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1 理论教学
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2 实践演练

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掌握原核生物翻译起始的过程,了解真核生物翻译起始的特点,熟悉原核生物肽链延长的三个步骤及延长因子的作用。
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一、氨基酸的活化
(1)氨基酰-tRNA合成酶。
氨基酰-tRNA合成酶可高度特异识别氨基酸及tRNA底物,保证各氨基酸与相应数种tRNA准确结合。氨基酸-tRNA合成酶催化的反应分为两步:
氨基酸+ATP-E─→氨基酸-AMP-E+PPi
氨基酰-AMP-E+tRNA ─→氨基酰-tRNA+AMP + E
此反应使氨基酸羧基活化,并使活化氨基酸转移到tRNA 3'端CCA-OH,形成氨基酸的活性形式,氨基酰-tRNA。
(2)氨基酰-tRNA的表示方法
原核细胞tRNA携带的甲硫氨酸可被甲酰化,称tRNAifmet,fMet- tRNAifmet专一识别起始密码AUG,第一个进入核蛋白体循环。
二、翻译起始 (原核生物)
生成由起始氨基酰-tRNA、mRNA和核蛋白体组成的70S起始复合物,原核生物的起始因子(IF)有三种。其过程在原核生物和真核大同小异。
(1) 核蛋白体大、小亚基分离。
(2) mRNA结合小亚基 mRNA起始密码上游为S-D序列,可与小亚基16S rRNA 3'端互补。紧接S-D序列的短核苷酸序列可被小亚基蛋白识别结合,两方面作用促使mRNA在小亚基上定位。
(3) fmet-tRNAi结合于mRNA-小亚基复合体的AUG上,形成30S起始复合体。
(4) 大亚基加入30S起始复合体,形成70S起始复合体。
三、真核生物翻译起始的特点
真核生物核蛋白体为80S(60S + 40S),包含10种起始因子(eIF)。
1.真核起始甲硫氨酸不需甲酰化。
2.真核mRNA没有S-D序列,但5'端帽子结构与其在核蛋白体就位相关。帽结合蛋白(CBP)可与mRNA帽子结合,促进mRNA与小亚基结合。
四、肽链的延长
延长阶段为不断循环进行的过程,也称核蛋白体循环。分为进位、成肽和转位三个步骤。真核及原核生物的延长,主要是延长因子体系的不同。
(1)进位
根据A位上密码引导,相应的氨基酰-tRNA进入A位,称为进位。EF-T由EF-Tu和EF-Ts两个亚基组成,EF-Tu-GTP与氨基酰-tRNA形成氨基酰-tRNA-Tu-GTP三元复合物并进入A位,消耗GTP完成进位,释出EF-Tu-GDP,EF-Ts促进EF-Tu释出GDP,并重新形成EF-T,再次被利用。
(2)成肽
转肽酶催化催化P位上甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移给A位上进入的氨基酰-tRNA,形成肽键连接,生成的二肽酰-tRNA占据A位,P位连有空载 tRNA,将迅速从核蛋白体脱落。
(3)转位
EFG有转位酶活性,催化A位二肽酰tRNA进入P位,同时核蛋白体沿mRNA移动一个密码子,A位再次空缺,开第3个氨基酰-tRNA进位。重复上述循环,肽链在N端加入一个氨基酸。使P位依次出现3肽、4肽等。
五、肽链合成终止(原核)
终止需要释放因子RF、RR。真核生物仅需一种释放因子,有GTP酶活性。
1、任何氨基酰-tRNA不辨认终止密码,由 RF-1辨认终止密码UAA、UAG;RF-2辨认UAA、UGA。
2、RF-3可使转肽酶的构象改变,发挥酯酶活性水解多肽、脱离tRNA。
3、在RR作用下,tRNA、mRNA、RF与核蛋白体分离。大、小亚基分开,重新参与蛋白质合成过程。
多聚核蛋白体循环:在翻译时多个核蛋白体结合于同一条mRNA上,称为在mRNA上的密度与模板的长度有关。可使蛋白质高速、高效同时合成多条肽链。
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蛋白质生物合成是很多天然抗生素的作用靶点,它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能,干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用。
氨基糖苷类药物影响蛋白质合成的整个过程。氨基糖苷类药物进入人体后,会通过革兰氏阴性菌表面的亲水性通道进入细菌细胞内部,与核糖体30S小亚基以及信使RNA起始密码子结合,形成无法移动的复合物,这种复合物叫做链霉素单体。链霉素单体的形成使蛋白质的合成停止在起始阶段,从而影响细菌的生存。而且,还会解构正在进行蛋白质合成的核糖体,提前终止蛋白质的合成;或者干扰正在进行中的蛋白质合成,提供错误的氨基酸,使得合成出的蛋白无法行使应有的功能。
四环素类抗生素能与细菌核糖体30S小亚基上的16SrRNA结合,抑制氨酰-tRNA进入核糖体A-位置,而在自然界中,这种结合是可逆的。
红霉素可以透过细菌细胞膜,在接近P位与细菌核糖体的50S大亚基成可逆性结合,阻断转移氨酰-tRNA结合在P位上,同时也阻断多肽链自A位至P位的转移,从而抑制细菌蛋白质合成。
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