蛋白质合成与分选-《细胞生物学》笔记.pdf
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1、1 蛋白质合成与分选-细胞生物学笔记 第一节 核糖体 一.核糖体的基本类型与化学组成 (一)定义 核糖体(ribosome)是一种核糖核蛋白颗粒(ribonuncleoprotein particle),几乎存在于一切原核与真核细胞内(除极少数高度分化的细胞外),是细胞内合成蛋白质的没有膜包被的细胞器,其功能是依照 mRNA上携带的遗传信息,高效精确地将氨基酸合成为蛋白质多肽链。(二)类型 1.原核细胞核糖体(70S 的核糖体)2.真核细胞核糖体(80S 的核糖体)3.真核与原核核糖体成分比较 (三)化学组成 1.大小 (1)原核生物:直径为 2025 nm。(2)真核生物:直径为 2530
2、nm。2.特征 (1)不规则颗粒状结构;(2)无膜包被;(3)由大小两个亚基(subunit)构成,但大小亚基常常游离于细胞质中,只有当以 mRNA为模板合成蛋白质时,大小亚基才结合在一起,肽链合成终止后,大小亚基解离。3.主要成分 蛋白质(r蛋白),存在于核糖体表面,约占 40%;RNA(rRNA):存三于核糖体内部,约占 60。二.核糖体的结构 对核糖体高分辨率的 X射线衍射图谱分析表明:(1)每个核糖体含有 4 个 RNA分子的结合位点:其中 1 个 mRNA 结合位点,3 个 tRNA 结合位点(A位点(aminoacyl site)、P 位点(peptidylsite)和 E 位点(
3、exit site))。这些位点横跨核糖体大小亚基结合面。(2)在核糖体大小亚基结合面,特别是 mRNA 和 tRNA 结合处,无蛋白质分布。这也意味着在核糖体起源之初可能仅由 RNA 组成。2 (3)催化肽键形成的活性位点由 RNA 组成。(4)大多数核糖体蛋白有一个球形结构域和伸展的尾部,球形结构域分布于核糖体表面,而其伸展的多肽链尾部则伸入核糖体内折叠的 rRNA 分子中。三.核糖体蛋白与 rRNA的功能 (一)与蛋白质合成有关的结合位点与催化位点:(1)与 mRNA 的结合位点:原核生物,16S rRNA 的 3端与 mRNA 的 Shine-Dalgarno序列(SD 序列)结合;真
4、核生物,识别 mRNA 5端的甲基化帽子的翻译起始因子。(2)A 位点:与新进入的氨酰 tRNA 的结合位点-氨酰基位点。(3)P 位点:与延伸中的肽酰 tRNA 的结合位点肽酰基位点。(4)E 位点:tRNA离开核糖体前的结合位点。(5)与肽酰 tRNA 从 A 位点转移到 P 位点有关的转移酶(即延伸因子 EF-G)的结合位点。(6)与蛋白质合成有关的其他起始因子(IF)、延伸因子(EF)和终止因子(RF)的结合位点。(7)肽酰转移酶的催化位点(核糖体中最主要的活性部位;肽酰转移酶是核糖体大亚基 rRNA,活性位点位于 23S rRNA结构域的中间环)。rRNA 是起主要作用的结构成分,主
5、要功能有:具有肽酰转移酶的活性;为 tRNA 提供结合位点(A 位点、P 位点和 E位点);为多种蛋白质合成因子提供结合位点;在蛋白质合成起始时参与同 mRNA 选择性地结合,以及在肽链的延伸中与 mRNA 结合;核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proof reading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都与 rRNA 有关。推测 r蛋白质的主要功能有:对 rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的;在蛋白质合成中,某些 r蛋白可能对核糖体的构象起“微调”作用;在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中,核糖体蛋白与 rRNA 共同行使功能。第二节 多核糖体与蛋白质的合成 一.
6、多核糖体 1.概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能,而是由多个甚至几十个核糖体串连在一条 mRNA 分子上高效地进行肽链的合成,这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与 mRNA 的聚合体称为多聚核糖体(polyribosome 或 polysome)。3 2.生物学意义 细胞内各种多肽的合成,不论其分子量的大小或是 mRNA 的长短如何,单位时间内所合肽分子数目都大体相等,以多聚核糖体的形式进行多肽合成,可大大提高多肽合成的速度。mRNA 在一定的时间和条件下将发生降解,以多聚核糖体的形式进行多肽合成,对 mRNA 的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。二.蛋白质的合成 (一)肽链的起始
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- 关 键 词:
- 细胞生物学 蛋白质 合成 分选 笔记
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