细胞生物学(第五版)-第10章 核糖体.ppt

3．完整起始复合物的装配 一旦起始tRNA与AUG密码子结合，核糖体大亚基便与起始复合物结合，形成完整的70S核糖体——mRNA起始复合物。 该过程伴随与IF2结合的GTP水解，IFl、IF2和IF3释放。 (二)肽链的延伸 —旦起始复合物形成，蛋白质合成随即开始，这一过程称为肽链的延伸。 主要包括4个步骤： 1、氨酰-tRNA进入核糖体A位点的选择 2、肽键的形成 3、转位(translocation) 4、脱氨酰-tRNA的释放。 1.氨酰-tRNA在核糖体A位点的入位 起始的tRNAiMet占据P位点，核糖体接受第2个氨酰-tRNA进入A位点，这就是肽链延伸的第一步。 为了有效地结合A位点，第二个氨酰-tRNA必须与有GTP的延伸因子(elongation factor，EF)EF-Tu结合形成复合物氨酰-tRNA·EF-Tu·GTP。 尽管任何形成复合物的氨酰-tRNA都能够进入A位点，但只有其反密码子能与A位点的mRNA密码子匹配的氨酰—tRNA才能被核糖体牢牢捕捉并定位在A位点，从而保证正确识别 tRNA。 到位后，结合在EF-Tu上的GTP水解，EF-Tu 连同结合在一起的GDP离开核糖体，被另一个因子 EF-Ts介导生成EF-Tu·GTP。 2．肽键的形成 当核糖体的P位点与A位点都有tRNA时，通过肽键的生成将两个氨基酸结合起来。具体来讲，是A位点氨酰-tRNA氨基酸的氨基与P位点tRNA上氨基酸的羧基形成肽键。 这一反应由肽酰转移酶催化，该酶是核糖体大亚基rRNA，活性位点位于23 SrRNA结构域V的中央环。 形成第一个肽键时，A位点的tRNA分子一端仍然与mRNA的密码子结合，另一端与—个二肽结合。 此时，P位点的tRNA分子已经如释重负，没有携带任何氨基酸。 3、转位：即核糖体沿着mRNA分子的5，→3，方向移动3个核苷酸(一个密码子)。 在转位过程中，携带二肽的tRNA从A位点移位到P位点，而没有携带任何氨基酸的tRNA从P位点移位到E位点。 原核细胞GTP结合的延伸因子EF-G能促进移位过程的发生(真核生物是延伸因子eEF2)。 4．脱氨酰-tRNA的释放 延伸反应的最后—步是脱氨酰-tRNA离开核糖体E位点 一旦肽酰-tRNA通过转位从A位点移位到P位点后，A位点再次接受下一个能与mRNA第三个密码子匹配的氨酰-tRNA，又开始新的肽链延伸循环。 (三)肽链的终止 释放因子(release factor，RF): RFl可识别UAA或UAG RF2识别UAA或UGA 催化蛋白质合成的终(termination)。 如果A位点mRNA是UAA、UGA或UAG终止密码子(termination codon或stop codon)， 由于没有与之匹配的反密码子，氨酰-tRNA不能结合到核 糖体上，于是蛋白质合成终止。 RFl或RF2识别A位点的终止密码子并促使肽酰转移酶催化水分子添加到肽酰-tRNA上。这一过程实际上与肽键形成类似，只不过是水分子代替了氨基成为活化肽酰基的受体。 这一反应使得多肽链末端的羧基游离出来，肽链延伸终止形成完整的蛋白链。 蛋白链随即脱离核糖体进入细胞质基质，而核糖体也从mRNA上释放下来，解离成30S和50S亚基。 新生肽链通过核糖体大亚基的一个特定通道进入细胞质基质，该通道称为肽通道。大小为10nm×5nm，是—个亲水性通道，内壁主要由23 SrRNA组成，新生肽链能顺利地通过肽通道。 从核糖体释放后，新合成的蛋白质将在分子伴侣的帮助下，形成正确的三维构象。 三、核糖体与RNA世界 (一)核糖体的本质是核酶 核酶是指一类具有催化活性的RNA分子。核糖体大小亚基的高分辨三维结构研究证实，rRNA负责维持核糖体的整体结构、tRNA在mRNA上的定位等功能，并且肽键形成的催化反应有rRNA执行。 另外，核糖体的三个结合位点，A\P\E位点也主要是由rRNA组成。因此，核糖体的本质是核酶。 (二) RNA世界与生命起源 生命的最早形式可能是由膜包裹的一套具有自我复制能力的分子体系和简单的物质与能量供应体系，其遗传物质的载体是原始RNA，而不是DNA。 在最早的细胞中，可能还存在一个前RNA世界，集遗传、结构与催化功能于一身，而后RNA分子逐渐接管了这些功能。 * * 细胞生物学（第5版） 主编 丁明孝 王喜忠 张传茂 陈建国 第10章 核糖体 1953年Robinsin等用电镜观察植物细胞时发现了这种颗粒结构 1955年Palade在动物细胞中也观察到类似的结构 1958年Roberts建议把这种颗粒结构命名为核糖核蛋白体，简称核蛋白体或核糖体(ribosome) 核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的