蛋白質(zhì)的生物合成-蛋白質(zhì)生物合成的過程（生物化學(xué)）

蛋白質(zhì)的生物合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)生物合成的過程生物化學(xué)

翻譯過程從閱讀框架的5′-AUG開始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)。

一、氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運1.氨基酰-tRNA合成氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶

2.氨基酰-tRNA合成酶對氨基酸和tRNA特異性高；具有校正活性。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla、Ser-tRNASer、Met-tRNAMet

真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA1.第一步反應(yīng)氨基酸＋ATP-E氨基酰-AMP-E＋PPi

2.第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋

tRNA

氨基酰-tRNA＋AMP

＋

E二、肽鏈的合成——核糖體循環(huán)1.核糖體大小亞基分離；2.mRNA在小亞基定位結(jié)合；3.起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；4.核糖體大亞基結(jié)合。

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(fù)合物(translationalinitiationcomplex)。(一)起始IF-3IF-11.核糖體大小亞基分離AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合S-D序列

在起始密碼子的上游約8～13個核苷酸部位有一段富含嘌呤堿基（如-AGGAGG-）的特殊保守序列，稱為SD序列，可被核糖體小亞基16SrRNA辨認互補結(jié)合。

緊接SD序列后的小核苷酸序列，可被核糖體小亞基蛋白rpS-1識別并結(jié)合。IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核糖體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成AUG5'3'IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi翻譯起始階段總結(jié)原核延長因子功能EF-Tu促進氨基酰-tRNA進入A位，結(jié)合分解GTPEF-Ts調(diào)節(jié)亞基EFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進卸載tRNA釋放原核肽鏈合成的延長因子

(二)延長

肽鏈延長包括進位、成肽、轉(zhuǎn)位三步，在核糖體上連續(xù)性循環(huán)式進行，又稱為核糖體循環(huán)(ribosomalcycle)，每次循環(huán)增加一個氨基酸。1.進位(注冊,registration)(1)fMet-tRNAfMet占據(jù)P位，A位空缺。

(2)第2個密碼子相應(yīng)的氨基酰-tRNA與EF-Tu-GTP結(jié)合，其反密碼子識別密碼子，進入A位。

(3)EF-Tu水解GTP，EF-Tu和GDP從核糖體釋出，重新形成Tu-Ts二聚體。TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP2.成肽是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過程。3.轉(zhuǎn)位延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進核蛋白體向mRNA的3'側(cè)移動。fMetAUG5'3'fMetTuGTP進位轉(zhuǎn)位成肽1.當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核糖體等分離的過程。

(三)終止2.識別終止密碼，RF-1特異識別UAA、UAG；而RF-2可識別UAA、UGA。3.誘導(dǎo)改變轉(zhuǎn)肽酶的酯酶活性為水解活性，使肽鏈從核糖體上釋放。終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子(releasefactor,RF)1、識別終止密碼，如RF-1特異識別UAA、UAG；而RF-2可識別UAA、UGA。2、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕喈?dāng)于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。

釋放因子的功能原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3UAG5'3'RFCOO-與原核生物相比，真核生物肽鏈延長過程有不同的反應(yīng)體系和延長因子。真核細胞核糖體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載的tRNA直接從P位脫落。延長終止

與原核生物相比，真核生物翻譯終止只有一種釋放因子eRF，可識別所有終止密碼子。起始

真核生物翻譯過程1.核糖體大小亞基分離；2.起始氨基酰-tRNA結(jié)合；3.mRNA在核糖體小亞基就位；4.核糖體大亞基結(jié)合。原核先就位，后結(jié)合；真核先結(jié)合，后就位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(fù)合物形成過程(二)使蛋白質(zhì)合成高速、高效進行。電鏡下的多聚核糖體現(xiàn)象三、多聚核糖體(polysome)(一)指多個核糖體附在同一條mRNA上合成蛋白質(zhì)而形成的串珠狀聚合物。

四、翻譯后加工和輸送

新生多肽鏈需要酶和其他蛋白質(zhì)輔助，經(jīng)過折疊、修飾等加工才能轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì)。

(一)多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的功能蛋白質(zhì)(1)熱休克蛋白(HSP):HSP70、HSP40和GreE族(2)伴侶素(chaperonins):GroEL和GroES家族)2.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(PDI)3.肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶(PPI1.分子伴侶鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾NC信號肽PMOCKRKR103肽

(？)ACTH

-LT-MSH

-MSHEndophin(二)一級結(jié)構(gòu)的修飾1.肽鏈N端的修飾2.個別氨基酸的修飾3.多肽鏈的水解修飾(三)高級結(jié)構(gòu)的修飾

(四)蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送1.指蛋白質(zhì)合成后需定向輸送到發(fā)揮功能的細胞靶部位的過程。

1．亞基的聚合如血紅蛋白通過非共價鍵將亞基聚合成寡聚體。2．輔基的連接如糖蛋白、脂蛋白、各種酶等，合成后需與輔基連接，才具有活性。3．疏水脂鏈的共價連接如Ras蛋白、G蛋白等需嵌入疏水雙層膜脂，才具有活性。所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特