Question

论述蛋白质的合成过程（包括氨基酸的合成）以及其在细胞内的转运途径

生化大题，论述详细，但不要太多，答的要准确，简约，答对要点

Answer 1

生物按照从脱氧核糖核酸 (DNA)转录得到的信使核糖核酸（mRNA）上的遗传信息合成蛋白质的过程。由于mRNA上的遗传信息是以密码（见遗传密码）形式存在的，只有合成为蛋白质才能表达出生物性状，因此将蛋白质生物合成比拟为转译或翻译。蛋白质生物合成包括氨基酸的活化及其与专一转移核糖核酸(tRNA)的连接；肽链的合成（包括起始、延伸和终止）和新生肽链加工成为成熟的蛋白质 3大步骤。其中心环节是肽链的合成。蛋白质生物合成需核糖体、mRNA、tRNA、氨酰转移核糖核酸 (氨酰tRNA)合成酶、可溶性蛋白质因子等大约200多种生物大分子协同作用来完成。
　　氨基酸的活化及其与专一tRNA的连接 　生物体内的氨基酸不能直接反应生成肽链，而首先由特异性的氨酰tRNA合成酶催化活化的氨基酸的羧基与其对应的tRNA的3’端羟基反应，生成含高能酯键的氨酰tRNA。氨酰基可连接到 tRNA3’端腺苷的 3’-羟基（图1）或2’-羟基上,并可在两者之间迅速移动，达到一个平衡。氨基酸与tRNA反应的整个过程分两步进行（见转移核糖核酸），其总反应式表示如下：
　　上述反应都是在氨酰tRNA合成酶催化下进行的。此酶具有高度专一性，每种氨基酸至少有一种氨酰tRNA合成酶。不同氨酰tRNA合成酶在大小、亚基结构和氨基酸组成上各不相同, 其分子量大多在 85000～110000之间,其中有些酶已制得结晶。
　　肽链的合成 　分3个步骤：起始、延伸、终止。合成方向从氨基端（N端）向羧基端（C端）进行。mRNA的翻译方向则是从5’端→3’端。
　　起始 　无论原核生物还是真核生物都是先由起始因子、鸟三磷 (GTP)、核糖体、mRNA和氨酰tRNA形成起始复合物。起始密码子都是AUG（或GUG）。
　　原核生物蛋白质生物合成的起始因子有 3种──IF-1、IF-2和IF-3，参与起始的氨酰tRNA(也叫起始tRNA)是甲酰甲硫氨酰 ,其中甲酰基是在甲酰化酶催化下加到甲硫氨酰tRNA上的。起始过程分以下3步：①70S核糖体在起始因子IF-3和IF-1作用下解离，产生30S和50S两个亚基。 ②30S亚基与mRNA起始密码子部位结合,在IF-2作用下,并有GTP参与,进入30S亚基，释放出IF-3，形成30S起始复合物。在这个复合物中，上的反密码子与mRNA上的起始密码子 (翻译开始的信号)之间形成互补碱基对。③30S起始复合物与50S亚基结合,IF-2（具有依赖于核糖体的GTP水解酶活性）水解GTP,产生GDP和无机磷，并释放出能量,使IF-2, IF-1和GDP等从复合物中释放出来，形成70S起始复合物(包括70S核糖体、mRNA和)。这时，占据核糖体上的肽基-tRNA位置（P位）。 70S起始复合物已具备了肽链延伸的条件(图2）。

