生物化學 蛋白質的合成

2021-02-23 白大褂的一生

1.蛋白質的生物合成,即翻譯,就是將核酸中由 4 種核苷酸序列編碼的遺傳信息,通過遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質一級結構中20種胺基酸的排列順序 。

2.原料:三種RNA、20種胺基酸、相關酶和蛋白因子、ATP、GTP

3.mRNA是遺傳信息的攜帶者

遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子。真核mRNA只編碼一種蛋白質,為單順反子,原核生物為多順反子。

4mRNA分子上從5¢至3¢方向,由AUG開始,每3個核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個胺基酸或蛋白質合成的起始、終止信號,稱為三聯體密碼。

起始密碼: AUG   終止密碼:UAA,UAG,UGA 

5.遺傳密碼的特點:連續性、通用性、簡併性、擺動性

6.原核生物核糖體上有三個結合tRNA的位點:

A位:氨基醯位 P位:肽醯位 E位:退出位

7.胺基酸的活化

胺基酸+ATP+tRNA→氨基醯- tRNA+AMP+PPi(氨基醯-tRNA合成酶)

氨基醯-tRNA合成酶對胺基酸和tRNA搜具有高度特異性

8.核糖體循環(翻譯)過程:翻譯的起始、翻譯的延長、翻譯的終止

㈠起始

原核生物①核蛋白體大小亞基分離;②mRNA在小亞基定位結合③起始氨基醯-tRNA的結合④核蛋白體大亞基結合,起始複合物形成

真核生物①核蛋白體大小亞基分離②起始氨基醯-tRNA結合③mRNA在核蛋白體小亞基就位④核蛋白體大亞基結合

㈡延長:包括進位、成肽和移位

①   進位:又叫註冊,指根據mRNA下一組遺傳密碼指導,使相應氨基醯-tRNA進入核蛋白體A位。

②   成肽:是由轉肽酶催化的肽鍵形成過程(每形成一個肽鍵,需要消耗4個高能磷酸鍵)。

③   轉位:是肽醯-tRNA從核糖體的A位移到p位的過程。

㈢終止:

終止相關的蛋白因子稱為釋放因子:RF-1,RF-2,RF-3 

RF-1特異識別終止密碼子UAA、UAG;RF-2可識別UAA、UGA。RF-3作用是與GTP結合,水解GTP稱為GDP和磷酸

9.多核糖體:是蛋白質合成高速、高效進行。

DNA核苷酸順序的信息轉變為胺基酸順序需要經歷轉錄和翻譯兩個過程:

轉錄:將DNA核苷酸順序的信息轉為mRNA核苷酸順序。

翻譯:進一步將mRNA的核苷酸順序的信息轉變為胺基酸順序。

複製:是指將母鏈DNA核苷酸順序的信息轉變為子鏈DNA核苷酸順序的過程。

反轉錄:是指將RNA核苷酸順序的信息轉變為DNA核苷酸順序的過程。

翻譯後加工:只是對蛋白質本身進行水解切除或化學修飾等加工,不涉及信息傳遞過程。

 

密碼子起始:AUG(August八月  記憶:開始在八月)

終止:

UAA   U Are Away     

UAG   U Are Gone   

UGA   U Go  Away

 

1. 簡併性:但一種胺基酸可對應多個密碼子

2.擺動性:tRNA上的反密碼子能識別mRNA序列中的多個密碼子

3.通用性:從病毒到人都使用著同一套遺傳密碼,因此絲氨酸的密碼子都是AGU

 

脯氨酸兩個考點:一是它是亞胺基酸,容易使肽鏈摺疊成角,二是它羥化形成的羥脯胺酸是天然蛋白質不存在的。

 

沒密碼的胺基酸,羥脯氨酸,羥賴氨酸,胱氨酸

羥脯胺酸,羥賴氨酸,胱氨酸是沒有密碼子的,前兩者是羥化的所以沒,後一個是由於半胱氨酸極性太強,沒法正常存在,兩個形成一個胱氨酸存在。再者,鳥氨酸,瓜氨酸,參與尿素循環,是不存在於天然蛋白質中

胞質:無氧氧化,磷酸戊糖途徑,葡萄糖,脂質合成,糖原線粒體,三梭酸循環,氧化磷酸化,丙酮酸梭化酶,脂肪β氧化

胞質+線粒體:糖異生,尿素循環

內質網:磷酸合成

線粒體:酮體,血紅素

內質網+胞液:膽固醇

核糖體:蛋白質

 

具有GTP酶活性的蛋白質因子有

原核:

①EF-Tu

②RF-3

真核:

①eIF-2

②eIF-5B

③eEF1-α 功能類似於EF-Tu

④eRF 具有原核生物各類RF功能

 

氨基醯-tRNA是體內胺基酸合成蛋白質時的活化形式,它是由氨基醯-tRNA合成酶催化生成,該酶具有高特異性,還有高保真性,每個胺基酸活化時需消耗2個來自ATP的高能磷酸鍵。

 

1糖原合成需要ATP和UTP供能

2甘油磷脂合成需要ATP和CTP供能

3蛋白質合成需要ATP和GTP供能

4三羧酸循環兩虎之間底物水平磷酸化生成GTP

5糖異生丙酮酸——草醯乙酸消耗ATP 

草醯乙酸——磷酸烯醇式丙酮酸消耗GTP

 

Mark蛋白質翻譯後的修飾:1.肽鏈的摺疊(分子伴侶,二硫鍵,脯胺酸處摺疊)2.化學修飾,肽鍵水解3.空間結構:亞基,輔基

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