簡述原核生物蛋白質的合成過程,原核生物蛋白質的合成可分為哪些階段簡述各階段的主要事件

時間 2021-08-30 10:33:17

1樓:匿名使用者

【原核生物的蛋白質生物合成】

氨基酸在核醣體上縮合成多肽鏈是通過核醣體迴圈而實現的。此迴圈可分為肽鏈合成的起始(intiation),肽鏈的延伸(elongation)和肽鏈合成的終止三個主要過程。原核細胞的蛋白質合成過程以e.

coli細胞為例。

.肽鏈合成的起始

1.三元複合物的形成。核醣體30s小亞基附著於mrna的起始訊號部位,該結合反應是由起始因子3(if3)介導的,另外有mg2+的參與。

故形成if3-30s亞基-mrna三元複合物。

2.30s前起始複合物的形成。在起始因子2(if2)的作用下,甲醯蛋氨酸-起始型trna(fmet-trna met)與mrna分子中的起始密碼子(aug或gug)相結合,即密碼子與反密碼子相互反應。

同時if3從三元複合物脫落,形成30s前起始複合物,即if2-30s亞基-mrna-fmet-trnamef複合物。此步亦需要fgtp和mg2+參與。

3.70s起始複合物形成。50s亞基與上述的30s前起始複合物結合,同時if2脫落,形成70s起始複合物,即30s亞基-mrna-50s亞基-fmer-trna met複合物。

此時fmet-trna met佔據著50s亞基的肽醯位(peptidyl site,簡稱為p位或給位),而50s的氨基醯位(aminoacyl site,簡稱為a位或受位)暫為空位。原核細胞蛋白質合成的起始過程氨基酸活化(fmet-trnamet形成)

.肽鏈合成的延長

這一過程包括進製、肽鍵形成、脫落和移位等四個步驟。肽鏈合成的延長需兩種延長因子(elongationfactor,簡寫為ef),分別稱為ef-t和ef-g.此外尚需gtp供能加速翻譯過程。

1.進製即新的氨基醯-trna進入50s大亞基a位,並與mrna分子上相應的密碼子結合.在70s起始複合物的基礎上,原來結合在mrna上的fmet-trnamet佔據著50s亞基的p位點(當延長步驟迴圈進行二次以上時,在p位點則為肽醯-trna)新進入的氨基醯-trna則結合到大亞基的a位點,並與mrna上起始密碼子隨後的第二個密碼子結合。

此步需gtp、ef-t及mg2+的參與。

2.肽鍵形成在大亞基上肽醯轉移酶(見第四章)的催化下,將p位點上的trna所攜帶的甲醯蛋氨醯(或肽醯基)轉移給a位上新進入的氨基醯-trna的氨基酸上,即由p位上的氨基酸(或肽的3'端氨基酸)提供α-cooh基,與a位上的氨基酸的α-nh2基形成肽鏈。此後,在p位點上的trna成為無負載的trna,而a位上的trna負載的是二肽醯基或多肽醯基。

此步需mg2+及k+的存在。

3.脫落即50s亞基p位上無負載的trna(如trnamet)脫落。

4.移位指在ef-g和gtp的作用下,核醣體沿mrna鏈(5'→3')作相對移動。每次移動相當於乙個密碼子的距離,使得下乙個密碼子能準確的定位於a位點處。

與此同時,原來處於a位點上的二肽醯trna轉移到p位點上,空出a位點。隨後再依次按上述的進製、肽鍵形成和脫落步驟進行下一迴圈,即第三個氨基醯-trna進入a位點,然後在肽醯轉移酶催化下,p位上的二肽醯trna又將此二肽基轉移給第三個氨基醯-trna,形成三肽醯trna。同時,卸下二肽醯的trna又迅速從核醣體脫落。

像這樣繼續下去,延長過程每重複一次,肽鏈就延伸乙個氨基酸殘基。多次重複,就使肽鏈不斷地延長,直到增長到必要的長度。通過實驗已經證明,mrna上的資訊的閱讀是從多核苷酸鏈的5'端向3'端進行的,而肽鏈的延伸是從n端開始的。

