1、合成過程

不同的組織細胞具有不同的生理功能，是因為它們表達不同的基因，產生具有特殊功能的蛋白質，參與蛋白質生物合成的成份至少有200種，其主要體第主要由mRNA、tRNA、核糖核蛋白體以及有關的酶和蛋白質因子共同組成原核生物與真核生物的蛋白質合成過程中有很多的區(qū)別，真核生物此過程更復雜，下面著重介紹原核生物蛋白質合成的過程，并指出真核生物與其不同這處。蛋白質生物合成可分為五個階段，氨基酸的活化、多肽鏈合成的起始、肽鏈的延長、肽鏈的終止和釋放、蛋白質合成后的加工修飾。

2、氨基酸

在進行合成多肽鏈之前,必須先經過活化,然后再與其特異的tRNA結合,帶到mRNA相應的位置上,這個過程靠

tRNA合成酶催化,此酶催化特定的氨基酸與特異的tRNA相結合,生成各種氨基酰tRNA.每種氨基酸都靠其特有合成酶催化,使之和相對應的tRNA結合,在氨基酰tRNA合成酶催化下,利用ATP供蛋白質合成能,在氨基酸羧基上進行活化,形成氨基酰-AMP,再與氨基酰tRNA合成酶結合形成三聯(lián)復合物,此復合物再與特異的tRNA作用,將氨基酰轉移到tRNA的氨基酸臂(即3'-末端CCA-OH)上(圖1)。原核細胞中起始氨基酸活化后，還要甲?；纬杉柞５鞍彼醫(yī)RNA，由N10甲酰四氫葉酸提供甲酰基。而真核細胞沒有此過程。前面講過運載同一種氨基酸的一組不同tRNA稱為同功tRNA。一組同功tRNA由同一種氨酰基tRNA合成酶催化。氨基酰tRNA合成酶對tRNA和氨基酸兩者具有專一性，它對氨基酸的識別特異性很高，而對tRNA識別的特異性較低。氨基酰tRNA合成酶是如何選擇正確的氨基酸和tRNA呢?按照一般原理，酶和底物的正確結合是由二者相嵌的幾何形狀所決定的，只有適合的氨基酸和適合的tRNA進入合成酶的相應位點，才能合成正確的氨?；鵷RNA。現(xiàn)在已經知道合成酶與L形tRNA的內側面結合，結合點包括接近臂，DHU臂和反密碼子臂(圖2)。氨基酰-tRNA合成酶與tRNA的相互作用，可見氨酸接受柄、乍看起來，反密碼子似乎應該與氨基酸的正確負載有關，對于某些tRNA也確實如此，然而對于大多數tRNA來說，情況并非如此，人們早就知道，當某些tRNA上的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨工酸卻沒有改變。1988年，候稚明和Schimmel的實驗證明丙氨酸t(yī)RNA酸分子的氨基酸臂上G3：U70這兩個堿基發(fā)生突變時則影響到丙氨酰tRNA合成酶的正確識別，說明G3：U70是丙氨酸t(yī)RNA分子決定其本質的主要因素。tRNA分子上決定其攜帶氨基酸的區(qū)域叫做副密碼子。一種氨基酰tRNA合成酶可以識別以一組同功tRNA，這說明它們具有共同特征。例如三種丙氨酸t(yī)RNA(tRNAAlm/CUA,tRNAAim/GGC,tRNAAin/UGC都具有G3：U70副密碼子。)但沒有充分的證據說明其它氨基酰tRNA合成酶也識別同功tRNA組中相同的副密碼子。另外副密碼子也沒有固定的位置，也可能并不止一個堿基對。

