第4講蛋白質(zhì)合成

1、第4講蛋白質(zhì)合成一. 基因與基因表達(dá)的一般概念 二. 遺傳密碼三聯(lián)子 三密碼子和反密碼子的相互作用 四tRNA 五AA- tRNA合成酶 六. 核糖體 七. 信使核糖核酸 八、蛋白質(zhì)的生物合成 九、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾 十、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸和降解 一.基因與基因表達(dá)的一般概念 基因作為唯一能夠自主復(fù)制、永久存在的單位，其生理學(xué)功能以蛋白質(zhì)形式得到表達(dá)。DNA序列是遺傳信息的貯存者，它通過(guò)自主復(fù)制得到永存，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄生成mRNA，翻譯生成蛋白質(zhì)的過(guò)程控制所有生命現(xiàn)象。編碼鏈（coding strand）又稱sense strand，是指與mRNA序列相同的那條鏈。非編碼鏈（anticodi

2、ng strand），又稱antisense strand，是指那條根據(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)mRNA生物合成的DNA鏈。Genetic information is perpetuated by replication（復(fù)制）in which a double- stranded nucleic acid is duplicated to give identical copies.基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄（transcription）和翻譯（translation）兩個(gè)階段。轉(zhuǎn)錄是指拷貝出一條與DNA鏈序列完全相同（除了TU之外）的RNA單鏈的過(guò)程，是基因表達(dá)的核心步驟。翻譯是指以新生的mRNA為模板，

3、把核苷酸三聯(lián)子遺傳密碼翻譯成氨基酸序列、合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過(guò)程，是基因表達(dá)的最終目的。 只有mRNA所攜帶的遺傳信息才被用來(lái)指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成，所以人們一般用U、C、A、G這4種核苷酸而不是T、C、A、G的組合來(lái)表示遺傳性狀。所謂翻譯是指將mRNA鏈上的核苷酸從一個(gè)特定的起始位點(diǎn)開始，按每3個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸的原則，依次合成一條多肽鏈的過(guò)程。二. 遺傳密碼三聯(lián)子 mRNA上每3個(gè)核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)氨基酸，這3個(gè)核苷酸就稱為一個(gè)密碼，也叫三聯(lián)子密碼。翻譯時(shí)從起始密碼子AUG開始，沿mRNA53的方向連續(xù)閱讀直到終止密碼子，生成一條具有特定序列的多肽鏈。 mRNA中只有4種核苷酸

4、，而蛋白質(zhì)中有20種氨基酸，若以一種核苷酸代表一種氨基酸，只能代表4種(41=4)。若以兩種核苷酸作為一個(gè)密碼（二聯(lián)子），能代表42=16種氨基酸。而假定以3個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸，則可以有43=64種密碼，滿足了編碼20種氨基酸的需要。50-60年代破譯遺傳密碼方面的三項(xiàng)重要成果： （1）Paul Zamecnik等人證實(shí)細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。他們把放射性標(biāo)記的氨基酸注射到大鼠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后收獲其肝臟，進(jìn)行蔗糖梯度沉淀并分析各種細(xì)胞成份中的放射性蛋白質(zhì)。 如果注射后經(jīng)數(shù)小時(shí)（或數(shù)天）收獲肝臟，所有細(xì)胞成份中都帶有放射性標(biāo)記的蛋白質(zhì); 如果注射后幾分鐘內(nèi)即收獲肝臟，那么，放射性標(biāo)記只存

5、在于含有核糖體顆粒的細(xì)胞質(zhì)成份中。2）Francis Crick等人第一次證實(shí)只有用三聯(lián)子密碼的形式才能把包含在由AUGC四個(gè)字母組成遺傳信息（核酸）準(zhǔn)確無(wú)誤地翻譯成由20種不同氨基酸組成的蛋白質(zhì)序列，實(shí)現(xiàn)遺傳信息的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)1: 用吖啶類試劑（誘導(dǎo)核苷酸插入或丟失）處理T4噬菌體rII位點(diǎn)上的兩個(gè)基因，使之發(fā)生移碼突變（frame-shift），就生成完全不同的、沒(méi)有功能的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)2: 研究煙草壞死衛(wèi)星病毒發(fā)現(xiàn)，其外殼蛋白亞基由400個(gè)氨基酸組成，相應(yīng)的RNA片段長(zhǎng)1200個(gè)核苷酸，與密碼三聯(lián)子體系正好相吻合。 實(shí)驗(yàn)3: 以均聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。 在含有tRNA、核糖體、AA-tR

