2016臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)第17章蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)筆記|臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師復(fù)習(xí)資料

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　　第一節(jié) 概述

　　一、遺傳密碼

　　(一)定義：密碼子、遺傳密碼字典

　　(二)基本特性

　　1.無(wú)標(biāo)點(diǎn)：是連續(xù)閱讀的，若插入或刪除一個(gè)堿基，會(huì)使以后的讀碼發(fā)生錯(cuò)誤，稱(chēng)為移碼。

　　2.一般不重疊：只有少數(shù)基因的遺傳密碼是重疊的。

　　3.簡(jiǎn)并性：多數(shù)氨基酸有幾個(gè)不同的密碼子，只有色氨酸和甲硫氨酸僅一個(gè)密碼子。編碼相同氨基酸的密碼子稱(chēng)為同義密碼子。簡(jiǎn)并性可減少有害突變，也使DNA的堿基組成有較大的變化余地，在物種的穩(wěn)定性上起一定作用。

　　4.擺動(dòng)性：密碼子的專(zhuān)一性主要由頭兩位堿基決定，第三位不重要，稱(chēng)為擺動(dòng)性。反密碼子上的I可與U、A、C配對(duì)，G可與U配對(duì)。

　　5.UAG,UAA,UGA不編碼氨基酸，作為終止密碼子，只能被肽鏈釋放因子識(shí)別。AUG是起始密碼子。

　　6.通用性：在各種生物中幾乎完全通用，但發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體有所不同，如人線(xiàn)粒體中UGA編碼色氨酸。

　　二、核糖體（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)第17章蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)筆記）

　　(一)結(jié)構(gòu)

　　1.核糖體RNA：有很多雙螺旋區(qū)，16S在識(shí)別起始位點(diǎn)中起重要作用。

　　2.核糖體蛋白：多數(shù)為纖維狀，極少數(shù)球狀。

　　3.結(jié)構(gòu)模型：橢圓球狀，兩亞基結(jié)合面上有較大空隙，蛋白質(zhì)的合成在此進(jìn)行。大亞基上有兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA位點(diǎn)：氨?；稽c(diǎn)(A)和肽?；稽c(diǎn)(P)，還有一個(gè)水解GTP的位點(diǎn)。兩個(gè)亞基的接觸面上有信使RNA結(jié)合位點(diǎn)，核糖體上還有許多蛋白因子結(jié)合位點(diǎn)。

　　(二)多核糖體：由一個(gè)信使RNA與一些單個(gè)核糖體結(jié)合而成，呈念珠狀。這樣可以同時(shí)合成許多肽鏈，提高了翻譯的效率。6個(gè)以上的多核糖體具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

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　　第二節(jié) 翻譯的過(guò)程

　　一、準(zhǔn)備

　　(一)肽鏈的合成是由氨基端向羧基端進(jìn)行的，速度很快，大腸桿菌每秒可聚合20個(gè)氨基酸。信使RNA是從5’向3’翻譯的（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)第17章蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)筆記）。

　　(二)氨基酸的活化：由氨酰tRNA合成酶催化，分兩步：

　　1. 形成氨基酸-AMP-酶復(fù)合物：氨基酸的羧基與5’磷酸形成高能酸酐鍵而活化。

　　2.轉(zhuǎn)移：氨基酸轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)運(yùn)RNA3’末端，與3’或2’羥基結(jié)合?？偡磻?yīng)為：

　　氨基酸+tRNA+ATP=氨酰tRNA+AMP+PPi

　　此酶專(zhuān)一性很高，只作用于L-氨基酸，每種氨基酸都有一個(gè)專(zhuān)一的酶。酶有校對(duì)機(jī)制，一方面對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA有專(zhuān)一性，另一方面還有水解位點(diǎn)，可水解錯(cuò)誤酰化的氨基酸。

　　(三)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的作用：起接頭作用，根據(jù)密碼子決定氨基酸的去向。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA反密碼子的某些突變可抵銷(xiāo)一些有害突變，稱(chēng)為校正突變。

　　二、肽鏈合成的起始

　　(一)起始信號(hào)：起始密碼子是AUG，其上游約10個(gè)核苷酸處有一段富含嘌呤的序列，可與16S rRNA的3’端互補(bǔ)，與起始有關(guān)。

　　(二)起始復(fù)合物的形成：

　　1.起始氨基酸：是N-甲酰甲硫氨酸，其轉(zhuǎn)運(yùn)RNA也有所不同，稱(chēng)為tRNAf，與甲硫氨酸結(jié)合后被甲酰化酶以甲酰四氫葉酸甲基化，生成fMet-tRNAf。

　　2.30S起始復(fù)合物：信使RNA先與小亞基結(jié)合，在起始因子3(IF3)的參與下形成mRNA-30S-IF3復(fù)合物，然后在IF1和IF2參與下與fMet-tRNAf和GTP結(jié)合，并釋放IF3，形成30S起始復(fù)合物。

　　3.30S起始復(fù)合物與大亞基結(jié)合，水解GTP，釋放IF1和IF2，形成70S起始復(fù)合物。此時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA占據(jù)肽酰位點(diǎn)，空著的氨酰位點(diǎn)可接受另一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，為肽鏈延長(zhǎng)作好了準(zhǔn)備。

