湖南大学生物化学真题答题(大题,须稍加整理)(18)

本站小编 免费考研网/2016-01-10



单个核糖体上存在四个活性部位,在蛋白质合成中各有专一的识别作用。 
1.A部位:氨基酸部位或受位:主要在大亚基上,是接受氨酰基-tRNA的部位。 
2.P部位:肽基部位或供位:主要在小亚基上,是释放tRNA的部位。 
3.肽基转移酶部位(肽合成酶),简称T因子:位于大亚基上,催化氨基酸间形成肽键,使肽链延长。
4.GTP酶部位:即转位酶(EF-G),简称G因子,对GTP具有活性,催化肽键从供体部位→受体部位。   另外,核糖体上还有许多与起始因子、延长因子、释放因子以及各种酶相结合的位点

主要分为三步, 参与的因子包括起始因子1-3,以及mRNA、转运tRNA、GTP等。①30S亚基与mRNA的结合 mRNA不能与完整的核糖体结合,但是能够同独立存在的30S核糖体小亚基结合。在原核生物中,30S核糖体小亚基通过16S rRNA与mRNA起始密码子AUG上游的SD序列的互补,从而与mRNA结合。核糖体小亚基与mRNA的结合还需要起始因子(initiation factor. IF)的帮助,原核生物的起始因子命名为IFs,真核生物的起始因子命名为eIFs。原核生物有三种起始因子,其中有两种(IF1、IF3)通过与30S核糖体亚基的结合帮助30S亚基与mRNA的识别与结合。② 第一个aa-tRNA进入核糖体 当mRNA与核糖体小亚基结合后,携带甲酰甲硫氨酸的tRNA通过反密码子与mRNA中AUG的识别从而进入核糖体。起始tRNA在与mRNA形成mRNA-30S亚基复合物之前,必须同GTP、起始因子IF2结合,形成GTP-IF2-tRNAfMet复合物。起始tRNA复合物与mRNA的AUG密码子结合后,释放IF3。③ 完整起始复合物的装配 一旦起始tRNA与AUG密码子结合,核糖体大亚基就加入到复合物中形成完整的核糖体-mRNA起始复合物。该过程伴随GTP的水解、IF1和IF2的释放。其中GTP的水解可能引起核糖体构型的变化,而改变了的构型正是蛋白质合成所必需的。

9. 细胞中Ca2+浓度通常不到10-7M,这是如何控制的?(答案)
答: 控制的方式是多方面的, 包括:①在正常情况下,膜对Ca2+是高度不通透的。②质膜和ER的膜中含有能够将Ca2+从胞质溶胶中泵出细胞外或泵进ER腔的运输系统。许多不同的刺激,如神经冲动到达肌细胞,都会触发靶细胞通过打开质膜或ER膜中Ca2+通道进行应答。③Ca2+通过膜通道扩散,使胞质溶胶中Ca2+浓度快速升高。
细胞质膜中的钙离子泵将胞质溶胶中的Ca2+运输到细胞外,而内质网膜中钙离子泵则将Ca2+隐藏到内质网腔。除了钙泵以外,某些细胞的质膜中还有Na+-Ca2+交换泵,将Na+输入到细胞质,而将Ca2+从胞质溶胶中输出; 此外,线粒体膜也能将钙离子运输到线粒体基质。细胞通过上述的钙离子运输体系将细胞质中的Ca2+维持在极低的水平。提高细胞质中钙离子浓度主要是通过各种刺激作用打开细胞质膜和内质网膜中的钙离子通道。
在内质网膜上有两种主要类型的Ca2+通道,其中一种是IP3受体,另一种是RyRs(ryanodine receptor)受体,这种受体与植物碱结合而打开。Ryanodine受体主要是在刺激型细胞中发现的,在这些细胞中, 当达到动作电位时,ryanodine受体开放,使细胞质中Ca2+升高。在不同类型的细胞中,使ryanodine受体打开的介质也有所不同,Ca2+本身也可以将Ca2+通道打开。当有限量的Ca2+通过质膜进入细胞质时,可以诱导SER膜中的ryanodine受体打开,使内质网中的Ca2+释放到胞质溶胶中,这种现象称为钙诱导的钙释放(calcium-induced calcium release

