导图社区 蛋白质的合成
生物化学 人民卫生出版社第九版 第十五章 蛋白质合成学习笔记，内容包括蛋白质生物合成体系、氨基酸与tRNA的连接、多肽链的生物合成过程、多肽链生物合成后的加工和修饰、蛋白质生物合成的干扰和抑制，适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。
《生物化学与分子生物学》人民卫生出版社。第九版第二篇第七章脂质代谢详细归纳了甘油三酯代谢、磷脂代谢、胆固醇代谢和血浆脂蛋白及其代谢。学好脂质代谢这一篇思维导图就够了，希望对大家学习有帮助。
《生物化学与分子生物学》人民卫生出版社第九版、第十六章、基因表达的调控 、只摘取了重点内容，希望对大家学习有帮助。
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蛋白质的合成
主要介绍原核生物
蛋白质生物合成体系
mRNA是多肽链生物合成的直接模板
顺反子
概念
遗传学将编码一条多肽链的遗传单位称为顺反子
分类
多顺反子
原核生物中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的多肽链
单顺反子
真核生物mRNA只编码一条多肽链
遗传密码
mRNA中每三个相邻的编码一个氨基酸的核苷酸形成的三联体
起始密码
AUG
终止密码
UAA、UAG、UGA
遗传秘密的特点
连续性
简并性
通用性
方向性
阅读密码子时只能沿5'→3'的方向
摆动性
tRNA反密码子的1位碱基与mRNA密码子的3位碱基有时未严格遵循碱基互补配对原则
开放阅读框
能够编码氨基酸的mRNA序列
tRNA
转运氨基酸
核糖体是多肽链的装配场所
核糖体又称核蛋白体
三个特殊位点
A位
氨酰位
P位
肽酰位
E位
排出位
主要与小亚基有关
转肽酶活性
由大亚基成分构成，该酶催化的反应不耗能
GTPase活性
水解GTP获得能量（转位消耗GTP），分别由大小亚基成分构成
起始因子（IF)、延长因子（EF）、释放因子（RF）的结合位点
分别由大小亚基构成
酶类和蛋白质分子等
酶类
转肽酶
氨基酰tRNA合成酶
GTPase
蛋白质因子
起始因子（IF)
促进核糖体小亚基与起始tRNA及模板mRNA结合（阻止大小亚基过早结合）
延长因子（EF）
原核生物
EF-TU
EF-TS
RF-G
真核生物
EF1
EF2
促进氨基酰tRNA进入核糖体的A位，可促进移位过程，耗能
释放因子（RF）
与多肽链合成终止并使之从核糖体上释放（诱导转肽酶变为脂酶）有关
RF-1
识别终止密码UAA、UAG
RF-2
识别终止密码UAA、UGA
RF-3
具有GTP酶活性，促进多肽链的释放
eRF1
识别三种终止密码
eEF3
GTPase，促进多肽链释放
能源物质和无机离子
ATP、GTP、镁离子、钾离子
氨基酸与tRNA的连接
酶
对底物氨基酸和tRNA都有高度的特异性，一种酶对应一种氨基酸
有编辑校正活性
反应过程

氨基酸活化反应
氨基酸与tRNA连接反应
此过程消耗2个ATP
多肽链其实的合成需要特殊的起始氨基酰-tRNA
真核生物的起始tRNA是携带蛋氨酸的tRNA，原核生物的起始tRNA是携带甲酰蛋氨酸的tRNA，与识别非启动部位的携带蛋氨酸的tRNA不同
多肽链的生物合成过程
多聚核糖体：蛋白质合成过程中，多个核糖体结合在同一条mRNA链上所形成的聚合物。
起始
核糖体大小亚基的分离
IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核糖体大小亚基分离，为新一轮合成做准备
此时IF-1占据核糖体的A位
mRNA与小亚基的精确识别
AUG识别核糖体的P位
精确结合的两种机制
mRNA上的S-D序列与16sRNA结合
mRNA上rpS-1序列与核糖体小亚基蛋白rpS-1结合
起始氨酰tRNA与小亚基结合
起始氨基酰tRNA（fmet-tRNA^fmet)和IF2-GTP一起识别结合小亚基P位，并对应模板mRNA的起始密码子AUG
核糖体大亚基结合形成翻译起始复合物
翻译起始复合物：核糖体大、小亚基，mRNA，起始氨酰tRNA
IF-2结合的GTP被水解，三种IF脱离
延长
进位和转位各需消耗一个GTP，氨基酸与tRNA结合过程消耗2个ATP，故每缩合一分子氨基酸残基至少（因为有些还要矫正错误，要消耗ATP）消耗4个ATP
进位
又称注册，此步骤耗能，需GTP、镁离子、EF-Tu和EF-Ts参与
成肽
mRNA的阅读方向：5'→3’
肽链的延长方向：N端→C端
由转肽酶（肽酰转移酶）催化
此过程需要镁离子、钾离子
转位
EF-G有转位酶活性，此步骤耗能，需要GTP和镁离子参与
核糖体循环：活化氨基酸在核糖体上重复进行进位、成肽和转位以翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程
终止
识别
RF（释放因子）识别终止密码，进入核糖体的A位
水解
RF使转肽酶转变为脂酶，多肽链与tRNA之间的脂键被水解，多肽链释放
脱离
模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体脱离
多肽链生物合成后的加工和修饰
多肽链折叠
促进蛋白质折叠的大分子
分子伴侣
是细胞内一类保守蛋白质，可识别多肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠
热激蛋白（热休克蛋白）
伴侣素
蛋白二硫键异构酶
肽-脯氨酰顺反异构酶
一级结构的加工修饰
N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除
氨基酸共价修饰
糖基化
羟基化
磷酸化
甲酰化
疏水脂链的共价连接
多肽链的水解修饰
空间结构的修饰
亚基的聚合
辅基的连接
蛋白质合成后靶向输送到特定部位
一些重要概念
信号序列
主要为N端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞适当的靶部位
信号肽
新生分泌蛋白质N端存在的保守氨基酸序列，可引导分泌型蛋白进入内质网并分泌至细胞外
分泌型蛋白的靶向输送
线粒体蛋白的靶向输送
细胞核蛋白的靶向输送
蛋白质生物合成的干扰和抑制
抗生素类抑制蛋白质的合成
氯霉素、林可霉素、红霉素作用位点在原核核蛋白体大亚基，抑制延长 链霉素、新霉素、巴龙霉素作用位点在原核核蛋白体小亚基，抑制起始 四环素、土霉素作用位点在原核核蛋白体小亚基，抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合（即进位（注册）过程） 放线菌酮作用位点在真核核蛋白体大亚基，抑制转肽酶从而阻断肽链延长
其他干扰蛋白质生物合成的物质
毒素
e.g. 白喉毒素 可使真核生物eEF-2发生ADP糖基化而失活，阻断肽链合成的延长过程
e.g. 蓖麻毒素
干扰素
诱导特异的蛋白激酶使真核生物起始因子eIF-2磷酸化失活，抑制病毒蛋白质合成
