原核生物蛋白质的合成

核糖体在进行的蛋白质生物合成分为起始,延伸和终止3个阶段.除了核糖体组成、各种因子、起始tRNA不同外,其余环节在真核生物和原核生物基本类似.

1.首先进行氨酰-tRNA的活化,这能使每个AA和tRNA分子共价连接,以确保加入正确的AA （即接头）作用；并能使aa与延伸中的多肽链末端反应形成新的肽链.

活化步骤：1）aa+ATP=aa-AMP+PPi 2)aa-AMP+tRNA→aa-tRNA+AMP+PPi

2.合成的起始：

1)起始tRNA识别AUG(起始密码子）编码甲硫氨基酸,以确定翻译的正确阅读框架.

2)30S核糖体小亚基中的16SrRNA与富含嘌呤并位于AUG起始密码子的5’端的Shine-Dalgarno序列结合,然后,核糖体沿着mRNA向3‘端移动,直到遇到AUG起始密码子.因而Shine-Dalgarno序列将核糖体亚基传送至正确的AUG用于起始翻译.

3）然后起始因子开始催化蛋白质的合成.原核生物中用三种起始因子IF1、IF2、IF3是必需的.

a.三元复合物(IF3-30S亚基-mRNA三元复合物形成.

b.30S前起始复合物(IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAMef复合物)形成,此步亦需要fGTP和Mg2+参与.

c.70S起始复合物(70S initiation complex)形成.50S亚基与上述的30S前起始复合物结合,同时IF2脱落,形成70S起始复合物,即30S亚基-mRNA-50S亚基-fMer-tRNA Met复合物.此时fMet-tRNA Met占据着50S亚基的肽酰位（peptidyl site,简称为P位或给位）,而50S的氨基酰（aminoacyl site,简称为A位或受位）暂为空位.

3.肽链合成的延长

这一过程包括进位、肽键形成、脱落和移位等步骤.肽链合成的延长需两种延长因子(Elongationfactor,简写为EF）,分别称为EF-T和EF-G.此外尚需GTP供能加速翻译过程.

①进位

结合在mRNA上的fMet-tRNAiMet（或肽酰-tRNA）占着P位,新的氨酰-tRNA和EF-Tu及GTP形成的AA-tRNA·EF-Tu·GTP利用GTP水解的能量进入A位,并与mRNA上相应的密码子结合.

EF-Tu·GDP由EF-Ts协助再生成EF-Tu·GTP.

②肽键形成

50S亚基上肽酰转移酶催化P位的肽（氨）酰-tRNA把肽（或氨酰基）转给A位的AA-tRNA,并以肽键相连.P位的氨基酸(或肽的C端氨基酸)的α-COOH基,与A位氨基酸的α-NH2形成肽链.催化肽键形成的是23SrRNA的肽酰转移酶活性.

③脱落

在A位上的tRNA负载着二肽酰基（或肽酰基）,P位上成为无负载的tRNA脱落.

④移位

在EF-G协助下,由EF-G·GTP提供能量,核糖体构象改变,沿mRNA的5’→3’相对移动一个密码子距离,使下一个密码子定位于A位,原来处于A位上的肽酰tRNA转移到P位上,空出A位点.

再依次进位、形成肽键、脱落和移位循环返复,直到mRNA上的终止密码子进入A位,翻译终止.

肽链的延伸是从N端开始.延长过程每重复一次,肽链延伸一个氨基酸残基,多次重复使肽链增长到必要的长度.

4.肽链合成的终止(termination)

肽链合成的终止,需释放因子(releasing factor,RF)参与.原核生物的RF1识别UAA、UAG；RF2识别UAA、UGA,使肽链释放,核糖体解聚.

原核和真核的核糖体释放因子RF1、RF2、eRF1或RF3、eRF3都有和延伸因子EF-G C端同源的保守基序,而EF-G C端的3个结构域又分别和tRNA的氨基酸柄、反密码子螺旋、T柄结构相似.由于RF与tRNA结构相似,所以可通过tRNA的反密码子与终止密码子互作而识别终止密码子.

RF3、eRF3与EF-G的N端和EF-Tu相似,所以RF1/2-RF3、eRF1/eRF3复合物和EF-G或EF-Tu-GTP-氨酰tRNA三元复合物相似.当终止密码子进入A位,由于RF1/2-RF3或eRF1/eRF3可识别终止密码子而进入A位.貌似氨酰tRNA的终止密码子无法接受P位转来的肽基,翻译就此终止.

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