生物化學：第十二章 蛋白質(zhì)的生物合成

1、 第十一章蛋 白 質(zhì) 的 生 物 合 成第一節(jié) 中心法則 生物的遺傳信息從生物的遺傳信息從 DNADNA傳遞給傳遞給mRNAmRNA的的過程稱為轉(zhuǎn)錄。過程稱為轉(zhuǎn)錄。 根據(jù)根據(jù)mRNAmRNA鏈上的遺傳信息合成蛋白質(zhì)的鏈上的遺傳信息合成蛋白質(zhì)的過程，被稱為翻譯。過程，被稱為翻譯。 19581958年年CrickCrick將生物遺傳信息的這種傳將生物遺傳信息的這種傳遞方式稱為中心法則。遞方式稱為中心法則。DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯復制復制1 DNA可以自我復制，從而可將所載遺傳信息傳給子代DNA，并在細胞分裂時將所載遺傳信息傳給子代細胞。2 DNA可以經(jīng)過轉(zhuǎn)錄將有關(guān)信息傳給RNA，其中的mR

2、NA又可將有關(guān)信息經(jīng)翻譯傳給蛋白質(zhì)。 轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程即為遺傳信息的表達過程。3.在某些病毒中，其遺傳物質(zhì)為RNA，而非DNA，其遺傳信息經(jīng)RNA復制傳給子代。 此外，某些病毒某些病毒有逆轉(zhuǎn)錄酶，實現(xiàn)遺傳信息由RNA向DNA的傳遞。 以上這些內(nèi)容構(gòu)成了分子遺傳學中的中心法則。 目前，尚未發(fā)現(xiàn)遺傳信息可由尚未發(fā)現(xiàn)遺傳信息可由DNA直直接傳給蛋白質(zhì)，或由蛋白質(zhì)將有關(guān)信息傳給接傳給蛋白質(zhì)，或由蛋白質(zhì)將有關(guān)信息傳給RNA或或DNA的直接證據(jù)的直接證據(jù)。第二節(jié) 遺 傳 密 碼一 密 碼 單 位 生物體中，構(gòu)成mRNA的核苷酸只有4種，即AMP，GMP，CMP，UMP，而氨基酸卻有20種，則代表20種氨基

3、酸的核苷酸排列的最佳組合似應為3個連續(xù)的核苷酸。實驗證明，的確是這樣。 MM, 4X4=16 MMM, 4X4X4=64 密碼子：密碼子：mRNA上以上以3個連續(xù)的核苷酸代表個連續(xù)的核苷酸代表1種種氨基酸氨基酸或翻譯的終止信號或翻譯的終止信號，又被稱為三聯(lián)體。，又被稱為三聯(lián)體。參考參考 根據(jù)這種推論，根據(jù)這種推論，NirenbergNirenberg于于19611961年設(shè)計了一個巧年設(shè)計了一個巧妙的實驗。他用無細胞系統(tǒng)進行研究，將人工合妙的實驗。他用無細胞系統(tǒng)進行研究，將人工合成的多聚尿苷酸（成的多聚尿苷酸（poly Upoly U）與）與2020種種C C1414標記的氨基標記的氨基酸混合

4、保溫后，發(fā)現(xiàn)體系所合成的多肽是有單一酸混合保溫后，發(fā)現(xiàn)體系所合成的多肽是有單一的苯丙氨酸連接起來的。的苯丙氨酸連接起來的。 而當將用多聚（尿苷酸而當將用多聚（尿苷酸鳥苷酸）（即鳥苷酸）（即poly U-Gpoly U-G）與與2020種經(jīng)種經(jīng)C C1414標記的氨基酸進行保溫后，所合成的標記的氨基酸進行保溫后，所合成的多肽是半胱氨酸與纈氨酸相間排列的多肽。多肽是半胱氨酸與纈氨酸相間排列的多肽。 參考參考 人們便稱這種編碼一個氨基酸的三個堿基人們便稱這種編碼一個氨基酸的三個堿基為三聯(lián)體密碼（為三聯(lián)體密碼（triplet codetriplet code），有時也），有時也稱為密碼子（稱為密碼子（

