《随便》lz西子

12、蛋白质的生物合成

　　（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．移码突变（frame-shift mutation）：一种突变，其结果为导致核酸的核苷酸顺序之间的正常关系发生改变。移码突变是由删去或插入一个核苷酸的点突变构成的，在这种情况下，突变点以前的密码子并不改变，并将决定正确的氨基酸顺序；但突变点以后的所有密码子都将改变。且将决定错误的氨基酸顺序。
　　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。
　　16．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。
　　17．核蛋白体循环（polyribosome）：是指已活化的氨基酸由tRNA转运到核蛋白体合成多肽链的过程。
　　18．锌指（zine finger）：是调控转录的蛋白质因子中与DNA结合的一种基元，它由大约30个氨基酸残基的肽段与锌螯合形成的指形结构，锌以4个配位键与肽链的Cys或His残基结合，指形突起的肽段含12-13个氨基酸残基，指形突起嵌入DNA的大沟中，由指形突起或其附近的某些氨基酸侧链与DNA的碱基结合而实现蛋白质与DNA的结合。
　　19．亮氨酸拉链（leucine zipper）：这是真核生物转录调控蛋白与蛋白质及与DNA结合的基元之一。两个蛋白质分子近处C 端肽段各自形成两性α-螺旋，α-螺旋的肽段每隔7个氨基酸残基出现一个亮氨酸残基，两个α-螺旋 的疏水面互相靠拢，两排亮氨酸残基疏水侧链排列成拉链状形成疏水键使蛋白质结合成二聚体，α-螺旋的上游富含碱性氨基酸（Arg 、Lys）肽段借Arg 、Lys 侧链基团与DNA的碱基互相结合而实现蛋白质与DNA的特异结合。
　　20．顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
　　21．反式作用因子（trans-acting factor）：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
　　22．螺旋—环—螺旋（helix-loop-helix）：这种蛋白质基元由两个两性α—螺旋通过一个肽段连结形成螺旋—环—螺旋结构，两个蛋白质通过两性螺旋的疏水面互相结合，与DNA的结合则依靠此基元附近的碱性氨基酸侧链基团与DNA的碱基结合而实现。

　　（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。
　　（三）填空题
　　1．mRNA；tRNA；核糖体
　　2．N端→C端；5ˊ端→3ˊ端
　　3．P位点；A位点。
　　4．AUG；GUG；UAA；UAG； UGA
　　5．嘌呤；嘧啶
　　6．3；3；3；2；3；1
　　7．甲酰甲硫氨酸
　　8．没有经历后加工，如剪切
　　9．分子伴侣
　　10． ATPase
　　11．核酸内切酶
　　12．GCU；GCC
　　13．缺乏帽子结构，无法识别起始密码子
　　14．DNA；转录；DNA的遗传信息；hnRNA；一条多肽链
　　15．64；61；AUG；UAA；UAG；UGA
　　16．氨基酸；tRNA
　　17． fMet-tRNA ；Met-tRNA
　　18．氨酰基；肽酰基；大小亚基的接触面上
　　19．多核糖体
　　20．肽键的形成；肽链从tRNA上分离出来
　　21．小亚基；16SRNA
　　22．移位酶；催化核糖体沿mRNA移动； GTP
　　23．开放的阅读框架；7
　　24．转录；翻译
　　25．简并性；通用性
　　26．ATP；羧
　　27．70S核蛋白体；.fMet-tRNAfMet
　　28．80S核蛋白体；Met-tRNAiMet
　　29．转肽、移位
　　30．剪裁；天然构象的形成
　　31．30S；读码错误
　　32．50S；肽基转移
　　33．分解代谢基因活化蛋白；CAP-cAMP复合物
　　34．锌指、亮氨酸拉链
　　35．别乳糖、色氨酸
　　36．信号肽的水解切除
　　37．P21蛋白；PP60蛋白

