第七章肽、蛋白质与其他氨基酸衍生物7.2肽的核糖体生物合成途径

1、第七章肽、蛋白质和其他氨基酸类衍生物蛋白质的生物合成过程载体：核糖体信使RNA (mRNA)从DNA上转录一个基因序列，携带的编码信息以一系列三碱基序列(密码子)的形式储存在核苷酸上，指引氨基酸合成特定的蛋白质。阅读（翻译）密码子的方向是沿着mRNA分子从5端至3端。在细菌的核糖体上mRNA与较小的30S亚基结合。蛋白质的生物合成过程首先，氨基酸经依赖ATP的途径活化，然后通过酯键与转运相应氨基酸的RNA (tRNA)分子末端的腺嘌呤核苷3-OH相连，生成氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA核苷酸序列中的反密码子，与mRNA上相应的密码子通过氢键结合。在原核生物中，mRNA上起始密码子编码的氨基

2、酸是N -甲酰基蛋氨酸，相应的氨基酰-tRNA与mRNA的起始密码子结合并且定位于核糖体的P位（肽位）。下一个氨基酰-tRNA也是通过密码子与反密码子配对作用与mRNA结合并且定位于核糖体的A位（氨基酰位）。A位上氨基酸的氨基进攻P位上活化的酰基，形成肽键。形成的肽链连接在tRNA上，即肽酰-tRNA处于A位。P位上的tRNA完成使命后从核糖体释放，接着A位上的肽酰-tRNA通过核糖体的移动转位至P位，其中核糖体沿着mRNA移动，每次移动一个密码子。这样A位留空，可以进入与下一个密码子对应的新氨基酰-tRNA。此过程不断循环重复，肽链不断延长。肽链延长和转位反复进行直至翻译到终止密码子。最后肽

3、或蛋白质从核糖体上水解释放。药物对蛋白质生物合成过程的影响临床上使用的多数抗生素均通过抑制细菌蛋白质的生物合成来发挥作用：干扰氨基酰-tRNA与A位的结合(e.g. 四环素类)抑制肽键的形成(e.g. 氯霉素)抑制转位(e.g. 乙琥红霉素)蛋白质翻译后修饰肽和蛋白质在核糖体上合成后常发生酶的翻译后修饰去甲酰化修饰：原核生物中N端蛋氨酸的N-甲酰基将切除原核生物和真核生物中N-端的一段肽有时也被水解脱去，使初始肽链变短。肽或蛋白质会以非活性状态储存起来，当需要时再活化为活性状态：前胰岛素转化成胰岛素蛋白质翻译后修饰糖基化修饰：糖蛋白类（glycoproteinsglycoproteins）是糖

4、与蛋白质结构中丝氨酸和苏氨酸残基的羟基通过O-糖苷键或与天门冬酰胺的氨基通过N-糖苷键相连而成。磷酸化修饰：磷酸蛋白（phosphoproteinsphosphoproteins）是氨基酸序列中的丝氨酸或苏氨酸的羟基经磷酸化后形成。非DNA编码的氨基酸的修饰：肽和蛋白质中DNA不能编码的氨基酸均由DNA编码的氨基酸通过翻译后修饰转化而来脯氨酸经羟基化作用生成羟脯氨酸赖氨酸经羟基化作用生成羟基赖氨酸组氨酸的N-甲基化，两个半胱氨酸残基的巯基经氧化偶联形成二硫键。二硫键可以将多肽链交联在一起，即一条多肽链形成环状或者两条多肽链彼此连接，例如胰岛素。 氨基酸末端的修饰：许多多肽的N端有焦谷氨酸（py

5、roglutamic acid）残基（Glp），它是谷氨酸N端的-羧酸和-氨基经分子内成环生成的。C-端的羧基也会转化成酰胺。促胃泌素（gastringastrin）的结构中含有上述两种结构修饰类型，是一种促进胃内HCl分泌的肽类激素。这些末端修饰可以防止肽链端解酶降解失活，这种酶可以降解多肽末端的氨基酸，从而延长多肽的作用时间。多肽和蛋白质药物的获得获得方法：小分子的肽类药物可通过化学合成完成大分子多肽和蛋白质则可从人或动物的组织或细菌培养物中提取得到。在设计半合成或全合成的肽类药物中，为防止酶的降解，可在N端引入焦谷氨酸、C-端形成酰胺、引入D-氨基酸以及切除特殊残基等。因为这些修饰改变了酶的识别位点，从而增加了多肽的活性，延长了作用时间。由核糖体组装的肽类药物基因工程技术基因工程技术首先分离或构建编码特定多肽的DNA序列将其插入适当的生物体中，一般利用大肠杆菌（E.coli）基因工程并不能完全重现目标多肽的翻译后修饰过程，最后还需利用适当的化学方法或酶来实现多肽的翻