5、codoncodon）。）。 進而人們從不同的角度再進行試驗，從而進而人們從不同的角度再進行試驗，從而全部破譯了全部破譯了6464個密碼子。并編成了遺傳密個密碼子。并編成了遺傳密碼表碼表 前人的有關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)被總結(jié)得出一個密碼表 該表中共有該表中共有64個密碼子，其中個密碼子，其中61個為編碼氨基酸的個為編碼氨基酸的。 3個為終止密碼子為終止密碼子UAG、UGA及及UAA它們不它們不編碼任何氨基酸，僅僅是蛋白質(zhì)生物合成過程中的終止信編碼任何氨基酸，僅僅是蛋白質(zhì)生物合成過程中的終止信號；號； 另外有AUG編碼蛋氨酸編碼蛋氨酸 及及 GUG編碼纈氨酸編碼纈氨酸 這兩個密碼子，它們同時可以在蛋白質(zhì)

6、生物合成過程中這兩個密碼子，它們同時可以在蛋白質(zhì)生物合成過程中行使起始密碼子的作用。行使起始密碼子的作用。 在一些低等生物中，密碼子在一些低等生物中，密碼子GUGGUG也是起也是起始密碼子，始密碼子，但當使用但當使用GUGGUG作為起始密碼時，作為起始密碼時，進入此部位的氨基酸仍然是甲硫氨酸或甲進入此部位的氨基酸仍然是甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸酰甲硫氨酸，而并非是纈氨酸。二 遺 傳 密 碼 的 基 本 特 性 （一） 密碼無標點符號 兩個密碼子之間無任何起標點符號作用的密碼子存在。 正確的閱讀應是從一個正確的起點開始，一個不漏地挨著讀下去。 如果插入或刪除一個堿基，則會使以后的讀碼如果插入或刪除一

7、個堿基，則會使以后的讀碼順序發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫移碼順序發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫移碼。 由移碼引起的突變叫移碼突變由移碼引起的突變叫移碼突變。（二）在同一個基因中，密碼子是不重疊的 密碼子的閱讀是一個挨一個地進行，即密碼子的閱讀是一個挨一個地進行，即三個連續(xù)的核苷酸過后接著便是下面三個連三個連續(xù)的核苷酸過后接著便是下面三個連續(xù)的核苷酸。續(xù)的核苷酸。 只是在少數(shù)大腸桿菌噬菌體的RNA基因組中，部分基因的遺傳密碼是重疊的。參考參考 在在mRNAmRNA分子上，密碼是緊挨著的，但一般情分子上，密碼是緊挨著的，但一般情況下是不重疊的。況下是不重疊的。 如：如： 5 5UGAGUCGUGUGAGUCGUG3

8、 3 UGAUGA為一密碼，為一密碼，GUCGUC是另一個密碼。但是另一個密碼。但GAGGAG不應該是不應該是一密碼。一密碼。 這在絕大多數(shù)情況下應是這樣。但是這也不是絕這在絕大多數(shù)情況下應是這樣。但是這也不是絕對的，對的，已有證據(jù)表明，少數(shù)大腸桿菌（如已有證據(jù)表明，少數(shù)大腸桿菌（如，Q Q等）的遺傳密碼可以是重疊的等）的遺傳密碼可以是重疊的。但這種現(xiàn)象在。但這種現(xiàn)象在生物界中畢竟為數(shù)不多。生物界中畢竟為數(shù)不多。（三） 密 碼 子 的 簡 并 性 除了色氨酸和蛋氨酸（即甲硫氨酸）色氨酸和蛋氨酸（即甲硫氨酸）只有一個密碼子外，其余的氨基酸都至少有兩個密碼子。 這種不同的密碼子編碼同一種氨基酸的這