　　（四）选择题
　　1．A：甘氨酸是20种基本氨基酸中唯一的一个不具旋光性的氨基酸，甘氨酰- tRNA合成酶很容易将它与其他的氨基酸分开，不会出现误载的情况。
　　2．A：读码顺序均为5ˊ→3ˊ。
　　3．C：肽链延伸包括进位、成肽、移位三个步骤，进位、移位分别消耗一分子GTP。
　　4．C：该开放的阅读框架由20×3（起始密码子）+3（终止密码子）=66个核苷酸组成。
　　5．B：TRNA分子的3ˊ端的碱基顺序是—CCA，“活化”的氨基酸的羧基连接到3ˊ末端腺苷的核糖3ˊ-OH上，形成氨酰-tRNA。
　　6．D：
　　7．A：4种氨基酸中Arg的同义密码子最多，为6个，因此碱基突变对它的影响最少。
　　8．C：根据摆动学说，如果反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以与U、C、或A配对。
　　9．D：核糖体是储藏核糖核酸的细胞器。
　　10．C：
　　11．C：
　　12．A：
　　13．D：活化时消耗一分子ATP中两个高能磷酸键；延伸时消耗两分子GTP。
　　14．B：第一个氨基酸的氨基和第二个氨基酸的羧基形成肽键，所以蛋白质合成方向是N→C。
　　15．A：
　　16．D：蛋白质终止过程是终止因子RF1和RF2识别mRNA上的终止密码子。
　　17．A：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
　　18．D：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
　　19．D：
　　20．C：

　　（五）是非判断题
　　1．错：真核细胞mRNA的5ˊ端无SD序列，因此在原核细胞翻译系统中，不能有效地翻译。
　　2．对：核糖体蛋白质可在核糖外参与复制、转录、后加工等过程。
　　3．错：核糖体需要解离成大小两个亚基才能够与mRNA结合，启动翻译。
　　4．错：某些生物缺乏谷氨冬酰胺-tRNA合成酶或天冬酰胺酰-tRNA合成酶，相应的Gln-tRNAAsn-tRNAGlnAsn的合成先是由谷氨酰-tRNA合成酶或天冬氨酰-tRNA合成酶催化形误载的Glu-tRNAGlnAsp-tRNAAsn,再经过酰胺化反应生成Gln-tRNA或Asn-tRNAAsn。
　　5．对：EF-Tu的GTPase 活性越高，允许密码子和反密码子校对的时间就越短，因而忠实性就降低，而翻译的速度反而提高。
　　6．错：起始tRNA进入P位点。
　　7．错: tRNA是一个tRNA分子上决定所携带氨基酸性质的核苷酸序列和阻止其它氨基酸被携带的核苷酸序列。不同种的tRNA的个性是不同的。
　　8．错：从DNA的核苷酸序列并不能始终根据三联体密码推断出某一蛋白质的氨基酸序列，这是因为某些蛋白质的翻译经历再次程序化的解码，而且大多数真核细胞的蛋白质基因为断裂基因。
　　9．错：越来越多的证据表明rRNA在翻译中，决不是仅仅充当组装核糖体的结构骨架作用，它能主动参与蛋白质的合成，如作为ribozyme发挥作用。
　　10．错：多数多肽链的折叠与肽链延伸反应同时进行。
　　11．错：人工合成多肽的方向正好与体内的多肽链延伸的方向相反，是从C端到N端。
　　12．错：核糖体活性中心的A位和P位均在大亚基上。
　　13．错：蛋白质合成过程中所需的能量都由ATP直接供给。
　　14．对：每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与，并消耗一分子GTP。
　　15．错：每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。
　　16．错：反密码子中含有胸腺嘧啶碱基（T）。
　　17．对：泛素是一种热激蛋白，它在温度升高的情况下表达量提高，有利于机体清除受热变性的蛋白质。
　　18．对：原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet；真核细胞新生肽链N端为Met。
　　19．对：蛋白质合成过程中，肽基转移酶起转肽作用核水解肽链作用。
　　20．对。

　　（六）问答题（解题要点）
　　1．答：m7GTP之所以能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5ˊ帽子结构的类似物，能够竞争性的结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白（一种特殊的起始因子）原核细胞mRNA的5ˊ端没有帽子结构，因此m7GTP不会影响到它翻译的起始。 SD序列是存在于原核细胞mRNA的5ˊ端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列，它能够与核糖体小 亚基上的16SrRNA的3ˊ端的反SD序列通过互补结合，这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码 子的识别非常重要，将人工合成的SD序列加到翻译体系中，必然会干扰到mRNA所固有的SD序 列与16SrRNA的反SD序列的相互作用，从而竞争性抑制原核细胞蛋白质合成的起始。
　　2．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。
　　3．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。
　　4．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。
　　5．答：这些基本方式主要有锌指、亮氨酸拉链、螺旋—环—螺旋基元，参看名词解释的18、19、22答案。
　　6．答：癌基因异常激活的方式有①癌基因的点突变；②癌基因的扩增；③癌基因或其增强子甲基化程度降低；④增强子等序列的插入对癌基因转录的促进；⑤癌基因易位。
　　7．答：抑癌基因突变失活、缺失或抑癌基因产物失活均可引起细胞癌变。