物化学:蛋白质的生物合成 山农大生物化学与分子生物学系第6页共7页 形成30S起始复合物:IF2 GTP-fMet- tRNA-mRNA (4)50S大亚基结合上去,释放IF,IF2,GTP→GDP+Pi,形成70 smRNA-fMet- tRNA 复合物。 起始:fMet- tRNAf占据P位,其反密码恰好与起始密码子AUG结合。空着A位准 备接受下一个氨酰-tRNA 、肽链的延伸 70S起始复合物组装完毕,蛋白质合成进入肽链延伸阶段。延伸循环包括3步 反应,每步都是在相应的蛋白质延伸因子催化下完成的,需要GTP供能。 1、进位:在延伸因子EF-Tu.GTP帮助下,一个新的氨酰一tRNA进入A位。这 个氨酰-tRNA的反密码子必须与处于A位的mRNA上的密码子相匹配。EF-TU·GTP有 很高的专一性。同时GTP水解成GDP和Pi。(EF-Ts催化GDP_GTP交换 2、转肽:在肽酰转移酶作用下,将P位的AA(或肽链)转移至A位氨酰-tRNA 的氨基酸的氨基上形成肽键,在A位上产生肽酰tRNA,把无负载的tRNA留在P位。 A位上形成肽键。 、移位:在EF-G移位酶作用下,核糖体沿5-3方向向前移动一个密码子 结果使原来在A位点上的肽酰-tRNA又回到了P位,空出A位。原P位上无负载的 tRMA离开核糖体。需GTP水解供能。 以上三步反应构成一个延伸循环,肽链每掺入一个AA就重复一次延伸循环。 四、肽链合成的终止与释放 终止因子RF进入A位,使核糖体的肽酰基转移酶变为水解酶,将肽酰基转移至 水分子上,多肽链从核糖体和tRNA上释放出来,核糖体从mRNA上释放下来。 RF1→ UAA UAG RF2→ UAA UGA RF3→激活RF1和RF 蛋白质合成的耗能: 每掺入一个a,至少需4个高能键水解,是个高能耗过程。(1)AA活化2个高 能键。(2)进位消耗1个GTP。(3)移位消耗1个GTP。注:起始复合物形成需消 耗1个GTP。 五、真核细胞蛋白质的生物合成 与原核生物的不同点: ①核糖体更大更复杂真:60S+40S→80S原:50S+30→70S ②起始aa为Met,无SD序列真:Met→tRNA:原:fMet-tRNA ③起始因子有13种,原核为IF1=3 ④延长因子真:EF1 原:EF-TuEF-TSEF-G ⑤终止因子真:生物化学: 蛋白质的生物合成 山农大生物化学与分子生物学系 第 6 页 共 7 页 6 形成 30S 起始复合物：IF2-GTP—fMet-tRNA-mRNA。 （4）50S 大亚基结合上去，释放 IF1，IF2，GTP→GDP+Pi，形成 70S—mRNA-fMet-tRNAf 复合物。 起始：fMet-tRNAf占据 P 位，其反密码恰好与起始密码子 AUG 结合。空着 A 位准 备接受下一个氨酰-tRNA。 三、肽链的延伸 70S 起始复合物组装完毕，蛋白质合成进入肽链延伸阶段。延伸循环包括 3 步 反应，每步都是在相应的蛋白质延伸因子催化下完成的，需要 GTP 供能。 1、进位：在延伸因子 EF-Tu.GTP 帮助下，一个新的氨酰—tRNA 进入 A 位。这 个氨酰-tRNA 的反密码子必须与处于 A 位的 mRNA 上的密码子相匹配。EF-TU·GTP 有 很高的专一性。同时 GTP 水解成 GDP 和 Pi。（EF—Ts 催化 GDP—GTP 交换。） 2、转肽：在肽酰转移酶作用下，将 P 位的 AA（或肽链）转移至 A 位氨酰-tRNA 的氨基酸的氨基上形成肽键，在 A 位上产生肽酰-tRNA，把无负载的 tRNA 留在 P 位。 A 位上形成肽键。 3、移位：在 EF-G 移位酶作用下，核糖体沿 5ˊ-3ˊ方向向前移动一个密码子， 结果使原来在 A 位点上的肽酰-tRNA 又回到了 P 位，空出 A 位。原 P 位上无负载的 tRNA 离开核糖体。需 GTP 水解供能。 以上三步反应构成一个延伸循环，肽链每掺入一个 AA 就重复一次延伸循环。 四、肽链合成的终止与释放 终止因子 RF 进入 A 位，使核糖体的肽酰基转移酶变为水解酶，将肽酰基转移至 水分子上，多肽链从核糖体和 tRNA 上释放出来，核糖体从 mRNA 上释放下来。 RF1→UAA UAG RF2→UAA UGA RF3→激活 RF1和 RF2 蛋白质合成的耗能： 每掺入一个 aa，至少需 4 个高能键水解，是个高能耗过程。（1）AA 活化 2 个高 能键。（2）进位 消耗 1 个 GTP。（3）移位消耗 1 个 GTP。注：起始复合物形成需消 耗 1 个 GTP。 五、真核细胞蛋白质的生物合成 与原核生物的不同点： ①核糖体更大更复杂 真：60S+40S→80S 原：50S+30→70S ②起始 aa 为 Met，无 SD 序列 真：Met→tRNAi 原： fMet—tRNAf ③起始因子有 13 种,原核为 IF1-3 ④延长因子 真：EF1、EF2 原：EF-Tu EF-TS EF-G ⑤终止因子 真：RF 原：RF1、RF2、RF3