蛋白质的生物合成考点及复习题
重点考点
（一）蛋白质生物合成体系的重要组分
蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括 mrna 、trna 、rrna、有关的酶以及几十种蛋白质因子。其中，mrna 是蛋白质生物合成的直接模板。trna 的作用体现在三个方面：3ˊcca 接受氨基酸；反密码子识别 mrna 链上的密码子；连接多肽链和核糖体。rrna和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所——核糖体。
遗传密码的特点：无标点性、无重叠性；通用性；简并性；变偶性。
（二）蛋白质白质生物合成的过程
蛋白质生物合成的过程分四个步骤：氨基酸活化、肽链合成的起始、延伸、终止和释放。其中，氨基酸活化即氨酰 trna 的合成，反应由特异的氨酰 trna 合成酶催化，在胞液中进行。氨酰 trna 合成酶既能识别特异的氨基酸，又能辩认携带该氨酰基的一组同功受体 trna 分子。肽链合成的起始对于大肠杆菌等原核细胞来说，是 70s 起始复合物的形成。它需要核糖体 30s 和 50s 亚基、带有起始密码子 aug 的 mrna、fmet-trnaf 、起始因子 if1、if2、if3（分子量分别为 10 000、80 000 和 21 000 的蛋白质）以及 gtp 和 mg2+的参加。肽链合成的延伸需要 70s 起始复合物、氨酰-trna、三种延伸因子：一种是热不稳定的 ef-tu，另一种是热稳定的 ef-ts，第三种是依赖 gtp 的 ef-g 以及gtp 和 mg2+。肽链合成的终止和释放需要三个终止因子 rf1、rf2、rf3 蛋白的参与。
（三）蛋白质合成后的修饰
蛋白质合成后的几种修饰方式：氨基末端的甲酰甲硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、切去一段肽链。
复习题
（一）名词解释
1．密码子（codon）：存在于信使 rna 中的三个相邻的核苷酸顺序，是蛋白质合成中某一特定氨基酸的密码单位。密码子确定哪一种氨基酸叁入蛋白质多肽链的特定位置上；共有 64 个密码子,其中 61 个是氨基酸的密码，3 个是作为终止密码子。
2．同义密码子（synonym codon）：为同一种氨基酸编码的几个密码子之一，例如密码子 uuu 和 uuc 二者都为苯丙氨酸编码。
3．反密码子（anticodon）：在转移 rna 反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成中通过互补的碱基配对，这部分结合到信使 rna 的特殊密码上。
4．变偶假说（wobble hypothesis）：克里克为解释 trna 分子如何去识别不止一个密码子而提出的一种假说。据此假说，反密码子的前两个碱基（3ˊ端）按照碱基配对的一般规律与密码子的前两个（5ˊ端）碱基配对，然而 trna 反密码子中的第三个碱基，在与密码子上 3ˊ端的碱基形成氢键时，则可有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。
5．蛋白质折叠（protein folding）：蛋白质的三维构象，称为蛋白质的折叠。是由蛋白质多肽链的氨基酸顺序所决定的。不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，也就各自按照一定的方式折叠而成该蛋白质独有的天然构象。这个蛋白质折叠是在自然条件下自发进行的，在生物体内条件下，它是在热力学上最稳定的形式。多肽链在核糖体上一面延长，一面自发地折叠成其本身独有的构象。当肽链终止延长并从核糖体上脱落时，它也就折叠成天然的三维结构。
6．氨基酸同功受体（isoacceptor）：每一个氨基酸可以有多过一个 trna 作为运载工具，这些 trna 称为该氨基酸同功受体。
7．反义 rna（antisense rna）：具有互补序列的 rna。反义 rna 可以通过互补序列与特定的 mrna 相结合，结合位置包括 mrna 结合核糖体的序列（sd序列）和起始密码子 aug，从而抑制 mrna 的翻译。又称干扰 mrna 的互补rna。
8．信号肽（signal peptide）: 信号肽假说认为，编码分泌蛋白的 mrna 在翻译时首先合成的是 n 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。翻译结束后，核糖体亚基解聚、孔道消失，内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
