15蛋白质合成及转运

蛋白质的合成转运知识点整理●一、蛋白质合成的分子基础●（一）mRNA是蛋白质合成的模板●（1）mRNA以核苷酸序列的方式携带遗传信息，指导合成多肽链中的氨基酸的序列；●（2）每一个氨基酸可通过mRNA上3个核苷酸序列组成的遗传密码来决定，这些密码以连续的方式连接组成读码框架；读码框架之外的序列称作非编码区；●（3）读码框架5'端，是由起始密码AUG开始的，它编码一个蛋氨酸；在读码框架的3'端含有终止密码：UAA、UAG和UGA；●（4）mRNA分子的5'端序列对于起始密码的选择有重要作用，原核生物和真核生物有所差别。

●①原核生物中在mRNA分子起始密码子的上游含有一段特殊的核糖体结合位点序列，使得核糖体能够识别正确的起始密码AUG。

原核生物的mRNA通常是多基因的，分子内的核糖体结合位点使得多个基因可独立地进行读码框架的翻译；●②真核生物mRNA通常只为一条多肽链编码，mRNA5'末端的帽子结构可能对于核糖体进入部位的识别起到一定作用。

翻译的起始通常开始于从核糖体进入部位向下游扫描到的第一个AUG序列。

●（二）tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板上●关键部位：tRNA含有两个关键的部位：氨基酸结合部位，与mRNA的结合部位。

●接头的作用：tRNA在识别mRNA分子上的密码子时，具有接头的作用。

氨基酸一旦与tRNA形成氨酰-tRNA后，进一步的去向由tRNA来决定●（三）核糖体是蛋白质合成的工厂●1.核糖体的活性部位●A位=氨基酰位：结合氨基酰-tRNA●P位=肽酰位：结合肽酰tRNA●E位=出口位：释放已经卸载了氨基酸的tRNA●2.多核糖体●多核糖体是指分离核糖体时得到的若干成串的核糖体。

多核糖体是由一个mRNA分子与一定数目的单个核糖体结合而成的，形似念珠状。

每个核糖体可以独立完成一条肽链的合成，在多核糖体上可以同时进行多条多肽链的合成，提高了翻译的效率●二、蛋白质的生物合成●（一）原料●mRNA作为模板，tRNA作为特异的氨基酸搬运工具，核糖体作为蛋白质合成装配的场所，有关的酶与蛋白质因子参与反应、ATP或GTP提供能量●（二）酶●1.转肽酶●催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键；并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离；是一种核酶；肽基转移酶●2.氨酰-tRNA合成酶●催化氨基酸的活化●专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。

