【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 tRNA攜帶的功能，如肽鍵的形成、 AA tRNA、肽基 tRNA的結(jié)合等。 A位、 P位、轉(zhuǎn)肽酶中心等主要在大亞基上。 ? 核糖體可解離為亞基或結(jié)合成 70S/80S顆粒。翻譯的起始階段需要游離的亞基，隨后才結(jié)合成70S/80S顆粒，繼續(xù)翻譯進(jìn)程。體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決于 Mg2+離子濃度。在大腸桿菌內(nèi)， Mg2+濃度在 103mol/L以下時(shí)， 70S解離為亞基，濃度達(dá) 102mol/L時(shí)則形成穩(wěn)定的 70S顆粒。細(xì)胞中大多數(shù)核糖體處于非活性的穩(wěn)定狀態(tài)，單獨(dú)存在，只有少數(shù)與 mRNA一起形成多聚核糖體。它從 mRNA的 539。末端向 339。末端閱讀密碼子，至終止子時(shí)合成一條完整的多肽鏈。 mRNA上核糖體的多少視 mRNA的長(zhǎng)短而定，一般 40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。 五 . 蛋白質(zhì)的生物合成 ? 蛋白質(zhì)生的合成亦稱為翻譯（ Translation），即把 mRNA分子中堿基排列順序轉(zhuǎn)變?yōu)榈罢圪|(zhì)或多肽鏈中的氨基酸排列順序過(guò)程。 ? 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所， mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板， tRNA是模板與氨基酸之間的接合體。此外，有 20種以上的 AAtRNA及合成酶、 10多種起始因子、延伸因子及終止因子， 30多種 tRNA及各種 rRNA、 mRNA和 100種以上翻譯后加工酶參與蛋白質(zhì)合成和加工過(guò)程。 ? 蛋白質(zhì)生物合成可分為五個(gè)階段： 氨基酸的活化、多肽鏈合成的起始、肽鏈的延長(zhǎng)、肽鏈的終止和釋放、蛋白質(zhì)合成后的加工修飾。 真核生物中已發(fā)現(xiàn) 10余種功能重要的蛋白因子 ? 已 知 功 能 ? eIF1 穩(wěn)定 40S、 mRNA和 MettRNA復(fù)合物 ? 起 eIF2 形成 GTPMettRNA起始復(fù)合物 eIF2B 促進(jìn) eIF2的再利用 ? 始 eIF3 促進(jìn) 40S小亞基的形成 ? eIF4A 輔助 mRNA的結(jié)合 ? 因 eIF4B 識(shí)別 mRNA,具有 ATP酶的活性 ? eIF4C 與 40S結(jié)合，促進(jìn) 80S復(fù)合物形成 ? 子 eIF4D 不 詳 ? eIF4E 帽子結(jié)合蛋白，識(shí)別帽子結(jié)構(gòu) ? eIF45 與 60S亞基結(jié)合，釋放起始因子 延伸 EF1 幫助 AAtRNA進(jìn)入核糖體 因子 EF2 負(fù)責(zé)延伸中的移位 釋放因子 eRF 識(shí)別終止密碼 UAG， UAA， UGA （一）氨基酸的活化－氨基酰－ tRNA的生成 ? 氨基酸在進(jìn)行合成多肽鏈之前 ,必須先經(jīng)過(guò)活化 ,然后再與其特異的 tRNA結(jié)合 ,帶到 mRNA相應(yīng)的位置上 ,這個(gè)過(guò)程靠 氨基酰 tRNA合成酶 催化 ,此酶催化特定的氨基酸與特異的 tRNA相結(jié)合 ,生成各種氨基酰 ,使之和相對(duì)應(yīng)的 tRNA結(jié)合 ,在 氨基酰 tRNA合成酶催化下 ,利用 ATP供能 ,在氨基酸羧基上進(jìn)行活化 ,形成氨基酰 AMP,再與氨基酰 tRNA合成酶結(jié)合形成三聯(lián)復(fù)合物 ,此復(fù)合物再與特異的 tRNA作用 ,將氨基酰轉(zhuǎn)移到 tRNA的氨基酸臂 (即 339。末端 CCAOH)上(圖 )。 ? 原核細(xì)胞中起始氨基酸活化后，還要甲?；?，形成甲酰蛋氨酸 tRNA，由 N10甲酰四氫葉酸提供甲?；?。而真核細(xì)胞沒(méi)有此過(guò)程。 ? 運(yùn)載同一種氨基酸的一組不同 tRNA稱為同功tRNA。一組同功 tRNA由同一種氨酰基 tRNA合成酶催化。氨基酰 tRNA合成酶對(duì) tRNA和氨基酸兩者具有專一性，它對(duì)氨基酸的識(shí)別特異性很高，而對(duì) tRNA識(shí)別的特異性較低。 ? 氨基酰 tRNA合成酶選擇正確的氨基酸和 tRNA：按照一般原理，酶和底物的正確結(jié)合是由二者相嵌的幾何形狀所決定的，只有適合的氨基酸和適合的tRNA進(jìn)入合成酶的相應(yīng)位點(diǎn)，才能合成正確的氨酰基 tRNA。合成酶與 L形 tRNA的內(nèi)側(cè)面結(jié)合，結(jié)合點(diǎn)包括接近臂， DHU臂和反密碼子臂（圖）。 當(dāng)某些 tRNA上的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨基酸卻沒(méi)有改變。 1988年，候稚明和 Schimmel的實(shí)驗(yàn)證明丙氨酸 tRNA酸分子的氨基酸臂上 G3： U70這兩個(gè)堿基發(fā)生突變時(shí)則影響到丙氨酰 tRNA合成酶的正確識(shí)別，說(shuō)明 G3： U70是丙氨酸 tRNA分子決定其本質(zhì)的主要因素。 tRNA分子上決定其攜帶氨基酸的區(qū)域叫做副密碼子。一種氨基酰 tRNA合成酶可以識(shí)別以一組同功 tRNA，這說(shuō)明它們具有共同特征。例如三種丙氨酸 tRNA(tRNAAlm/CUA,tRNAAim/GGC,tRNAAin/UGC都具有 G3： U70副密碼子。）但沒(méi)有充分的證據(jù)說(shuō)明其它氨基酰 tRNA合成酶也識(shí)別同功 tRNA組中相同的副密碼子。另外副密碼子也沒(méi)有固定的位置，也可能并不止一個(gè)堿基對(duì)。 （二）多肽鏈合成的起始 ? 大腸桿菌細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物形成的過(guò)程： ? （ 1）核糖體 30S小亞基附著于 mRNA起始信號(hào)部位：原核生物中每一個(gè) mRNA都具有其核糖體結(jié)合位點(diǎn)，它是位于 AUG上游 813個(gè)核苷酸處的一個(gè)短片段叫做 SD序列。這段序列正好與 30S小亞基中的 16s rRNA3?端一部分序列互補(bǔ)，因此SD序列也叫做核糖體結(jié)合序列，這種互補(bǔ)就意味著核糖體能選擇 mRNA上 AUG的正確位置來(lái)起始肽鏈的合成，該結(jié)合反應(yīng)由起始因子 3（ IF3）介導(dǎo)，另外 IF1促進(jìn) IF3與小亞基的結(jié)合，故先形成 IF330S亞基 mRNA三元復(fù)合物。 ? （ 2） 30S前起始復(fù)合物的形成：在起始因子 2作用下，甲酰蛋氨酰起始 tRNA與 mRNA分子中的AUG相結(jié)合，即密碼子與反密碼子配對(duì)，同時(shí) IF3從三元復(fù)合物中脫落，形成 30S前起始復(fù)合物，即IF23S亞基 mRNAfMettRNAfmet復(fù)合物，此步需要 GTP和 Mg2+參與。 ? （ 3） 70S起始復(fù)合物的形成： 50S亞基上述的30S前起始復(fù)合物結(jié)合，同時(shí) IF2脫落，形成 70S起始復(fù)合物，即 30S亞基 mRNA50S亞基 mRNAfMettRNAfmet復(fù)合物。此時(shí) fMettRNAfmet占據(jù)著 50S亞基的肽酰位。而 A位則空著有待于對(duì)應(yīng)mRNA中第二個(gè)密碼的相應(yīng)氨基酰 tRNA進(jìn)入，從而進(jìn)入延長(zhǎng)階段，以上過(guò)程見(jiàn)圖 188和圖 189。 真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的起始 （ 1）需要特異的起始 tRNA即， tRNAfmet，并且不需要 N端甲?；Ｒ寻l(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近 10種 （ 2）起始復(fù)合物形成在 mRNA5?