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1、第八章 蛋白質(zhì)的生物合成
(一)蛋白質(zhì)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(jié)合技術(shù)。
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(zhì)中的氨基酸殘基序列之間的對應(yīng)關(guān)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(jié)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(jié)合部位(A位,氨酰tRNA的結(jié)合部位;P位,正在延長的多肽基tRNA的結(jié)合部位)和催化部位(GTP水解部位;肽酰轉(zhuǎn)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(zhì)因子:起始因子、延長因子、終止因子
10.蛋白質(zhì)合成體系:mRNA、tRNA、核糖體、蛋白輔助因子等
(二)蛋白質(zhì)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(jié)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(yīng)的氨基酸為Met,但以N-甲酰甲硫氨酸為起始物質(zhì)。
②形成70S起始復(fù)合物:核糖體-mRNA-起始氨酰-tRNA三元復(fù)合物;核糖體的小亞基與mRNA結(jié)合;起始氨酰-tRNA結(jié)合上去;大亞基結(jié)合上去。
5.肽鏈的延伸
①進位:與A位處的密碼子相對應(yīng)的aa-tRNA進入核糖體的A位,消耗1GTP。
4、
②轉(zhuǎn)肽:P位tRNA上的甲酰甲硫氨?;ɑ螂孽;┺D(zhuǎn)移到A位tRNA上的aa的氨基上形成肽鍵,由轉(zhuǎn)肽酶(50S大亞基上)催化。反應(yīng)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)
●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(zhì)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(jié)構(gòu)有關(guān),從5’端第一個AUG處起始翻譯;
⑤釋放因子只有eRF一種。