第六章蛋白质合成

1、欢 迎欢 迎中心中心法则（法则（The Central DogmaThe Central Dogma） Paul Zamecnik 核糖体是蛋白质生物合成的场所核糖体是蛋白质生物合成的场所Mahlon Hoagland发现发现转运转运RNARNA（tRNAtRNA）Francis Crick 提出提出tRNAtRNA应接器假说应接器假说l一. 密码的破译l二. 密码的性质l 简并性l 摆动性l 通用性l 偏爱性lmRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为一个密码，也叫三联子密码。翻译时从起始密码子AUG开始，沿mRNA53的方向连续阅读直到终止密码子，生成一条具

2、有特定序列的多肽链。l mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸，若以一种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种(41=4)。若以两种核苷酸作为一个密码（二联子），能代表42=16种氨基酸。而假定以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43=64种密码，满足了编码20种氨基酸的需要。lFrancis Crick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息（核酸）准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列，实现遗传信息的表达。实验1: 用吖啶类试剂（诱导核苷酸插入或丢失）处理T4噬菌体rII位点上的两个基因，使之发生移码突变（frame-shift），

3、就生成完全不同的、没有功能的蛋白质。实验2: 研究烟草坏死卫星病毒发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的RNA片段长1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合。 遗传密码子的破译l实验3: 以均聚物为模板指导多肽的合成。 在含有tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其它蛋白质因子的细胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板来决定。 1961年，Nirenberg等以poly（U）作模板时发现合成了多聚苯丙氨酸，从而推出UUU代表苯丙氨酸（Phe）。以poly（C）及poly（A）做模板分别

4、得到多聚脯氨酸和多聚赖氨酸。尼伦伯格尼伦伯格(.M.W .Nirenberg)(.M.W .Nirenberg)ATP、GTP、AAl以poly（G）作模板时,多聚G中的鸟苷酸残基以氢键牢固的彼此结合成三股螺旋,防碍其与核糖体结合,所以用多聚核苷酸的方式无法判断出GGG所编码的氨基酸.l实验4: 以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽， 5UGU GUG UGU GUG UGU GUG3,不管读码从U开始还是从G开始，都只能有UGU（Cys）及GUG（Val）两种密码子。l实验5: 以共聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽。如以多聚（

5、UUC）为模板，可能有3种起读方式：5UUC UUC UUC UUC UUC3或 5UCU UCU UCU UCU UCU3或 5CUU CUU CUU CUU CUU3分别产生UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu）. 多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽：5GUA GUA GUA GUA GUA3或5UAG UAG UAG UAG UAG3或5AGU AGU AGU AGU AGU3由第二种读码方式产生的密码子UAG是终止密码，不编码任何氨基酸，因此，只产生GUA（Val）或AGU（Ser）。l氨基酸的“活化”与核糖体结合技术。 如果把氨基酸与ATP和肝脏细胞质共培养，氨基

6、酸就会被固定在某些热稳定且可溶性RNA分子（transfer RNA，tRNA）上。现将氨基酸活化后的产物称为氨基酰-tRNA（aminoacyl-tRNA），并把催化该过程的酶称为氨基酰合成酶（aminoacyl-tRNA Synthetase）。 以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的反应液中保温后通过硝酸纤维素滤膜，只有游离的AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜，而核糖体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上，这样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。 AUGUGAUAAUAG1.连续性连续性(commaless)2.简并性简并性(d

7、egeneracy)3.通用性通用性(universal)4.摆动性摆动性(wobble)5.偏爱性偏爱性(bias)1.连续性连续性(commaless) 编码蛋白质氨基酸序列编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。密码间既无间断也无交叉。 连续性和方向性连续性和方向性: :两个密码子之间无任何核苷两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入酸加以隔开和重叠，如插入/ /删除碱基，可删除碱基，可发生移码突变或框移发生移码突变或框移5. UACGGACAUCUG.35.UACCGGACAUCUG.3酪酪甘甘组组蛋蛋酪酪精精苏苏半胱半胱

