导图社区 生物化学-蛋白质生物合成
《生物化学与分子生物学》第十七章 蛋白质的生物合成笔记,包括蛋白质生物合成体系、氨基酸与 tRNA 的连接、肽链的生物合成过程等内容。
这是一篇关于医学遗传学-免疫缺陷的思维导图,详细解释了ABO血型系统的遗传基础,包括“IAB”、“IB”、“H”等基因和它们编码的“N-乙酰半乳糖胺转移酶”、“D-半乳糖转移酶”等蛋白质的功能。讨论了人类白细胞抗原(HLA)系统,这是一组位于人体有核细胞表面的抗原,与免疫应答、器官移植等多个方面密切相关。HLA系统包括多个基因群,如I类、Ⅱ类和Ⅲ类基因,它们在人体中发挥着不同的作用。
这是一篇关于医学遗传学-线粒体疾病的思维导图,介绍了线粒体疾病的多种类型,按照生化分类分为底物转运缺陷、底物利用缺陷、Krebs循环缺陷和电子传递缺陷。详细描述了几个具体的线粒体疾病案例。首先是Leber视神经菱缩(LHON),这是一个由于mtDNA中的复合体IND4亚基基因在第11778位点的碱基从G变为A导致的遗传性疾病。讨论了mtDNA点突变或缺失如何选择性地破坏胰岛β细胞,从而与糖尿病相关。
这是一篇关于医学遗传学-多基因疾病的思维导图,列出了精神分裂症的一些主要症状,包括联想障碍、情感淡漠情感不协调、意志活动减弱或缺乏、幻觉妄想和紧张症等。这些症状构成了精神分裂症的核心症候群,并且病人常常缺乏自知力。还提到了与这些基因相关的其他疾病,如青少年型糖尿病(I型DM)和哮喘。列出了与神经系统疾病相关的其他基因和疾病,如帕金森病(与PARK2、SNCA等基因相关)和阿尔兹海默症(与APP、PSEN1等基因相关)。
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蛋白质生物合成
合成体系
mRNA
编码区(开放阅读框)内有遗传密码
起始:AUG
终止:UAG、UGA、UAA
特点
方向性
翻译的阅读方向是5'→3',对应蛋白质的N→C
连续性
移码突变相关
简并性
多数情况下,同义密码子前两位碱基相同,仅第三位有差异
简并密码子=同义密码子
摆动性
mRNA1,2位与tRNA3,2位配对,第3位与第1位存在配对摆动
通用性
tRNA
tRNA氨基酸臂的-CCA末端腺苷酸3'-OH与aa结合
氨基酸与tRNA连接的专一性由氨基酰tRNA合成酶保证,同时氨基酰tRNA合成酶还具有校对活性
每个氨基酸活化成氨基酰-tRNA消耗两个高能磷酸键
起始氨基酰-tRNA
原核:
真核:
核糖体
沿着模板从mRNA5'→3'移动
tRNA移动(E)←P←A
真核生物没有E位,空载的tRNA直接从P位脱落
酶类和蛋白因子
ATP/GTP
Mg2+,转肽酶,氨基酰tRNA合成酶
起始因子:IF,eIF
延长因子:EF,eEF
释放因子:RF,eRF
起始
原核起始
1||| 核糖体大小亚基分离
IF稳定30S小亚基与50S大亚基的分离状态
2||| 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近
30S小亚基准确识别起始密码子AUG却不结合内部AUG
mRNA起始AUG上游8~13核苷酸处有共有序列-AGGAGG-,可被16S rRNA精确识别,这段序列被称为核糖体结合位点RBS,简称S-D序列
mRNA临近RBS下游,还有一段短核苷酸序列,可被小亚基蛋白rpS-1识别并结合
3||| fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位
4||| 核糖体大亚基结合形成起始复合物
翻译起始复合物:完整的核糖体、mRNA、fMet-tRNAfMet
真核起始
2||| Met-tRNAiMet定位结合于小亚基P位
3||| mRNA与核糖体小亚基定位结合
准确定位机制
1||| 帽结合蛋白复合物的特殊作用
2||| 核糖体中rRNA和蛋白质的作用(共有序列为18SRNA提供识别和结合位点)
真核相对原核起始的区别:
延长
进位
又称注册氨基酰-tRNA进A位
核糖体对氨基酰-tRNA的进位具有校正作用
消耗一个GTP
成肽
肽基转移酶(转肽酶发挥作用,本质不是蛋白质,是RNA)
转位
核糖体沿着mRNA的移动,转位需要GTP以及延长因子
蛋白质合成时,每生成一个肽键,平均消耗4个高能磷酸键
进位与转位各消耗一个GTP+合成氨基酰tRNA消耗两个高能磷酸键
终止
释放因子识别结合终止密码子进入A位,这一过程需要水解GTP
原核有3种RF
RF1识别UAA或UAG,RF2识别UAA或UGA,RF3则与GTP结合并使其水解,协助RF1和RF2与核糖体结合
真核生物仅有一种eRF
所有3种终止密码子均可被eRF识别
加工和靶向运输
肽链折叠为功能构象需要分子伴侣
作用
1||| 封闭待折叠肽链暴露的疏水区段
2||| 创建隔离环境,使肽链折叠互不干扰
3||| 促进肽链折叠和去聚集
4||| 遇到应激刺激,使已折叠的蛋白质去折叠
分类
核糖体结合性分子伴侣
触发因子
新生链相关复合物
非核糖体结合性分子伴侣
热激蛋白HSP
伴侣蛋白
除分子伴侣外,催化蛋白质功能构象形成所必需的酶称为异构酶,也称折叠酶
分子伴侣并未加快肽链折叠反应的速度,只是通过消除不正确折叠,增加功能性蛋白质折叠产生率而促进天然蛋白质折叠
肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽
酶原→酶
多肽链→多种小分子活性肽
氨基酸残基的化学修饰增加功能多样性
亚基聚合形成功能性蛋白复合物
四级结构
蛋白质合成后靶向运输
分泌型蛋白在内质网加工转运
信号肽在内质网被信号肽酶切除
定位于内质网的蛋白其C-端含有滞留信号序列
大多数线粒体蛋白合成靶向转运至线粒体
线粒体蛋白N-端有前导肽定位序列
定位于内膜或膜间隙的蛋白先去线粒体基质,再去线粒体内膜或间隙
质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜
细胞核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核
生物合成的干扰抑制
许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用
某些毒素抑制真核生物蛋白质的合成
干扰素通过抑制蛋白质生物合成而呈现抗病毒作用