5. 真核细胞中核糖体的合成和装配过程如何?(答案)
答: 整个过程相当复杂, 首先要合成与核糖体装配有关的蛋白质,这些蛋白质包括核糖体结构蛋白和与前体rRNA加工有关的酶。它们都是在细胞质的游离核糖体上合成, 然后迅速集中到细胞核并在核仁区参与核糖体亚基的装配。
而组成核糖体亚基的18S rRNA、5.8 SrRNA和28S rRNA基因则是在核仁中边转录边参与核糖体亚基的装配, 5S rRNA却是在细胞核中转录后运送到核仁中参与核糖体亚基的装配。
装配过程中,45S RNA、5S RNA同蛋白质形成80S RNA颗粒,然后80S 颗粒被降解成大小两个颗粒,大颗粒为55S,含有32S 和5S两种RNA,小颗粒含有20S的前体rRNA。然后,小颗粒中的20S RNA前体被快速降解成 18S 的rRNA,并运送到细胞质中,即是成熟的核糖体小亚基。55S大颗粒中的32S RNA被加工形成28S和 5.8S 两种rRNA成为成熟的大亚基后,被运送到细胞质中,这个过程比较慢。如果这时有mRNA同小亚基结合的话,大亚基即可结合上去形成完整的核糖体,并进行蛋白质的合成。

8. 请详细说明多肽链延伸的过程。(答案)
答: 蛋白质合成的肽链延伸涉及四个重复的步骤∶①氨酰tRNA进入核糖体的A位点;②肽键形成;③转位;④脱氨酰tRNA释放。上述四步的循环,使肽链不断延长。在整个过程中,需要GTP和一些延长因子的参与。
①氨酰-tRNA进入A位 由于起始tRNA占据P位点,核糖体开始接受第二个氨酰-tRNA进入A位点,此即为延伸的第一步。第二个氨酰-tRNA在进入A位点之前,必须与结合有GTP的蛋白延伸因子结合(原核细胞中延伸因子是Tu,真核生物则是eEF1)。Tu起传递作用,即将氨酰-tRNA传递给核糖体。虽然任何氨酰-tRNA-Tu-GTP都有可能进入A位,但只有反密码子与A位点密码子相匹配的tRNA才允许进入A位。一旦合适的氨酰-tRNA-Tu-GTP同A位点的密码子结合,GTP水解,Tu-GDP被释放。
②肽键形成 当核糖体的P位和A位都有tRNA占据时,进入核糖体的两个氨基酸是分开的,所以延伸反应的第二步是两个氨基酸相互作用,通过肽键的形成将两个氨基酸结合起来。即由A位的aa-tRNA 上氨基酸的氨基与P位aa-tRNA 上氨基酸的羧基间形成肽键, 使P位的tRNA卸去氨基酸,而A位上的tRNA形成了二肽。肽键的形成是自动发生的,不需要额外的能量。这一反应是由肽酰转移酶(peptidyl transferase)催化的,该酶是核糖体大亚基的组成成份。多年来一直认为肽酰转移酶是组成50S亚基的一种蛋白,现在已经清楚,它是构成核糖体的RNA,是核酶。
③转位(translocation) 当形成了第一个肽键时,A位点上的tRNA分子的一端仍然与mRNA的密码子结合,而另一端与肽结合.此时P位点上的tRNA没有氨基酸的结合。接下来进入延伸反应的第三步:转位,即核糖体沿着mRNA从5'→3'方向移动三个核苷酸(一个密码子),在此过程中,A位的tRNA-二肽移到P位,而P位的tRNA则进入E位点。转位需要另一个GTP结合的延伸因子的参与(原核生物是延伸因子G,真核生物是延伸因子eEF2)。GTP水解释放的能量转变成机械能,将核糖体沿着mRNA移动大约1 nm。

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