细胞内蛋白质的合成与运输_论文

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细胞内蛋白质合成与转运的调控

细胞内蛋白质合成与转运的调控

细胞内蛋白质合成与转运的调控蛋白质是构成生物体的重要基本组成部分,它们在细胞内发挥着各种重要的功能。

细胞内的蛋白质合成和转运过程受到严格的调控,以确保细胞内蛋白质的正常合成和定位。

本文将介绍细胞内蛋白质合成的过程以及调控机制。

一、蛋白质合成的过程蛋白质合成是一个复杂的过程,涉及到多个环节和参与因子。

简单来说,它包括转录、转运和翻译三个主要步骤。

1. 转录转录是将DNA上的遗传信息转录成RNA的过程。

在蛋白质合成中,主要通过基因转录产生mRNA(信使RNA)。

这一过程由RNA聚合酶酶依赖性地进行,通过与DNA模板链上的碱基序列互补配对,合成相应的mRNA分子。

2. 转运转运是将合成的mRNA通过核孔膜转运到细胞质的过程。

核孔膜是细胞核与细胞质之间的界面,具有选择性的通透性,通过核孔膜蛋白形成的核孔实现对mRNA的通行。

3. 翻译翻译是将mRNA的信息转译成蛋白质的过程。

它发生在细胞质中的核糖体上,核糖体是由rRNA(核糖体RNA)和蛋白质组成的复合物。

在翻译过程中,mRNA的三个核苷酸为一个密码子,对应着氨基酸,通过rRNA和tRNA(转运RNA)的配对作用,将氨基酸逐个连接起来,形成多肽链,最终折叠成功能性蛋白质。

二、蛋白质合成与转运的调控为了确保细胞内蛋白质的合成和定位准确无误,细胞发展了一系列的调控机制。

1. 转录调控转录调控主要通过转录因子的调节来实现。

转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质,它们通过与DNA特定的序列结合,激活或抑制基因的转录活性。

这种调控方式可以在转录起始位点上引导RNA聚合酶的结合,或者阻止其结合,从而影响mRNA的合成速度和数量。

2. 转运调控转运调控主要通过核孔膜复合物的选择性和通透性来实现。

核孔膜复合物是由多个蛋白质组成的复合物,它可以识别和结合mRNA分子,并控制其在核孔膜上的转运速度。

此外,核孔膜蛋白还可以通过与其他蛋白质相互作用,调控细胞内信号转导和蛋白质定位。

细胞内蛋白质的合成与运输_论文

细胞内蛋白质的合成与运输_论文

细胞内蛋⽩质的合成与运输_论⽂细胞内蛋⽩质的合成与运输摘要:蛋⽩质是⼀切⽣命的物质基础,这不仅是因为蛋⽩质是构成机体组织器官的基本成分,更重要的是蛋⽩质本⾝不断地进⾏合成与分解。

这种合成、分解的对⽴统⼀过程,推动⽣命活动,调节机体正常⽣理功能,保证机体的⽣长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。

根据现代的⽣物学观点,蛋⽩质和核酸是⽣命的主要物质基础。

关键字:多肽链、蛋⽩质、翻译、核糖体、运输途径、运输⽅式,研究前景前⾔:国家重⼤科学研究计划对中国的四项重要科学研究所涉及的领域分别作了详细说明,四个项⽬分别是蛋⽩质研究,量⼦调控研究,纳⽶研究,发育与⽣殖研究。

尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有⼀半以上基因的功能是未知的。

⽬前功能基因组中所采⽤的策略,如基因芯⽚、基因表达序列分析等,都是从细胞中mRNA的⾓度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的⽔平反映了蛋⽩质表达的⽔平。

但事实并不完全如此,从DNA mRNA蛋⽩质,存在三个层次的调控,即转录⽔平调控,翻译⽔平调控,翻译后⽔平调控。

从mRNA⾓度考虑,实际上仅包括了转录⽔平调控,并不能全⾯代表蛋⽩质表达⽔平。

⽏庸置疑,蛋⽩质是⽣理功能的执⾏者,是⽣命现象的直接体现者,对蛋⽩质结构和功能的研究将直接阐明⽣命在⽣理或病理条件下的变化机制。

蛋⽩质本⾝的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋⽩质间相互作⽤以及蛋⽩质构象等问题,仍依赖于直接对蛋⽩质的研究来解决。

