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第二步反应 氨基酰-AMP-E 氨基酰 ＋ tRNA 氨基酰-tRNA 氨基酰 ＋ AMP ＋ E 氨基酸的活化形式：氨基酰 氨基酸的活化形式：氨基酰-tRNA 氨基酸的活化部位： 羧基 氨基酸的活化部位：α-羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 连接方式： 氨基酸与 连接方式 氨基酸活化耗能： 个 氨基酸活化耗能：北京世博翻译公司2个~P 氨基酰-tRNA的表示方法 的表示方法 氨基酰 各种氨基酸和对应的tRNA结合后形成 结合后形成 各种氨基酸和对应的 的氨基酰-tRNA表示为： 表示为： 的氨基酰 表示为 氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写 氨基酸的三字母缩写 丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla ： 丙氨酰 精氨酰-tRNA：Arg-tRNAArg ： 精氨酰 甲硫氨酰-tRNA： Met-tRNAMet 甲硫氨酰 ： 特性 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和 合成酶对底物氨基酸和tRNA都 氨基酰 合成酶对底物氨基酸和 都 有高度特异性 tRNA ATP 氨基酰-tRNA合成酶 合成酶 氨基酰 性 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性 合成酶具有校正活性 氨基酰 动 力 学 校 对 化 学 校 对 二、起始氨基酰-tRNA 起始氨基酰 真核生物 起始氨基酰-tRNA: 起始氨基酰 tRNAiMet与甲硫氨酸结合后形成 与甲硫氨酸结合后形成Met可以在mRNA的起始密码子 的起始密码子AUG处就 tRNAiMet，可以在 的起始密码子 处就 位，参与形成翻译起始复合物 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA： ： 参与肽链延长的甲硫氨酰 tRNAMet和甲硫氨酸结合后生成 和甲硫氨酸结合后生成Met-tRNAMet， 必要时进入核糖体， 必要时进入核糖体，为延长中的肽链添加甲硫氨 酸 原核生物 起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet 起始氨基酰 具有起始功能的tRNAfMet与甲硫氨酸结合 具有起始功能的 后，甲硫氨酸很快被甲酰化为N-甲酰甲硫氨 甲硫氨酸很快被甲酰化为 甲酰甲硫氨 酸(N-formyl methionine, fMet)，于是形成 ，于是形成N甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)，可以在 甲酰甲硫氨酰 ， mRNA的起始密码子 的起始密码子AUG处就位，参与形成 处就位， 的起始密码子 处就位 翻译起始复合物 fMet-tRNAfMet 的生成由转甲酰基酶催化 ， 的生成由转甲酰基酶催化， 转甲酰基酶催化 甲酰基从N 甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的 甲酰基从 10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的 α-氨基上 氨基上 第三节 肽链的生物合成过程 The Biosynthesis Process of Peptide Chain 翻译时，从 mRNA的起始密码子 翻译时， 的起始密码子AUG 的起始密码子 开始， 开始，按5′→3′方向逐一读码，直至终止 ′ ′方向逐一读码， 密码子 合成中的肽链从起始甲硫氨酸 开始 合成中的肽链从 起始甲硫氨酸开始， 起始甲硫氨酸 开始， 从N端→C端延长，直至终止密码子前一 端 端延长， 位密码子所编码的氨基酸 一、原核生物的肽链合成过程 整个过程可分为 ： 起始 (initiation) 延长 (elongation) 终止 (termination ) 参与原核生物翻译的各种蛋白质因子 种类 起始因子 IF-1 IF-北京世博翻译公司2 IF-3 延长因子 EF-Tu EF-Ts EF-G 释放因子 RF-1 RF-北京世博翻译公司2 RF-3 生物学功能 占据A位防止结合其他 占据 位防止结合其他tRNA 位防止结合其他 促进fMet-tRNAfMet与小亚基结合 促进 促进大、小亚基分离；提高 位对结合 位对结合fMet-tRNAfMet的 促进大、小亚基分离；提高P位对结合 敏感性 促进氨基酰-tRNA进入 位，结合并分解 进入A位 结合并分解GTP 促进氨基酰 进入 调节亚基 有转位酶活性，促进 肽酰-tRNA由A位移至 位， 位移至P位 有转位酶活性，促进mRNA-肽酰 肽酰 由 位移至 促进tRNA卸载与释放 促进 卸载与释放 特异识别UAA、UAG，诱导转肽酶转变为酯酶 、 特异识别 ， 特异识别UAA、UGA，诱导转肽酶转变为酯酶 、 特异识别 ， 可与核糖体其他部位结合， 酶活性， 可与核糖体其他部位结合，有GTP酶活性，能介导 酶活性 能介导RF-1、 、 RF-北京世博翻译公司2与核糖体的相互作用 与核糖体的相互作用 （一）起始 指mRNA和起始氨基酰 和起始氨基酰-tRNA分别与 分别与 核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程 核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程 结合而形成翻译起始复合物 1. 