.肽鏈合成的終止,需終止因子或釋放因子(releasing factor簡寫為rf)參與。在e.

coli中已分離出三種rf:rf1(mw36000),rf2(mw38000和rf3(mw46000)。其中,只有rf3與gtp(或gdp)能結合。

它們均具有識別mrna鏈上終止密碼子的作用,使肽鏈釋放,核醣體解聚。

1.多肽鏈的合成已經完畢,這時,雖然多肽鏈仍然附著在核蛋白體及trna上,但mrna上肽鏈合成終止密碼子uaa(亦可以是uag或uga)已在核蛋白體的a位點上出現。終止因子用以識別這些密碼子,並在a位點上與終止密碼子相結合,從而阻止肽鏈的繼續延伸。

rf3的作用還不能肯定,可能具有加強rf1和rf2的終止作用。rf1和rf2對終止密碼子的識別具有一定特異性,rf1可識別uaa和uag,rf2識別uaa和uga。rf與ef在核醣體上的結合部位是同一處,它們重疊的結合部位與防止了ef與f同時結合於核醣體上,而擾亂正常功能。

2.終止因子可能還可以使核蛋白體p位點上的肽醯轉移酶發生變構,酶的活性從轉肽作用改變為水解作用,從而使trna所攜帶的多肽鏈與trna之間的酯鍵被水解切斷,多肽鏈從核蛋白體及trna釋放出來。

最後,核蛋白體與mrna分離;同時,在核蛋白體p位上的trna和a位上的rf亦行脫落。與mrna分離的核蛋白體又分離為大小兩個亞基,可重新投入另一條肽鏈的合成過程。核蛋白體分離為大小兩個亞基的反應需要起始因子(if3)的參與。

必須指出,上述只是單個核蛋白體的迴圈,即單個核蛋白體的翻譯過程。採用溫和的條件小心地從細胞中分離核蛋白體時,可以得到3-4個甚至上百個成串的核蛋白體。稱為多核蛋白體,即在一條mrna鏈上同一時間內結合著許多個核蛋白體,兩個核蛋白體之間有一定的長度間隔,是裸露的mrna鏈段,所以多核蛋白體可以在一條mrna鏈上同時合成幾條多肽鏈,這就大提高了翻譯的效率。

在開始合成蛋白質時,乙個核蛋白體先附著在mrna鏈的起始部位,再沿著mrna鏈由5'端向3'端移動,根據mrna鏈的資訊,有次序的接受攜帶基醯的各種trna,並合成多種肽鏈。當這一核蛋白體移動到足夠遠的位置時,另一核蛋白體又可附著此mrna的起始部位,並開始合成另一條同樣的多肽鏈。每當乙個核蛋白體又可到此mrna的終止密碼子時,多肽鏈即合成完畢,並從核蛋白體及trna上發布。

同時,此核蛋白體隨之從mrna鏈上脫落分離為兩個亞基,而脫落下來的大小亞基又可重新投入核蛋白體迴圈的翻譯過程。多核蛋白體中的核蛋白體個數,視其所附著的mrna大小而定。例如,血紅蛋白的多肽鏈約由150個氨基酸殘基組成,相應的mrna的編碼區應有450個鹼基組成的多核苷酸,長約150nm。

網織紅細胞核蛋白體的直徑為22nm,所以每條mrna足以容納好幾個核蛋白體。現已證明,網織紅細胞多核蛋白體由5-6個核蛋白體串連而成,兩個核蛋白體之間的間隔約為3nm。肌球蛋白(即肌凝蛋白)的重鏈由1800個氨基酸殘基組成,相應的mrna鏈的編碼區應當是5400個核苷酸組成的長鏈,多核蛋白體由60多個核蛋白體串連而成。

