【文章內(nèi)容簡介】 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)翻譯進程。體外反應體系中，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， 70S解離為亞基，濃度達 102mol/L時則形成穩(wěn)定的 70S顆粒。細胞中大多數(shù)核糖體處于非活性的穩(wěn)定狀態(tài)，單獨存在，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，至終止子時合成一條完整的多肽鏈。 mRNA上核糖體的多少視 mRNA的長短而定，一般 40個核苷酸有一個核糖體。 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程。 ? 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所， 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)合成和加工過程。 ? 蛋白質(zhì)生物合成可分為五個階段： 氨基酸的活化、多肽鏈合成的起始、肽鏈的延長、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復合物 ? 起 eIF2 形成 GTPMettRNA起始復合物 eIF2B 促進 eIF2的再利用 ? 始 eIF3 促進 40S小亞基的形成 ? eIF4A 輔助 mRNA的結(jié)合 ? 因 eIF4B 識別 mRNA,具有 ATP酶的活性 ? eIF4C 與 40S結(jié)合，促進 80S復合物形成 ? 子 eIF4D 不 詳 ? eIF4E 帽子結(jié)合蛋白，識別帽子結(jié)構(gòu) ? eIF45 與 60S亞基結(jié)合，釋放起始因子 延伸 EF1 幫助 AAtRNA進入核糖體 因子 EF2 負責延伸中的移位 釋放因子 eRF 識別終止密碼 UAG， UAA， UGA （一）氨基酸的活化－氨基酰－ tRNA的生成 ? 氨基酸在進行合成多肽鏈之前 ,必須先經(jīng)過活化 ,然后再與其特異的 tRNA結(jié)合 ,帶到 mRNA相應的位置上 ,這個過程靠 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 ,使之和相對應的 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)復合物 ,此復合物再與特異的 tRNA作用 ,將氨基酰轉(zhuǎn)移到 tRNA的氨基酸臂 (即 339。末端 CCAOH)上(圖 )。 ? 原核細胞中起始氨基酸活化后，還要甲?；纬杉柞５鞍彼?tRNA，由 N10甲酰四氫葉酸提供甲?；?。而真核細胞沒有此過程。 ? 運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?；?tRNA合成酶催化。氨基酰 tRNA合成酶對 tRNA和氨基酸兩者具有專一性，它對氨基酸的識別特異性很高，而對 tRNA識別的特異性較低。 ? 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進入合成酶的相應位點，才能合成正確的氨?；?tRNA。合成酶與 L形 tRNA的內(nèi)側(cè)面結(jié)合，結(jié)合點包括接近臂， DHU臂和反密碼子臂（圖）。 當某些 tRNA上的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨基酸卻沒有改變。 1988年，候稚明和 Schimmel的實驗證明丙氨酸 tRNA酸分子的氨基酸臂上 G3： U70這兩個堿基發(fā)生突變時則影響到丙氨酰 tRNA合成酶的正確識別，說明 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合成酶可以識別以一組同功 tRNA，這說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。）但沒有充分的證據(jù)說明其它氨基酰 tRNA合成酶也識別同功 tRNA組中相同的副密碼子。另外副密碼子也沒有固定的位置，也可能并不止一個堿基對。 （二）多肽鏈合成的起始 ? 大腸桿菌細胞翻譯起始復合物形成的過程： ? （ 1）核糖體 30S小亞基附著于 mRNA起始信號部位：原核生物中每一個 mRNA都具有其核糖體結(jié)合位點，它是位于 AUG上游 813個核苷酸處的一個短片段叫做 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，因此SD序列也叫做核糖體結(jié)合序列，這種互補就意味著核糖體能選擇 mRNA上 AUG的正確位置來起始肽鏈的合成，該結(jié)合反應由起始因子 3（ IF3）介導，另外 IF1促進 IF3與小亞基的結(jié)合，故先形成 IF330S亞基 mRNA三元復合物。 ? （ 2） 30S前起始復合物的形成：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，同時 IF3從三元復合物中脫落，形成 30S前起始復合物，即IF23S亞基 mRNAfMettRNAfmet復合物，此步需要 GTP和 Mg2+參與。 ? （ 3） 70S起始復合物的形成： 50S亞基上述的30S前起始復合物結(jié)合，同時 IF2脫落，形成 70S起始復合物，即 30S亞基 mRNA50S亞基 mRNAfMettRNAfmet復合物。此時 fMettRNAfmet占據(jù)著 50S亞基的肽酰位。而 A位則空著有待于對應mRNA中第二個密碼的相應氨基酰 tRNA進入，從而進入延長階段，以上過程見圖 188和圖 189。 真核細胞蛋白質(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?；?。已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近 10種 （ 2）起始復合物形成在 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。真核細胞起始復合物的形成過程是：翻譯起始也是由eIF3結(jié)合在 40S小亞基上而促進 80S核糖體解離出60S大亞基開始，同時 eIF2在輔 eIF2作用下，與MettRNAfmet及 GTP結(jié)合，再通過 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，除了 eIF3參加外，還需要 eIF eIF4A及 eIF4B并由 ATP小解為 ADP及 Pi來供能，通過帽結(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配對的 SD序列。目前認為通過帽結(jié)合后，mRNA在小亞基上向下游移動而進行掃描，可使mRNA上的起始密碼 AUG在 MettRNAfmet的反密碼位置固定下來，進行翻譯起始。 ? 通過 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兩個亞基結(jié)合起來，最后經(jīng) eIF4D激活而成為具有活性的 80SMettRNAfmetmRNA起始復合物。 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 起始復合物Me tAU G8 0 S（三）多肽鏈的延長： ? （ 1）為密碼子所特定的氨基酸 tRNA結(jié)合到核蛋白體的 A位，稱為進位。氨基酰 tRNA在進位前需要有三種延長因子的作用，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)合成三元復合物，這樣的三元復合物才能進入 A位。此時 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向前移動一個密碼子的位置 ? 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起始復合物形成過程中，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，當進位后， P位和 A位上各結(jié)合了一個氨基酰 tRNA，兩個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位上形成了一個二肽酰 tRN