6、NA合成酶及其它蛋白質(zhì)因子的細(xì)胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作為模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分時(shí)又能合成新的肽鏈，新生肽鏈的氨基酸順序由外加的模板來(lái)決定。 1961年，Nirenberg等以poly（U）作模板時(shí)發(fā)現(xiàn)合成了多聚苯丙氨酸，從而推出UUU代表苯丙氨酸（Phe）。以poly（C）及poly（A）做模板分別得到多聚脯氨酸和多聚賴氨酸。實(shí)驗(yàn)4: 以特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由2個(gè)氨基酸組成的多肽，5UGU GUG UGU GUG UGU GUG3,不管讀碼從U開始還是從G開始，都只能有UGU（Cys）及GUG（Val）兩種密碼子。實(shí)驗(yàn)

7、5: 以共聚三核苷酸作為模板可得到有3種氨基酸組成的多肽。如以多聚（UUC）為模板，可能有3種起讀方式：5UUC UUC UUC UUC UUC3或 5UCU UCU UCU UCU UCU3或 5CUU CUU CUU CUU CUU3分別產(chǎn)生UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu）. 多聚三核苷酸為模板時(shí)也可能只合成2種多肽：5GUA GUA GUA GUA GUA3或5UAG UAG UAG UAG UAG3或5AGU AGU AGU AGU AGU3由第二種讀碼方式產(chǎn)生的密碼子UAG是終止密碼，不編碼任何氨基酸，因此，只產(chǎn)生GUA（Val）或AGU（Ser）。實(shí)驗(yàn)6: 以隨

8、機(jī)多聚物指導(dǎo)多肽合成。Nirenberg等及Ochoa等又用各種隨機(jī)的多聚物作模板合成多肽。例如，以只含A、C的多聚核苷酸作模板，任意排列時(shí)可出現(xiàn)8種三聯(lián)子，即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA，獲得由Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等6種氨基酸組成的多肽。（3）氨基酸的“活化”與核糖體結(jié)合技術(shù)。 如果把氨基酸與ATP和肝臟細(xì)胞質(zhì)共培養(yǎng)，氨基酸就會(huì)被固定在某些熱穩(wěn)定且可溶性RNA分子（transfer RNA，tRNA）上?，F(xiàn)將氨基酸活化后的產(chǎn)物稱為氨基酰-tRNA（aminoacyl-tRNA），并把催化該過(guò)程的酶稱為氨基酰合成酶（aminoacyl

9、-tRNA Synthetase）。 以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等為模板，在含核糖體、AA-tRNA的反應(yīng)液中保溫后通過(guò)硝酸纖維素濾膜，只有游離的AA-tRNA因相對(duì)分子質(zhì)量小而通過(guò)濾膜，而核糖體或與核糖體結(jié)合的AA-tRNA則留在濾膜上，這樣可把已結(jié)合與未結(jié)合的AA-tRNA分開。 當(dāng)體系中帶有多聚核苷酸模板時(shí)，從大腸桿菌中提取的核糖體經(jīng)常與特異性氨基酰-tRNA相結(jié)合。如果把核糖體與poly（U）和Phe-tRNAPhe共溫育，核糖體就能同時(shí)與poly（U）和Phe-tRNAPhe相結(jié)合。 4種核苷酸組成61個(gè)編碼氨基酸的密碼子和3個(gè)終止密碼子，它們不能與tRNA的反密碼

10、子配對(duì)，但能被終止因子或釋放因子識(shí)別，終止肽鏈的合成。由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并（degeneracy），對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子（synonymous codon）。 三密碼子和反密碼子的相互作用蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，tRNA的反密碼子通過(guò)堿基的反向配對(duì)與mRNA的密碼子相互作用。1966年，Crick根據(jù)立體化學(xué)原理提出擺動(dòng)假說(shuō)（wobble hypothesis），解釋了反密碼子中某些稀有成分如I以及許多有2個(gè)以上同源密碼子的配對(duì)問(wèn)題。 Wobble hypothesis 任意一個(gè)密碼子的前兩位堿基都與tRNA anticodon中的相應(yīng)堿基形成Wats

