问答题 (华中师范大学2010年考研试题)简述蛋白质生物合成的大致步骤和所需的酶或蛋白因子。
【正确答案】正确答案:(1)蛋白质生物合成的大致步骤。蛋白质的生物合成过程,就是将DNA传递给mRNA的遗传信息,再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程,这一过程也被称为翻译(translation)。该过程分起始(initiation)、延长(elongation)、终止(termination)三个阶段。 1)翻译起始,就是把起始氨基酰.tRNA、mRNA和核蛋白体组装在一起,形成起始氨基酰一tRNA-mRNA一核蛋白体起始复合物,这一过程需要GTP,真核体系中还需ATP。具体步骤分为以下4步:①核蛋白体大小亚基分离:②mRNA与核蛋白体小亚基结合;③起始氨基酰.tRNA对应于mRNA的起始密码子并进入核蛋白体的P位。原核生物起始氨基酰一tRNA是N-甲酰蛋氨酰-tRNA(fmet-tRNAimet)。真核生物起始氨基酰一tRNA是蛋氨酰-tRNA(met—tRNAimet)携带起始氨基酰一tRNA称起始者tRNA;④核糖体大小亚基结合。 真核生物的起始复合物的生成步骤与原核生物相类似,也有不同。首先,met-tRNAimet先结合到mRNA的起始密码子并进入核蛋白体的P位,然后才与核蛋白体小亚基结合,其次在各步骤中使用不同的真核起始因子(eIF)。 起始复合物生成后,P位被起始氨基酰-tRNA占据。A为空置,等待第二个氨基酰一tRNA的进入。 2)肽链的延长。翻译过程的肽链延长,狭义上也称核蛋白体循环。每次循环又包括进位或注册、成肽和转位。具体步骤如下: 进位:第二个氨基酸进入受位,此步需要延长因子EFTu和EFrs及GTP、M2+参加。氨基酰一tRNA靠tRNA上的反密子与在A位上的mRNA密码子相互辨认配对的。 转肽:50S大亚基给位有转肽酶的存在,可催化肽键形成。经转肽酶催化,P位上的甲酰蛋氨酸被转移到A位上,与A位的氨基酰(第二次以后是肽酰一tRNA)的氨基(以后是肽酰基)形成肽键,P位上空载的tRNA随即脱落,P位留空。此步需要Mg 2+ 和K + 。 转位:在转位酶的作用下,A位上的肽酰一tRNA-mRNA与核蛋白体相对移位一个密码子的距离,使其从A位转至P位,A位留空,而mRNA的下一个密码子到达A位,开始下一个氨基酰一tRNA的进位。核蛋白体阅读mRNA密码子从5’向3"方向进行,肽链合成是从N-端向C一端方向进行的,核蛋白体循环每进行一次,肽链在C-端就增加一个氨基酸残基,直至mRNA上出现终止密码,延长终止。 3)肽链合成的终止。当A位上出现终止信号,即转入终止阶段。此阶段包括新生肽链的水解释放,tRNA,mRNA从核蛋白体上脱落。 当A位出现终止密码以后,由RF辨认并结合到A位,并激活酯酶,促使P位上的肽与tRNA分离。在RR的作用下,空载的tRNA,mRNA及RF与核蛋白体解离。脱落的核蛋白体又可在IF作用卜,解离出大小亚基,进入下轮的翻译。 蛋白质的生物合成是消耗能量的。氨基酸活化生成氨基酰-tRNA消耗2个高能磷酸键,延长阶段的进位,转位各消耗1个高能磷酸键,所以在肽链每生成一个肽键,消耗4个高能磷酸键。 真核生物的蛋白质合成与原核大同小异,它的核蛋白体为80S;有启动作用的氨基酰tRNA不需要甲酰化,而原核生物需要甲酰化;真核生物的延长因子为EFTl和EFT2;其终止因子为RF,它可以识别3种终止密码子,而原核生物的终止因子有3种,即RFI、RF2和RF3。蛋白质合成具有方向性,即由N端向C端延伸。 (2)所需的酶或蛋白因子包括:氨酰-tRNA合成酶,转甲酰酶,起始因子IF,延长因子EF,终止和释放因子RF。
【答案解析】