Mindmap --- 蛋白质的生物合成

现代分子生物学 思维导图 — 蛋白质合成之蛋白质的生物合成。

• 蛋白质的生物合成
  • 核糖体使蛋白质合成的场所
  • mRNA是蛋白质合成的模板
  • tRNA是模板与氨基酸之间的接合体
  • 蛋白质合成消耗细胞中90%左右用于生物合成反应的能能量
  • 主要步骤
    • 翻译起始
      • 核糖体与mRNA结合并与氨基酰-tRNA生成起始复合物。
      • 蛋白质合成的起始复合物
        • 30S 核糖体小亚基
        • 模板mRNA
        • fMet-tRNA fMet
        • 起始因子 IF1-3
          • IF-1与30S亚基结合,它结合A位点,阻止氨酰-tRNA进入,它的定位还 阻止30S与50S亚基结合。
          • IF-2 特异地和起始子tRNA结合;并带到核糖体上;
          • IF-3辅助30S亚基与mRNA起始位点得特异结合,防止大小亚基结合
        • GTP
        • 50s 核糖体大亚基
        • Mg2+
      • 原核生物翻译起始
        • 30S 核糖体小亚基与起始因子IF –1和IF-3相结合, 诱发模板mRNA与小亚基结合(通过SD序列)。
        • 由30S小亚基、起始因子IF –1和IF-3及模板 mRNA所组成的复合物立即与GTP-IF-2及fMet- tRNA fMet 相结合。反密码子与密码子配对。
        • 上述六组分复合物再与50S大亚基结合,水解GTP 生成并释放GDP和Pi,释放起始因子。
      • 真核生物翻译起始
        • 与原核生物不同点
          • 核糖体较大
          • 有较多的起始因子参与
          • 其mRNA 5’端具有 m7GpppNp帽子结构
          • Met-tRNA Met 不甲酰化;
          • mRNA 5’ 端的帽子和 3’ 端的polyA尾巴都参与形成翻译起始复合物
        • 帽子结构能促进起始反应
        • 40S 亚基还能识别mRNA上的起始密码子AUG
    • 肽链的延伸
      • 核糖体沿mRNA5’端向3’端移动,导致从N端向C端的多肽 合成。
      • 肽链延伸的基本要求
        • 有完整的起始复合物
        • 有氨基酰-tRNA
        • 有延伸因子EF-Tu，EF-Ts和EF-G
        • 有GTP
      • 肽链延伸分三步
        • 第一步，后续的AA-tRNA与核糖体结合
        • 第二步，肽键形成
        • 第三步，移位（translocation）
    • 肽链的终止以及肽链的释放
      • 核糖体从mRNA上解离，准备新一轮合成反应
      • 释放因子
        • I类释放因子识别终止密码子，并能催化新合成的多肽链从P位点的tRNA上水解释放出来
        • II类释放因子在多肽链释放后刺激 I类 释放因子从核糖体中解离出来
        • 释放因子行使功能时需要GTP
        • 在原核生物中有 RF1-3
          • RF1识别UAA和UAG
          • RF2识别UAA和UGA
          • RF3为 II类 释放因子，与核糖体的解离有关
        • 真核生物中的I类和II类释放因子分别只有一种
          • I类释放因子：eRF1；能识别3个终止子
          • II类释放因子：eRF3
      • 当终止密码子进入核糖体 A位点 时，在释放因子 RF1-3 的作用下
        • 水解末端肽基tRNA
        • 释放新生肽链和tRNA
        • 使 70S 核糖体解离成 30S 和 50S 两个亚基
  • 与蛋白质合成有关的因子
    • 起始因子（Initiation factor）IF
    • 延伸因子（Elongation factor）EF
    • 释放因子（Release Factor）RF
  • 蛋白质合成的抑制剂
    • 抗菌素
    • 链霉素
    • 嘌呤霉素
    • 青霉素，四环素，红霉素（只与原核生物核糖体发生作用，从而阻遏原核生物蛋白质的合成，抑制细菌生长）
    • 氯霉素和嘌呤霉素既能与原核细胞 核糖体结合,又能与真核生物核糖体结合,妨碍细胞内蛋白质合成,影 响细胞生长。