　　三、肽鏈的延伸

　　(一)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA進(jìn)入氨酰位點(diǎn)：需ATP和兩種延伸因子參加。EFTu與GTP結(jié)合，再與轉(zhuǎn)運(yùn)RNA形成復(fù)合物，才能與起始復(fù)合物結(jié)合。然后釋放出EFTu-GDP，與EFTs和GTP反應(yīng)，重新生成EFTu-GTP，參加下一輪反應(yīng)。EFTu水解GTP前后構(gòu)象不同，錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA會(huì)離去，而正確的則與兩種狀態(tài)都有強(qiáng)相互作用。EFTu-GDP離去之前不能形成肽鍵，它停留的時(shí)間越長(zhǎng)，錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA被排除的幾率越大。這是翻譯的限速步驟。

　　(二)肽鍵的形成：肽?；D(zhuǎn)移到氨酰位點(diǎn)，同時(shí)形成肽鍵。需大亞基上的肽酰轉(zhuǎn)移酶和鉀離子參加。肽酰位點(diǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA成為空的。嘌呤霉素的結(jié)構(gòu)與氨酰tRNA類(lèi)似，可形成肽酰嘌呤霉素，易脫落，使合成中斷。

　　(三)移位：指核糖體沿信使RNA移動(dòng)一個(gè)密碼子。原肽酰位點(diǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA離開(kāi)，肽酰tRNA進(jìn)入肽酰位點(diǎn)。需GTP和延伸因子G(EFG)，也叫移位酶。GTP的水解使EFG釋放出來(lái)。延伸與移位是兩個(gè)分離的獨(dú)立過(guò)程。

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　　四、終止

　　(一)終止信號(hào)的識(shí)別：

　　有三種蛋白因子：RF1識(shí)別UAA、UAG，RF2識(shí)別UAA、UGA。RF3協(xié)助肽鏈釋放。

　　(二)肽鏈釋放：釋放因子使肽酰轉(zhuǎn)移酶水解并釋放轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，然后核糖體離開(kāi)，（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)第17章蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)筆記）IF3使核糖體解離，并與小亞基結(jié)合，以防重新聚合。

　　五、真核生物的合成

　　(一)核糖體：更大，為60S和40S。

　　(二)起始氨基酸：是甲硫氨酸，但其轉(zhuǎn)運(yùn)RNA無(wú)TΨC序列。

　　(三)起始信號(hào)：密碼子為AUG，無(wú)富含嘌呤的序列。因?yàn)槭菃雾樂(lè)醋樱挥幸粋€(gè)起點(diǎn)，所以小亞基先與帽子結(jié)合，向3’端移動(dòng)尋找即可。

　　(四)起始復(fù)合物：80S，起始因子(eIF)有多種。需GTP和ATP。

　　(五)延伸因子和終止因子：EF1a相當(dāng)于EFTu，EF1bg相當(dāng)于EFTs。終止因子(eRF)稱(chēng)為信號(hào)釋放因子。

　　(六)蛋白激酶參與調(diào)節(jié)：可使eIF2磷酸化，抑制下一輪起始，小亞基不能與轉(zhuǎn)運(yùn)RNA結(jié)合，翻譯受抑制。只有脫磷酸后才能重新起作用。缺乏血紅素時(shí)即激活蛋白激酶，抑制血紅蛋白合成。

　　六、抑制劑

　　白喉毒素可使移位酶(EF2)ADP-核糖化，抑制真核生物的移位作用。亞胺環(huán)己酮只作用于80S核糖體，抑制真核生物的翻譯。氯霉素、鏈霉素、四環(huán)素、新霉素、卡那霉素只作用于原核生物，鏈霉素、新霉素、卡那霉素與小亞基結(jié)合，引起錯(cuò)讀。

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　　第三節(jié) 多肽的運(yùn)輸和加工

　　一、信號(hào)肽

　　(一)特點(diǎn)：長(zhǎng)度為13-26個(gè)殘基，氨基端至少有一個(gè)堿性殘基，中部有10-15個(gè)殘基的疏水肽段，羧基端有信號(hào)肽酶酶切位點(diǎn)。一般位于新生肽的氨基端，某些位于多肽的中部。

　　(二)功能：信號(hào)肽合成后被信號(hào)識(shí)別體(SRP)識(shí)別。信號(hào)識(shí)別體與核糖體結(jié)合（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)第17章蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)筆記），使肽鏈延伸暫停，將核糖體帶到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，形成粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。這里合成溶酶體蛋白、分泌蛋白和構(gòu)成質(zhì)膜骨架的蛋白。信號(hào)識(shí)別體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的停泊蛋白結(jié)合，將核糖體送入多肽移位裝置，信號(hào)識(shí)別體被釋放，肽鏈繼續(xù)延伸。合成的肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小腔。

　　二、在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的修飾

　　多肽在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的修飾包括信號(hào)肽的切除、二硫鍵的形成、高級(jí)結(jié)構(gòu)的折疊及核心糖化。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中以長(zhǎng)萜醇磷酸酯為載體合成核心糖鏈，然后轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的天冬酰胺或絲氨酸、蘇氨酸上。

　　三、高爾基體的作用

　　高爾基體可對(duì)核心糖鏈進(jìn)行修飾和調(diào)整，稱(chēng)為末端糖化。多肽在此根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，被運(yùn)往溶酶體、分泌粒和質(zhì)膜等目的地。

　　四、線(xiàn)粒體和葉綠體蛋白的合成

　　他們可編碼全部RNA，但所需的蛋白多數(shù)由核基因組編碼，在游離核糖體中合成。這些蛋白含有線(xiàn)粒體定向肽或葉綠體轉(zhuǎn)移肽，起信號(hào)肽的作用。

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