8、5. UACGACAUCUG.3酪酪天天异亮异亮插入插入缺失缺失l遗传密码的连续性遗传密码的连续性沿沿5 5/ /-3-3/ /方向连续阅读方向连续阅读插入碱基插入碱基缺失碱基缺失碱基移码移码突变突变酪酪酪酪酪酪苏苏苏苏苏苏亮亮亮亮亮亮5-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-35-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-35-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-32.简并性简并性(degeneracy) 多数氨基酸都具有一个以上的密码子多数氨基酸都具有一个以上的密码子,密密码子的这种特性就称为密码子的简并性码子的这种特性就称为密码子的简并性. 编码相同氨基酸的密

9、码子称为密码子家编码相同氨基酸的密码子称为密码子家族族(codon family),其成员互称为同义密码其成员互称为同义密码子子(synonymous codons).遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或个或多至多至6个三联体为其编码。个三联体为其编码。起始密码子：起始密码子：AUG终止密码子：终止密码子：UAA, UAG, UGA密码子的使用频率简并性的生物学意义？可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果假如每种氨基酸只有一个密码子，那么剩下的44个密码子都成了终止子，如果一旦哪个氨基酸的密码子

10、发生了单碱基的点突变，那么极有可能造成肽链合成的过早终止。如GUN编码Ala，由于简并性的存在，不论第三位的U变成什么，都仍然编码Ala3.摆动性摆动性(wobble)转运氨基酸的转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基的反密码需要通过碱基互补与互补与mRNA上的遗传密码反向配对结上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。的碱基配对规律，称为摆动配对。 密码子密码子反密码子反密码子331 2 33 2 1tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U, C, AA, G U, CUGWobble hy

11、pothesis 任意一个密码子的前两位碱基都与tRNA anticodon中的相应碱基形成Watson-Crick碱基配对。 反密码子第一位是A或C时，只能识别一个密码子。当反密码子第一位是U或G时，能识别两个密码子。当Inosine（I）作为反密码子第一位时，能识别三个密码子。 如果数个密码子同时编码一个氨基酸，凡是第一、二位碱基不相同的密码子都对应于各自的tRNA。如UUA和CUU都编码亮氨酸,但它们却有各自的tRNA.4.通用性通用性(universal)l蛋白质生物合成的整套密码，从原核生蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。物到人类都通用。 l已发现少数例外，如动物细胞

12、的线粒体、已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。植物细胞的叶绿体。l密码的通用性进一步证明各种生物进化密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。自同一祖先。 l多数氨基酸有一个以上的密码子,但这些密码子的使用频率各不相同,称之为遗传密码的偏爱性.l原核生物和真核生物有各自的密码子偏爱性.l基因工程指导原则,使人工合成的基因片段在细胞内高效表达.l一 生物合成的模板-mRNAl二 合成场所-核糖体l三 蛋白质生物合成的机制l四 蛋白质生物合成的调节*蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成体系 模板：模板： mRNA 原料：原料：20种编码种编码氨基酸氨基酸 氨基酸运载体：氨基酸运载

13、体：tRNA 场所：场所：核蛋白体核蛋白体 酶：酶：氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶、 转肽酶转肽酶 蛋白质因子：蛋白质因子：IF、EF、 RF 能量（能量（ATP、GTP） 无机离子（无机离子（Mg2+、Mn2+）l从从mRNA 5 端起始密码子端起始密码子AUG到到3 端端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为称为开放阅读框（开放阅读框（open reading frame, ORF）。 AUGUAAORF一、一、mRNA是翻译的直接模板是翻译的直接模板原核生物的多顺反子原核生物

14、的多顺反子真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG -5 3 蛋白质蛋白质l原核生物mRNA的起始密码子AUG上游8-13个核苷酸以外有一段 5-UAAGGAGG-3的保守核苷酸序列,成为SD序列(Shine-Dalgarno Sequence).SD序列是mRNA和核糖体识别,结合的位点.它能够与细菌核糖体小亚基16SrRNA的3-AUUCCUCC-5保守序列反向互补,从而使核糖体借此判定mRNA的翻译起始位点.l真核生物的mRNA没有SD序列,核糖体小

