分子生物-翻譯二

第三節(jié)

肽鏈的生物合成過程Thebiosynthesisprocessofpeptidechain

肽鏈合成過程：起始(initiation)

延長(elongation)

終止(termination)

肽鏈合成中：

mRNA模板的方向：5′→3′；蛋白質(zhì)的合成方向：N氨基端→

C羧基端

<翻譯起始>一、翻譯起始復合物的裝配啟動肽鏈合成（一）原核生物翻譯起始復合物的形成（二）真核生物翻譯起始復合物的形成（一）原核生物翻譯起始復合物的形成

指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核糖體結(jié)合而形成翻譯起始復合物的過程：1.核糖體大小亞基分離；2.核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附近；3.fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體小亞基P位；4.核糖體大亞基結(jié)合形成起始復合物。IF-3IF-11.核糖體大小亞基分離AUG5'3'IF-3IF-12.核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附近原核生物mRNA在核糖體小亞基上的準確定位和結(jié)合涉及兩種機制機制一：RNA-RNA相互作用核糖體小亞基mRNA16S-rRNAS-D序列在各種mRNA起始AUG上游約8～13核苷酸部位，存在一段由4～9個核苷酸組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如-AGGAGG-，稱為Shine-Dalgarno序列(S-D序列)，又稱核糖體結(jié)合位點(ribosomalbindingsite,RBS)。

S-D序列原核生物核糖體:50S大亞基含有兩種RNA分子，為23SrRNA，5SrRNA。30S小亞基含有一個16S的rRNA分子。真核生物核糖體:60S大亞基中，有三種rRNA∶28SrRNA、5SrRNA和5.8SrRNA。40S小亞基含有一種18S的rRNA。小亞基16S-rRNA與S-D序列結(jié)合：小亞基中的16S-rRNA3-端有一富含嘧啶堿基的短序列，如-UCCUCC-，通過與S-D序列堿基互補而使mRNA與小亞基結(jié)合。小亞基16S-rRNA與S-D序列結(jié)合：機制二：RNA-蛋白質(zhì)相互作用原核生物mRNA在核糖體小亞基上的準確定位和結(jié)合涉及兩種機制核糖體小亞基mRNA小亞基蛋白rpS-1S-D序列下游序列IF-3IF-1IF-2GTP3.fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體P位AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核糖體大亞基結(jié)合形成起始復合物AUG5'3'IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復合物形成過程肽鏈合成中的A、P、E位（a）起始復合物的裝配過程；（b）rRNA識別mRNA的核糖體結(jié)合位點，保證翻譯起始在起始密碼子處（二）真核生物翻譯起始復合物的形成1.核糖體大小亞基分離；2.Met-tRNAiMet定位結(jié)合于小亞基P位；3.mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合；4.核糖體大亞基結(jié)合。Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、

eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始復合物形成過程（二）真核生物翻譯起始復合物的形成1.核糖體大小亞基分離；

起始因子elF-2B、elF-3與小亞基結(jié)合，在elF-6參與下促進80S核糖體解離成大小亞基。

2.Met-tRNAiMet定位結(jié)合于小亞基P位；Met-tRNAiMet與小亞基結(jié)合形成43S前起始復合物：（二）真核生物翻譯起始復合物的形成3.mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合；帽結(jié)合蛋白復合物：elF4family包括：elF4E,elF4G,elF4A,等43S前起始復合物機制一：帽結(jié)合蛋白復合體幫助小亞基識別起始密碼子（二）真核生物翻譯起始復合物的形成機制二：Kozak序列

真核生物的起始密碼子常位于一段共有序列CCRCCAUGG中（R為A或G），該序列稱為Kozak共有序列，為18SRNA提供識別和結(jié)合位點。3.mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合；48S前起始復合物（二）真核生物翻譯起始復合物的形成4.核糖體大亞基結(jié)合GTP水解，起始因子解離，60S核糖體大亞基結(jié)合到48S前起始復合物，完成80S起始復合物的裝配。（二）真核生物翻譯起始復合物的形成真核生物翻譯起始復合物的裝配每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基。進位成肽轉(zhuǎn)位<肽鏈的延長>核糖體循環(huán)(ribosomalcycle)：核糖體上重復進行的進位、成肽、轉(zhuǎn)位的連續(xù)循環(huán)過程。核糖體從mRNA的5端向3端移動肽鏈從N端開始向C端合成二、在核糖體上重復進行的三步反應延長肽鏈肽鏈延長包括以下三步：1.進位(entrance)/注冊(registration)2.成肽(peptidebondformation)3.轉(zhuǎn)位(translocation)原核生物肽鏈延長過程真核生物翻譯復合體中沒有E位，空載的tRNA直接從P位脫落。1.進位(entrance)

是指一個氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指導進入并結(jié)合到核蛋白體A位的過程。

進位需要延長因子EF-Tu與EF-Ts參與。原核翻譯延長TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGDP進位的反應過程：*核糖體對氨基酰-tRNA校正作用2.成肽(peptidebondformation)成肽是在轉(zhuǎn)肽酶(peptidase)的催化下，核蛋白體P位上肽酰-tRNA的肽?；D(zhuǎn)移到A位并與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結(jié)合形成肽鍵的過程。轉(zhuǎn)肽酶：是一種核酶，原核中由23SRNA催化，真核中由28SRNA催化。P位P位A位A位成肽中的肽鍵形成3.轉(zhuǎn)位(translocation)

轉(zhuǎn)位是在轉(zhuǎn)位酶的催化下，核蛋白體向mRNA的3′-端移動一個密碼子的距離，使下一個密碼子進入A位、肽酰-tRNA移入P位而空tRNA移入E位排出的過程。EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，釋放的能量促進核蛋白體移動。

進位轉(zhuǎn)位成肽肽鏈延長過程fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→轉(zhuǎn)位→下一輪進位真核生物肽鏈延長過程延長因子不同沒有E位與原核生物肽鏈延長過程的區(qū)別：真核翻譯延長eEF-2的含量和活性直接影響蛋白質(zhì)合成速度，是重要的調(diào)控靶點。終止密碼子不被任何氨基酰-tRNA識別，只有釋放因子RF能識別終止密碼子而進入A位。三、終止密碼子和釋放因子導致肽鏈合成停止原核生物有3種RFRF1識別UAA或UAG，RF2識別UAA或UGA，RF3則與GTP結(jié)合并使其水解，協(xié)助RF1與RF2與核糖體結(jié)合。真核生物僅有eRF一種釋放因子，所有3種終止密碼子均可被eRF識別。原核肽鏈合成終止過程翻譯后概括多聚核糖體原核生物真核生物核蛋白體70S核蛋白體A、P、E位80S核蛋白體A、P位，沒有E位起始階段起始氨基酰-tRNA為fMet-tRNAfMet起始氨基酰-tRNA為Met-tRNAiMet核蛋白體小亞基先與mRNA結(jié)合,再與fMet-tRNAfMet結(jié)合核蛋白體小亞基先與Met-tRNAiMet結(jié)合，再與mRNA結(jié)合mRNA中的S-D序列與16SrRNA3-端的一段序列結(jié)合mRNA中的帽子結(jié)構(gòu)與帽子結(jié)合蛋白復合物結(jié)合小亞基蛋白rpS-1與S-D序列下游序列結(jié)合起始密碼子常位于Kozak序列延長階段延長因子為EF-Tu、EF-Ts和EF-G延長因子為eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2終止階段釋放因子為RF-1、RF-2和RF-3釋放因子為eRF真核與原核肽鏈合成