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常见问答
核糖体-蛋白质合成过程概述

文章标签:核糖体 蛋白质合成 核糖体结合位点   蛋白质结构 氨基酸 

蛋白质是构成生物体的重要物质,蛋白质合成是按照 mRNA 转录物的核苷酸序列指定的顺序将氨基酸连接成多肽链。

合成蛋白质的主要物质有哪些?

核糖体是由核糖体RNA(rRNA)和许多核糖体蛋白组成的大分子复合物,是促进蛋白质合成的分子机器。氨基酸通过转RNA (tRNA) 被带到核糖体。mRNA的密码子,多数包含与之相匹配的互补密码子从而组成不同的氨基酸分子称为形成蛋白质的基础这个过程中,每个核糖体由两个具有不同功能的亚基组成,必须将它们聚集在一起才能进行蛋白质合成。

(40 S) 亚基结合 mRNA 并包含 tRNA 反密码子与互补 mRNA 序列匹配的位点。

(60 S) 亚基包含形成由 tRNA 带到核糖体的氨基酸之间的肽键的位点,从而产生多肽链,随后折叠形成最终的蛋白质结构。

mRNA 它可以与单个完整的 (80 S) 核糖体相关联,称为单体,或由多个核糖体在称为多核糖体的结构中同时翻译。 一旦核糖体到达一个没有匹配的 tRNA 的终止密码子,翻译就会终止,核糖体亚基解离并被回收用于另一轮翻译 。

蛋白质合成的过程是什么?

蛋白质合成过程简单地可以分为翻译、转录和终止。在翻译过程中,核糖体与mRNAtRNA起着重要作用。当单个核糖体与 mRNA 相结合被称为单体;当多个核糖体同时附着在一条mRNA上,形成链状状结构该结构称为多核糖体。

如下图中所示:C(左)翻译抑制因子 eIF4EBP1-3 PDCD4 可以分别阻止 eIF4E eIF4A eIF4G 支架蛋白结合。(中)eIF4F 与mRNA 结合 的示意图。(右)预引发复合物示意图

蛋白质合成示意图.webp

      将 mRNA 序列翻译成蛋白质主要有三个步骤:翻译起始、延伸和终止。关于蛋白质合成的重点就是翻译起始。在 RNA 聚合酶 II 介导的转录过程中,所有哺乳动物 mRNA 在其 5' 端都用甲基化鸟苷帽标记。帽结构对于结合蛋白质至关重要,这些蛋白质通过将 mRNA 募集到核糖体来控制翻译起始或通过阻止核糖体相互作用来抑制翻译 。哺乳动物细胞中的大多数 mRNA 通过 eIF4F 复合物进行翻译,该复合物是由蛋白质 eIF4E、eIF4G 和 eIF4A组成的异源三聚体 。

如图 1c所示, eIF4E 结合 mRNA 帽以招募 mRNA 进行翻译。许多 mRNA 在其 5' 非翻译区 (UTR) 中具有二级结构。当 eIF4A 与 eIF4G 结合时,它通过其 RNA 解旋酶活性介导这些二级结构的展开,eIF4B 和 eIF4H 可以增强这种活性。eIF4G 充当支架蛋白,增强 eIF4A 活性并将结合 eIF4E 的 mRNA 带到起始前复合物 (PIC)PIC 包含小的核糖体亚基和一系列其他翻译起始因子,包括 GTP 结合的 eIF2,它介导起始 tRNA 的结合。

eIF4G 还招募多聚腺苷酸结合蛋白,它与 3' mRNA 末端相互作用,允许转录物环化并增强蛋白质翻译。一旦被招募,PIC 扫描 mRNA 寻找翻译起始位点,由编码氨基酸甲硫氨酸的 AUG 密码子指示。一旦识别出起始密码子并与带蛋氨酸的 tRNA 配对,eIF2-GTP 就会水解并从 PIC 中解离,并构成大核糖体。此时,蛋白质延伸开始

终止密码子是mRNA上的三联体碱基序列,分别决定了蛋白质的翻译的起始和终止 

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