第六章蛋白质生物合成.ppt

第六章蛋白质生物合成 * 1. 肽链合成的起始(initiation) 原核mRNA为多顺反子，一个mRNA可能不止一个起始AUG，同时还有很多内部Met的密码子也是AUG，因此存在起始密码子的正确选读问题。 （1）起始密码子的识别 mRNA起始密码子AUG上游有10nt以上（30~40nt更好）的非翻译区，它是核糖体结合序列RBS（核糖体结合位点，ribosomal binding site，RBS） ，其中包括SD序列（Shine-Dalgarno sequence），SD和16S rRNA 3’的反SD序列配对，是mRNA和30S亚基结合的一个条件。 ①分析多种mRNA发现在起始AUG的上游8~13nt处有5’AAGGAGGU3’的共有序列，称为SD序列（现将GGAGG作为SD序列）。 第六章蛋白质生物合成 * ② SD序列5’AAGGAGGU3’与16S rRNA 3’端序列5’ACCUCCUU (AOH1542)配对。 ③核糖体可能同时识别SD和AUG，因此SD和AUG间的距离影响mRNA与核糖体的结合，一般16S rRNA的3’端A1542和P位AUG的A间相距13nt有利于核糖体和mRNA的结合。 ④ AUG两侧序列也影响起始效率，若改变两侧序列则降低起始效率。 第六章蛋白质生物合成 * （2）起始复合物的形成 蛋白质合成的起始是在起始因子帮助下，使mRNA与核糖体进行正确定位，识别起始密码子AUG，组装成核糖体·mRNA·tRNA的起始复合物，进行蛋白质合成。 ①30S起始复合物的形成 IF1、IF2和IF3和30S亚基形成复合体；IF2和GTP结合，为反应提供能量。 a. IF2参与形成IF2·GTP·fMet-tRNAiMet三元复合物，IF2只识别fMet-tRNAiMet。 第六章蛋白质生物合成 * b. IF3可与mRNA和30S亚基特异结合，IF3可通过促使mRNA的SD与16S rRNA上的反SD配对，让30S亚基识别mRNA上的RBS，同时刺激fMet-tRNAiMet与30S亚基结合在AUG上，形成30S起始复合物。 c. 当fMet-tRNAiMet结合到30S复合物上时，IF3任务完成而离开30S起始复合物；fMet-tRNAiMet和30S复合物结合或mRNA和30S复合物结合，两者先后次序是随机的。 第六章蛋白质生物合成 * ③70S起始复合物形成 IF3离开30S起始复合物后，它对30S与50S亚基的缔合的阻碍作用消除，使50S与30S起始复合物形成完整的70S起始复合物，并引起GTP水解。fMet-tRNAiMet直接进入P位，IF2·GDP和IF1释放；注意：GTP类似物GMPPCP和IF2结合而不能水解，可阻碍大小亚基的结合；此时暂空的A位有待于相应的AA-tRNA进入，而进入延长阶段。 第六章蛋白质生物合成 * （3）肽链的延长(elongation) 肽链的延长包括：进位、肽键形成、脱落和移位等过程；肽链合成的延长需延长因子(Elongation factor，EF）和GTP供能。 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。 第六章蛋白质生物合成 * 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。 第六章蛋白质生物合成 * 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。 第六章蛋白质生物合成 * （4）肽链合成的终止(termination) 肽链合成的终止，需释放因子(releasing factor，RF)