虽然蛋⽩质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋⽩质研究技术远远⽐核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个⽣命过程。

⼀、蛋⽩质⽣物合成过程遗传密码表在mRNA的开放式阅读框架区,以每3个相邻的核苷酸为⼀组,代表⼀种氨基酸或其他信息,这种三联体形势称为密码⼦(codon)。

如图,通常的开放式阅读框架区包含500个以上的密码⼦。

遗传密码的特点⼀⽅向性:密码⼦及组成密码⼦的各碱基在mRNA序列中的排列具有⽅向性(direction),翻译时的阅读⽅向只能是5ˊ→3ˊ。

细胞生物学中的细胞内蛋白质转运机制研究进展

细胞生物学中的细胞内蛋白质转运机制研究进展

细胞生物学中的细胞内蛋白质转运机制研究进展细胞内蛋白质转运机制是细胞生物学领域中一个重要的研究方向,它涉及蛋白质合成、转运以及定位等过程。

本文将介绍细胞内蛋白质转运机制的研究进展,包括信号肽识别、蛋白质转运机制和质体膜蛋白的定位等内容。

一、信号肽识别细胞内蛋白质转运的第一步是信号肽的识别。

信号肽是一段特殊的氨基酸序列,用来指导蛋白质转运到特定的细胞器或细胞外。

近年来的研究表明,信号识别粒子(SRP)在信号识别过程中起到了重要的作用。

SRP是一个由多个蛋白质和RNA组成的复合物,它可以识别并结合信号肽。

通过SRP识别信号肽后,蛋白质将与内质网上的SRP受体结合,从而完成信号肽的识别和转运。

二、蛋白质转运机制细胞内蛋白质转运机制包括胞浆蛋白转运和膜蛋白转运两种方式。

胞浆蛋白转运是指蛋白质在细胞内的液体环境中进行运输,它通常与分子伴侣一起工作。

研究发现,分子伴侣可以保持蛋白质的稳定性,并在转运过程中帮助蛋白质正确折叠和定位。

膜蛋白转运是指蛋白质在细胞膜上进行运输,它包括内质网向高尔基体、高尔基体向细胞膜以及细胞膜上的蛋白质在不同区域之间进行转运。

这些转运过程涉及多个蛋白质复合物的参与,包括分泌信号粒、蛋白转运通道以及运输囊泡等。

三、质体膜蛋白的定位质体膜蛋白是细胞内蛋白质转运中的一个重要组成部分,它们在维持细胞功能和结构方面发挥着重要作用。

质体膜蛋白的定位过程与胞内转运机制密切相关。

研究发现,质体膜蛋白的定位依赖于N-端信号肽和蛋白导向因子的配合。

一些特定的蛋白导向因子可以识别和结合质体膜蛋白的信号肽,然后将其转运到质体膜上。

这个过程不仅涉及到蛋白质与导向因子的相互作用,还包括质体膜上的相应受体识别和结合。

细胞内蛋白质转运机制的研究进展不仅深化了我们对细胞功能和结构调控的理解,还为疾病的治疗和新型药物的研发提供了重要依据。

例如,一些疾病与蛋白质转运异常有关,对与蛋白质转运机制的深入了解有助于发现相关疾病的治疗靶点。

原核细胞分泌蛋白的合成和运输过程

原核细胞分泌蛋白的合成和运输过程

原核细胞分泌蛋白的合成和运输过程要写一篇关于原核细胞分泌蛋白的合成和运输过程的文章,我们可以从一个轻松幽默的角度来展开。

首先,让我们简单明了地了解一下原核细胞的蛋白质合成与运输的全过程,像讲故事一样,让你对这个生物学话题感兴趣。

1. 蛋白质的合成:从“头”到“尾”原核细胞里的蛋白质合成,简单说就是细胞如何生产这些对它们生活至关重要的“工人”。

一开始,细胞里的DNA像一本厚重的食谱书,里面写满了制作不同蛋白质的配方。

细胞里有个叫做“转录”的过程,简单来说,就是把这本食谱上的内容抄到一张便条纸上,这张便条纸叫做mRNA。

接着,这张便条会被送到细胞的工厂里——也就是核糖体。

核糖体就像是工厂的生产线,它根据mRNA上的“说明书”来拼装蛋白质。