核糖体大小亚基分离 北京世博翻译公司2. mRNA在小亚基定位结合 在小亚基定位结合 3. 起始氨基酰 起始氨基酰-tRNA的结合 的结合 4. 核糖体大亚基结合 1. 核糖体大小亚基分离 IF-1 IF-3 北京世博翻译公司2. mRNA在小亚基上定位结合 在小亚基上定位结合 5' IF-3 AUG 3' IF-1 原核生物mRNA在核糖体小亚基上的准 在核糖体小亚基上的准 原核生物 确定位和结合涉及两种机制： 确定位和结合涉及两种机制： 起始AUG上游约 ～13核苷酸部位，存 上游约8～ 核苷酸部位 核苷酸部位， 起始 上游约 在一段由4～9个核苷酸组成的一致序列，富 个核苷酸组成的一致序列， 在一段由 ～ 个核苷酸组成的一致序列 含嘌呤碱基， 含嘌呤碱基，如-AGGAGG-，称为 ，称为ShineDalgarno序列（S-D序列），又称核糖体结 序列（ 序列） 又称核糖体结 序列 序列 合位点(ribosomal binding site, RBS) 合位点 S-D序列 序列 小亚基中的16S-rRNA 3′端有一富含嘧啶碱基 小亚基中的 ′ 的短序列，如-CCUCCU-，通过与S-D序列碱基互 的短序列， ，通过与 序列碱基互 补而使mRNA与小亚基结合 补而使 与小亚基结合 3. fMet-tRNAfMet与小亚基结合 IF-北京世博翻译公司2 GTP 5' IF-3 AUG 3' IF-1 4. 核糖体大亚基结合，翻译起始复合物形成 核糖体大亚基结合， GTP IF-北京世博翻译公司2 GDPPi 5' IF-3 AUG 3' IF-1 翻译起始复合物形成过程： 翻译起始复合物形成过程： Pi GTP IF-北京世博翻译公司2 -GTP GDP 5' IF-3 AUG 3' IF-1 （二）延长 指在mRNA模板的指导下， 氨基酸依次进入核 模板的指导下， 指在 模板的指导下 糖体并聚合成多肽链的过程 肽链延长在核糖体上连续循环进行， 又称为核 肽链延长在核糖体上连续循环进行 ， 又称为 核 糖体循环(ribosomal cycle)，包括以下三步： 糖体循环 ，包括以下三步： 1. 进位 (positioning)/注册 (registration) 注册 北京世博翻译公司2. 成肽 (peptide bond formation) 3. 转位 (translocation) 每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基 1. 进位 又称注册 又称注册 (registration)， ， 指一个氨基酰是指一个氨基酰 tRNA按照 按照mRNA模 按照 模 板的指令进入并结合 到核糖体A位的过程 到核糖体 位的过程 延长因子 EF-Tu催化进 催化进 位 EF-Ts协助 协助 重新生成EF重新生成 Tu-GTP复合 复合 物 进位的反应过程： 进位的反应过程： GTP Tu Ts Ts Tu GDP E 5' AUG 3' 北京世博翻译公司2. 成肽 的催化下， 在转肽酶(peptidase)的催化下，核 转肽酶 的催化下 糖体P位上起始氨基酰-tRNA的N-甲 糖体 位上起始氨基酰 的 甲 酰甲硫氨酰基或肽酰 酰甲硫氨酰基或肽酰-tRNA的肽酰基 或肽酰 的 转移到A位并与 位上氨基酰 位上氨基酰-tRNA的 转移到 位并与A位上氨基酰 的 氨基结合形成肽键 α-氨基结合形成肽键 氨基 成肽的反应过程 3. 转位 在转位酶的催化下，核糖体向 转位酶的催化下， 的催化下 mRNA的3′端移动一个密码子的距离， 的 ′端移动一个密码子的距离， 使mRNA序列上的下一个密码子进入核 序列上的下一个密码子进入核 糖体的A位 而占据A位的肽酰 位的肽酰-tRNA 糖体的 位，而占据 位的肽酰 移入P位。 移入 位 需要延长因子EF-G参与。 参与。 需要延长因子 参与 EF-G有转位酶(translocase)活性，可结 有转位酶 活性， 活性 合并水解1分子 合并水解 分子GTP，释放的能量促进核糖 分子 ， 体向mRNA的3′端移动，使起始二肽酰 的 ′端移动，使起始二肽酰体向 tRNA-mRNA相对位移进入核糖体 位，而 相对位移进入核糖体P位 相对位移进入核糖体 卸载的tRNA则移入 位。 则移入E位 卸载的 则移入 成肽→转位 下一轮进位 成肽 转位→下一轮进位 转位 fMet fMet Tu GTP E 5' AUG 3' 肽链合成延长（核糖体循环） 肽链合成延长（核糖体循环）过程 进 位 成肽 转 位 （三）终止 核糖体A位出现 核糖体 位出现mRNA的终止密码子 位出现 的 后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA 多肽链合成停止，肽链从肽酰 中释出，mRNA、核糖体大、小亚基等 中释出， 、核糖体大、 分离。 分离。 终止阶段需要释放因子 终止阶段需要释放因子RF-1、 RF-北京世博翻译公司2 释放因子 、 参与。 和 RF-3参与。 参与 释放因子的功能： 释放因子的功能： 识别终止密码子 RF-1特异识别 特异识别UAA、UAG 特异识别 、 RF-北京世博翻译公司2特异识别 特异识别UAA、UGA 特异识别 、 诱导转肽酶转变为酯酶活性 催化新生肽链与结合在P位的 催化新生肽链与结合在 位的tRNA之间的 位的 之间的 酯键水解， 酯键水解，使肽链从核糖体上释放 RF-3可结合核糖体其他部位，有GTP酶活性， 可结合核糖体其他部位， 酶活性， 可结合核糖体其他部位 酶活性 能介导RF-1、RF-北京世博翻译公司2与核糖体的相互作用 能介导 、 与核糖体的相互作用 翻译公司 (责任编辑：北京翻译公司) |