11、on-Crick堿基配對(duì)。 反密碼子第一位是A或C時(shí)，只能識(shí)別一個(gè)密碼子。當(dāng)反密碼子第一位是U或G時(shí)，能識(shí)別兩個(gè)密碼子。當(dāng)Inosine（I）作為反密碼子第一位時(shí)，能識(shí)別三個(gè)密碼子。 如果數(shù)個(gè)密碼子同時(shí)編碼一個(gè)氨基酸，凡是第一、二位堿基不相同的密碼子都對(duì)應(yīng)于各自的tRNA。 根據(jù)上述規(guī)則，至少需要32種不同的tRNA才能翻譯61個(gè)密碼子。四tRNAtRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，被稱為第二遺傳密碼。它不但為將每個(gè)三聯(lián)子密碼翻譯成氨基酸提供了接合體，還為準(zhǔn)確無(wú)誤地將所需氨基酸運(yùn)送到核糖體上提供了載體。所有的tRNA都能夠與核糖體的P位點(diǎn)和A位點(diǎn)結(jié)合，此時(shí)，tRNA分子三葉草型頂端突起部位通過(guò)

12、密碼子：反密碼子的配對(duì)與mRNA相結(jié)合，而其3末端恰好將所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸送到正在延伸的多肽上。代表相同氨基酸的tRNA稱為同工tRNA。在一個(gè)同工tRNA組內(nèi)，所有tRNA均專一于相同的氨基酰- tRNA合成酶。1、tRNA的三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu) 受體臂（acceptor arm）主要由鏈兩端序列堿基配對(duì)形成的桿狀結(jié)構(gòu)和3端末配對(duì)的3-4個(gè)堿基所組成，其3端的最后3個(gè)堿基序列永遠(yuǎn)是CCA，最后一個(gè)堿基的3或2自由羥基（OH）可以被氨酰化。TC臂是根據(jù)3個(gè)核苷酸命名的，其中表示擬尿嘧啶，是tRNA分子所擁有的不常見(jiàn)核苷酸。反密碼子臂是根據(jù)位于套索中央的三聯(lián)反密碼子命名的。D臂是根據(jù)它含有二氫尿嘧啶（d

13、ihydrouracil）命名的。最常見(jiàn)的tRNA分子有76個(gè)堿基，相對(duì)分子質(zhì)量約為2.5104。不同的tRNA分子可有74-95個(gè)核苷酸不等，tRNA分子長(zhǎng)度的不同主要是由其中的兩條手臂引起的。tRNA的稀有堿基含量非常豐富，約有70余種。每個(gè)tRNA分子至少含有2個(gè)稀有堿基，最多有19個(gè)，多數(shù)分布在非配對(duì)區(qū)，特別是在反密碼子3端鄰近部位出現(xiàn)的頻率最高，且大多為嘌呤核苷酸。這對(duì)于維持反密碼子環(huán)的穩(wěn)定性及密碼子、反密碼子之間的配對(duì)是很重要的。2tRNA的L形三級(jí)結(jié)構(gòu)酵母和大腸桿菌tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)都呈L形折疊式。這種結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來(lái)維持的，tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)與AA- tRNA合成酶的識(shí)別有關(guān)。受

14、體臂和TC臂的桿狀區(qū)域構(gòu)成了第一個(gè)雙螺旋，D臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成了第二個(gè)雙螺旋。 tRNA的L形高級(jí)結(jié)構(gòu)反映了其生物學(xué)功能，因?yàn)樗纤\(yùn)載的氨基酸必須靠近位于核糖體大亞基上的多肽合成位點(diǎn)，而它的反密碼子必須與小亞基上的mRNA相配對(duì)，所以兩個(gè)不同的功能基團(tuán)最大限度分離。3tRNA的功能 轉(zhuǎn)錄過(guò)程是信息從一種核酸分子（DNA）轉(zhuǎn)移至另一種結(jié)構(gòu)上極為相似的核酸分子（RNA）的過(guò)程，信息轉(zhuǎn)移靠的是堿基配對(duì)。翻譯階段遺傳信息從mRNA分子轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)極不相同的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單個(gè)氨基酸的三聯(lián)子密碼形式存在的，在這里起作用的是解碼機(jī)制。4tRNA的種類（1）起始tRNA和延伸tRNA

15、能特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA。原核生物起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA攜帶甲硫氨酸（Met）。（2）同工tRNA代表同一種氨基酸的tRNA稱為同工tRNA，同工tRNA既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被AA- tRNA合成酶識(shí)別。（3）校正tRNA 校正tRNA分為無(wú)義突變及錯(cuò)義突變校正。 在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無(wú)功能的或無(wú)意義的多肽，這種突變就