9．简并密码（degenerate codon）：或称同义密码子（synonym codon），为同一种氨基酸编码几个密码子之一，例如密码子 uuu 和 uuc 二者都为苯丙氨酸编码。
10．核糖体（ribosome）: 核糖体是很多亚细胞核蛋白颗粒中的一个，由大约等量的 rna 和蛋白质所组成，是细胞内蛋白质合成的场所。每个核糖核蛋白体在外形上近似圆形，直径约为 20nm。由两个不相同的亚基组成，这两个亚基通过镁离子和其它非共价键地结合在一起。已证实有四类核糖核蛋白体（细菌、植物、动物和线粒体）它们以其单体的、亚单位的和核糖核蛋白体 rna 的沉降系数相区别。细菌核蛋白体含有约 50 个不同的蛋白质分子和 3 个不同的 rna 分子。小的亚单位含有约 20 个蛋白质分子和 1 个 rna 分子。大的亚单位含有约 30 个蛋白质分子和 2 个 rna 分子。核蛋白体有两个结合转移 rna 的部位（部位和部位），并且也能附上信使 rna，简写为 rb。
11．多核糖体（polysome）:在信使核糖核酸链上附着两个或更多的核糖体。
12．氨酰基部位（aminoacyl site）：在蛋白质合成过程中进入的氨酰-trna 结合在核蛋白体上的部位。
13．肽酰基部位（peptidy site）：指在蛋白质合成过程中，当下一个氨酰基转移rna 接到核糖核蛋白体的氨基部位时，肽酰 trna 所在核蛋白体上的结合点。
14．肽基转移酶（peptidyl transferase）：蛋白质合成中的一种酶。它能催化正在增长的多肽链与下一个氨基酸之间形成肽键。在细菌中此酶是 50s 核糖核蛋白体亚单位中的蛋白质之一。
15．氨酰-trna 合成酶（amino acy-trna synthetase）：催化氨基酸激活的偶联反应的酶，先是一种氨基酸连接到 amp 生成一种氨酰腺苷酸，然后连接到转移rna 分子生成氨酰-trna 分子。
（二）英文缩写符号
1．if（initiation factor）：原核生物蛋白质合成的起始因子。
2．ef（elongation factor）：原核生物蛋白质合成的延伸因子。
3．rf（release factor）：原核生物蛋白质合成的终止因子（释放因子）。
4．hnrna（heterogeneous nuclear rna）：核不均一 rna。
5．fmet-trnaf ：原核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移 rna。?
6．met-trnai ：真核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移 rna?
简答题：
1．遗传密码如何编码？有哪些基本特性
2．简述 trna 在蛋白质的生物合成中是如何起作用的？
3．mrna 遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序，保证准确翻译的关键是什么？
参考答案
1．答：mrna 上每 3 个相邻的核苷酸编
成一个密码子，代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信（4 种核苷酸共组成 64 个密码子）。其特点有：①方向性：编码方向是 5ˊ→3ˊ；②无标点性：密码子连续排列，既无间隔又无重叠；③简并性：除了 met 和 trp 各只有一个密码子之外，其余每种氨基酸都有 2—6 个密码子；④通用性：不同生物共用一套密码；⑤摆动性：在密码子与反密码子相互识别的过程中密码子的第一个核苷酸起决定性作用，而第二个、尤其是第三个核苷酸能够在一定范围内进行变动。
2．答：在蛋白质合成中，trna 起着运载氨基酸的作用，将氨基酸按照 mrna链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到蛋白质合成的场所——核糖体的特定部位。trna 是多肽链和 mrna 之间的重要转换器。①其 3ˊ端接受活化的氨基酸，形成氨酰-trna②trna 上反密码子识别 mrna 链上的密码子 ③ 合成多肽链时，多肽链通过 trna 暂时结合在核糖体的正确位置上，直至合成终止后多肽链才从核糖体上脱下。?
3．答：保证翻译准确性的关键有二：一是氨基酸与 trna 的特异结合，依靠氨酰- trna 合成酶的特异识别作用实现；二是密码子与反密码子的特异结合，依靠互补配对结合实现，也有赖于核蛋白体的构象正常而实现正常的装配功能