端 AUG上游的帽子結(jié)構(gòu)，（除某些病毒 mRNA外） ? （ 3） ATP水解為 ADP供給 mRNA結(jié)合所需要的能量。真核細(xì)胞起始復(fù)合物的形成過(guò)程是：翻譯起始也是由eIF3結(jié)合在 40S小亞基上而促進(jìn) 80S核糖體解離出60S大亞基開(kāi)始，同時(shí) eIF2在輔 eIF2作用下，與MettRNAfmet及 GTP結(jié)合，再通過(guò) eIF3及 eIF4C的作用，先結(jié)合到 40S小亞基，然后再與 mRNA結(jié)合。 ? mRNA結(jié)合到 40S小亞基時(shí)，除了 eIF3參加外，還需要 eIF eIF4A及 eIF4B并由 ATP小解為 ADP及 Pi來(lái)供能，通過(guò)帽結(jié)合因子與 mRNA的帽結(jié)合而轉(zhuǎn)移到小亞基上。但是在 mRNA5?端并未發(fā)現(xiàn)能與小亞基18SRNA配對(duì)的 SD序列。目前認(rèn)為通過(guò)帽結(jié)合后，mRNA在小亞基上向下游移動(dòng)而進(jìn)行掃描，可使mRNA上的起始密碼 AUG在 MettRNAfmet的反密碼位置固定下來(lái)，進(jìn)行翻譯起始。 ? 通過(guò) eIF5的作用，可使結(jié)合 MetRNAfmetGTP及mRNAR40S小亞基與 60S大亞基結(jié)合，形成 80S復(fù)合物。 eIF5具有 GTP酶活性，催化 GTP水解為 GDP及 Pi，并有利于其它起始因子從 40S小亞基表面脫落，從而有利于 40S與 60S兩個(gè)亞基結(jié)合起來(lái)，最后經(jīng) eIF4D激活而成為具有活性的 80SMettRNAfmetmRNA起始復(fù)合物。 8 0 S 核糖體 + e I F 3 4 0 S 小亞基 e I F 3 + 6 0 S 大亞基 e I F 4Me t t R NAim e t + GT P + e I F 2Me t t R NAim e t e I F 2 GT P輔 e I F 24 0 S Me t t R NAim e t GT P 4 0 S Me t t R NAim e t m R NA GT Pe I F 1e I F 4 A, 4 Be I F 4 E ( 帽結(jié)合因子 )m R NAAT PAD P + P ie I F 5e I F 5GD P + P i8 0 S Me t t R NAim e t m R NAe I F 4 D活化 8 0 S 起始復(fù)合物Me tAU G8 0 S（三）多肽鏈的延長(zhǎng)： ? （ 1）為密碼子所特定的氨基酸 tRNA結(jié)合到核蛋白體的 A位，稱為進(jìn)位。氨基酰 tRNA在進(jìn)位前需要有三種延長(zhǎng)因子的作用，即，熱不穩(wěn)定的 EF(EFTu),熱穩(wěn)定的 EF(EFTs)以及依賴 GTP的轉(zhuǎn)位因子。 EFTu首先與GTP結(jié)合，然后再與氨基酰 tRNA結(jié)合成三元復(fù)合物，這樣的三元復(fù)合物才能進(jìn)入 A位。此時(shí) GTP水解成 GDP， EFTu和 GDP與結(jié)合在 A位上的氨基酰 tRNA分離（圖）。 原核生物肽鏈延長(zhǎng)因子 EFTu與 EFTs的作用原理 ? 成肽 ? 轉(zhuǎn)肽酶 ? 轉(zhuǎn)位 轉(zhuǎn)位酶 （ GTP） ? mRNA向前移動(dòng)一個(gè)密碼子的位置 ? 耗能 OCC HN H2OROCC HN H2OH3C S C H2C H2OCC HN HCC HOOH3C S C H2C H2RA 位 P 位 A 位P 位轉(zhuǎn)肽酶N H2肽鏈合成方向 N端 → C端 ? （ 2）轉(zhuǎn)肽 肽鍵的形成 ? 在 70S起始復(fù)合物形成過(guò)程中，核糖核蛋白體的 P位上已結(jié)合了起始型甲酰蛋氨酸t(yī)RNA，當(dāng)進(jìn)位后， P位和 A位上各結(jié)合了一個(gè)氨基酰 tRNA，兩個(gè)氨基酸之間在核糖體轉(zhuǎn)肽酶作用下， P位上的氨基酸提供 αCOOH基，與 A位上的氨基酸的 αNH2形成肽鍵，從而使 P位上的氨基酸連接到 A位氨基酸的氨基上，這就是轉(zhuǎn)肽。轉(zhuǎn)肽后，在 A位上形成了一個(gè)二肽酰 tRN