16、稱為無(wú)義突變。 五AA- tRNA合成酶AA- tRNA合成酶是一類催化氨基酸與tRNA結(jié)合的特異性酶，其反應(yīng)式如下： 它實(shí)際上包括兩步反應(yīng)：第一步是氨基酸活化生成酶-氨基酰腺苷酸復(fù)合物。AA+ATP+酶（E）E-AA-AMP+PPi第二步是氨酰基轉(zhuǎn)移到tRNA 3末端腺苷殘基上，與其2或3-羥基結(jié)合。E-AA-AMP+ tRNAAA- tRNA +E+AMP 蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于AA- tRNA合成酶是否能使氨基酸與對(duì)應(yīng)的tRNA相結(jié)合。AA-tRNA合成酶既要能識(shí)別tRNA，又要能識(shí)別氨基酸，它對(duì)兩者都具有高度的專一性。不同的tRNA有不同堿基組成和空間結(jié)構(gòu)，容易被tRNA合成酶所

17、識(shí)別，困難的是這些酶如何識(shí)別結(jié)構(gòu)上非常相似的氨基酸。 有兩道關(guān)口:The first filter is the initial binding of the amino acid to the enzyme and its activation to aminoacyl-AMP.The second filter is the binding of incorrect aminoacyl-AMP products to a separate active site on the enzyme. 六. 核糖體核糖體像一個(gè)能沿mRNA模板移動(dòng)的工廠，執(zhí)行著蛋白質(zhì)合成的功能。它是由幾十種蛋白質(zhì)和幾

18、種核糖體RNA（ribosomal RNA，rRNA）組成的亞細(xì)胞顆粒。一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)約有20000個(gè)核糖體，而真核細(xì)胞內(nèi)可達(dá)106個(gè)，在未成熟的蟾蜍卵細(xì)胞內(nèi)則高達(dá)1012。核糖體和它的輔助因子為蛋白質(zhì)合成提供了必要條件。 1.核糖體的組成 原核生物核糖體由約2/3的RNA及1/3的蛋白質(zhì)組成。真核生物核糖體中RNA占3/5，蛋白質(zhì)占2/5。核糖體是一個(gè)致密的核糖核蛋白顆粒，可以解離為兩個(gè)亞基，每個(gè)亞基都含有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量較大的rRNA和許多不同的蛋白質(zhì)分子。 大腸桿菌核糖體小亞基由21種蛋白質(zhì)組成，分別用S1S21表示，大亞基由33種蛋白質(zhì)組成，分別用L1L33表示。真核生物細(xì)胞核糖體大亞

19、基含有49種蛋白質(zhì)，小亞基有33種蛋白質(zhì)。2、rRNA3.核糖體的功能 核糖體包括至少5個(gè)活性中心，即mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AA- tRNA部位（A位）、結(jié)合或接受肽基tRNA的部位、肽基轉(zhuǎn)移部位（P位）及形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心），此外還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點(diǎn)。小亞基上擁有mRNA結(jié)合位點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)序列特異的識(shí)別過(guò)程，如起始位點(diǎn)的識(shí)別和密碼子與反密碼子的相互作用。大亞基負(fù)責(zé)氨基酸及tRNA攜帶的功能，如肽鍵的形成、AA- tRNA、肽基- tRNA的結(jié)合等。A位、P位、轉(zhuǎn)肽酶中心等主要在大亞基上。 核糖體可解離為亞基或結(jié)合成70S/80S顆粒。翻譯的起始階段需要游離的亞

20、基，隨后才結(jié)合成70S/80S顆粒，繼續(xù)翻譯進(jìn)程。體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決于Mg2+離子濃度。在大腸桿菌內(nèi)，Mg2+濃度在10-3mol/L以下時(shí)，70S解離為亞基，濃度達(dá)10-2mol/L時(shí)則形成穩(wěn)定的70S顆粒。細(xì)胞中大多數(shù)核糖體處于非活性的穩(wěn)定狀態(tài)，單獨(dú)存在，只有少數(shù)與mRNA一起形成多聚核糖體。它從mRNA的5末端向3末端閱讀密碼子，至終止子時(shí)合成一條完整的多肽鏈。mRNA上核糖體的多少視mRNA的長(zhǎng)短而定，一般40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。 七. 信使核糖核酸 mRNA messenger ribonucleic acidDNA deoxyribonucleic acid.

