王境岩《生物化学》(第三版)精要速览(15)
本站小编 免费考研网/2016-09-03
⑵加尾:这一过程也是细胞核内完成,首先由核酸外切酶切去3'-端一些过剩的核苷酸,然后再加入polyA。
⑶剪接:真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子,而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加,通过形成套索状结构而将内含子切除掉。
⑷内部甲基化:由甲基化酶催化,对某些碱基进行甲基化处理。
2.tRNA的转录后加工: 主要加工方式是切断和碱基修饰。
3.rRNA的转录后加工: 主要加工方式是切断。
第十二章 蛋白质的生物合成
一、蛋白质生物合成体系:
生物体内的各种蛋白质都是生物体利用约20种氨基酸为原料自行合成的。蛋白质的生物合成过程,就是将DNA传递给mRNA的遗传信息,再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程,这一过程被称为翻译(translation)。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:
1.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。共有64种不同的密码。遗传密码具有以下特点:① 连续性;② 简并性;③ 通用性;④ 方向性;⑤ 摆动性;⑥ 起始密码:AUG;终止密码:UAA、UAG、UGA。
2.tRNA:在氨基酸tRNA合成酶催化下,特定的tRNA可与相应的氨基酸结合,生成氨基酰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。 反密码对密码的识别,通常也是根据碱基互补原则,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则,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称为起动tRNA。在原核生物中,起动tRNA是tRNAfmet;而在真核生物中,起动tRNA是tRNAmet。
3.rRNA和核蛋白体:原核生物中的核蛋白体大小为70S,可分为30S小亚基和50S大亚基。真核生物中的核蛋白体大小为80S,也分为40S小亚基和60S大亚基。核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能:
⑴小亚基:可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。
⑵大亚基:①具有两个不同的tRNA结合点。A位—— 受位或氨酰基位,可与新进入的氨基酰tRNA结合;P位——给位或肽酰基位,可与延伸中的肽酰基tRNA结合。②具有转肽酶活性。
在蛋白质生物合成过程中,常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上,同时进行翻译。由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多核蛋白体。
4.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蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结合。
5.延长因子(EF):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进入核蛋白的受体,并可促进移位过程。
6.释放因子(RF):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,协助多肽链的释放。
7.氨基酰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。每种氨基酰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。
二、蛋白质生物合成过程:
1.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,均由氨基酰tRNA合成酶催化完成。反应完成后,特异的tRNA3’端CCA上的2’或3’位自由羟基与相应的活化氨基酸以酯键相连接,形成氨基酰tRNA。
2.活化氨基酸的缩合——核蛋白体循环:活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程,称为核蛋白体循环。核蛋白体循环过程可分为三个阶段:
⑴起动阶段:①30S起动复合物的形成。在IF促进下,30S小亚基与mRNA的起动部位,起动tRNA(tRNAfmet),和GTP结合,形成复合体。②70S起动前复合体的形成。IF3从30S起动复合体上脱落,50S大亚基与复合体结合,形成70S起动前复合体。③70S起动复合体的形成。GTP被水解,IF1和IF2从复合物上脱落。
⑵肽链延长阶段:①进位:与mRNA下一个密码相对应的氨基酰tRNA进入核蛋白体的受位。此步骤需GTP,Mg2+,和EF参与。②成肽:在转肽酶的催化下,将给位上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到受位上的氨基酰tRNA上,与其α-氨基缩合形成肽键。给位上已失去蛋氨酰基或肽酰基的tRNA从核蛋白上脱落。③移位:核蛋白体向mRNA的3'- 端滑动相当于一个密码的距离,同时使肽酰基tRNA从受体移到给位。此步骤需EF(EFG)、GTP和Mg2+参与。 此时,核蛋白体的受位留空,与下一个密码相对应的氨基酰tRNA即可再进入,重复以上循环过程,使多肽链不断延长。
⑶肽链终止阶段:核蛋白体沿mRNA链滑动,不断使多肽链延长,直到终止信号进入受位。①识别:RF识别终止密码,进入核蛋白体的受位。②水解:RF使转肽酶变为水解酶,多肽链与tRNA之间的酯键被水解,多肽链释放。③解离:通过水解GTP,使核蛋白体与mRNA分离,tRNA、RF脱落,核蛋白体解离为大、小亚基。
三、多肽链合成后的加工修饰:
1.一级结构的加工修饰:
⑴N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除:N端甲酰蛋氨酸是多肽链合成的起始氨基酸,必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。其过程是:① 去甲酰化;② 去蛋氨酰基。
⑵氨基酸的修饰:由专一性的酶催化进行修饰,包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。
⑶二硫键的形成:由专一性的氧化酶催化,将-SH氧化为-S-S-。
⑷肽段的切除:由专一性的蛋白酶催化,将部分肽段切除。
2.高级结构的形成:
⑴构象的形成:在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下,形成特定的空间构象。
⑵亚基的聚合。
⑶辅基的连接。
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