蛋⽩质的合成、转运、修饰蛋⽩质的合成蛋⽩质的种类是由基因决定的,也就是说⼈类基因组有多少个基因,⼈体就有多少种蛋⽩质,只是蛋⽩质表达的时期和部位不同.根据⼈类基因组计划分析得知：全部⼈类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因；也就是说⼈体蛋⽩质的种类有39000多种蛋⽩质⽣物合成可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终⽌和释放、蛋⽩质合成后的加⼯修饰⼀．氨基酸的活化分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化，ATP供能，并需Mg2＋或Mn2＋参与在氨基酸的羧基上进⾏活化，⽣成中间复合物（）后者再与相应的tRNA作⽤，将氨基酰转移到tRNA分⼦的氨基酸臂上，即3′末端腺苷酸中核糖的3′（或2′）羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA【氨基酰tRNA的⽣成】tRNA各种tRNA的⼀级结构互不相同，但它们的⼆级结构都呈三叶草形三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和⼀个附加叉四个螺旋区构成四个臂，其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂，因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列，可与氨基酸连接三个环分别⽤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表⽰环Ⅰ含有5，6⼆氢尿嘧啶，称为⼆氢尿嘧啶环（DHU环）环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码⼦，称为反密码⼦环；反密码⼦可识别mRNA分⼦上的密码⼦，在蛋⽩质⽣物合成中起重要的翻译作⽤环Ⅲ含有胸苷（T）、假尿苷（ψ）、胞苷（C），称为假尿嘧啶环（TψC环）；此环可能与结合核糖体有关tRNA在⼆级结构的基础上进⼀步折叠成为倒“L”字母形的三级结构起始因⼦原核起始因⼦只有三种（IF1、IF2、IF3）真核起始因⼦(简称为eIF)种类多且复杂，已鉴定的真核起始因⼦共有12种延长因⼦原核⽣物（简称EF）由三部分组成：EF-Tu，EF-Ts，和EF-GEF-Tu它介导氨酰-tRNA进⼊核糖体的空位EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因⼦,催化EF-Tu释放GDPEF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来真核⽣物（简称eEF）真核⽣物中分为：eEF-1和eEF-2eEF-1有两个亚基，α和βγα相当于原核⽣物中的EF-Tu亚基，它介导氨酰-tRNA进⼊核糖体的空位Βγ相当于原核⽣物中EF-Ts，核苷酸交换因⼦α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核⽣物的EF-G，催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来终⽌因⼦(释放因⼦)原核⽣物细胞的释放因⼦（简称RF）：识别终⽌密码⼦引起完整的肽链和核糖体从mRNA 上释放的蛋⽩质释放因⼦1（RF1）：能识别终⽌密码⼦UAA和UAG⽽终⽌蛋⽩质合成的细菌释放因⼦释放因⼦2（RF2）：能识别终⽌密码⼦UAA和UGA⽽终⽌蛋⽩质合成的细菌释放因⼦释放因⼦3（RF3)：与延长因⼦EF-G有关的细菌蛋⽩质合成终⽌因⼦当它终⽌蛋⽩质合成时，它使得因⼦RF1和RF2从核糖体上释放真核⽣物细胞只有⼀种终⽌因⼦（称为eRF）能识别所有的终⽌密码⼦因为它没有与GTP结合的位点，所以它不能帮助完成合成的多肽从P位点的tRNA的释放在真核⽣物内可能还存在能与eRF合作、帮组多肽从核糖体释放的蛋⽩质核糖体的活性部位单个核糖体上存在四个活性部位，在蛋⽩质合成中各有专⼀的识别作⽤1．A部位：氨基酸部位或受位：主要在⼤亚基上，是接受氨酰基-tRNA的部位2．P部位：肽基部位或供位：主要在⼩亚基上，是释放tRNA的部位3．肽基转移酶部位（肽合成酶），简称T因⼦：位于⼤亚基上，催化氨基酸间形成肽键，使肽链延长4．GTP酶部位：即转位酶（EF-G），简称G因⼦，对GTP具有活性，催化肽键从供体部位→受体部位核糖体上还有许多与起始因⼦、延长因⼦、释放因⼦以及各种酶相结合的位点核糖体的⼤⼩是以沉降系数S来表⽰，S数值越⼤、颗粒越⼤、分⼦量越⼤原核细胞与真核细胞核糖体的⼤⼩亚基是不同的⼆．核糖体循环（肽链合成）1.肽链启动阶段在蛋⽩质⽣物合成的启动阶段,核蛋⽩体的⼤、⼩亚基,mRNA与⼀种具有启动作⽤的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。