9、種不同的密碼子編碼同一種氨基酸的現(xiàn)象即密碼子的簡并性?，F(xiàn)象即密碼子的簡并性。 相應地，編碼同一種氨基酸的不同的密編碼同一種氨基酸的不同的密碼子叫簡并密碼子或同義密碼子碼子叫簡并密碼子或同義密碼子。密碼的簡并性有其特定的生物學意義密碼的簡并性有其特定的生物學意義 首先，若一種氨基酸只有一個密碼，首先，若一種氨基酸只有一個密碼，則則2020種氨基酸只需種氨基酸只需2020個密碼就夠用了，剩余個密碼就夠用了，剩余的的4444個密碼就全部都是終止密碼。個密碼就全部都是終止密碼。 這樣，在合成蛋白質(zhì)時，終止密碼就這樣，在合成蛋白質(zhì)時，終止密碼就會頻頻出現(xiàn)，這樣合成的肽鏈是不會長的，會頻頻出現(xiàn)，這樣合成的

10、肽鏈是不會長的，估計形成不了高級結(jié)構(gòu)。估計形成不了高級結(jié)構(gòu)。 沒有高級結(jié)構(gòu)的形成，也就沒有其特沒有高級結(jié)構(gòu)的形成，也就沒有其特殊的生物功能。殊的生物功能。 若只有一個密碼對應一個氨基酸，若只有一個密碼對應一個氨基酸，DNADNA分子堿分子堿基的排列就十分單調(diào)，缺少靈活性，在不同生物基的排列就十分單調(diào)，缺少靈活性，在不同生物中編碼同一種蛋白質(zhì)的基因就必須完全相同。中編碼同一種蛋白質(zhì)的基因就必須完全相同。 這樣無疑對生物進化沒有好處。這樣無疑對生物進化沒有好處。 而由于密碼的簡并性存在，即使不同而由于密碼的簡并性存在，即使不同生物的同一基因上某些堿基的變換也不至生物的同一基因上某些堿基的變換也不至

11、于影響相應蛋白質(zhì)的氨基酸順序。于影響相應蛋白質(zhì)的氨基酸順序。 這樣對物種的穩(wěn)定性保持也具有較大這樣對物種的穩(wěn)定性保持也具有較大的生物學意義。的生物學意義。 每種氨基酸有一到多種每種氨基酸有一到多種tRNAtRNA負責運輸。負責運輸。這些能夠運輸同一種氨基酸的多種這些能夠運輸同一種氨基酸的多種tRNAtRNA分分子稱為子稱為氨基酸的同工受體氨基酸的同工受體（isoacceptorisoacceptor）。）。 （四） 密 碼 子 的 擺 動 性 密碼子的簡并性往往只涉及密碼子的第密碼子的簡并性往往只涉及密碼子的第3位核苷酸（按位核苷酸（按53方向），方向），而其專一性則而其專一性則主要涉及其頭兩

12、位核苷酸，主要涉及其頭兩位核苷酸，密碼子的第3位核苷酸的重要性不大。 故密碼子的第密碼子的第3位核苷酸位核苷酸具有具有 “擺動性擺動性”。擺動性假說 密碼子的第3位核苷酸在配對性質(zhì)上具有一定的靈活性，它可與它可與tRNA上反密碼子上反密碼子的第一位的核苷酸（次黃嘌呤，的第一位的核苷酸（次黃嘌呤，I）配對）配對，此此I可與可與U，A，C配對配對。 因此，一般第一位的核苷酸為I的反密碼子都具有閱讀mRNA上密碼子的非凡能力，從而降低了由于遺傳密碼突變而引起的誤差。tRNAtRNA反密反密碼子堿基碼子堿基 I U CI U C（第一位）（第一位）mRNAmRNA密密碼子堿基碼子堿基 A, C, U

13、A, G C, G, UA, C, U A, G C, G, U （第三位）（第三位） 密碼子與反密碼子配對的搖擺現(xiàn)象密碼子與反密碼子配對的搖擺現(xiàn)象 tRNA tRNA與翻譯與翻譯（五） 密 碼 子 的 通 用 性 近乎通用。近乎通用。 在高等生物和低等生物中基本通用在高等生物和低等生物中基本通用。 但在線粒體中有異議； 另外在原生動物纖毛蟲中也有異議。第三節(jié) 核 糖 體 核糖體由大小兩個亞基組成（前已敘及）。 原核生物與真核生物均存在多核糖體。原核生物與真核生物均存在多核糖體。 多核糖體多核糖體（polyribosomepolyribosome或或polysomepolysome） ：由一個