15、亚 基识别5端帽子结构,随后移动到起始密码子处.l起始密码子常处于-GCCACCAUGG-序列中,这段保守序列的存在能增加翻译起始的效率,这段序列称为Kozak序列.l核糖体像一个能沿mRNA模板移动的工厂，执行着蛋白质合成的功能。它是由几十种蛋白质和几种核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）组成的亚细胞颗粒。一个细菌细胞内约有20000个核糖体，而真核细胞内可达106个，在未成熟的蟾蜍卵细胞内则高达1012 。核糖体和它的辅助因子为蛋白质合成提供了必要条件。 二、核蛋白体是肽链合成的场所二、核蛋白体是肽链合成的场所核糖体的组成核糖体的组成l 原核生物核糖体由约2/3的RNA及1

16、/3的蛋白质组成。真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒，可以解离为两个亚基，每个亚基都含有一个相对分子质量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子。l 大肠杆菌核糖体小亚基由21种蛋白质组成，分别用S1S21表示，大亚基由33种蛋白质组成，分别用L1L33表示。真核生物细胞核糖体大亚基含有49种蛋白质，小亚基有33种蛋白质。 原核生物原核生物16S21种种 23S 5S31种种真核生物真核生物49种种28S 5.8S 5S18S33种种rRNA蛋白质蛋白质小亚基小亚基大亚基大亚基 (50S)(30S)(40S) (60S)小亚基小亚基大亚基大亚基70S8

17、0Sl30 S核糖体亚基结构包括头（head）、基部（base）、平台（platform）以及缝隙（cleft）等；50 S 核糖体亚基的结构包括中央突（central protuberance）、茎（stalk）、嵴（ridge）以及谷（valley）等。核糖体30S小亚基的平台伸入到50S大亚基的谷中而嵌和在一起。l游离状态和蛋白质合成过程中的核糖体结构有区别，说明核糖体的结构在蛋白质合成过程中有一定的灵活性。头头基部基部缝隙缝隙平台平台中央突中央突茎茎谷谷脊脊核糖体的功能中心是富含RNA的 ，亚基相互作用的主要位点也是由RNA组成，而核糖体蛋白只在一些小的和更外周的位点形成中发挥作用 。

18、l解码位点和肽酰转移酶中心都没有蛋白成分 。现在已经确定，距离肽酰转移酶中心最近的核糖体蛋白没有催化作用，它们的功能主要是维持活性位点的构象。l尽管核糖体的解码和肽酰转移酶中心以RNA为主，核糖体蛋白也发挥着非常重要的作用。没有了蛋白成分，核糖体既不能装配也不会发挥其功能。l现在发现在翻译的各阶段均有rRNA的参与，rRNA的正确结构是蛋白质发挥催化功能所必需的。在翻译起始过程中，rRNA的3端直接与mRNA作用；16S rRNA在A和P位直接与反密码子作用；23S rRNA与肽酰-tRNA的CCA端直接作用；大小亚基的结合可能涉及到16S和23S rRNA间的碱基配对关系。l在翻译的各个阶段

19、，抑制翻译的抗生素几乎都作用于rRNA，说明了rRNA的重要性。 rRNA的分子结构基本上都是由部分双螺旋与部分突环相间排列而成。16S rRNA二级结构A位点需要与mRNA互补核糖体的功能核糖体的功能活性中心:即mRNA结合部位、结合或接受AA- tRNA部位（A位）结合或接受肽基tRNA的部位（P位）空载空载tRNA脱离核蛋白体前的结合位点脱离核蛋白体前的结合位点（E位）形成肽键的部位（转肽酶中心）此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。1 1三个与三个与tRNAtRNA结合的位点：结合的位点： A位：位：又称受位或氨基酰又称受位或氨基酰tRNA结合部位，可与新进结合部位，可与新进入

