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1、第八章 蛋白質的生物合成
(一)蛋白質的合成體系
1.遺傳密碼的破譯:體外翻譯系統(tǒng)的建立;核酸人工合成;核糖體結合技術。
2.遺傳密碼的特性:密碼子的閱讀方向為 5′→ 3′;密碼的無標點性、無重疊性;密碼子的簡并性;密碼子的通用性和例外;起始密碼子AUG(Met)和終止密碼子UAA、UAG、UGA
3.同義密碼子:編碼同一個氨基酸的一組密碼子。
4.遺傳密碼:核酸中的核苷酸殘基序列與蛋白質中的氨基酸殘基序列之間的對應關系。;連續(xù)的3個核苷酸殘基序列為一個密碼子,特指一個氨基酸。標準的遺傳密碼是由64個密碼子組成的,幾乎為所有生物通用。
5.tRNA的功能:接受氨基酸;識別mRNA
2、上的密碼子;連結多肽鏈和核糖體
6.核糖體的組成:原核生物70S,真核生物80S
7.核糖體的活性部位:結合部位(A位,氨酰tRNA的結合部位;P位,正在延長的多肽基tRNA的結合部位)和催化部位(GTP水解部位;肽酰轉移酶)
8.mRNA:原核生物mRNA是多順反子;真核生物mRNA是單順反子的
9.蛋白質因子:起始因子、延長因子、終止因子
10.蛋白質合成體系:mRNA、tRNA、核糖體、蛋白輔助因子等
(二)蛋白質的生物合成過程
1.氨基酸的活化:氨基酸 + ATP+ tRNA→氨酰tRNA+AMPPPi,消耗2個高能磷酸鍵。
2.氨酰tRNA合成酶:該酶具有高度專一性—
3、—既能識別特異的氨基酸又能識別特定的tRNA。
3.活化的意義:氨基酸必須由tRNA攜帶方可進入核糖體;氨基酸與tRNA連結的酯鍵中儲存了能量,用于以后肽鍵的形成;氨基酸需要通過tRNA的反密碼子來識別mRNA上的密碼子。
4.多肽鏈合成的起始
①起始氨酰tRNA的形成:起始密碼子AUG對應的氨基酸為Met,但以N-甲酰甲硫氨酸為起始物質。
②形成70S起始復合物:核糖體-mRNA-起始氨酰-tRNA三元復合物;核糖體的小亞基與mRNA結合;起始氨酰-tRNA結合上去;大亞基結合上去。
5.肽鏈的延伸
①進位:與A位處的密碼子相對應的aa-tRNA進入核糖體的A位,消耗1GTP。
4、
②轉肽:P位tRNA上的甲酰甲硫氨酰基(或肽?;┺D移到A位tRNA上的aa的氨基上形成肽鍵,由轉肽酶(50S大亞基上)催化。反應不消耗能量。
③移位:核糖體在mRNA上向3端移動一個密碼子的距離,這樣,原P位空載的tRNA離開了核糖體,原A位的肽酰-tRNA落在P位,而A位空了出來。EF-G(移位酶),消耗1GTP.
6.肽鏈合成的終止與釋放:翻譯的終止信號UAA > UAG > UGA
3種釋放因子:
RF-1 UAA UAG
RF-2 UAA UGA
RF-3 不識別,但能刺激兩個釋放因子的活性
7.多肽鏈合成的能量消耗
氨基酸的活化 每個氨基酸2ATP
肽鏈
5、合成的起始 1ATP
肽鏈的延伸 每一輪2ATP
肽鏈的合成終止 1ATP
若不算終止,則為4n-1
以游離的aa為原料,起始合成1個100肽,至少需要消耗多少ATP?
(注:ATP→AMP折算成2個ATP,GTP折算成ATP)2100 + 1 + 299 = 399(4n-1)
8.原核生物中,提高肽鏈合成速度的主要方式
●轉錄與翻譯相偶聯(lián)
●一條mRNA鏈同時被多個核糖體翻譯 —— 多核糖體結構
●反密碼子與密碼子之間配對的擺動性
●密碼子的使用頻率,如不使用GGG、CCC
9.真核生物蛋白質的合成,與原核生物的主要區(qū)別:
①核糖體更大;
②起始氨基酸為Met,起始tRNA為 Met-tRNA Met ;
③起始涉及更多的蛋白因子;
④起始AUG的上游沒有類似原核生物SD序列的序列,而與5’端帽子結構有關,從5’端第一個AUG處起始翻譯;
⑤釋放因子只有eRF一種。