14、由一個mRNA分子與一定數(shù)目的單個核糖體分子與一定數(shù)目的單個核糖體結(jié)合而成的、呈念珠狀的復合物。結(jié)合而成的、呈念珠狀的復合物。 在顯微鏡下便可見到多個核糖體排列在顯微鏡下便可見到多個核糖體排列成一串。成一串。 兩個核糖體之間有一段裸露的兩個核糖體之間有一段裸露的mRNA，每個核糖體可以獨立完成一條多肽鏈的合成。每個核糖體可以獨立完成一條多肽鏈的合成。 其積極的生物學意義，生物學意義，在于可以同時進在于可以同時進行多條多肽鏈的合成，提高翻譯的效率行多條多肽鏈的合成，提高翻譯的效率。30S50S 一般來說，多聚核糖體可在各種生物一般來說，多聚核糖體可在各種生物中出現(xiàn)。中出現(xiàn)。 在合成蛋白質(zhì)時，在在

15、合成蛋白質(zhì)時，在mRNAmRNA鏈上大約每鏈上大約每8080個堿基便有一個核糖體在翻譯。個堿基便有一個核糖體在翻譯。 在多數(shù)情況下，一條在多數(shù)情況下，一條mRNAmRNA鏈上可見到鏈上可見到5 51515個核糖體。個核糖體。 多聚核蛋白體多聚核蛋白體 核糖體核糖體在合成分泌性蛋白及某些膜蛋在合成分泌性蛋白及某些膜蛋白時，聯(lián)結(jié)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上白時，聯(lián)結(jié)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，而，而在合成其它蛋在合成其它蛋白質(zhì)時則以游離的形式存在白質(zhì)時則以游離的形式存在。 大腸桿菌30S亞基能單獨與mRNA形成30S核糖體亞基-mRNA復合物，后者又可與tRNA專一結(jié)合； 50S亞基不能mRNA單獨結(jié)合，但可非專一地結(jié)合tRNA。

16、 50S亞基有兩個亞基有兩個tRNA位點，即氨?；晃稽c，即氨?；稽c（點（A）和肽?；稽c（）和肽?；稽c（P）。第四節(jié) 蛋 白 質(zhì) 生 物 合 成 的 機 理 一 多肽鏈的延伸方向（一） 多肽鏈的合成是從氨基端氨基端向羧基端羧基端延 伸。（二） mRNA上翻譯的方向是從從mRNA的的5 端向端向3端延伸端延伸。二 氨基酸的活化（即氨酰tRNA的合成） 氨基酸在摻入蛋白質(zhì)多肽鏈之前必須活化以獲得額外的能量，活化了的氨基酸與活化了的氨基酸與tRNA 生成氨酰生成氨酰tRNA。此反應此反應在可溶性細胞質(zhì)內(nèi)進行在可溶性細胞質(zhì)內(nèi)進行。 催化該反應的酶是催化該反應的酶是氨酰氨酰-tRNA 合成酶合成酶

17、。 Mg2+或Mn2+1 ATP+氨基酸+酶氨酰-AMP酶+PPi 在氨酰-AMP中，氨基酸的羧基與氨基酸的羧基與AMP上的上的5-磷酸基相連，磷酸基相連，形成高能酸酐鍵形成高能酸酐鍵，使氨氨基酸的羧基得以活化基酸的羧基得以活化。 氨酰氨酰-AMP本身不穩(wěn)定，但本身不穩(wěn)定，但與酶結(jié)合后與酶結(jié)合后變變得更加穩(wěn)定得更加穩(wěn)定。 這一步，酶的專一性不強酶的專一性不強，也可以催化錯誤的氨基酸和AMP形成氨酰-AMP。 2氨酰-AMP-酶+tRNA氨酰-tRNA +AMP+酶 這一步，酶的專一性強酶的專一性強，氨酰（錯誤的）-AMP會被酶將錯誤的氨?；庀聛?。 反應結(jié)束后，反應結(jié)束后，氨?；话惆滨；?/p>