2樓:匿名使用者

基因指導蛋白質的合成,通過轉樓和翻譯在核醣體上合成蛋白質

原核生物蛋白質的合成可分為哪些階段簡述各階段的主要事件

3樓:匿名使用者

原核生物的蛋白質合成分為四個階段:氨基酸的活化、肽鏈合成的起始、延伸和終止。

①氨基酸的活化:游離的氨基酸必須經過活化以獲得能量,才能參與蛋白質的合成,活化反應由氨醯trna合成酶催化,最終氨基酸連線在trna3ˊ端amp的3ˊ-oh上,合成氨醯-trna。

②肽鏈合成的起始:首先if1和if3與30s亞基結合,以阻止大亞基的結合;接著,if2和gtp與小亞基結合,以利於隨後的起始trna的結合;形成的小亞基複合物經由核醣體結合點附著在mrna上,起始trna和aug起始密碼子配對並釋放if3,並形成30s起始複合物。大亞基與30s起始複合物結合,替換if1和if2+gdp,形成70s起始複合物。

這樣在mrna正確部位組裝成完整的核醣體。

③肽鏈的延伸:延伸分三步進行,進製:負載trna與ef-tu和gtp形成的複合物被運送至核醣體,gtp水解,ef-tugdp釋放出來,在ef-ts和gtp的作用下,ef-tu gdp可以再次利用。

轉肽:肽醯轉移酶將相鄰的兩個氨基酸相連形成肽鍵,該過程不需要能量的輸入。移位:

移位酶(ef-g)利用gtp水解釋放的能量,使核醣體沿mrna移動乙個密碼子,釋放出空載的trna並將新生肽鏈運至p位點。

④肽鏈的終止與釋放:釋放因子(rf1或rp2)識別終止密碼子,並在rp3的作用下,促使肽醯轉移酶在肽鏈上加上乙個水分子並釋放肽鏈。核醣體釋放因子有助於核醣體亞基從mrna上解離。

4樓:我是來抓人的哦

5. 簡述原核生物蛋白質合成的具體步驟。

蛋白質的生物合成包括翻譯起始、肽鏈延伸、肽鏈的終止及釋放三個大的階段。

⑴翻譯的起始,包括三步:

第一,30s小亞基首先與翻譯起始因子if和if3結合,通過sd序列與mrna模版相結合。

第二,在if2起始因子和gtp的幫助下,fmet-trnafmet進入小亞基的p位,trna上的反密碼子與mrna上的起始密碼子配對。

第三,帶有trna,mrna和三個翻譯起始因子的小亞基複合物與50s大亞基結合,gtp水解,釋放翻譯起始因子。

⑵肽鏈的延伸包括:後續aa-trna與核醣體結合、肽鍵的生成、移位等三個過程。

第一步,後續aa-trna與核醣體結合:aa-trna首先必須與gtp及ef-tu複合物相結合,形成aa-trna·gtp·ef-tu複合物並與核醣體的a位點相結合。此時,gtp水解並釋放ef-tu·gdp複合物,進入新一輪迴圈。

第二步,肽鍵生成:肽鍵形成之初,兩個氨基酸仍然分別與各自的trna相結合,仍然分別位於a位點和p位點上。a位點上的氨基酸(第二個氨基酸)中的α-氨基作為親和基團取代了p位點上的trna,並與起始氨基酸中的cooh基團形成肽鍵。

第三步,移位:核醣體向mrna的3′方向移動乙個密碼子,使得帶有第二個氨基酸(現已成為二肽)的trna從a位點進入p位,並使第乙個trna從p位進入e位。此時模板上的第三個密碼子正好在a位上。

核醣體的移位需要ef-g和另一分子gtp水解提供能量。

⑶肽鏈的終止及釋放:肽鏈延伸過程中,當終止密碼子uaa、uag、uga出現在核醣體的a位時,沒有相應的aa-trna能與其結合,而釋放因子都識別這些密碼子並與之結合,水解p位上多肽鏈與trna之間的二酯鍵,然後,新生的肽鏈和trna從核醣體上釋放,核醣體大、小亞基解體,蛋白質合成結束。

蛋白質的合成過程是什麼,蛋白質的合成過程是什麼? 5

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