蛋白質(zhì)合成
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蛋白質(zhì)合成是生物按照從脫氧核糖核酸 (DNA)轉(zhuǎn)錄得到的信使核糖核酸（mRNA）上的遺傳信息合成蛋白質(zhì)的過程。由于mRNA上的遺傳信息是以密碼形式存在的，只有合成為蛋白質(zhì)才能表達(dá)出生物性狀，因此將蛋白質(zhì)生物合成比擬為轉(zhuǎn)譯或翻譯。蛋白質(zhì)生物合成包括氨基酸的活化及其與專一轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)的連接；肽鏈的合成（包括起始、延伸和終止）和新生肽鏈加工成為成熟的蛋白質(zhì) 3大步驟。其中心環(huán)節(jié)是肽鏈的合成。蛋白質(zhì)生物合成需核糖體、mRNA、tRNA、氨酰轉(zhuǎn)移核糖核酸 (氨酰tRNA)合成酶、可溶性蛋白質(zhì)因子等大約200多種生物大分子協(xié)同作用來完成。
蛋白質(zhì)生物合成過程：
1．氨基酸的活化與搬運(yùn)：氨基酸的活化以及活化氨基酸與tRNA的結(jié)合，均由氨基酰tRNA合成酶催化完成。反應(yīng)完成后，特異的tRNA3’端CCA上的2’或3’位自由羥基與相應(yīng)的活化氨基酸以酯鍵相連接，形成氨基酰tRNA。
2．活化氨基酸的縮合——核蛋白體循環(huán)：活化氨基酸在核蛋白體上反復(fù)翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程，稱為核蛋白體循環(huán)。核蛋白體循環(huán)過程可分為三個階段：
⑴起動階段：①30S起動復(fù)合物的形成。在IF促進(jìn)下，30S小亞基與mRNA的起動部位，起動tRNA（tRNAfmet），和GTP結(jié)合，形成復(fù)合體。②70S起動前復(fù)合體的形成。IF3從30S起動復(fù)合體上脫落，50S大亞基與復(fù)合體結(jié)合，形成70S起動前復(fù)合體。③70S起動復(fù)合體的形成。GTP被水解，IF1和IF2從復(fù)合物上脫落。
⑵肽鏈延長階段：①進(jìn)位：與mRNA下一個密碼相對應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核蛋白體的受位。此步驟需GTP，Mg2+，和EF參與。②成肽：在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，將給位上的tRNA所攜帶的甲酰蛋氨酰基或肽酰基轉(zhuǎn)移到受位上的氨基酰tRNA上，與其α-氨基縮合形成肽鍵。給位上已失去蛋氨酰基或肽酰基的tRNA從核蛋白上脫落。③移位：核蛋白體向mRNA的3'- 端滑動相當(dāng)于一個密碼的距離，同時使肽酰基tRNA從受體移到給位。此步驟需EF（EFG）、GTP和Mg2+參與。 此時，核蛋白體的受位留空，與下一個密碼相對應(yīng)的氨基酰tRNA即可再進(jìn)入，重復(fù)以上循環(huán)過程，使多肽鏈不斷延長。
⑶肽鏈終止階段：核蛋白體沿mRNA鏈滑動，不斷使多肽鏈延長，直到終止信號進(jìn)入受位。①識別：RF識別終止密碼，進(jìn)入核蛋白體的受位。②水解：RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)?a href="/w/%E6%B0%B4%E8%A7%A3%E9%85%B6" title="水解酶">水解酶，多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解，多肽鏈釋放。③解離：通過水解GTP，使核蛋白體與mRNA分離，tRNA、RF脫落，核蛋白體解離為大、小亞基。
真核生物翻譯起始的特點：
2.真核mRNA沒有S-D序列，但5'端帽子結(jié)構(gòu)與其在核蛋白體就位相關(guān)。帽結(jié)合蛋白（CBP）可與mRNA帽子結(jié)合，促進(jìn)mRNA與小亞基結(jié)合。
3.肽鏈的延長 ：延長階段為不斷循環(huán)進(jìn)行的過程，也稱核蛋白體循環(huán)。分為進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位三個步驟。
三、多肽鏈合成后的加工修飾：
1．一級結(jié)構(gòu)的加工修飾：
⑴N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：N端甲酰蛋氨酸是多肽鏈合成的起始氨基酸，必須在多肽鏈折迭成一定的空間結(jié)構(gòu)之前被切除。其過程是：① 去甲酰化；② 去蛋氨酰基。
⑵氨基酸的修飾：由專一性的酶催化進(jìn)行修飾，包括糖基化、羥基化、磷酸化、甲酰化等。
⑶二硫鍵的形成：由專一性的氧化酶催化，將-SH氧化為-S-S-。
⑷肽段的切除：由專一性的蛋白酶催化，將部分肽段切除。
2．高級結(jié)構(gòu)的形成：
⑴構(gòu)象的形成：在分子內(nèi)伴侶、輔助酶及分子伴侶的協(xié)助下，形成特定的空間構(gòu)象。
⑵亞基的聚合。 ⑶輔基的連接。
3．靶向輸送：蛋白質(zhì)合成后，定向地被輸送到其執(zhí)行功能的場所稱為靶向輸送。大多數(shù)情況下，被輸送的蛋白質(zhì)分子需穿過膜性結(jié)構(gòu)，才能到達(dá)特定的地點。因此，在這些蛋白質(zhì)分子的氨基端，一般都帶有一段疏水的肽段，稱為信號肽。分泌型蛋白質(zhì)的定向輸送，就是靠信號肽與胞漿中的信號肽識別粒子（SRP）識別并特異結(jié)合，然后再通過SRP與膜上的對接蛋白（DP）識別并結(jié)合后，將所攜帶的蛋白質(zhì)送出細(xì)胞。
信號肽假說：信號肽位于新合成的分泌蛋白N端。對分泌蛋白的靶向運(yùn)輸起決定作用。①細(xì)胞內(nèi)的信號肽識別顆粒（SRP）識別信號肽，使肽鏈合成暫時停止，SRP引導(dǎo)核蛋白體結(jié)合粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜；②SRP識別、結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的對接蛋白,水解GTP使SRP分離，多肽鏈繼續(xù)延長；③信號肽引導(dǎo)延長多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，經(jīng)信號肽酶切除。分泌蛋白在高爾基體包裝成分泌顆粒出胞。
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