18、般連接在連接在tRNA 的的3端的端的CCA的的A之之3-或或2-OH上上。 但主要連接在但主要連接在3-OH上，以（高能）酯上，以（高能）酯鍵相連鍵相連。 總反應式： 氨基酸+ ATP +tRNA 氨酰-tRNA+ AMP+ PPi 每一種氨基酸都有其專一性的氨酰每一種氨基酸都有其專一性的氨酰-tRNA 合成酶。合成酶。三tRNA上與翻譯有關(guān)的位點 1 3-端CCA的A之3-或2-OH上的氨基酸接受位點； 2識別氨酰-tRNA 合成酶的位點； 3核糖體的識別位點； 4反密碼子位點。 tRNA在識別mRNA分子上的密碼子時具有接頭作用。 一旦形成氨酰一旦形成氨酰-tRNA，進一步的去向即由，進

19、一步的去向即由tRNA決定，而不是由氨?；鶝Q定。決定，而不是由氨酰基決定。D D環(huán)可被氨酰環(huán)可被氨酰tRNAtRNA合成酶識別合成酶識別TCTC環(huán)可與環(huán)可與核糖體結(jié)合核糖體結(jié)合活化的活化的CCACCA末末端可連接端可連接AAAA反密碼環(huán)含反密碼環(huán)含反密碼子反密碼子 在蛋白質(zhì)合成過程中，在蛋白質(zhì)合成過程中，tRNAtRNA也必須與也必須與核糖體結(jié)合。核糖體結(jié)合。 tRNAtRNA分子上的分子上的TCTC環(huán)上含有環(huán)上含有TCGTCG順序，順序，這這即是即是tRNAtRNA與核糖體結(jié)合的識別位點與核糖體結(jié)合的識別位點。 因為因為核糖體上含有的核糖體上含有的5S rRNA5S rRNA具有與此具有與此

20、TCGTCG序列互補的順序序列互補的順序，兩者可識別結(jié)合。，兩者可識別結(jié)合。 四 蛋 白 質(zhì) 多 肽 鏈 的 生 物 合 成 過 程 以大腸桿菌為例。 （一） 起始 1 起始并非始于mRNA 5-端的第一個核苷酸。 SD序列序列: 在起始密碼子上游約在起始密碼子上游約10個核苷酸個核苷酸中有中有一段富含嘌呤的一段富含嘌呤的序列（序列（Shine-Dalgarno序列），可序列），可與與16SrRNA的的3端的一段富含嘧端的一段富含嘧啶的序列互補結(jié)合啶的序列互補結(jié)合。 它可以使翻譯準確起始。幾種基因幾種基因mRNA mRNA 上的上的SD SD 序列序列2 原核生物中多肽鏈的生物合成自甲酰甲硫氨

21、酸開始 以N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNA的形式開始。 甲硫氨酰-tRNA 合成酶（1） Met+tRNAf+ATP Met-tRNAf+AMP+PPi； 轉(zhuǎn)甲酰基酶（2） Met-tRNAf +N10-甲酰四氫葉酸 fMet-tRNAf+四氫葉酸 在所有生物中，甲硫氨酸的密碼子只有在所有生物中，甲硫氨酸的密碼子只有AUG一個，一個，但攜帶甲硫氨酸的但攜帶甲硫氨酸的tRNA卻有兩卻有兩種。種。 一種tRNA用于翻譯過程的起始，負責識別mRNA上的起始密碼子AUG； 另外一種則用于在肽鏈延長過程中識別mRNA上除起始密碼子AUG之外的AUG。 在大腸桿菌中，負責識別起始密碼子AUG的tRN

22、A用tRNAf表示，它攜帶N-甲酰甲甲酰甲硫氨酸（即硫氨酸（即fMet）而形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNAf（即fMet-tRNAf）； 負責在肽鏈延長過程中識別除起始密碼子AUG之外的AUG的tRNA用tRNAm表示,它攜帶甲硫氨酸而形成甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNAm（即（即Met-tRNAm）。 負責攜帶（甲酰）甲硫氨酸的tRNA的堿基順序不完全相同。3 70S起始復合物的形成 （1） 首先，起始因子IF3使無翻譯活性的 核糖體（70S）激活，發(fā)生解離，生成游離 的50S大亞基和30S亞基- IF3復合體（即激 活的30S核糖體亞基）。 IF3的作用 1） 可以防止50S亞基與30S亞基再結(jié)合

