公卫执业医师生物化学章节考点蛋白质的生物合成

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第十二章蛋白质的生物合成

蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再概括地解译为蛋白质中氨基酸排列依次的过程，这一过程被称为翻译translation。

一、蛋白质生物合成的条件。

生物体内的各种蛋白质都是生物体内利用约20种氨基酸为原料自行合成的。参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系，该体系包括：①mRNA：作为蛋白质生物合成的模板，抉择多肽链中氨基酸的排列依次;②tRNA：搬运氨基酸的工具;③核糖体又名核蛋白体：蛋白体生物合成的场所;④酶及其他蛋白质因子;⑤供能物质及无机离子。

一mRNA：

作为指导蛋白质生物合成的模板。mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，此三联体就称为密码coden。共有64种不同的密码，即4×4×4=64。

遗传密码具有以下特点：①连续性;②简并性;③通用性;但在线粒体或叶绿体中特殊④方向性，即解读方向为5′→3′;⑤摇摆性;⑥起始密码：AUG;终止密码：UAA、UAG、UGA。

二tRNA：

在氨酰-tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可与相应的氨基酸结合，生成氨酰-tRNA，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。

tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体，可以识别mRNA上相应的密码，此三联体就称为反密码子anticoden。

反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原那么，即A—U，G—C配对。但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原那么。如反密码第一个核苷酸为Ⅰ次黄嘌呤，那么可与A、U或C配对，如为U，那么可与A或G配对，这种配对称为不稳定配对。

能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA，称为起动tRNA。在原核生物中，起动tRNA是一种携带甲酰蛋氨酸的tRNA，即tRNAifmet;而在真核生物中，起动tRNA是一种携带蛋氨酸的tRNA，即tRNAimet。

在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位的蛋氨酸密码，AUG。

三rRNA和核糖体：

原核生物中的核糖体大小为70S，可分为30S小亚基和50S大亚基。小亚基由16SrRNA和21种蛋白质构成，大亚基由5SrRNA，23SRNA和35种蛋白质构成。

真核生物中的核糖体大小为80S，也分为40S小亚基和60S大亚基。小亚基由18SrRNA和30多种蛋白质构成，大亚基那么由5SrRNA，28SrRNA和50多种蛋白质构成，在哺乳动物中还含有5.8SrRNA。

核糖体的大、小亚基分别有不同的功能：

1.小亚基：可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。

2.大亚基：

1具有两个不同的tRNA结合点。A位右——受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合;P位左——给位或肽酰基位，可与延迟中的肽酰基tRNA结合。

2具有转肽酶活性：将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA，形成肽键。

3具有GTPase活性，水解GTP，获得能量。

4具有起动因子、延长因子及释放因子的结合部位。

在蛋白质生物合成过程中，往往由若干核糖体结合在同一mRNA分子上，同时举行翻译，但每两个相邻核蛋白之间存在确定的间隔，形成念球状布局。由若干核糖体结合在一条mRNA上同时举行多肽链的翻译所形成的念球状布局称为多核糖体。

四起动因子IF

这是一些与多肽链合成起动有关的蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子，分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种起动因子eIF。其作用主要是促进核糖体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结合。

五延长因子EF

这是一些与多肽链合成延迟有关的蛋白因子。原核生物中存在3种延长因子EFTU，EFTS，EFG，真核生物中存在2种EF1，EF2。其作用主要促使氨基酰tRNA进入核糖体的受体，并可促进移位过程。

六释放因子RF

这是一些与多肽链合成终止有关的蛋白因子。原核生物中有4种，在真核生物中只有1种。其主要作用是识别终止密码，辅助多肽链的释放。

七氨酰-tRNA合成酶

该酶存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及氨基酰tRNA的合成有关。

每种氨酰-tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨基酸的数种tRNA具有高度特异性，这是保证tRNA能够携带正确的氨基酸对号入座的必要条件。

目前认为，该酶对tRNA的识别，是由于在tRNA的氨基酸臂上存在特定的识别密码，即其次套遗传密码。

八供能物质和无机离子

多肽链合成时，需ATP、GTP作为供能物质，并需Mg2+、K+参与。

氨基酸活化时需消耗2分子高能磷酸键，肽键形成时又消耗2分子高能磷酸键，故缩合一分子氨基酸残基需消耗4分子高能磷酸键。

二、蛋白质生物合成的过程

蛋白质生物合成过程包括三大步骤：①氨基酸的活化与搬运;②活化氨基酸在核糖体上的缩合;③多肽链合成后的加工修饰。

一氨基酸的活化与搬运

氨基酸的活化以及活化氨基酸与tRNA的结合，均由氨酰-tRNA合成