想象一下,一个厨师根据菜谱做菜一样,只不过这儿的原料是氨基酸。

氨基酸就像是菜谱里的各种配料,厨师需要把它们一一混合、加热、调味,最终完成美味的蛋白质。

整个过程虽然看似简单,但每一步都要精准无误,不能出现一丝差错。

2. 从工厂到外面的世界:蛋白质的运输好了,蛋白质做好了,接下来就是如何把它们送到需要它们的地方。

原核细胞不像真核细胞那样有复杂的运输系统,它们通常通过简单的方式完成这项任务。

完成的蛋白质会被“包装”到细胞膜上的小泡泡里,这些小泡泡叫做“分泌泡”。

分泌泡就像是快递公司,用来运输蛋白质到细胞外。

这些分泌泡会和细胞膜融合,把里面的蛋白质释放到外面。

就像你把快递箱从家里送到门口,分泌泡把蛋白质送到细胞外。

这个过程可能看起来很简单,但实际上,需要细胞膜和分泌泡之间的精准配合,才能保证蛋白质顺利到达目的地。

3. 过程中的“微小细节”:从“开始”到“结束”在这整个过程中,有许多微小的细节需要注意。

比如,在蛋白质合成的过程中,氨基酸的顺序必须完全正确,否则蛋白质的功能就会受到影响。

这就好比做一道复杂的菜肴,配料的比例和顺序都至关重要。

任何一点差错,都可能导致做出来的菜肴味道大打折扣。

细胞内蛋白质的合成与运输 论文

细胞内蛋白质的合成与运输 论文

细胞内蛋白质的合成与运输摘要:蛋白质生物的合成亦称为翻译(Translation),即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为多肽链中的氨基酸排列顺序过程。

不同的组织细胞具有不同的生理功能,是因为它们表达不同的基因,产生具有特殊功能的蛋白质,参与蛋白质生物合成的成份至少有200种,其主要由mRNA、tRNA、核糖核蛋白体以及有关的酶和蛋白质因子共同组成。

原核生物与真核生物的蛋白质合成过程中有很多的区别,真核生物此过程更复杂,原核生物蛋白质合成的过程可分为五个阶段,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。

细胞内蛋白质有多种运输途径,一般可分为三种类型:翻译后转运的蛋白质运输途径;共翻译转运的蛋白质运输途径;蛋白质的胞吞途径。

主要三种运输方式:门控运输、穿膜运输和小泡运输。

关键字:多肽链、蛋白质、翻译、核糖体、运输途径、运输方式前言:随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了后基因组时代。

在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。

尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。

目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。

但事实并不完全如此,从DNA mRNA 蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控,翻译水平调控,翻译后水平调控。

从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。

毋庸置疑,蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。

蛋白质本身的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题,仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。

虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。

细胞内蛋白质定位与运输机制

细胞内蛋白质定位与运输机制

细胞内蛋白质定位与运输机制随着细胞学和分子生物学的发展,研究细胞内蛋白质定位与运输机制已成为生物学领域的重要课题之一。

在细胞内,大量的蛋白质需要被定位到特定的亚细胞结构或器官内,以执行其特定的功能。

然而,这些蛋白质大小和复杂性各异,如何正确地定位和运输它们成了一个有挑战的问题。

核糖体合成的蛋白质最初被合成成为肽链。

然后,在细胞内,肽链需要被定位和运输到正确的位置,并被修饰为成熟功能蛋白质。

这个过程需要细胞内的一系列细胞器负责不同的任务。

蛋白定位的类型蛋白定位的类型有两种:一种是针对细胞内浆膜系统进行的,可以形成包括高尔基体、内质网、粒体、叶绿体等各种各样的细胞器中。

另一种是针对胞外进行的,可以形成分泌蛋白、细胞膜蛋白、细胞骨架蛋白等。

细胞内的蛋白定位和运输主要依赖于信号序列。

在蛋白质的氨基酸序列中,存在一些称为信号肽的特殊序列,这些信号肽标记了蛋白质的特定定位及其需要的后续运输路径。

信号肽可分为核序列、线性无序序列、表面结构与磷酸化序列等。

核序列是存在于交运运输蛋白及核糖体合成蛋白中的;线性无序序列是存在于亚细胞局部翻译的多肽中,它的特点是这些多肽的氨基酸序列长短不一,不成模式。

表面结构与磷酸化序列指的是蛋白质表面的结构或存在磷酸化位点等。

在自发性分泌的细胞因子中,它的N端序列是它的信号肽。

例如,组成胰岛素的多肽含有一个位于N端的氨基酸序列 M K D V H F R K, 必须保持完好的3D 结构并搬运至胰腺细胞外分泌域。

当多肽通过高尔基体进入到粘液泡时,由泡膜内的蛋白酶酶剪,这样粘液泡就可以并入质膜从而实现胰岛素的分泌。

蛋白质运输的方式分划不同的细胞:蛋白质运输可以通过多种方式进行,例如可利用粘着蛋白与支架骨架的直接运输交互、磷脂双层囊泡间的融合贡献、通过细管法进行的分泌。

细管法允许高特异性的分泌,且可进行微分部分分泌2且分泌控制不受胞质环境的影响被注射至超宿主细胞或消化液中其交运过程的分泌和运输途径是跨细胞膜或内膜运到目的地,对于每一种蛋白质其运输的机制还可能存在多种,比如动力学、分子核算和细胞学等三个层次。

蛋白质合成后的靶向运输

蛋白质合成后的靶向运输

蛋白质合成后的靶向运输蛋白质合成是生命活动中的重要过程之一,它涉及到许多复杂的机制和步骤。

在蛋白质合成之后,需要进行一种特殊的运输过程,将其运送到正确的位置,以发挥其功能。

这一过程被称为蛋白质的靶向运输。

一、蛋白质的合成与定位蛋白质合成涉及一系列复杂的细胞过程,包括核糖体合成氨基酸序列,以及蛋白质折叠和修饰等步骤。

一旦蛋白质合成完成,它们需要被定位到正确的细胞区域,以执行其功能。

这个过程是由一种特殊的蛋白质运输系统完成的。

二、蛋白质靶向运输的机制蛋白质的靶向运输主要依赖于分子伴侣和定位信号。

分子伴侣是一些能够帮助蛋白质折叠、组装和运输的蛋白质,它们在细胞内寻找正确的折叠或未折叠的蛋白质,并帮助它们进行正确的定位。

而定位信号则是一些蛋白质分子上特殊的区域,能够识别并被细胞运输系统识别,从而引导蛋白质到正确的位置。

三、蛋白质运输的方式蛋白质的运输方式多种多样,包括膜泡运输、细胞质环路运输、细胞间运输等。

膜泡运输是将蛋白质包裹在膜泡中,通过一系列的膜泡出芽和融合,将蛋白质运输到正确的位置。

细胞质环路运输则是利用一些特殊的机制,让蛋白质在细胞质中循环,最后到达目的地。

而细胞间运输则是通过细胞之间的接触、信号转导等方式,将蛋白质从一个细胞运输到另一个细胞。

四、靶向运输在细胞中的重要性蛋白质的靶向运输对于细胞的正常功能至关重要。

无论是细胞内的生理过程还是细胞间的通讯,都需要蛋白质能够准确地到达目的地。

如果蛋白质不能被有效地运输和定位,将会导致许多严重的生物医学问题,如神经退行性疾病、糖尿病、癌症等。

总的来说,蛋白质的合成后的靶向运输是一个复杂而关键的过程,它确保了蛋白质能够到达正确的位置,以执行其功能。

这个过程涉及到许多不同的机制和步骤,需要细胞内各种分子的精密协作。

对这一过程的理解将有助于我们更好地理解细胞的功能和疾病的发生机制,也可能为未来的药物开发提供新的方向和思路。

总的来说,“蛋白质合成后的靶向运输”这一过程是细胞内精密而复杂的机制之一,它确保了蛋白质能够有效地执行其功能,对于细胞的正常生理活动至关重要。

细胞内各种蛋白质的合成和转运途径

细胞内各种蛋白质的合成和转运途径

细胞内各种蛋白质的合成和转运途径细胞是生命的基本单位,其中蛋白质是细胞的重要组成部分。

蛋白质的合成和转运是维持细胞正常功能的关键过程。

本文将从蛋白质的合成和转运途径两个方面进行探讨,旨在揭示细胞内蛋白质的合成和转运机制。

一、蛋白质的合成蛋白质的合成发生在细胞内的核糖体中,包括转录和翻译两个过程。

转录是指DNA序列的信息被转录成RNA分子的过程,而翻译是指RNA分子被翻译成蛋白质的过程。

1. 转录转录是蛋白质合成的第一步,它在细胞核中进行。

转录的过程包括三个主要步骤:起始、延伸和终止。

起始阶段,RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,开始合成RNA分子;延伸阶段,RNA聚合酶沿着DNA模板链进行核苷酸的配对合成RNA链;终止阶段,RNA聚合酶在遇到终止信号后停止合成RNA链,释放出已合成的RNA分子。