23、； 2）可以促使30S亞基與mRNA結(jié)合，幫助mRNA的SD序列與16SrRNA3-端序列相結(jié)合以使mRNA正確定位； 3）可以在翻譯啟動區(qū)形成使起始信號易被fMet-tRNA識別的高級結(jié)構(gòu)。 （2）30S亞基- IF3與mRNA結(jié)合形成30S亞基- IF3 -mRNA復合物（該復合物中各組份比例為1：1：1）。 （3）30S亞基- IF3 -mRNA+ IF1+IF2-GTP+fMet-tRNAf 30S亞基-IF1-IF2-GTP-fMet-tRNAf-mRNA+ IF3 這里，30S亞基-IF1-IF2-GTP-fMet-tRNAf-mRNA即 30S起譯復合物或起譯復合物或30S起始起

24、始復合物復合物。 IF2-GTP可促進fMet-tRNAf與30S亞基的結(jié)合，其中其中IF2具有具有GTPase活性?；钚?。 （4） 30S起始復合物+50S亞基 70 S起始復合物+GDP+Pi+IF1+ IF2 此時fMet-tRNAf占據(jù)了核糖體上的肽占據(jù)了核糖體上的肽?；稽c（即酰基位點（即P位點），位點），其反密碼子正好與起始密碼子AUG互補結(jié)合。 核糖體上空著的氨?；稽c（即A 位點）則虛位以待新的氨酰-tRNA。 此時，A 位點占據(jù)著mRNA上相對應的密碼子位點。起始因子起始因子 (IF)(IF)（參考）（參考） 參與蛋白質(zhì)生物合成起始的可溶性參與蛋白質(zhì)生物合成起始的可溶性蛋白質(zhì)

25、因子蛋白質(zhì)因子IF-1: IF-1: 無專一功能，增加無專一功能，增加IF-2,IF-3IF-2,IF-3活性活性IF-2: IF-2: 使使fMetfMet- - tRNAtRNAf f選擇性地與選擇性地與30S30S亞亞基結(jié)合，需基結(jié)合，需GTPGTPIF-3: IF-3: 使使30S30S與與mRNAmRNA起始部位連接起始部位連接, , 具有解離活性，使亞基保持為解離態(tài)具有解離活性，使亞基保持為解離態(tài)翻譯的起始翻譯的起始PA53MetAUG CAPfMet-tRNAfMet-tRNAm甲酰甲酰 翻翻譯譯的的起起始始（二） 蛋 白 質(zhì) 多 肽 鏈 生 物 合 成 的 延 伸 70S起始復

26、合物生成之后，蛋白質(zhì)的生物合成即進入到肽鏈的延伸階段。 1 氨酰-tRNA進入核糖體上A位點 新進入的氨酰-tRNA依密碼子依密碼子-反密碼反密碼子互補識別的原則子互補識別的原則進入核糖體上A位點。 此步需消耗此步需消耗GTP，并需要延伸因子并需要延伸因子EFTu和和EFTs。 （1）EFTu-GTP + 氨酰-tRNA EFTu-GTP-氨酰-tRNA， （2）EFTu-GTP-氨酰-tRNA與70S起始復合物相互作用，使氨酰氨酰-tRNA進入核糖體進入核糖體A位點，位點，釋放出釋放出EFTu-GDP。 （3）EFTu-GDP + EFTs EFTu-EFTs + GDP， （4）EFTu-