20、的氨基酰入的氨基酰tRNA结合；由大、小亚基成分构成。结合；由大、小亚基成分构成。 P位：位：又称给位或肽酰基又称给位或肽酰基tRNA结合部位，可与延伸结合部位，可与延伸中的肽酰基中的肽酰基tRNA结合；由大、小亚基成分构成。结合；由大、小亚基成分构成。 E位：位：又称排出位，空载又称排出位，空载tRNA脱离核蛋白体前的结脱离核蛋白体前的结合位点；主要由大亚基成分构成。合位点；主要由大亚基成分构成。原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位位：排

21、出位(exit site) 每种氨基酸都有每种氨基酸都有26种相应的种相应的tRNA，书写时在右上角注上氨基，书写时在右上角注上氨基酸缩写符号，如酸缩写符号，如tRNAPhe代表转运代表转运苯丙氨酸的苯丙氨酸的tRNA。tRNA由由7090个核苷酸组成，二级结构呈三叶个核苷酸组成，二级结构呈三叶草形草形 (clover leaf)。双螺旋区构成。双螺旋区构成了叶柄，突环了叶柄，突环(loop)区好像是三叶区好像是三叶草的三片小叶。由于双螺旋结构草的三片小叶。由于双螺旋结构所占比例甚高，所占比例甚高，tRNA的二级结构的二级结构十分稳定。三叶草形结构由十分稳定。三叶草形结构由氨基氨基酸臂酸臂、二

22、氢尿嘧啶环二氢尿嘧啶环、反密码环反密码环、额外环额外环和和TC环环等五部分组成。等五部分组成。三、氨基酸转运工具tRNA“ L”形三级结构形三级结构 三叶草型的二级结构可折叠成倒三叶草型的二级结构可折叠成倒L-型的三维结构。型的三维结构。三 叶 草 二 级 结 构 具 有 四 个 臂 L型 三 维 结 构 两 个 双 螺 旋 区 相 互 垂 直3 T C环 氨 基 酸 茎 3 5 氨 基 酸 茎 5 D环D环 T C环 可 变 环可 变 环反 密 码 子 环 反 密 码 子 环 图14-15 tRNA由 三 叶 草 型 折 叠 成L型 三 维 结 构tRNA的种类的种类（1）起始）起始tRNA

23、和延伸和延伸tRNA 能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA携带甲硫氨酸（Met）。（2）同工）同工tRNA 代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA，同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码，又要有某种结构上的共同性，能被AA- tRNA合成酶识别。(aminoacyl-tRNA synthetase)氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶第一步反应第一步反应氨基酸氨基酸 ATP-

24、E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi第二步反应第二步反应氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP EEEAAEAAtRNAAAEtRNAAAEtRNAAA氨基酸氨基酸氨酰腺苷酸氨酰腺苷酸第一步第一步第二步第二步氨氨基基酸酸的的活活化化3-氨酰氨酰-tRNA ： 对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。 对tRNA 具有专一性。 ：氨酰- tRNA合成酶的水解 部位可以水解错误活化的氨基酸。l原核生物起始因子IF (initiation factor)和真核生物起始因子eIF (eukaryotic initiation

25、factor)l延伸因子EF (elogation factor)l释放因子RF (release factor)蛋白质的生物合成过程蛋白质的生物合成过程翻译过程分为三个阶段翻译过程分为三个阶段 一、翻译的一、翻译的起始起始 二、翻译的二、翻译的延长延长 三、翻译的三、翻译的终止终止以原核生物为例以原核生物为例 （一）（一） 起始阶段起始阶段1.核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；2.mRNA与小亚基结合；与小亚基结合；3.起始氨基酰起始氨基酰-tRNA与小亚基结合；与小亚基结合； 4.核蛋白体大亚基结合；核蛋白体大亚基结合；（一）翻译的起始（一）翻译的起始 翻译起始是把带有翻译起始是