21、 雖然mRNA在所有細(xì)胞內(nèi)執(zhí)行著相同的功能，即通過(guò)三聯(lián)子密碼翻譯生成蛋白質(zhì)，其生物合成的具體過(guò)程和成熟mRNA的結(jié)構(gòu)在原核和真核生物細(xì)胞內(nèi)是不同的。八、蛋白質(zhì)的生物合成 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板，tRNA是模板與氨基酸之間的接合體。此外，有20種以上的AA-tRNA及合成酶、10多種起始因子、延伸因子及終止因子，30多種tRNA及各種rRNA、mRNA和100種以上翻譯后加工酶參與蛋白質(zhì)合成和加工過(guò)程。 蛋白質(zhì)合成消耗了細(xì)胞中90%左右用于生物合成反應(yīng)的能量。細(xì)菌細(xì)胞中的2萬(wàn)個(gè)核糖體，10萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)因子和20萬(wàn)個(gè)tRNAs 約占大腸桿菌干重的35%。 在大腸桿菌中合

22、成一個(gè)100個(gè)氨基酸的多肽只需5分鐘。1.蛋白質(zhì)生物合成的主要步驟： 翻譯的起始核糖體與mRNA結(jié)合并與氨基酰-tRNA生成起始復(fù)合物。肽鏈的延伸核糖體沿mRNA5端向3端移動(dòng)，導(dǎo)致從N端向C端的多肽合成。肽鏈的終止以及肽鏈的釋放核糖體從mRNA上解離，準(zhǔn)備新一輪合成反應(yīng)。主要分為五步1、 Activation of Amino Acids (This reaction takes place in the cytosol, not on the ribosome).2、 Initiation. The mRNA bearing the code for the polypeptide bin

23、ds to the small ribosomal subunit and to the initiating aminoacyl-tRNA.3、Elongation. Peptide bonds are formed in this stage.4、Termination and Release. Completion of the polypeptide chain is signaled by a termination codon in the mRNA.5、Folding and Post translational Processing. 肽鏈延伸分為三步 Binding of a

24、n incoming aminoacyl-tRNA. Peptide bond formation. Translocation.2.與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的因子 起始因子Initiation factor（IF）延伸因子Elongation factor（EF）終止因子。原核中有RF1-3。RF-1 識(shí)別 UAA和UAG; RF-2 識(shí)別 UAA和UGA; RF-3 僅能促進(jìn)RF-1和RF-2的功能。終止因子行使功能時(shí)需要GTP。真核生物中只有一個(gè)RF，能識(shí)別3個(gè)終止子。3、蛋白質(zhì)合成的起始 蛋白質(zhì)合成的起始復(fù)合物: 30S 核糖體小亞基 模板mRNA fMet-tRNAfMet 起始因子 GTP

25、 50S 核糖體大亞基 Mg2+合成的起始可分為三步:1、30S 核糖體小亞基與起始因子IF 1和IF-3相結(jié)合，誘發(fā)模板mRNA與小亞基結(jié)合。2、由30S 小亞基、起始因子IF 1和IF-3及模板mRNA所組成的復(fù)合物立即與GTP-IF-2及fMet-tRNAfMet相結(jié)合。反密碼子與密碼子配對(duì)。3、上述六組分復(fù)合物再與50S大亞基結(jié)合，水解GTP生成并釋放GDP和Pi。釋放三個(gè)起始因子。表27-9 真核細(xì)胞中參與翻譯起始的蛋白質(zhì)因子及其功能真核因子功能eIF2促進(jìn)Met-tRNAMet與核糖體40S小亞基結(jié)合。 eIF2B eIF3 是最早與核糖體40S小亞基結(jié)合的促進(jìn)因子，蛋白質(zhì)合成反應(yīng)

26、的正常進(jìn)行。 eIF4A具有RNA解旋酶活性，解除mRNA模板的次級(jí)結(jié)構(gòu)并使之與40S小亞基結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF4B與mRNA模板相結(jié)合，協(xié)助核糖體掃描模板序列，定位AUG。 eIF4E與mRNA 5的帽子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。eIF4G與eIF4E和poly（A）結(jié)合蛋白（PAB）相結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF5促使多個(gè)蛋白因子與40S小亞基解體，以此幫助大小亞基結(jié)合形成80核糖體，形成翻譯起始復(fù)合物。 eIF6促進(jìn)沒(méi)有蛋白質(zhì)合成活性的80S核糖體解離成40S和60S兩個(gè)亞基。 4、肽鏈的延伸 肽鏈延伸的基本要求是 ： 有完整的起始復(fù)合物， 有氨基酰-tR

