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翻译的起始

时间:2022-10-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:蛋白质的生物合成亦称为翻译,即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程。翻译的起始阶段是指mRNA、起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程,此阶段需要多种起始因子的辅助作用。原核生物翻译起始阶段包括以下几个步骤。在原核细胞的翻译过程中往往以tRNAfMet与mRNA上的起始密码子相匹配,故tRNAfMet又称为起始tRNA,它携带的甲硫氨酸是甲酰甲硫氨酸。
翻译的起始_医学分子生物学

蛋白质的生物合成亦称为翻译(translation),即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程。不同组织细胞具有不同的生理功能,主要原因就是它们表达不同的基因,产生具有相对特殊功能的蛋白质。参与蛋白质生物合成过程的主要有mRNA、tRNA、核糖体以及相关的酶和蛋白质因子。mRNA是翻译的模板,tRNA是氨基酸的“搬运工具”,核糖体是蛋白质合成的场所。翻译的起始阶段是指mRNA、起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程,此阶段需要多种起始因子(initiation factor,IF)的辅助作用。原核生物中有三种起始因子,即IF-1、IF-2和IF-3。IF-2有IF-2a及IF-2b两种形式,IF-3有IF-3a及IF-3b两种形式。原核生物翻译起始阶段包括以下几个步骤(图4-8)。

1.大、小亚基解离 完成一轮蛋白质合成的核糖体可在IF-1的作用下解离(30S亚基和50S亚基分离),解离后,IF-3与30S小亚基结合,能防止大小亚基重新聚合。大小亚基的解离有利于小亚基与mRNA及fMet-tRNAfMet的结合。

2.mRNA与小亚基结合,并使AUG密码子正确置于肽链合成的起始部位 mRNA的起始密码子之所以能与小亚基定位结合,决定于AUG密码子上游8~13个碱基处存在的一个称为SD序列(Shine-Dalgarno sequence)的结构,该序列与小亚基中16SrRNA3′端的序列互补,从而使起始密码子定位于翻译起始部位。

3.起始fMet-tRNAfMet的结合 在IF-2介导以及GTP和Mg2+参与下,fMet-tRNAfMet参与形成fMet-tRNAfMet-IF-2·GTP三元复合物,进而与游离状态的核糖体小亚基结合,定位于起始密码子AUG相应的位置。IF-1有助于这种结合。IF-2特异性地与fMet-tRNAfMet形成复合物,并确保只有起始tRNA(而不是其他任何氨酰-tRNA)参与起始反应。

图4-8 大肠埃希菌起始复合物的形成

原核生物中的起始tRNA是一种结合甲酰甲硫氨酸的tRNA(tRNAfMet),其结构与翻译延长阶段识别并结合AUG密码子的甲硫氨酰-tRNA不同。当甲硫氨酸结合到tRNAfMet时,甲硫氨酰-tRNA转甲酰基酶催化甲酰基从N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的α-氨基上,形成甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet(fMet-tRNAfMet),后者能识别起始密码AUG,并与之结合。在原核细胞的翻译过程中往往以tRNAfMet与mRNA上的起始密码子相匹配,故tRNAfMet又称为起始tRNA(initiation tRNA),它携带的甲硫氨酸是甲酰甲硫氨酸。

4.70S起始复合物的形成 IF-2具有依赖核糖体的GTP酶活性。当IF-2协助fMet-tRNAfMet与30S小亚基结合后,在核糖体作用下激活其GTP酶活性,催化GTP水解释能,3种起始因子释放,促进50S大亚基与30S小亚基结合,形成70S起始复合物,此时,fMet-tRNAfMet占据50S大亚基的P位,而A位留空,并对应mRNA中第二个三联体密码子,从而进入延长阶段。

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