2. 翻译翻译是蛋白质合成的第二步,它在细胞质中的核糖体中进行。

翻译的过程包括三个主要步骤:启动、延伸和终止。

启动阶段,核糖体与起始tRNA和mRNA上的起始密码子结合,形成翻译复合体;延伸阶段,核糖体沿着mRNA链解读密码子,将相应的氨基酸带入核糖体,形成多肽链;终止阶段,核糖体在遇到终止密码子时停止翻译,释放出已合成的多肽链。

二、蛋白质的转运途径蛋白质合成完成后,需要经过一系列的转运途径才能到达其最终的功能位置。

蛋白质的转运途径包括:核糖体输出通路、内质网转运途径、高尔基体转运途径和细胞膜转运途径。

1. 核糖体输出通路核糖体输出通路是蛋白质从核糖体转运到细胞质的途径。

在核糖体输出通路中,合成的蛋白质通过核孔复合体进入细胞质,并与分子伴侣蛋白结合形成复合物,以保护和引导蛋白质的正确折叠和定位。

2. 内质网转运途径内质网转运途径是蛋白质从核糖体进入内质网的途径。

在内质网转运途径中,合成的蛋白质通过信号肽识别和内质网蛋白质质量控制系统的检查,进入内质网腔室,并在内质网中进行折叠和修饰。

3. 高尔基体转运途径高尔基体转运途径是蛋白质从内质网进入高尔基体的途径。

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细胞内蛋白质的合成与运输摘要:蛋白质是一切生命的物质基础,这不仅是因为蛋白质是构成机体组织器官的基本成分,更重要的是蛋白质本身不断地进行合成与分解。

这种合成、分解的对立统一过程,推动生命活动,调节机体正常生理功能,保证机体的生长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。

根据现代的生物学观点,蛋白质和核酸是生命的主要物质基础。

关键字:多肽链、蛋白质、翻译、核糖体、运输途径、运输方式,研究前景前言:国家重大科学研究计划对中国的四项重要科学研究所涉及的领域分别作了详细说明,四个项目分别是蛋白质研究,量子调控研究,纳米研究,发育与生殖研究。

尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。

目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。

但事实并不完全如此,从DNA mRNA蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控,翻译水平调控,翻译后水平调控。

从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。

毋庸置疑,蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。

蛋白质本身的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题,仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。

虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。

一、蛋白质生物合成过程遗传密码表在mRNA的开放式阅读框架区,以每3个相邻的核苷酸为一组,代表一种氨基酸或其他信息,这种三联体形势称为密码子(codon)。

如图,通常的开放式阅读框架区包含500个以上的密码子。

遗传密码的特点一方向性:密码子及组成密码子的各碱基在mRNA序列中的排列具有方向性(direction),翻译时的阅读方向只能是5ˊ→3ˊ。

二连续性:mRNA序列上的各个密码子及密码子的各碱基是连续排列的,密码子及密码子的各个碱基之间没有间隔,每个碱基只读一次,不重叠阅读。

三简并性:一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其编码。

遗传密码表中显示,每个氨基酸都有2,3,4或6个密码子为其编码(除甲硫氨酸只有一个外),但每种密码子只对应一个氨基酸,或对应终止信息。

四通用性:生物界的所有生物,几乎都通用这一套密码子表五摆动性:tRNA的最后一位,和mRNA的对应不完全,导致了简并性氨基酸活化在进行合成多肽链之前,必须先经过活化,然后再与其特异的tRNA合,带到mRNA 相应的位置上,这个过程靠tRNA合成酶催化,此酶催化特定的氨基酸与特异的tRNA 相结合,生成各种氨基酰tRNA.每种氨基酸都靠其特有合成酶催化,使之和相对应的tRNA结合,在氨基酰tRNA合成酶催化下,利用A TP供能,在氨基酸羧基上进行活化,形成氨基酰-AMP,再与氨基酰tRNA合成酶结合形成三联复合物,此复合物再与特异的tRNA作用,将氨基酰转移到tRNA的氨基酸臂(即3'-末端CCA-OH)上(图1)。

