蛋白质的生物合成

生物专业大学生建议收藏！下图包括以下三点内容：RNA在蛋白质生物合成中的过程、蛋白质生物合成过程和蛋白质合成后的修饰加工。赶快收藏学起来吧！

蛋白质的生物合成

• （一）RNA在蛋白质合成中的作用
  • 一、翻译模板mRNA及遗传密码
    • 1.翻译模板mRNA
      • 1.5-端非翻译区
      • 2.开放阅读框架
        • mRNA 5-端起始密码子AUG到3-端终止密码子之间的核苷酸序列
      • 3.3-端非翻译区
    • 2. 遗传密码
      • 64个，具有方向性、连续性、简并性、通用性、摆动性
      • 密码子和反密码子都是从5’到3’来读
  • 二、tRNA和氨基酰-tRNA
    • 1.tRNA
      • I.分子3′端均为CCA序列(氨基酸臂）
      • II.在蛋白质生物合成过程中通过酯键与氨基酸结合而携带氨基酸，在合成过程中起关键作用。
      • III.tRNA构象
        • 3端氨基酸臂连接氨基酸
        • 反密码环连接RNA
          • tRNA分子中有一个反密码环，与mRNA分子中的密码子靠碱基配对原则而形成氢键，达到相互识别的目的。
    • 2.氨基酰-tRNA
      • I.散的氨基酸结合到3端，经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化，由ATP供能，与其相应的tRNA形成氨基酰-tRNA，即活化型氨基酸。
      • II.氨基酰-tRNA合成酶促反应
        • 氨基酸先结合AMP
        • 氨基酰-AMP再结合tRNA
      • III.起始氨基酰-tRNA
        • 原核生物：fMet-tRNAfMet
        • 真核生物：Met-tRNAiMet
  • 三、rRNA和翻译场所核糖体
    • 1.rRNA与多种蛋白质组成核糖体，是肽链合成的场所。核糖体由大小亚基组成，亚基又分别由不同的rRNA分子与多种蛋白质分子构成。
    • 2.核糖体在翻译中功能位点
      • A位
        • 氨基酰-tRNA位
      • P位
        • 肽键位
      • E位
        • 脱落位
• （二）蛋白质生物合成过程
  • 一、多肽合成概况
    • 多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程，合成方向是从 N -端（氨基端） 向C -端（羧基端）进行。
    • 需要200多种物质参加，除了原料氨基酸，mRNA、tRNA和rRNA这三种RNA，还需要多种酶、蛋白质因子、无机离子及供能物质等。
  • 二、翻译的起始
    • 1.核糖体大小亚基分离
      • 需要起始因子IF-1、IF-3。
    • 2.核糖体30S小亚基附着于mRNA的起始信号部位
      • 识别机制
        • S-D序列，又称核糖体结合序列。RNA与RNA之间的识别。
        • 还有一段短核苷酸序列，可被小亚基蛋白rpS-1识别并结合。RNA与氨基酸之间的识别。
        • 使AUG与P位点相对应
    • 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位
      • 需要IF-2。
    • 4.核糖体大亚基结合形成起始复合物
  • 三、多肽链合成的延长
    • 概述：多肽链延长是在核糖体上连续循环进行，所以又称为核糖体循环。延长阶段，每形成一个肽键要经过进位、成肽、转位三个步骤，肽链因此延长了一个氨基酸，如此反复直至肽链合成终止。
    • 1.进位
      • 氨基酰-tRNA识别密码子，进入核糖体的A位。该过程需EF-Tu, EF-Ts以及GTP参与，EF-Tu有GTP酶活性。Tu-Ts→Tu-GTP结合到A位点→Tu-GDP(脱落）→Tu-Ts.
    • 2.成肽
      • P位上fMet的酰基与A位上氨酰-tRNA的氨基进行反应，形成肽键。反应在A位进行。
    • 3.转位
      • 移位是在A位上的二肽连同mRNA从A位进入P位，需要GTP参加，由转位酶催化。EF-G具有转位酶活性。
  • 四、多肽链合成的终止
    • 原核生物有RF-1、RF-2、RF-3三种释放因子，真核生物只有一种释放因子eRF。
    • 核糖体向3端移动，空出A位，tRNA排到E位脱落，释放因子与UAG在A 位结合，使多肽链脱离，核糖体解体。
• （三）蛋白质合成后修饰加工
  • 一、新生肽链的折叠
    • 1.分子伴侣
    • 2.折叠酶
  • 二、一级结构的修饰
    • 氨基端修饰—去甲酰基、去甲硫氨酸
    • 化学修饰：磷酸化修饰、羟基化修饰、 糖基化修饰、形成二硫键　
    • 水解修饰：水解多余肽段或氨基酸，水解出几种不同的蛋白质或多肽
  • 三、高级结构的修饰
    • 亚基聚合
    • 辅基连接
  • 四、蛋白质合成后的靶向分送
    • 蛋白质合成后定向输送到其发挥作用的特定细胞部位的现象， 称为蛋白质合成后靶向分送。
    • 靶向分送的蛋白质一级结构中都存在信号序列：有的在肽链的N-端，有的在C-端，有的在肽链内部，有的在分送完成后切除，有的保留。