27、NA， 有延伸因子EF-Tu, EF-Ts和EF-G， 有GTP。 肽鏈延伸也可被分為三步： 第一步，與新進(jìn)來(lái)的氨基酰-tRNA相結(jié)合。氨基酰-tRNA首先必須與GTP-EF-Tu復(fù)合物相結(jié)合，形成氨基酰-tRNA-GTP-EF-Tu復(fù)合物并與70S中的A位點(diǎn)相結(jié)合。此時(shí)，GTP水解并釋放GDP-EF-Tu復(fù)合物。 第二步，肽鍵形成。 肽鍵形成之初，兩個(gè)氨基酸仍然分別與各自的tRNA相結(jié)合，仍然分別位于A位點(diǎn)和P位點(diǎn)上。A位點(diǎn)上的氨基酸（第二個(gè)氨基酸）中的-氨基作為親核基團(tuán)取代了P位點(diǎn)上的tRNA，并與起始氨基酸中的COOH基團(tuán)形成肽鍵。本反應(yīng)可能由peptidyl transferase 催

28、化。 第三步，移位（translocation）。 核糖體向mRNA的3方向移動(dòng)一個(gè)密碼子，使得帶有第二個(gè)氨基酸（現(xiàn)已成為二肽）的tRNA從A位進(jìn)入P位，并使第一個(gè)tRNA從P位進(jìn)入E位。此時(shí)模板上的第三個(gè)密碼子正好在A位上。核糖體的移位需要EF-G（translocase）和另一分子GTP水解提供能量。 5、肽鏈的終止當(dāng)終止密碼子進(jìn)入核糖體A位點(diǎn)時(shí)，在釋放因子RF1-3的作用下： （1）水解末端肽基tRNA；（2）釋放新生肽和tRNA；（3）使70S核糖體解離成30S和50S兩個(gè)亞基。 6、蛋白質(zhì)合成的抑制劑 抗菌素對(duì)蛋白質(zhì)合成的作用可能是阻止mRNA與核糖體結(jié)合（氯霉素），或阻止AA-tR

29、NA與核糖體結(jié)合（四環(huán)素類），或干擾AA-tRNA與核糖體結(jié)合而產(chǎn)生錯(cuò)讀（鏈霉素、新霉素、卡那霉素等），或作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑抑制蛋白質(zhì)合成。 鏈霉素是一種堿性三糖，干擾fMet-tRNA與核糖體的結(jié)合，從而阻止蛋白質(zhì)合成的正確起始，并導(dǎo)致mRNA的錯(cuò)讀。若以poly（U）作模板，則除苯丙氨酸（UUU）外，異亮氨酸（AUU）也會(huì)摻入。對(duì)鏈霉素敏感位點(diǎn)在30S亞基上。 嘌呤霉素是AA-tRNA的結(jié)構(gòu)類似物，能結(jié)合在核糖體的A位上，抑制AA-tRNA的進(jìn)入。它所帶的氨基與AA- tRNA上的氨基一樣，能與生長(zhǎng)中肽鏈上的羧基生成肽鍵，這個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是一條3羧基端掛了一嘌呤霉素。 青霉素、四環(huán)素和紅霉素只

30、與原核細(xì)胞核糖體發(fā)生作用，從而阻遏原核生物蛋白質(zhì)的合成，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。氯霉素和嘌呤霉素既能與原核細(xì)胞核糖體結(jié)合，又能與真核生物核糖體結(jié)合，妨礙細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。因此，前3種抗生素被廣泛用于人類醫(yī)學(xué)，后兩種則很少在醫(yī)學(xué)上使用。 九、氨基酸及功能蛋白質(zhì)合成后的修飾 1.蛋白質(zhì)剛剛被合成時(shí)，都以fMet（原核）或Met（真核）開始，多肽合成后，N端的formyl group、Met殘基，有時(shí)還包括N揣多個(gè)殘基或C端的殘基都會(huì)被切除。50%的真核蛋白中，N-端殘基的氨基酸會(huì)被N-乙基化。2.切除信號(hào)肽。許多蛋白質(zhì)都帶有15-30個(gè)殘基的signal peptides，負(fù)責(zé)指導(dǎo)蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的精確定位。3.特定氨基酸的修飾。4.氨基酸的糖苷化5.氨基酸的異戊烯化（Addition of Isoprenyl Groups）6.有些蛋白質(zhì)還要與輔基(prosthetic grou