　　真核生物肽链合成的起始因子比原核的多（如兔网织细胞至少有 9种），起始 tRNA是甲硫氨酰tRNA(Met-，不同于原核生物的 。起始基本步骤与原核生物的相同，也包括核糖体的解离，小亚基(40S)起始复合物的形成和肽链起始复合物(80S)的形成。主要区别在于真核生物的核糖体小亚基先与氨酰化的起始tRNA结合,然后再与mRNA结合;而原核生物核糖体小亚基在形成起始复合物时则先与mRNA结合，再与起始tRNA结合。　
　　延伸 　经许多延伸循环使肽链延长的过程。每次循环使核糖体沿mRNA移动一个密码子 (3个核苷酸)的距离，并使新生肽链加上一个氨基酸。除某些细节外，原核和真核生物的延伸循环大致相同，但前者的延伸因子有EF-Tu、EF-Ts和EF-G，后者则是EF-1和EF-2。每次循环包括以下3步:①氨酰tRNA与核糖体的结合。EF-Tu与GTP首先结合形成复合物，该复合物能与除外的任何氨酰tRNA相结合，然后由处于核糖体起始复合物上A位的 mRNA的密码子选择带有与其对应的反密码子的氨酰tRNA进入A位,反密码子与密码子通过氢键形成碱基对。②肽键的形成。由于 占据了核糖体的P位，氨酰tRNA占据了核糖体的A位,在核糖体上的肽基转移酶催化下,上的甲酰甲硫氨酸的 α-羧基与氨酰 tRNA上氨基酸的α-氨基之间形成肽键。此时，P位上的起始不携带氨基酸，而 A位上的tRNA的3’端则带有一个二肽，称作肽基tRNA。许多证据表明,肽基转移酶是核糖体大亚基(为核糖体上的一个区域,由许多大分子协同作用的结果。不需要可溶性蛋白因子和GTP参与)，真核生物肽键形成过程与原核生物基本步骤相同。但由于对不同的抑制剂的敏感程度不同，因而两类生物的肽基转移酶活性中心的结构可能有差异。③位移。在EF-G(也叫位移酶)和GTP的作用下进行。包括3种相关的运动,即失去氨酰基的tRNA(或起始tRNA)离开P位；肽基tRNA由A位移至P位；核糖体沿mRNA朝3’端方向移动一个密码子的距离，mRNA上的下一个密码子处在核糖体的A位上。EF-Tu将氨酰tRNA带进A位后,即从核糖体上脱落下来，在另一延伸因子EF-Ts的帮助下能与GTP形成新的(EF-Tu·GTP)复合物，参与第2轮延伸循环（图3）。

　　在肽链延伸过程中,当第1个核糖体沿mRNA移动到离起始密码子较远（约40个核苷酸）时,第2个核糖体又与起始密码子结合并开始另一条新肽链的合成，同样第 3、第 4个核糖体相继与同一mRNA结合，从而形成多核糖体。体内蛋白质合成实际上是以多核糖体的形式进行的（图4）。

　　终止 　随着延伸循环的不断进行,肽链逐渐延长,最后，mRNA上的终止密码子 (UAA、UAG和UGA)出现在核糖体的A位上,由于细胞内没有识别这些密码子的氨酰tRNA，因而肽链合成到此停止。此时，释放因子RF-1或RF-2和RF-3在GTP的参与下能够辨认并结合终止密码子,随之活化肽基转移酶并使其专一性发生变化,催化P位上的肽基tRNA的酯键水解，最后新生的肽链和脱去氨酰基的tRNA从核糖体上释放出来。释放因子还具有依赖核糖体的鸟苷三磷酸水解酶活性，它水解GTP,为释放因子脱离核糖体提供能量。游离的核糖体即可进入下一轮核糖体循环（图5）。

Answer 2

.楼主的题有问题，氨基酸的合成，必需氨基酸必需从食物中合成，非必需氨基酸在肝脏通过转氨基作用把必需氨基酸转化为非必需氨基酸！！蛋白质合成：mRNA进入核糖体经脱水缩合将tRNA运来的氨基酸连成肽链，肽链进入内质网加工，加工后以出芽的方式形成小泡，运到高尔基体进行进一步加工，加工完成后再突起形成小泡，运到细胞膜附近以外排排出细胞外！

Answer 3

细胞核内DNA转录出mRNA，通过核孔出细胞核进入细胞质，与多个核糖体结合。
在每个核糖体上，携带氨基酸的tRNA与mRNA通过各自的反密码子和密码子碱基互补配对，后一个氨基酸与前一个氨基酸之间脱水缩合后携带前一个氨基酸的tRNA与氨基酸分离。
多个核糖体分步合成一条多肽链后，翻译结束，mRNA被分解，若此多肽链最终形成的蛋白质是分泌出细胞，该多肽链的合成在粗面内质网上进行，在粗面内质网和高尔基体上进行加工（螺旋折叠形成蛋白质），最终由高尔基体分泌出细胞（胞吐）；若多肽链最终形成的蛋白质是提供细胞自身使用，则该多肽链由细胞质基质中的核糖体合成，由粗面内质网运输到高尔基体，完成加工。
另外，蛋白质合成期间，线粒体在各过程中提供能量；翻译由起始密码子开始（对应氨基酸），终止密码子结束（不对应氨基酸）；

人体内氨基酸有20种，分为8种必需氨基酸、12种非必需氨基酸（包括2种半必需氨基酸）。必需氨基酸在人体中不能自我合成，只能从外界食物中获取，包括：异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸，有一句口诀就是“一（异）家（甲）人来（赖）写（缬）两（亮）三（色）本（苯）书（苏）”；非必需氨基酸能在人体中自我合成，其中半必需氨基酸合成较慢。
氨基酸都是由一个中心C原子、一个氨基、一个羧基、一个R集团构成，不同种类氨基酸之间只有R集团是不一样的。