蛋白质合成和转运的分子机制蛋白质是构建生命体的重要基础，同时也是调节、催化、运输等多种生命活动的关键物质。

在细胞内，蛋白质的合成和转运是一个非常重要的过程，直接关系到细胞的正常生活活动和生存。

近年来，科学家们在研究蛋白质合成和转运的分子机制方面取得了很多重要进展。

一、蛋白质合成机制蛋白质合成是指通过信息传递过程将mRNA上的暗示信息转化成氨基酸序列，进而合成蛋白质的过程。

它是一种非常复杂的生物过程，既涉及到多种生物大分子，如核酸、RNA和蛋白质等，也涉及到很多分子机制，如转录、翻译、修饰等。

在这一复杂的蛋白质合成过程中，一些关键分子机制起到了非常重要的作用。

1.核糖体核糖体是细胞合成蛋白质时的重要工具。

它是一种特殊的蛋白质-RNA复合物，能够通过无数次反复地转录和翻译，使细胞内大量的蛋白质得以合成。

研究发现，核糖体的合成能力与其结构和配合物有着密不可分的联系，这意味着核糖体的变化可能能够导致蛋白质的合成机制也相应地发生改变。

2.蛋白酶体蛋白酶体是一种细胞内酶类分子，能够参与分解细胞内无法再利用的蛋白质。

蛋白酶体的存在对于蛋白质合成和转运过程有着重要的联系，因为通过蛋白酶体的分解，无效的蛋白质分子可以被重新利用，这样就可节省细胞的合成和修饰成本。

3.蛋白激酶蛋白激酶是一类负责蛋白质合成过程的糖化酶，它能够调节和激活特定的蛋白质，从而影响蛋白质的表达和合成。

蛋白激酶的降解和修饰作用对于蛋白质合成流程中的分子机制和稳定性有着直接的影响。

二、蛋白质转运机制蛋白质转运是指将细胞内合成的蛋白质从一个细胞区域传递到另一个细胞区域的过程。

这个过程与蛋白质的合成过程紧密相连，因为只有先对合成的蛋白质进行修饰和翻译，才能将其转移到特定的细胞区域。

1.肌动蛋白肌动蛋白是一种非常常见的细胞内蛋白质，它在蛋白质转运过程中发挥着非常重要的作用。

研究表明，肌动蛋白能够对蛋白质的运输和聚集起到重要的支配作用。

2.内质网内质网是细胞内的一个非常重要的蛋白质转运和修饰区域。

细胞内各种蛋白质的合成和转运途径引言：细胞是生物体的基本单位，其中蛋白质是构成细胞的重要组成部分。

细胞内的蛋白质合成和转运途径是维持细胞正常功能的关键过程。

本文将介绍细胞内蛋白质合成的主要途径，包括转录、翻译和后转录修饰，以及蛋白质的转运途径，包括核糖体、内质网和高尔基体等。

一、蛋白质合成的途径1. 转录蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA中的基因信息转录成RNA。

在细胞核中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶结合到DNA上，根据DNA模板合成mRNA。

mRNA是一条单链RNA，它携带着从DNA中转录得到的基因信息。

2. 翻译翻译是蛋白质合成的第二步，即将mRNA上的基因信息翻译成蛋白质。

翻译发生在细胞质中的核糖体中。

核糖体由rRNA和蛋白质组成，它能够识别mRNA上的密码子，并将相应的氨基酸连接起来，形成多肽链。

翻译的过程包括起始、延伸和终止三个阶段，通过tRNA和蛋白因子的参与完成。

3. 后转录修饰蛋白质合成的最后一步是后转录修饰，即对新合成的蛋白质进行修饰和折叠。

这一过程发生在内质网和高尔基体中。

内质网是一个复杂的膜系统，它能够将新合成的蛋白质进行折叠和修饰，如糖基化、磷酸化等。

高尔基体则进一步对蛋白质进行修饰，并将其定位到细胞的不同位置。

二、蛋白质的转运途径1. 核糖体核糖体是蛋白质合成的场所，它位于细胞质中。

在核糖体中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，通过蛋白因子的辅助，将氨基酸连接成多肽链。

核糖体能够识别起始密码子和终止密码子，从而控制蛋白质的合成过程。

2. 内质网内质网是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。

内质网上的核糖体能够合成蛋白质，并将其进行折叠和修饰。

折叠不正确的蛋白质将被内质网上的分解酶降解，而正确折叠的蛋白质则会进一步转运到高尔基体或其他细胞器。

3. 高尔基体高尔基体是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。

高尔基体接收来自内质网的蛋白质，并对其进行进一步修饰和定位。