26、把带有甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸的起始的起始tRNA连同连同mRNA结合到核蛋白体上，生成结合到核蛋白体上，生成翻译起始复合物翻译起始复合物（translational initiation complex）,此过程需要多种起此过程需要多种起始因子的参与。始因子的参与。IF-3IF-11. 核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离目目 录录IF-1和和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚基拆离，为新一轮合成作准备。小亚基拆离，为新一轮合成作准备。A U G53IF-3IF-12. mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合目目 录录原核原核mRNA的起始部位由一

27、段富含嘌呤的特殊核苷酸顺序组成，的起始部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸顺序组成，称为称为S-D序列（核蛋白体结合位点，序列（核蛋白体结合位点，RBS）。而原核）。而原核16S rRNA存存在一段富含嘧啶的序列，二者之间可通过碱基配对，使在一段富含嘧啶的序列，二者之间可通过碱基配对，使mRNA与与核蛋白体小亚基结合。核蛋白体小亚基结合。IF-3IF-1IF-2GTP3. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到结合到小亚基小亚基A U G53目目 录录起始起始 fMet-tRNAimet以及以及IF2-GTP一起，识别结合小一起，识别结合小亚基亚基P位，并对应模板位，并

28、对应模板mRNA的起始密码的起始密码AUG。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4. 核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成A U G53目目 录录IF2结合的结合的GTP被水解，三种被水解，三种IF脱离，脱离，50S大亚基与大亚基与30S小亚基、模小亚基、模板板mRNA以及起始以及起始fMet-tRNAifMet构成起始复合体。构成起始复合体。IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi目目 录录60S40S eIF-2B eIF-3eIF-660S40SeIF-3Met40SMet40SMet40SMetmRNAeIF-5Met-

29、tRNAiMet-tRNAiMetMeteIF-2eIF-2GTPGTPATPADP+PieIF4E, eIF4G, eIF4B, eIF4A,PABp各种各种eIFeIF释放释放ADP+Pi原核、真核生物各种起始因子的生物功能原核、真核生物各种起始因子的生物功能 促进核蛋白体分离成大小亚基促进核蛋白体分离成大小亚基eIF-6促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eIF-5eIF-4F复合物成分，结合复合物成分，结合eIF-4E和和PABeIF-4GeIF-4F复合物成分，结合复合物成分，结合mRNA5帽子帽子eIF-4E结合结合mRNA，促进

30、，促进mRNA扫描定位起始扫描定位起始AUGeIF-4BeIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结结合小亚基合小亚基IF-4A最先结合小亚基促进大小亚基分离最先结合小亚基促进大小亚基分离eIF-2B，eIF-3促进起始促进起始tRNA与小亚基结合与小亚基结合eIF-2真核真核生物生物促进大小亚基分离，提高促进大小亚基分离，提高P位对结合起始位对结合起始tRNA敏感性敏感性EIF-3促进起始促进起始tRNA与小亚基结合与小亚基结合EIF-2占据占据A位防止结合其他位防止结合其他tRNAIF-1原核原核生物生物生物功能生物功能起始因子起始因子促进核蛋白体

31、分离成大小亚基促进核蛋白体分离成大小亚基eIF-6促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eIF-5eIF-4F复合物成分，结合复合物成分，结合eIF-4E和和PABeIF-4GeIF-4F复合物成分，结合复合物成分，结合mRNA5帽子帽子eIF-4E结合结合mRNA，促进，促进mRNA扫描定位起始扫描定位起始AUGeIF-4BeIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结结合小亚基合小亚基IF-4A最先结合小亚基促进大小亚基分离最先结合小亚基促进大小亚基分离eIF-2B，eIF-3促进起始促进起始tRNA

32、与小亚基结合与小亚基结合eIF-2真核真核生物生物促进大小亚基分离，提高促进大小亚基分离，提高P位对结合起始位对结合起始tRNA敏感性敏感性EIF-3促进起始促进起始tRNA与小亚基结合与小亚基结合EIF-2占据占据A位防止结合其他位防止结合其他tRNAIF-1原核原核生物生物生物功能生物功能起始因子起始因子（二）（二） 延长阶段延长阶段 肽链延长在核蛋白体上连续性循环肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环，每次循式进行，又称为核蛋白体循环，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：环增加一个氨基酸，包括以下三步：1.进位进位(entrance)(注册注册)2.成肽成肽(pept

