蛋白质的生物合成

蛋白质的生物合成，分享了遗传信息翻译的基本原理、蛋白质合成场所—核糖体、蛋白质合成的一般过程。

蛋白质的生物合成

• 遗传信息翻译的基本原理
  • 在mRNA链上从5‘到3‘端每三个相邻的核苷酸决定一个氨基酸，将这样的核苷酸三联体称为“密码子”
    • 密码子有64种
      • 四种特殊密码子
        • AUG—起始密码子，编码甲硫氨酸
        • UAA、UAG、UGA—终止密码子，不编码氨基酸
      • 61种能编码氨基酸的密码子
    • 密码子特点
      • 通用性
        • 从原核生物到真核生物，密码子都是通用的
      • 简并性
        • 能编码氨基酸的密码子有61种，但氨基酸只有20种，所以就会出现一种氨基酸的密码子有多种
      • 连续性
        • 在翻译过程中，遗传密码的阅读是连续的，中间不间隔
      • 方向性
        • 遗传密码子的阅读顺序是从5‘到3’
  • 把mRNA上的碱基排列顺序叫做“遗传密码”
  • tRNA
    • 既能识别mRNA上的密码子又能携带特定的氨基酸
    • 结构特点
      • CCA序列（3‘端）
        • 无特异性，所有的tRNA都是一样的，tRNA通过该序列携带特定氨基酸
      • 反密码环中的一个三联核苷酸—反密码子
        • 有特异性，每个tRNA都有它自己的反密码子
    • tRNA种类少于编码氨基酸的密码子的种类
• 蛋白质合成场所—核糖体
  • 化学组成
    • rRNA
    • 蛋白质
  • 分类
    • 真核生物—沉降系数80s
      • 大亚基60s
        • 28s、5.8s、5s rRNA➕49种蛋白质
      • 小亚基40s
        • 18s rRNA➕33种蛋白质
    • 原核生物—沉降系数70s
      • 大亚基50s
        • 23s、5s rRNA➕34种蛋白质
      • 小亚基30s
        • 16s rRNA➕21种蛋白质
    • 游离核糖体
      • 主要合成细胞内的基础性蛋白
    • 附着型核糖体
      • 主要合成细胞的分泌蛋白和膜蛋白
    • 重点
  • 与蛋白质多肽链形成密切相关的活性部位（5个）
    • mRNA结合位点
    • P位
      • 是肽酰tRNA（tRNA上结合一条肽链）结合的位置。大部分位于小亚基，小部分位于大亚基，是结合起始肽酰tRNA并向A位给出氨基酸的位置
    • A位
      • 是氨酰tRNA结合的位置。大部分位于大亚基，小部分位于小亚基，是结合一个新进氨酰tRNA的位置
    • 转肽酶活性部位
      • 位于P位与A位的连接处，在肽链延长时，催化进入核糖体的氨基酸之间形成肽键
    • 参与蛋白质合成的因子的结合部位
• 蛋白质合成的一般过程
  • 氨基酸的活化（蛋白质生物合成的预备阶段）
    • 氨基酸在氨酰-tRNA合成酶作用下，与CCA序列结合，该反应是耗能反应
      • 该酶决定氨基酸与tRNA结合的特异性
  • 多肽链合成的起始
    • 形成核糖体、mRNA和具有启动作用的起始氨酰-tRNA的起始复合物
      • 原核生物的起始氨酰-tRNA
        • 甲酰甲硫氨酰-tRNA
      • 真核生物的起始氨酰-tRNA
        • 甲硫氨酰-tRNA
  • 肽链的延长（多因子参与的核糖体循环过程）
    • 进位
    • 成肽
    • 转位
  • 肽链的终止和释放
    • 终止密码子的辨认
    • 肽链和mRNA等释放
    • 核糖体大小亚基解聚
  • 蛋白质合成后的加工修饰
    • 一级结构的修饰改变了多肽链氨基酸的性质和组成
      • 甲基化
      • 磷酸化
      • 二硫键形成
      • 肽链氨基端的修饰
      • 共价修饰
      • 多肽链的水解修饰（在高尔基体上完成）
    • 二级结构修饰
      • 亚基聚合
      • 多肽折叠
      • 辅基连接
    • 分子伴侣
      • 是一类能识别肽链的非天然结构，并能促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠的酶或蛋白质分子，它能介导其他蛋白质正确装配或有功能活性的空间结构，而本身并不参与最终装配产物的组成