3、多肽鏈合成

核蛋白體大小亞基，mRNA起始tRNA和起始因子共同參與肽鏈合成的起始。1、大腸桿菌細胞翻譯起始復合物形成的過程：1)核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號部位：原核生物中每一個mRNA都具有其核糖體結合位點，它是位于AUG上游8-13個核苷酸處的一個短片段叫做SD序列。這段序列正好與30S小亞基中的16S rRNA3’端一部分序列互補，因此SD序列也叫做核糖體結合序列，這種互補就意味著核糖體能選擇mRNA上AUG的正確位置來起始肽鏈的合成，該結合反應由起始因子3(IF-3)介導，另外IF-1促進IF-3與小亞基的結合，故先形成IF3-30S亞基-mRNA三元復合物。(2)30S前起始復合物的形成：在起始因子2作用下，甲酰蛋氨酰起 始tRNA與mRNA分子中的AUG相結合，即密碼子與反密碼子配對，同時IF3從三元復合物中脫落，形成30S前起始復合物，即IF2-3S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復合物，此步需要G蛋白質合成TP和Mg2+參與。(3)70S起始復合物的形成：50S亞基上述的30S前起始復合物結合，同時IF2脫落，形成70S起始復合物，即30S亞基-mRNA-50S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復合物。此時fMet-tRNAfmet占據著50S亞基的肽酰位。而A位則空著有待于對應mRNA中第二個密碼的相應氨基酰tRNA進入，從而進入延長階段，以上過程見圖3和圖4。2、真核細胞蛋白質合成的起始真核細胞蛋白質合成起始復合物的形成中需要更多的起始因子參與，因此起始過程也更復雜。(1)需要特異的起始tRNA即，-tRNAfmet，并且不需要N端甲?；Ｒ寻l(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近10種(eukaryote Initiation factor,eIF)(2)起始復合物形成在mRNA5’端AUG上游的帽子結構，(除某些病毒mRNA外)(3)ATP水解為ADP供給mRNA結合所需要的能量。真核細胞起始復合物的形成過程是：翻譯起始也是由eIF-3結合在40S小亞基上而促進80S核糖體解離出60S大亞基開始，同時eIF-2在輔eIF-2作用下，與Met-tRNAfmet及GTP結合，再通過eIF-3及eIF-4C的作用，先結合到40S小亞基，然后再與mRNA結合。mRNA結合到40S小亞基時，除了eIF-3參加外，還需要eIF-1、eIF-4A及eIF-4B并由ATP小解為ADP及Pi來供能，通過帽結合因子與mRNA的帽結合而轉移到小亞基上。但是在mRNA5’端并未發(fā)現(xiàn)能與小亞基18SRNA配對的S-D序列。目前認為通過帽結合后，mRNA在小亞基上向下游移動而進行掃描，可使mRNA上的起始密碼AUG在Met-tRNAfmet的反密碼位置固定下來，進行翻譯起始。

4、肽鏈的延長、終止和釋放

多肽鏈的延長在多肽鏈上每增加一個氨基酸都需要經過進位，轉肽和移位三個步驟。(1)為密碼子所特定的氨基酸t(yī)RNA結合到核蛋白體的A位，稱為進位。氨基酰tRNA在進位前需要有三種延長因子的作用，即，熱不穩(wěn)定的E(Unstable temperature,EF)EF-Tu,熱穩(wěn)定的EF(stable temperature EF,EF-Ts)以及依賴GTP的轉位因子。EF-Tu首先與GTP結合，然后再與氨基酰tRNA結合成三元復合物，這樣的三元復合物才能進入A位。此時GTP水解成GDP，EF-Tu和GDP與結合在A位上的氨基酰tRNA分離。

5、多肽鏈合成后的加工修飾

1.一級結構的加工修飾：

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構之前被切除。其過程是：① 去甲?；?② 去蛋氨?；?。

⑵氨基酸的修飾：由專一性的酶催化進行修飾，包括糖基化、羥基化、磷酸化、甲?；?。

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.高級結構的形成：

⑴構象的形成：在分子內伴侶、輔助酶及分子伴侶的協(xié)助下，形成特定的空間構象。

⑵亞基的聚合。 ⑶輔基的連接。

3.靶向輸送：蛋白質合成后，定向地被輸送到其執(zhí)行功能的場所稱為靶向輸送。大多數情況下，被輸送的蛋白質分子需穿過膜性結構，才能到達特定的地點。因此，在這些蛋白質分子的氨基端，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)識別并特異結合，然后再通過SRP與膜上的對接蛋白(DP)識別并結合后，將所攜帶的蛋白質送出細胞。

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輸起決定作用。①細胞內的信號肽識別顆粒(SRP)識別信號肽，使肽鏈合成暫時停止，SRP引導核蛋白體結合粗面內質網膜;②SRP識別、結合內質網膜上的對接蛋白,水解GTP使SRP分離，多肽鏈繼續(xù)延長;③信號肽引導延長多肽進入內質網腔后，經信號肽酶切除。分泌蛋白在高爾基體包裝成分泌顆粒出胞。

8、相關醫(yī)生

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