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暨南大学生物化学讲义-第十三章 蛋白质的生物合成(翻译)(4)

暨南大学 /2011-11-25

或称作 CBPa,CBPb,分子量分别为 24及 300kD。 CBP-I即eIF4E,CBP-II即 eIF4F,后者兼有解螺旋酶和ATP酶活性,是主要的帽结合蛋白,AIF4A。4B、4E共同促进这一结合

过程(图13-6)。

    eIF中,以 eIF2研究得较多和较清楚。因为真核生物mRNA上没有 RBS序列,翻译

起始不是像原核生物那样,mRNA先于起始tRNA结合到核蛋白体小亚基上。真核生物

的翻译起始先由eIF2与met-tRNAimet及GTP结合成复合体,在eIF3及eIF4C的协助下,结合到4OS核蛋白体亚基上,然后mRNA上的AUG才辨认tRNAimet及上的反密码,在各种eIF4的协助下进入 4OS亚基(图 13- 6)。所以,  eIF2是生成起始复合物首先必需的蛋白质因子。正如前面谈到许多代谢调控过程那样,调控的关键位点往往在一系列反应的最先一两步反应,所以eIF2是真核生物蛋白质合成调控的关键物质,也是作为众多生物

活性物质、抗代谢物。抗生素等物质作用的靶点。这就不难体会,对eIF2的研究较多

和较彻底了。

                          二、肽链的延长

    翻译过程的肽链延长,也称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)。广义的核蛋白体循环

可指翻译全过程,因为这一过程也全是在核蛋白体上连续地、循环式地进行着。延长过

程所需的蛋白质因子称EF,见表13-5。

  每次核蛋白体循环又可分三个步骤:进位(entrance)或称注册(registration),成肽

(peptide hand formnation)和转位(translocation)。循环一次,肽链延长一个氨基酸,如此不断重复,直至肽链合成终止。下文的叙述仍以原核生物的资料为依据。真核生物的肽链

延长大同小异,延长因子不同,见表13-5。

    (-)进位

    也称为注册,指氨基酸一tRNA根据遗传密码的指引,进入核蛋白体的A位。起始复

合物形成后,核蛋白体P位已为fMet-tRNAmetf占据,但A位是留空的,而且对应着mRNA

的第二位密码子,即紧接AUG的三联体。需加入的氨基酸一tRNA即为该密码子所决

定的氨基酸,此时需EFT的协助。

    EFFu和EFTs是延长因子T上的2个亚基。EF-T与GTP结合后,放出Ts;Tu-GTP

的复合物可结合氨基酸一tRNA(AA-tRNA)。AA-tRNA-Tu-GTP复合物被送至核蛋白体与小亚基上的mRNA结合,密码子与反密码子对应。然后,GTP分解放出Pi。最后,Tu-GDP与Ts又利用 GTP的能量重新结合成 EFT。这样,延长因子又可催化另一个 AA-tRNA的进位过程。已结合的AA-tRNA-mRNA则在A位上进行下一步的翻译延长反应。进位程序可示意如下图(图13-7)。   

(二)成肽

    这个过程由转肽酶(transpeptidase)催化,此酶实际上是核蛋白体大亚基上的蛋白质

rpL(ribosomal protein,large subunit),可能是不止一种rpL有该酶的活性。成肽的过程b

P位上的fMet-tRNAfmet的酰基与A位上的AA-tRNA的氨基进行反应,反应在A位上进

行,即P位上的甲硫氨酸退至A位。甲硫氨酸的a一氨基可保留至翻译终止成为新生的

肽链上的作末端。但自然界的蛋白质大多数不是以甲硫氨酸作为N-末端的。翻译后这个N-甲硫氨酸,或者N-末端的一段肽会被切除。

    成肽完成后,生成的二肽-tRNA在A位上,这是第一个核蛋白体循环的情况,第二

个循环,A位上为三肽,第三循环为四肽,余类推。成肽的化学反应见图13-8。

    由于成肽中甲硫氨酸(以下的循环则为二肽、三肽…)已退人A位成肽,P位留下一

个无负载的tRNA。在成肽结束前,tRNA从核蛋白体上脱落,使P位留空。(图13-9)

    (三)转位

    在A位的二肽连同mRNA从A位进入P位。这实际是整个核蛋白体的相对位置移

动。催化转位作用的是转位酶(translocase)。现在证明:转位酶的活性存在于延长因子G

(EFG)。由于肽-tRNA-mRNA.。与核蛋白体位置的相对变更,此时,肽-tRNA-mRNA.占据了P位,A位是留空的。情况和第一循环开始时一样,不同只是P位为肽-tRNA-mRNA.。,而第一循环开始时P位是fMet-tRNA-Mrna. 总之,A位留空,并对应着mRNA链上第

三号三联体密码,于是,第三号氨基酸就按密码的指引进入A位注册,开始下一循环。

    同样,经过进位-成肽一转位,P位出现三肽一tRNA-mRNA,A位留空让第四号氨基酸tRNA进入。

    可见,核蛋白体阅读mRNA密码子是从5’向3’方向进行,肽链合成是从N一端向C

端方向进行的。每一次核蛋白体循环,肽链延长一个氨基酸。核蛋白体循环过程总结如

图 13-9。                                      

 三、肽链合成的终止   

肽链合成的终止包括:终止密码的辨认、肽链从肽酰一tRNA水解出,mRAN从核蛋

白体中分离及大小亚基的拆开。终止过程也需蛋白质因子,它们不称作终止因子,而被

称为释放因子(RF,RR)。个别起始因子(IF,eIF)在终止过程中也发挥拆开大、小亚单位的作用。从这里也可体会整个翻译过程的连续性。

    原核生物和真核生物参与终止的,都有RF和RR。RF的作用是辨认终止密码和促进肽链C端与tRNA3’-OH酯键的水解,使肽链从翻译中的核蛋白体上释放下来。RR的作用是把mRNA从核蛋白体上释出。RF现至少发现有三种:RF-l和RF-2都能辨认UAA

终止密码,而RF-l也辨认UAG,RF-2也辨认UGA。RF-3乃是酯酶的激活物,酯酶水解肽-tRNA之间的酯键。

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