蛋白质合成的生物学机制优秀课件 (2)

5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
S-D序列
2.在IF-2和GTP的帮助下， fMet-tRNAfMet进入小亚基 的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配 对。
IF-2 GTP
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
3、带有tRNA、mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合 物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。
（1） 起始因子（initiation factors, IF）
起始因子: 起始因子是参与蛋白质生物合成起始的可溶性蛋白因子 起始复合物: 蛋白质合成的起始，生成核糖体·mRNA·起始-tRNA三元 复合物，也叫起始复合物。
起始复合物必须在起始因子帮助下才能形成。目前已知原核生物有3种 起始因子，而真核生物约有10种。
IF-2 GGDTPPPi
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
Baidu Nhomakorabea
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
真核生物翻译起始的特点
●核糖体较大,为８０Ｓ； ●起始因子比较多（约有10种）； ● mRNA 5′端具有m7Gppp帽子结构 ● Met-tRNAMet ● mRNA的5′端帽子结构和3′端polyA都
第二步反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋ E
tRNA与酶 结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
(二)翻译的起始
原核生物（细菌）为例： 所需成分： 30S小亚基、 50S大亚基、模板mRNA、 fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+ 翻译起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、
▼ IF-3 （有IF-3a、 IF-3b两种）是个双功能蛋白质，IF-3的功能 是促进 mRNA与核糖体小亚基(30S亚基)结合，同时还具解离因子活 性。
翻译起始(翻译起始复合物形成)又可被分成3步：
1. 30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1,IF-3结合,在通过SD 序列与mRNA模板相结合
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G
真核生物：EF-1 、EF-2
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合
需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子
参与形成翻译起始复合物；
•
真核生物的起始因子对于生成80S核
糖体·mRNA·Met-tRNAMet三元起始复合物是必
要的。
真核因子 eIF2 eIF2B eIF3 eIF4A
eIF4B eIF4E eIF4G
eIF5
eIF6
功能 促进Met-tRNAMet与核糖体40S小亚基结合。（最重要的）
是最早与核糖体40S小亚基结合的促进因子，蛋白质合成反应的正常进。
elF4B,PAB
ADP+Pi
Met
elF-5
④
各种elF释放 GDP+Pi
真核生物翻译起始
Met
复合物形成过程
(三)肽链的延伸
肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸 就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA与核 糖体结合、 肽键的生成 和 移位。 延伸因子(elongation factor, EF) ：
• 氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet
原核生物中，起始氨基酸是： 甲酰甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
真核生物中，起始氨基酸是： 甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
第一步反应
氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
具有RNA解旋酶活性，解除mRNA模板的次级结构并使之与40S小亚基结 合，形成eIF4F复合物。 与mRNA模板相结合，协助核糖体扫描模板序列，定位AUG。
与mRNA 5'的帽子结构相结合，形成eIF4F复合物。
与eIF4E和poly（A）结合蛋白（PAB）相结合，形成eIF4F复合物。 促使多个蛋白因子与40S小亚基解体，以此帮助大小亚基结合形成80核糖 体，形成翻译起始复合物。 促进没有蛋白质合成活性的80S核糖体解离成40S和60S两个亚基。
蛋白质合成的生物学机制
4.4蛋白质合成的生物学机制
• 氨基酸的活化 • 翻译的起始 • 肽链的延伸 • 肽链的终止
(一)氨基酸的活化
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
• 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高 度特异性。
• 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性 (proofreading activity) 。
原核生物的3种起始因子：
▼ IF-1 （9.5×103）为一小的碱性蛋白、已结晶、热稳定、没有 专一的功能，只能增加其他两个起始因子的活性。
▼ IF-2 (9.0×104～1.18×105， 有 IF-2a 和 IF-2b 两种形式) 热 不稳定。IF-2的功能是通过生成IF-2·GTP·Met-tRNAfMet三元复合物， 使起始tRNA与核糖体小亚基(30S亚基)结合。
原核生物和真核生物蛋白质合成起始的区别
内容
核糖体
完整 亚基
起始tRNA
起始因子
起始复合物生成顺序
原核生物 70S
50S, 30S fMet-tRNA fMet
三种 1. 30S-mRNA 2. 30S-mRNA·fMet-tRNA fMet 3.70S-mRNA·fMet-tRNA fMet
真核生物 80S
表4-14a 真核细胞中参与翻译起始的蛋白质因子及其功能
真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物)
原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再 与fMet-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而 在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结 合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生 成80S·mRNA·Met-tRNAMet起始复合物。
60S, 40S Met-tRNAi Met
至少七种 1. 40S- Met-tRNAMet 2. 40S-mRNA·Met-tRNAMet 3. 80S-mRNA·Met-tRNAMet
40S
elF-3
② met
Met Met-tRNAMet-elF-2 -GTP
ATP
mRNA
③
elF4E, elF4G, elF4A,