27、EFTs + GTP EFTu-GTP + EFTs 這里，氨酰-tRNA上的反密碼子與位于A位點上的mRNA上的密碼子互補配對。 除了除了fMet-tRNAf外，外，其余的氨酰其余的氨酰-tRNA必須按此過程才能進入必須按此過程才能進入70 S核糖體的核糖體的A位點。位點。 目前看來，EFTu不能與不能與fMet-tRNAf反反應。應。 另外，EF-Tu還不與游離tRNA、取代了的氨酰-tRNA結(jié)合。 EF-Tu能夠識別能夠識別tRNA是否氨基?；欠癜被；?。 AA22 肽鏈的形成 在位于50S核糖體亞基上的肽酰（基）肽酰（基）轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶（peptidyl transferasepept

28、idyl transferase）催化下，位于P P位點上位點上的fMet-tRNAffMet-tRNAf上的上的fMetfMet基基或肽酰肽酰-tRNA-tRNA上的肽酰基上的肽?；聂然膳c位于A A位點上位點上的氨酰氨酰-tRNA-tRNA上的氨?；系陌滨；陌被l(fā)生反應，生成肽鍵。參考 此酶分布在此酶分布在P P位附近，由于位附近，由于肽鍵合成時肽鍵合成時需要消耗需要消耗GTPGTP（？）（？），而，而GTPGTP的水解也的水解也是由大亞基負責的。是由大亞基負責的。 因而推知，大亞基上也具有專門水解因而推知，大亞基上也具有專門水解GTPGTP的活性部位。的活性部位。 肽鍵形成之后，P

29、位點上只剩下無負載位點上只剩下無負載的的tRNA，而A位點上則存在一個攜帶了較原位點上則存在一個攜帶了較原來的氨酰基或肽?；黾恿艘粋€氨基酸殘基來的氨?；螂孽；黾恿艘粋€氨基酸殘基的肽酰的肽酰-tRNA。 這一步不消耗這一步不消耗GTP，只是一個轉(zhuǎn)肽反應，只是一個轉(zhuǎn)肽反應。需要高濃度的K+。 另有一些學者提出具有肽酰轉(zhuǎn)移酶活性的并不是蛋白質(zhì)，而是50S亞基上的23SrRNA，它具有核酶的功能。 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 進位進位 轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽 移位移位P A53MetAGUP A53MetAUGffAUG3PA5MetAUG23PA5MetAUG2進位進位ff3PA5metAUG23PA35AUGm

30、et2轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽移位移位ffPA35AUGMet23PA35AUGMet234 進位進位轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽ffPA35AUGMet234PA35AUGMet234ff附注：附注： 嘌呤霉素對蛋白質(zhì)合成的抑嘌呤霉素對蛋白質(zhì)合成的抑制作用就發(fā)生在這一步。（參考）制作用就發(fā)生在這一步。（參考） 嘌呤霉素與氨酰嘌呤霉素與氨酰-tRNA上上3-端的端的AMP殘基的結(jié)構(gòu)相似殘基的結(jié)構(gòu)相似。 肽酰（基）轉(zhuǎn)移酶可以使氨基酸與嘌呤霉素結(jié)合，形成肽酰嘌呤霉素，但是二者之間的連接鍵不是酯鍵，而是酰胺鍵。 因此，肽酰嘌呤霉素很容易從核糖體上脫落，使蛋白質(zhì)的生物合成中止。3 移位 肽鍵形成之后，核糖體即朝53方向沿mRNA模板鏈做

31、相對移動。 每次移動的距離為一個密碼子的長度每次移動的距離為一個密碼子的長度。 移動的結(jié)果原來位于原來位于P位點上的無負位點上的無負載的載的tRNA離開核糖體，返回胞液離開核糖體，返回胞液，而位于位于A位點上的肽酰位點上的肽酰-tRNA則移動到了則移動到了P位點位點。 從A位點移動到P位點的肽酰-tRNA仍然與mRNA上的密碼子互補結(jié)合。 核糖體上空著的氨酰基位點（即A 位點）則又虛位以待新的氨酰-tRNA。 此時，A 位點同樣占據(jù)著mRNA上相對應的密碼子位點。 這一步需要一個蛋白質(zhì)因子即EFG，它，它稱為移位酶，具有稱為移位酶，具有GTP酶活性，酶活性，故這一步要消耗GTP。 EF-G結(jié)合

