。ㄋ)核糖核蛋白體
核蛋白體是由rRNA和幾十種蛋白質(zhì)組成的亞細(xì)胞顆粒,位于胞漿內(nèi),可分為兩類,一類附著于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),主要參與白蛋白、胰島素等分泌性蛋白質(zhì)的合成,另一類游離于胞漿,主要參與細(xì)胞固有蛋白質(zhì)的合成。核糖體是細(xì)胞中的主要成分之一,在一個(gè)生長(zhǎng)旺盛的細(xì)菌中大約不20000個(gè)核糖體,其中蛋白質(zhì)占細(xì)胞總蛋白質(zhì)的10%,RNA占細(xì)胞總RNA的80%。
任何生物的核糖體都是由大、小兩個(gè)亞基組成,現(xiàn)將大腸桿菌核糖體和大鼠肝細(xì)胞核糖體的蛋白質(zhì)組分和RNA組成列表于18-4。1968年已在體外對(duì)大腸桿菌小亞基進(jìn)行了自我裝配研究,加入16s rRNA和21種蛋白質(zhì),即可形成有天然活性的30s小亞基。通過(guò)這些研究使人們能夠進(jìn)一步認(rèn)識(shí)小亞基和大亞基中rRNA與蛋白質(zhì)的特異功能。核糖體是高度復(fù)雜的體系,它的任何個(gè)別組分或局部組分都不能起整體的作用,因此必須研究核糖體中蛋白質(zhì)和RNA的空間結(jié)構(gòu)和位置,才能更完全地了解蛋白質(zhì)合成的具體過(guò)程。過(guò)去一直認(rèn)為rRNA主要起著結(jié)構(gòu)上的作用,蛋白質(zhì)發(fā)揮催化功能,但現(xiàn)在認(rèn)為rRNA與蛋白質(zhì)共同的構(gòu)成的核糖體功能區(qū)是核蛋白體表現(xiàn)功能的重要部位,如GTP酶功能區(qū),轉(zhuǎn)肽酶功能區(qū)以及mRNA功能區(qū)等等。
表18-4 核蛋白體的組成及特性
來(lái)源 | 直徑(毫微米) | 重量(道爾頓) | 含rRNA(%) | 含蛋白質(zhì)(%) | 沉降系數(shù) | 亞基 | 含rRNA | 含蛋白質(zhì)種數(shù) | 每個(gè)細(xì)胞內(nèi)含有的個(gè)數(shù) | |
種類 | 分子量 | |||||||||
真核細(xì)胞胞液 | 20~22 | 3.6×106 | 55 | 45 | 77S~80s | 40S(小) | 18S | -70萬(wàn) | ~34 | 106~107 |
60S(大) | 5s
5.8S 28S~29S |
3萬(wàn)
4萬(wàn) 140~180萬(wàn) |
~40 | |||||||
原核細(xì)胞胞液 | 18 | 2.6×106 | 60~65 | 30~35 | 70S | 30S(小) | 16S | 55萬(wàn) | ~34 | 1.5×104 |
50S(大) | 5s
23S |
4萬(wàn)
110萬(wàn) |
注:真核細(xì)胞線粒體的核蛋白體組成及特性與原核細(xì)胞胞液的相同
核蛋白體作為蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所具有以下幾種作用:
。1)mRNA結(jié)合位點(diǎn):位于30s小亞基頭部,此處有幾種蛋白質(zhì)構(gòu)成一個(gè)上的結(jié)構(gòu)域,負(fù)丙與mRNA的結(jié)合,特別是16srRNA3’端與mRNa AUG之前的一段序列互補(bǔ)是這種結(jié)合必不可少的,見(jiàn)表18-5。
表18-5 大腸桿菌mRNA起始密碼上游區(qū)域SD序列和16s rRNA的互補(bǔ)
MS2外殼蛋白
MS2復(fù)制酶 MS2A蛋白 λCro galE β-內(nèi)酰氨酶 脂蛋白 核糖體蛋白S12 RNA聚合酶β trpE |
3’HOAU UCCUCCACUAG……5’
5’……UCAACC GGAGUUUGAAUCAUG…3’ 5’……CAAACAU GAGGAUUACCCAUG …3’ 5’…… UCCU AGGAGGUUUGACCUGUG…3’ 5’…… AUGUAC UAAGGAGGUUGUAUG…3’ 5’…… AGCCUAAU GGAGCGAAUUAUG…3’ 5’…… UAUUGAAA AAGGAAGAGUAUG…3’ 5’…… AUCUA GAGGGUAUUAAUAAUG…3’ 5’…… AAAACCAGGAGCUAUUUAAUG…3’ 5’…… AGCGAGCU GAGGAACCCUAUG…3’ 5’…… CAAAAUUAGAGAAUAACAAUG…3’ |
。2)P位點(diǎn):(peptidyl tRNA site)
又叫做肽酰基tRNA位或給位。它大部分位于小亞基,小部分位于大亞基,它是結(jié)合起始tRNA 并向A位給出氨基酸的位置(圖18-4)。
圖18-4 翻譯過(guò)程中的核糖體圖解
。3)A位點(diǎn):(Aminoacyl-tRNA site)
叫做氨基酰 tRNa 位或受位。它大部分位于大亞基而小部分位于小亞基,它是結(jié)合一個(gè)新進(jìn)入的氨基酰tRNA 的位置(見(jiàn)后節(jié)敘述)。
(4)轉(zhuǎn)肽酶活性部位:
位于P位和A位的連接處。
。5)結(jié)合參與蛋白質(zhì)合成的起始因了(Initiation Factor,IF)、延長(zhǎng)因子(Elengation Factor,EF)和終止因子或釋放因子(Release Factor,RF)。