2010年生物化學輔導講義：蛋白質的生物合成

　　1.蛋白質的生物合成的概述

　　(1)概念：生物合成又稱翻譯：以mRNA為模板，按照mRNA分子中由核苷酸組成的密碼信息合成蛋白質分子中氨基酸序列的過程。蛋白質是遺傳信息表現的功能形式，是生命活動的物質基礎。蛋白質的生物合成體系包括20種原料氨基酸、模板mRNA、氨基酸的運載工具tRNA、肽鏈的裝配機核蛋白體、某些重要的酶類和蛋白質因子、能源物質GTP和ATP，以及無機離子等。包括3個反應過程：氨基酸的活化;肽鏈的生物合成;肽鏈形成后的加工過程。

　　(2)蛋白質生物合成體系和遺傳密碼： 蛋白質的生物合成是一個由多種分子參與的復雜過程。

　?、賛RNA：mRNA是蛋白質生物合成的直接模板。存在于mRNA的開放閱讀框架區(qū)的三聯體形式的核苷酸序列稱為密碼子。由A、G、C、U這4種核苷酸可組合成64個三聯體密碼子。AUG作為起始密碼子。3個密碼子UAA、UAG、UGA不編碼任何氨基酸，只作為肽鏈合成終止的信號，稱為終止密碼子。

　　遺傳密碼具有以下重要特點：方向性(5′→3′);連續(xù)性(密碼子及密碼子的各堿基之間沒有間隔);簡并性(一種氨基酸可具有兩個或兩個以上的密碼子);通用性(遺傳密碼基本上適用于生物界的所有物種);擺動性(第3位密碼子與第1位反密碼子之間的配對并不嚴格)。密碼子的特異性主要由頭兩位核苷酸決定。

　?、诤说鞍左w：rRNA和多種蛋白質構成核蛋白體。是蛋白質生物合成的場所。核蛋白體由大、小兩個亞基組成。核蛋白體上的P位 、A位分別結合肽酰-tRNA和氨基酰-tRNA。

　　③tRNA：運載氨基酸的作用。還起適配器的作用，即mRNA序列中密碼子的排列順序通過tRNA“改寫”成多肽鏈中氨基酸的排列順序。氨基酸與特定tRNA分子結合，形成氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA是氨基酸的活化形式。

　?、艿鞍踪|生物合成需要的酶類、蛋白質因子等：參與蛋白質生物合成的重要酶有：氨基酰-tRNA合成酶，轉肽酶和轉位酶等。重要的蛋白質因子包括起始因子、延長因子、釋放因子(又稱終止因子)等。

　?、莅被岬幕罨喊被崤c特異的tRNA結合形成氨基酰-tRNA的過程稱為氨基酸的活化。氨基酸的活化由氨基酰-tRNA合成酶催化生成，每個氨基酸活化需消耗2個高能磷酸鍵。氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。

　?、揠逆湹纳锖铣蛇^程：包括起始、延長(進位;成肽;轉位)、終止三個階段。

　?、叩鞍踪|翻譯后修飾：新合成的肽鏈不具備蛋白質的生物學活性，必須經過復雜的加工過程才能轉變?yōu)榫哂刑烊粯嬒蟮墓δ艿鞍踪|，這一加工過程稱為翻譯后修飾。包括：折疊、N-端和C-端的化學修飾、氨基酸殘基的化學修飾(糖基化;羥基化;甲基化;磷酸化;二硫鍵形成;親脂性修飾)、水解加工、蛋白質空間結構修飾。

　　(3)蛋白質合成與醫(yī)學的關系

　?、俑蓴_素：干擾素可抑制病毒的繁殖，保護宿主細胞。在某些病毒雙鏈RNA存在時，干擾素能誘導特異的蛋白激酶活化，該活化的蛋白激酶使eIF-2磷酸化而失活，從而抑制病毒蛋白質合成。此外干擾素能與雙鏈RNA共同活化特殊的2′-5′寡聚腺苷酸合成酶，催化ATP聚合，生成2′-5′寡聚腺苷酸，后者活化核酸內切酶RNase L，以降解病毒mRNA，從而阻斷病毒蛋白質合成。

　?、诳股兀嚎股厥且活愑赡承┱婢?、細菌等微生物產生的藥物，抗生素可通過影響翻譯的不同過程，達到抑菌的作用。

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