生物化学 药立波 b站视频配套 第十七章：蛋白质的生物合成
第十七章：蛋白质的生物合成
翻译：生物体内的蛋白质以mrna为模板而合成，在这一过程中，mrna上来自DNA基因编码的核苷酸序列信息转换为蛋白质中的氨基酸序列，故称为翻译。
第一节：蛋白质的生物合成体系
一：mrna是蛋白质合成的信息模板
1.方向性：组成密码子的各碱基在mrna序列中的排列具有方向性。翻译时的阅读方向只能从5；-3；，即从mrna的起始密码子aug开始，按5；-3；的方向逐一阅读，直至终止密码子的出现
2.连续性：mrna的密码子之间没有间隔核苷酸。从起始密码子开始，密码子被连续阅读，直至终止密码子出现。
3.简并性：64个密码子中有61个编码氨基酸，而氨基酸只有20种，因此有的氨基酸可由多个密码子编码，这种现象称为简并性。
4.摆动性：密码子的翻译通过与trna的反密码子配对而实现。这种配对有时并不严格遵循碱基配对原则。
5.通用性：从细菌到人类都使用着同一套遗传密码。
二：氨基酰-trna通过其反密码子与mrna中对应的密码子互补结合
三：核糖体是肽链装配厂
核糖体的活性部位：
A位=氨基酰位：结合氨基酰-tRNA
P位=肽酰位：结合肽酰tRNA
E位=出口位：释放已经卸载了氨基酸的tRNA
四：肽链生物合成需要酶类和蛋白质因子
起始因子，延长因子，释放因子
原核生物的起始因子：
If-1：占据核糖体a位，防止a位结合其他tRNA
If-2：促使甲酰甲硫氨酰-tRNA与小亚基结合
If-3：促进大小亚基分离；提高p位对结合甲酰甲硫氨酰-tRNA的敏感性
原核生物的延长因子：
Ef-tu：促进氨基酰-tRNA进入a位，结合并分解gtp
Ef-ts：ef-tu的调节亚基
Ef-g：有转位酶活性，促进mrna-肽酰-tRNA由a位移到p位；促进tRNA卸载与释放
原核生物的释放因子：
Rf-1：特异识别终止密码子uaa，uag；诱导转肽酶转变为酯酶
Rf-2：特异识别终止密码子uaa，uga；诱导转肽酶转变为酯酶
Rf-3：具有gtp酶活性，介导rf-1及rf-2与核糖体的相互作用
第二节：氨基酸与tRNA的连接
氨基酰-tRNA合成酶：催化氨基酸与相应的tRNA的结合。
一：氨基酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA
二：肽链合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA
原核生物：甲酰甲硫氨酰-trna
真核生物：甲硫氨酰-trna
第三节：肽链的生物合成过程
一：翻译起始复合物的装配启动肽链的合成
（一）原核生物翻译起始复合物的形成
1.核糖体大小亚基分离：
2.核糖体小亚基结合于mrna的起始密码子附近
3.甲酰甲硫氨酰-tRNA结合在核糖体p位上
4.核糖体大亚基结合形成起始复合物
（二）真核生物翻译起始复合物的形成
1.核糖体大小亚基分离
2.甲硫氨酰-tRNA定位结合于小亚基p位
3.mrna与核糖体小亚基定位结合（顺序不同）
4.核糖体大亚基结合
二：在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链
翻译起始复合物形成后，核糖体从mrna的5；端向3；端移动，根据密码子顺序，从n端开始向c端合成多肽链。这是一个在核糖体上重复进行的进位，成肽和转位的循环过程。
1.进位：是指一个氨基酰tRNA按照mrna模板的指令进入并结合到核糖体a位的过程。
2.成肽：是指转肽酶催化两个氨基酸间肽键形成的反应。在起始复合物中，转肽酶催化p位上的起始tRNA所携带的甲硫氨酰与A位上新进位的氨基酰-tRNA结合，形成二肽。第一个肽键形成后，二肽酰-tRNA占据着核糖体的a位，而卸载了氨基酸的tRNA还在p位。从第三个氨基酸开始转肽酶催化的是p位上的tRNA所连接的肽酰基与a位氨基酰基之间的肽键形成。转肽酶的化学本质是rna
3.转位：指的是核糖体沿着mrna的移位，成肽反应后，核糖体需要向mrna的3；端移动一个密码子的距离，方可阅读下一个密码子。
移位的过程：成肽后位于p位的trna所携带的氨基酸在反应中交给了a位上的氨基酸，空载的tRNA从核糖体脱落；成肽后位于a位的带有合成中的肽链的tRNA转到了p位上；a位空出，且准确定位在mrna的下一个密码子，以接受一个新的对应的氨基酰trna进位。
三：终止密码子和释放因子导致肽链合成停止
第四节：肽链生物合成后的加工和靶向输送
蛋白质的翻译后加工：新生肽链不具有生物学活性，他们必须折叠形成具有生物活性的三维空间结构，蛋白质在翻译后进行加工修饰使之成为有活性的蛋白质的过程称为蛋白质的翻译后加工。
蛋白质的靶向输送=蛋白质的分选：蛋白质合成后在细胞内被定向输送到其发挥作用部位的过程称为蛋白质靶向输送。
一：肽链折叠为功能构象需要分子伴侣
1.热激蛋白
2.伴侣蛋白
二：肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽
（一）合成后肽链的末端被水解加工
（二）肽链中肽键水解产生多种功能肽
三：肽链中氨基酸残基的化学修饰增加蛋白质功能多样性
四：亚基聚合形成功能性蛋白质复合物
五：蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位
（一）分泌型蛋白在内质网加工转运
（二）定位于内质网的蛋白质c-端含有滞留信号序列
（三）大部分线粒体蛋白质在细胞质合成后靶向输入线粒体
（四）质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜
（五）细胞核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核
第五节：蛋白质生物合成的干扰与抑制
一：许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用
抗生素：可以抑制细胞的蛋白质合成，仅作用于原核细胞蛋白质合成的抗生素可作为抗菌药，抑制细菌生长和繁殖，预防和治疗感染性疾病。作用于真核细胞的蛋白质合成的抗生素可作为抗肿瘤药
（一）抑制肽链合成起始的抗生素
伊短菌素和蜜旋霉素引起mrna在核糖体上错位而阻碍翻译起始复合物的形成
（二）抑制肽链延长的抗生素
1.干扰进位的抗生素：四环素，粉霉素，黄色霉素
2.引起读码错误的抗生素：氨基糖苷类抗生素，链霉素，潮霉素b，新霉素
3.影响成肽的抗生素：氯霉素，林可霉素，大环内酯类如红霉素，嘌呤霉素，放线菌酮
4.影响转位的抗生素：夫西地酸，硫链丝菌肽，微球菌素，大观霉素
二：干扰素经抑制蛋白质生物合成而呈现抗病毒作用
干扰素：是真核细胞被病毒感染后分泌的一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。