33、ide bond formation)3.转位转位(translocation)l肽链延伸也可被分为三步： 第一步，与新进来的氨基酰-tRNA相结合。氨基酰-tRNA首先必须与GTP-EF-Tu复合物相结合，形成氨基酰-tRNA-GTP-EF-Tu复合物并与70S中的A位点相结合。此时，GTP水解并释放GDP-EF-Tu复合物。 第二步，肽键形成。 肽键形成之初，两个氨基酸仍然分别与各自的tRNA相结合，仍然分别位于A位点和P位点上。A位点上的氨基酸（第二个氨基酸）中的-氨基作为亲核基团取代了P位点上的tRNA，并与起始氨基酸中的COOH基团形成肽键。本反应可能由peptidyl transf

34、erase 催化。 第三步，移位（translocation）。 核糖体向mRNA的3方向移动一个密码子，使得带有第二个氨基酸（现已成为二肽）的tRNA从A位进入P位，并使第一个tRNA从P位进入E位。此时模板上的第三个密码子正好在A位上。核糖体的移位需要EF-G（translocase）和另一分子GTP水解提供能量。 原核延长因子生物功能对应真核延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTPEF-1-EF-Ts调节亚基EF-1-EFG有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放EF-2肽链合成的延长因子肽链合成的延长因子 Tu TsGTPG

35、DPA U G53TuTsGTP目目 录录（一）注册（一）注册（二）成肽（二）成肽A、P位的氨基酸形成肽键位的氨基酸形成肽键transpeptidaseP AP AP位上位上tRNAimet所携带的甲所携带的甲酰甲硫氨酰（酰甲硫氨酰（fmet）转移到）转移到A位，与位，与A位上的氨基酸形位上的氨基酸形成成肽键肽键P位上无负载的位上无负载的tRNA生成的二肽酰生成的二肽酰-tRNA在在A位位（三）转位（三）转位 由由转位酶转位酶（translocase；活性存在于；活性存在于EF-G ）催化，）催化，核蛋白体核蛋白体 向向mRNA的的3端端 移动相当于移动相当于一个密码子一个密码子的距的距离，原

36、有带肽链的离，原有带肽链的tRNA由由A位转移至位转移至P位位, mRNA分子第三个密码子定位于分子第三个密码子定位于A位，位，空着的空着的A位位等待接受下等待接受下一个一个氨基酰氨基酰-tRNA P AP A1 22 3 fMetA U G53fMetTuGTP目目 录录进进位位转转位位成肽成肽*肽链延伸方向：肽链延伸方向：N端端 C端端TuTsGTP是指根据是指根据mRNA下一组遗传密码指导，使氨基酰下一组遗传密码指导，使氨基酰tRNA进入核蛋白体进入核蛋白体A位位fMetGTPTuGDPTsGTPfMetfMetE位位fMetfMet是转肽酶催化的是转肽酶催化的 肽键形成的过程肽键形成的

37、过程E位位fMetfMet在转位酶的作用下，促进核蛋白体向在转位酶的作用下，促进核蛋白体向mRNA的的3测移动，使肽酰测移动，使肽酰tRNA和和mRNA相对位移进入核蛋白体相对位移进入核蛋白体P位，而卸载的位，而卸载的tRNA进入进入E位位E位位fMetfMetAA3AA3TuGTPP AP AP AP AP AP AP AP AP AP AP A真核生物肽链的延伸真核生物肽链的延伸 真核生物的在延伸阶段的反应也是不断地经历进位、转肽和移位的循环，只是由eEF-1代替了原核系统中的EF-Tu和EF-Ts，eEF-2代替了EF-G，转肽酶的活性可能由核糖体蛋白提供。真菌还需要第三种延伸因子eEF-3，该延伸因子的作用是维持翻译的忠实性。 在真核生物中，肽链延伸的速度低于原核生物，大概是每秒钟掺入2个氨基酸。 原核生物