文章標(biāo)簽:核糖體 蛋白質(zhì)合成 核糖體結(jié)合位點(diǎn)   蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 氨基酸 

蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的重要物質(zhì)，蛋白質(zhì)合成是按照 mRNA 轉(zhuǎn)錄物的核苷酸序列指定的順序?qū)被徇B接成多肽鏈。

合成蛋白質(zhì)的主要物質(zhì)有哪些？

核糖體是由核糖體RNA（rRNA）和許多核糖體蛋白組成的大分子復(fù)合物，是促進(jìn)蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)器。氨基酸通過(guò)轉(zhuǎn)移 RNA (tRNA) 被帶到核糖體。mRNA中的密碼子，多數(shù)包含與之相匹配的互補(bǔ)密碼子從而組成不同的氨基酸分子稱為形成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。這個(gè)過(guò)程中，每個(gè)核糖體是由兩個(gè)具有不同功能的亞基組成，必須將它們聚集在一起才能進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。

小 (40 S) 亞基結(jié)合 mRNA 并包含 tRNA 反密碼子與互補(bǔ) mRNA 序列匹配的位點(diǎn)。

大 (60 S) 亞基包含形成由 tRNA 帶到核糖體的氨基酸之間的肽鍵的位點(diǎn)，從而產(chǎn)生多肽鏈，隨后折疊形成最終的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

mRNA 它可以與單個(gè)完整的 (80 S) 核糖體相關(guān)聯(lián)，被稱為單體，或由多個(gè)核糖體在稱為多核糖體的結(jié)構(gòu)中同時(shí)翻譯。 一旦核糖體到達(dá)一個(gè)沒(méi)有匹配的 tRNA 的終止密碼子，翻譯就會(huì)終止，核糖體亞基解離并被回收用于另一輪翻譯 。

蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是什么？

蛋白質(zhì)合成過(guò)程簡(jiǎn)單地可以分為三步：翻譯、轉(zhuǎn)錄和終止。在翻譯過(guò)程中，核糖體與mRNA、tRNA起著重要作用。當(dāng)單個(gè)核糖體與 mRNA 相結(jié)合被稱為單體；當(dāng)多個(gè)核糖體同時(shí)附著在某一條mRNA鏈上，形成鏈狀狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)稱為多核糖體。

如下圖中所示：C（左）翻譯抑制因子 eIF4EBP1-3 和 PDCD4 可以分別阻止 eIF4E 和 eIF4A 與 eIF4G 支架蛋白結(jié)合。（中）eIF4F 與mRNA 結(jié)合 的示意圖。（右）預(yù)引發(fā)復(fù)合物示意圖

      將 mRNA 序列翻譯成蛋白質(zhì)主要有三個(gè)步驟：翻譯起始、延伸和終止。關(guān)于蛋白質(zhì)合成的重點(diǎn)就是翻譯起始。在 RNA 聚合酶 II 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，所有哺乳動(dòng)物 mRNA 在其 5' 端都用甲基化鳥(niǎo)苷帽標(biāo)記。帽結(jié)構(gòu)對(duì)于結(jié)合蛋白質(zhì)至關(guān)重要，這些蛋白質(zhì)通過(guò)將 mRNA 募集到核糖體來(lái)控制翻譯起始或通過(guò)阻止核糖體相互作用來(lái)抑制翻譯 。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的大多數(shù) mRNA 通過(guò) eIF4F 復(fù)合物進(jìn)行翻譯，該復(fù)合物是由蛋白質(zhì) eIF4E、eIF4G 和 eIF4A組成的異源三聚體 。

如圖 1c所示, eIF4E 結(jié)合 mRNA 帽以招募 mRNA 進(jìn)行翻譯。許多 mRNA 在其 5' 非翻譯區(qū) (UTR) 中具有二級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng) eIF4A 與 eIF4G 結(jié)合時(shí)，它通過(guò)其 RNA 解旋酶活性介導(dǎo)這些二級(jí)結(jié)構(gòu)的展開(kāi)，eIF4B 和 eIF4H 可以增強(qiáng)這種活性。eIF4G 充當(dāng)支架蛋白，增強(qiáng) eIF4A 活性并將結(jié)合 eIF4E 的 mRNA 帶到起始前復(fù)合物 (PIC)。PIC 包含小的核糖體亞基和一系列其他翻譯起始因子，包括 GTP 結(jié)合的 eIF2，它介導(dǎo)起始 tRNA 的結(jié)合。

eIF4G 還招募多聚腺苷酸結(jié)合蛋白，它與 3' mRNA 末端相互作用，允許轉(zhuǎn)錄物環(huán)化并增強(qiáng)蛋白質(zhì)翻譯。一旦被招募，PIC 掃描 mRNA 尋找翻譯起始位點(diǎn)，由編碼氨基酸甲硫氨酸的 AUG 密碼子指示。一旦識(shí)別出起始密碼子并與帶蛋氨酸的 tRNA 配對(duì)，eIF2-GTP 就會(huì)水解并從 PIC 中解離，并構(gòu)成大核糖體。此時(shí)，蛋白質(zhì)延伸開(kāi)始。

終止密碼子是mRNA上的三聯(lián)體堿基序列，分別決定了蛋白質(zhì)的翻譯的起始和終止。 

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