原核细胞中起始氨基酸活化后,还要甲酰化,形成甲酰蛋氨酸tRNA,由N10甲酰四氢叶酸提供甲酰基。

而真核细胞没有此过程。

前面讲过运载同一种氨基酸的一组不同tRNA称为同功tRNA。

一组同功tRNA由同一种氨酰基tRNA合成酶催化。

氨基酰tRNA合成酶对tRNA和氨基酸两者具有专一性,它对氨基酸的识别特异性很高,而对tRNA识别的特异性较低。

氨基酰tRNA合成酶是如何选择正确的氨基酸和tRNA 呢?按照一般原理,酶和底物的正确结合是由二者相嵌的几何形状所决定的,只有适合的氨基酸和适合的tRNA进入合成酶的相应位点,才能合成正确的氨酰基tRNA。

现在已经知道合成酶与L形tRNA的内侧面结合,结合点包括接近臂,DHU臂和反密码子臂(图2)。

氨基酰-tRNA合成酶与tRNA的相互作用,可见氨酸接受柄、乍看起来,反密码子似乎应该与氨基酸的正确负载有关,对于某些tRNA也确实如此,然而对于大多数tRNA来说,情况并非如此,人们早就知道,当某些tRNA上的反密码子突变后,但它们所携带的氨工酸却没有改变。

1988年,候稚明和Schimmel的实验证明丙氨酸tRNA酸分子的氨基酸臂上G3:U70这两个碱基发生突变时则影响到丙氨酰tRNA合成酶的正确识别,说明G3:U70是丙氨酸tRNA分子决定其本质的主要因素。

tRNA分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子。

一种氨基酰tRNA合成酶可以识别以一组同功tRNA,这说明它们具有共同特征。

例如三种丙氨酸tRNA(tRNAAlm/CUA,tRNAAim/GGC,tRNAAin/UGC都具有G3:U70副密码子。

)但没有充分的证据说明其它氨基酰tRNA合成酶也识别同功tRNA组中相同的副密码子。

另外副密码子也没有固定的位置,也可能并不止一个碱基对。

多肽链合成核蛋白体大小亚基,mRNA起始RNA和起始因子共同参与肽链合成的起始。

1、大肠杆菌细胞翻译起始复合物形成的过程:⑴核糖体30S小亚基附着于mRNA起始信号部位:原核生物中每一个mRNA都具有其核糖体结合位点,它是位于AUG上游8-13个核苷酸处的一个短片段叫做SD 序列。

这段序列正好与30S小亚基中的16S rRNA3’端一部分序列互补,因此SD序列也叫做核糖体结合序列,着核糖体mRNA上AUG的正确位置来起始肽链的合成,该结合反应由起始因子3(IF-3)介导,另外IF-1促进IF-3与小亚基的结合,故先形成IF3-30S亚基-mRNA三元复合物。

⑵30S前起始复合物的形成:在起始因子2作用下,甲酰蛋氨酰起始tRNA与mRNA分子中的AUG相结合,即密码子与反密码子配对,同时IF3从三元复合物中脱落,形成30S前起始复合物,即IF2-3S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物,此步需要GTP和Mg2+参与。

⑶70S起始复合物的形成:50S亚基上述的30S前起始复合物结合,同时IF2脱落,形成70S起始复合物,即30S亚基-mRNA-50S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物。

此时fMet-tRNAfmet占据着50S亚基的肽酰位。

而A 位则空着有待于对应mRNA中第二个密码的相应氨基酰tRNA进入,从而进入延长阶段。

2、真核细胞蛋白质合成的起始真核细胞蛋白质合成起始复合物的形成中需要更多的起始因子参与,因此起始过程也更复杂。

⑴需要特异的起始tRNA即,-tRNAfme,并且不需要N端甲酰化。

已发现的核起始因有近10种(eukaryote Initiation factor,eIF)⑵起始复合物形成在mRNA5’端AUG上游的帽子结构,(除某些病毒mRNA外)⑶A TP水解为ADP供给mRNA结合所需要的能量。

