:白喉杆菌延长松(EF-2)
干扰素:interferon(IF2)