《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 （二）多肽鏈合成的起始

核蛋白體大小亞基，mRNA起始tRNA和起始因子共同參與肽鏈合成的起始。

1、大腸桿菌細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物形成的過程：

（1）核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號(hào)部位：原核生物中每一個(gè)mRNA都具有其核糖體結(jié)合位點(diǎn)，它是位于AUG上游8-13個(gè)核苷酸處的一個(gè)短片段叫做SD序列。這段序列正好與30S小亞基中的16s rRNA3’端一部分序列互補(bǔ)，因此SD序列也叫做核糖體結(jié)合序列，這種互補(bǔ)就意味著核糖體能選擇mRNA上AUG的正確位置來(lái)起始肽鏈的合成，該結(jié)合反應(yīng)由起始因子3（IF-3）介導(dǎo)，另外IF-1促進(jìn)IF-3與小亞基的結(jié)合，故先形成IF3-30S亞基-mRNA三元復(fù)合物。

（2）30S前起始復(fù)合物的形成：在起始因子2作用下，甲酰蛋氨酰起始tRNA與mRNA分子中的AUG相結(jié)合，即密碼子與反密碼子配對(duì)，同時(shí)IF3從三元復(fù)合物中脫落，形成30S前起始復(fù)合物，即IF2-3S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復(fù)合物，此步需要GTP和Mg2+參與。

（3）70S起始復(fù)合物的形成：50S亞基上述的30S前起始復(fù)合物結(jié)合，同時(shí)IF2脫落，形成70S起始復(fù)合物，即30S亞基-mRNA-50S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復(fù)合物。此時(shí)fMet-tRNAfmet占據(jù)著50S亞基的肽酰位。而A位則空著有待于對(duì)應(yīng)mRNA中第二個(gè)密碼的相應(yīng)氨基酰tRNA進(jìn)入，從而進(jìn)入延長(zhǎng)階段，以上過程見圖18-8和圖18-9。

圖18-8　大腸桿菌起始復(fù)合物的形成

2、真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的起始

真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成起始復(fù)合物的形成中需要更多的起始因子參與，因此起始過程也更復(fù)雜。

（1）需要特異的起始tRNA即，-tRNAfmet，并且不需要N端甲?；Ｒ寻l(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近10種（eukaryote Initiation factor,eIF）

（2）起始復(fù)合物形成在mRNA5’端AUG上游的帽子結(jié)構(gòu)，（除某些病毒mRNA外）

（3）ATP水解為ADP供給mRNA結(jié)合所需要的能量。真核細(xì)胞起始復(fù)合物的形成過程是：翻譯起始也是由eIF-3結(jié)合在40S小亞基上而促進(jìn)80S核糖體解離出60S大亞基開始，同時(shí)eIF-2在輔eIF-2作用下，與Met-tRNAfmet及GTP結(jié)合，再通過eIF-3及eIF-4C的作用，先結(jié)合到40S小亞基，然后再與mRNA結(jié)合。

mRNA結(jié)合到40S小亞基時(shí)，除了eIF-3參加外，還需要eIF-1、eIF-4A及eIF-4B并由ATP小解為ADP及Pi來(lái)供能，通過帽結(jié)合因子與mRNA的帽結(jié)合而轉(zhuǎn)移到小亞基上。但是在mRNA5’端并未發(fā)現(xiàn)能與小亞基18SRNA配對(duì)的S-D序列。目前認(rèn)為通過帽結(jié)合后，mRNA在小亞基上向下游移動(dòng)而進(jìn)行掃描，可使mRNA上的起始密碼AUG在Met-tRNAfmet的反密碼位置固定下來(lái)，進(jìn)行翻譯起始。

圖18-9 Initiationof translation im E.cole.The initiating tRNA,tRNAMetf,is represented by theblue line,the anticodon being the horizontal short line.The fMet-tRNAMetf isdelivered to the 30s subunit by IF2.NNN represents any codon (N for anynucleotie).Note.The ribosome also has an exit site not shown in thediagram.This site will be discussed later.

通過eIF-5的作用，可使結(jié)合Met-tRNAfmet·GTP及mRNAR40S小亞基與60S大亞基結(jié)合，形成80S復(fù)合物。eIF-5具有GTP酶活性，催化GTP水解為GDP及Pi，并有利于其它起始因子從40S小亞基表面脫落，從而有利于40S與60S兩個(gè)亞基結(jié)合起來(lái)，最后經(jīng)eIF-4D激活而成為具有活性的80SMet-tRNAfmet·mRNA起始復(fù)合物。

真核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的生成見圖18-10和圖18-11。

圖18-10 真核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的形成

圖18-11　Simplified diagram of initiation in eukaryotes.Note that severaleukaryote initiation factors besides elF2 are involved .tRNAMeti,initiatingRNA.e1F2 is the eukaryotic initiation factor corresponding to IF2 inprokaryotes.