真核细胞起始复合物的形成过程是:翻译起始也是由eIF-3结合在40S小亚基上而促进80S核糖体解离出60S大亚基开始,同时eIF-2在辅eIF-2作用下,与Met-tRNAfmet及GTP结合,再通过eIF-3及eIF-4C的作用,先结合到40S小亚基,然后再与mRNA结合。

mRNA结合到40S小亚基时,除了eIF-3参加外,还需要eIF-1、eIF-4A及eIF-4B并由A TP小解为ADP及Pi来供能,通过帽结合因子与mRNA的帽结合而转移到小亚基上。

但是在mRNA5’端并未发现能与小亚基18SRNA 配对的S-D序列。

目前认为通过帽结合后,mRNA在小亚基上向下游移动而进行扫描,可使mRNA上的起始密码AUG在Met-tRNAfmet的反密码位置固定下来,进行翻译起始。

肽链的延长、终止和释放多肽链的延长在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位,转肽和移位三个步骤。

⑴为密码子所特定的氨基酸tRNA结合到核蛋白体的A位,称为进位。

氨基酰tRNA 在进位前需要有三种延长因子的作用,即,热不稳定的E(Unstable temperature,EF)EF-Tu,热稳定的EF(stable temperature EF,EF-Ts)以及依赖GTP的转位因子。

EF-Tu首先与GTP结合,然后再与氨基酰tRNA结合成三元复合物,这样的三元复合物才能进入A位。

此时GTP水解成GDP,EF-Tu和GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA分离。

多肽链合成后的加工修饰1.一级结构的加工修饰⑴N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除:N端甲酰蛋氨酸是多肽链合成的起始氨基酸,必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。

其过程是:①去甲酰化;②去蛋氨酰基。

⑵氨基酸的修饰:由专一性的酶催化进行修饰,包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。

⑶二硫键的形成:由专一性的氧化酶催化,将-SH氧化为-S-S-。

⑷肽段的切除:由专一性的蛋白酶催化,将部分肽段切除。

2.高级结构的形成⑴构象的形成:在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下,形成特定的空间构象。

⑵亚基的聚合。

⑶辅基的连接。

3.靶向输送蛋白质合成后,定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送。

大多数情况下,被输送的蛋白质分子需穿过膜性结构,才能到达特定的地点。

因此,在这些蛋白质分子的氨基端,一般都带有一段疏水的肽段,称为信号肽。

分泌型蛋白质的定向输送,就是靠信号肽与胞浆中的信号肽识别粒子(SRP)识别并特异结合,然后再通过SRP 与膜上的对接蛋白(DP)识别并结合后,将所携带的蛋白质送出细胞。

信号肽假说:信号肽位于新合成的分泌蛋白N端。

对分泌蛋白的靶向运输起决定作用。

①细胞内的信号肽识别颗粒(SRP)识别信号肽,使肽链合成暂时停止,SRP引导核蛋白体结合粗面内质网膜;②SRP识别、结合内质网膜上的对接蛋白,水解GTP使SRP分离,多肽链继续延长;③信号肽引导延长多肽进入内质网腔后,经信号肽酶切除。

分泌蛋白在高尔基体包装成分泌颗粒出胞二、蛋白质运输的途径细胞内蛋白质有多种运输途径,一般可分为三种类型:1、翻译后转运的蛋白质运输途径:蛋白质在核糖体上合成后释放到细胞质基质中,其中一些蛋白质不带分选信号,就留在细胞质基质中;而大多数蛋白质带有分选信号,将按其分选信号种类分别转运到细胞的不同部位。

由于这种转运是在蛋白质分子完全合成后进行的,因此称为翻译后转运。

属于这种蛋白质运输途径的主要有:(1)蛋白质从细胞质基质通过核孔复合体到细胞核的运输;(2)蛋白质从细胞质基质到线粒体的运输;(3)蛋白质从细胞质基质到过氧化物酶体的运输。

2、共翻译转运的蛋白质运输途径:蛋白质在核糖体上合成过程中转移到内质网,即在核糖体上多肽链开始合成不久,在N-末端形成的信号肽引导核糖体附着到内质网膜上,信号肽穿入内质网腔并继续其合成过程,新合成的多肽链可游离于内质网腔内成为可溶性蛋白,也可插入内质网膜成为跨膜蛋白。

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