真核生物蛋白质生物合成过程
The Process of Protein Biosynthesis
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• 氨基酸的活化与搬运
• 肽链合成 – 起始阶段( initiation ) – 延长阶段(elongation) – 终止阶段(termination )
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一、肽链合成起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋 白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。有多种蛋白质因子参与这 一过程，称为起始因子（initiation factor，IF）
促进氨基酰-tRNA进入A位， 结合分解GTP
EF-1
调节亚基
EF-1
EF-G
有转位酶活性，协助mRNA- EF-2 肽酰-tRNA由A位前移至P位， 促进卸载tRNA释放
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真核生物延长过程
真核生物肽链合成的延长过程与原核基 本相似，但有不同的反应体系和延长因子。
另外，真核细胞核蛋白体没有E位，转位 时卸载的tRNA直接从P位脱落。
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基
促进核蛋白体A 分离成大、小亚基
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（一）真核生物翻译起始复合物形成
• 核蛋白体大小亚基分离； • Met-tRNAiMet结合； • mRNA在核蛋白体小亚基就位； • 核蛋白体大亚基结合。
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40S
elF-3
②
Met Met Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP
主要包括
• 多肽链折叠为天然的三维结构 • 肽链一级结构的修饰 • 高级结构修饰 在胞液核蛋白体合成的各种蛋白质，还需要靶
向输送到特定细胞部位发挥生物作用。
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一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质
• 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生 肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。 可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确 的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。
水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。
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第二节
蛋白质合成后加工和输送
Post-translational Processing & Protein Transportation
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从核蛋白体释放出的新生多链不具备蛋白 质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过 程才转变为具有天然构象的功能蛋白。
(peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)
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• 分子伴侣 分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可
识别肽链的非天然构象，促进各功能域和 整体蛋白质的正确折叠。
1. 热休克蛋白(heat shock protein, HSP)
HSP70、HSP40和GreE族
2. 伴侣素(chaperonins)
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原核、真核生物各种起始因子的生物功能
原核 生物
真核 生物
起始因子
IF-1 IF-2 IF-3
eIF-2 eIF-2B，eIF-3
IF-4A
IF-4B IF-4E IF-4G eIF-5 eIF-6
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
有关，需要帽子结合蛋白复合物(eIF-4F)参与 • eIF2与Met-tRNAiMet和GTP结合构成复合体
后先与40S小亚基结合，然后才与mRNA结合
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二、肽链的延长
指 根 据 mRNA 密 码 序 列 的 指 导 ， 依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链， 直到合成终止的过程。
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• 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行， 又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每 次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：
ATP
mRNA
③
elF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PAB
ADP+Pi
60S
①
eIF-2B、eIF-3、 eIF-6
40S
60S
Met
elF-5
④
各种elF释放 GDP+Pi
真核生物翻译起始
Met
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复合物形成过7 程
真核生物翻译起始特点
• 核蛋白体为80S（40S＋60S） • 起始tRNA携带的甲硫氨酸不需要甲酰化 • mRNA5`端帽子结构与其在核蛋白体上就位
• 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折 叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。
• 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而 需要其他酶、蛋白辅助。
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几种有促进蛋白折叠功能的大分子
1. 分子伴侣 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫键异构酶
(protein disulfide isomerase, PDI) 3. 肽-脯氨酰顺反异构酶
GroEL和GroES家族
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热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用—— 结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进
行折叠。形成HSP70和多肽片段依次结合、解离 的循环。
HSP40结合待 折叠多肽片段
HSP70-ATP复合物
ATP水解
HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物
ATP
GrpE
ADP
复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠
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三、肽链合成的终止
当mRNA上终止密码出现后，多肽链 合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出， mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称 为肽链合成终止。
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终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF)
真核生物释放因子：eRF, 识别3种密码子
释放因子的功能
一、识别终止密码 二、诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到
– 进位（entrance）或注册（registration） – 成肽（peptide bond formation） – 转位（translocation）
• 需要延长因子（elongationfactor， EF ）和 GTP的参与
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肽链合成的延长因子
原核生物
功能
真核生物
EF-Tu EF-Ts