32、一個GTP，當它與核糖體結(jié)合后，便推動核糖體的移位。 GTP水解為GDP和Pi并從核糖體上釋放出來，EF-G也隨之從核糖體上解離下來。 核糖體的構(gòu)象發(fā)生改變，從而沿核糖體的構(gòu)象發(fā)生改變，從而沿mRNA移動。移動。關(guān)于GTP的具體作用尚不清楚 以往認為GTP水解釋放的能量用于肽鍵的合成，但目前認為是用于使IF2、EFTu、EFG等因子從核糖體上釋放，以便進入新一輪的肽鏈延伸過程。 到此為止，翻譯過程的一輪肽鏈延長循環(huán)即告結(jié)束。 從上面可以看到，這每一輪循環(huán)中，都會有一個新的氨酰-tRNA進入到核糖體的A 位點，并參與形成一個新的肽鍵以使肽鏈延長一個氨基酸殘基。 而在肽鍵形成后核糖體都要朝53方向

33、沿mRNA模板鏈移動一個密碼子的長度。如此循環(huán)，直到核糖體移動到其A 位點占據(jù)了mRNA上的終止密碼子位點為止。 延伸因子（延伸因子（EF): EF): 參與肽鏈延伸的蛋白質(zhì)因子參與肽鏈延伸的蛋白質(zhì)因子EF-TEF-TU U, EF-T, EF-TS S: : 共同促使氨酰共同促使氨酰-tRNA-tRNA進入核糖體的進入核糖體的A A位位 具有具有GTPGTP酶活性酶活性EF-G: EF-G: 具有具有GTPGTP酶活性酶活性 促使肽酰促使肽酰-tRNA -tRNA 位移至位移至P P位及空的位及空的tRNA tRNA 離開核糖體離開核糖體（三） 多 肽 鏈 合 成 的 終 止 與 釋 放 1

34、終止因子（或釋放因子，RF） 當核糖體沿mRNA移動到終止密碼子（UAA，UAG或UGA）進入A位點時，肽鏈的延長停止，而進入肽鏈合成的終止階段。 肽鏈合成的終止需要終止因子的參與。 原核生物的終止因子，即原核生物的終止因子，即RF1、RF2、RF3 RF1負責專一識別UAA和UAG， RF2則負責專一識別UAA和UGA。 RF3并不識別終止密碼子，但它本身是一種GTPase。 一般認為，RF3有促進RF1、RF2功能的作用，促進肽鏈的釋放，而這可能與它結(jié)合水解GTP有關(guān)。 目前看來，終止因子均為酸性蛋白質(zhì)，分子量分別為 RF1，44000， RF2，49000， RF3，46000。2肽鏈合

35、成的終止與釋放過程 蛋白質(zhì)生物合成過程中，當終止密碼子當終止密碼子進入到進入到A位點時，位點時，并沒有某種不帶氨基酸的并沒有某種不帶氨基酸的tRNA能夠與終止密碼子配對結(jié)合能夠與終止密碼子配對結(jié)合，更不會有更不會有轉(zhuǎn)肽反應發(fā)生轉(zhuǎn)肽反應發(fā)生。 這一點已為實驗所證明。 這時，RF1或或RF2會進入會進入A位點去與終止位點去與終止密碼子結(jié)合，并誘導密碼子結(jié)合，并誘導肽酰轉(zhuǎn)移酶發(fā)生功能轉(zhuǎn)肽酰轉(zhuǎn)移酶發(fā)生功能轉(zhuǎn)變，即使該酶由原來的轉(zhuǎn)肽功能（即催化肽變，即使該酶由原來的轉(zhuǎn)肽功能（即催化肽鍵形成的功能）轉(zhuǎn)變?yōu)樗夤δ苕I形成的功能）轉(zhuǎn)變?yōu)樗夤δ堋?隨即，隨即，將位于核糖體將位于核糖體P位上的肽酰位上的肽酰-tRNA上的肽?；c上的肽?；ctRNA之間的酯鍵水解之間的酯鍵水解，生成的游離肽鏈從核糖體上釋放出來。 而RF1或RF