生物化學與分子生物學/胺基酸與tRNA的連接

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蛋白質的合成 - 蛋白質合成體系 - 胺基酸與tRNA的連接 - 肽鏈的合成過程 - 蛋白質合成後的加工和靶向輸送 - 蛋白質合成的干擾和抑制
參與肽鏈合成的胺基酸需要與相應 tRNA 結合,形成各種氨醯-tRNA。該過程是由氨醯-tRNA 合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)所催化的耗能反應。胺基酸與特異的 tRNA 結合形成氨醯-tRNA 的過程稱為胺基酸的活化。

氨醯-tRNA合成酶識別特定胺基酸和tRNA[編輯]

mRNA密碼子與tRNA反密碼子間的識別主要由tRNA決定,而與胺基酸無關,「搭錯車」的胺基酸仍將依據tRNA的種類進入多肽鏈導致合成出錯。因此胺基酸與tRNA連接的準確性是正確合成蛋白質的關鍵。
胺基酸與tRNA連接的準確性由氨醯-tRNA合成酶決定,該酶對底物胺基酸和tRNA都有高度特異性。目前發現氨醯-tRNA合成酶至少有23種,分別與組成蛋白質的各種胺基酸一一對應,並能準確識別相應的tRNA。在組成蛋白質的常見20種胺基酸中,除了賴氨酸有兩種氨醯-tRNA合成酶與其對應,其他胺基酸各自對應一種氨醯-tRNA合成酶,另外還有識別磷酸化絲氨酸和吡咯酪氨酸的氨醯-tRNA合成酶。
氨醯-tRNA合成酶所催化反應的主要步驟包括:①氨醯-tRNA合成酶催化ATP分解為焦磷酸與AMP;②AMP、酶、胺基酸三者結合為中間複合體(氨醯-AMP-酶),其中胺基酸的羧基與磷酸腺苷的磷酸以酐鍵相連而活化;③活化胺基酸與tRNA 3'-CCA末端的腺苷酸的核糖2'或3'位的游離羥基以酯鍵結合,形成相應的氨醯-tRNA, 腺苷一磷酸(AMP)以游離形式被釋放出來。
巳經結合了不同胺基酸的氨醯-tRNA用前綴胺基酸三字母代號表示,如Tyr-tRNATyr代表tRNATyr的胺基酸臂上已經結合有酪氨酸。
氨醯-tRNA合成酶還有校對活性(proofreading activity), 能將錯誤結合的胺基酸水解釋放,再換上 正確的胺基酸,以改正合成過程出現的錯配,從而保證胺基酸和tRNA結合反應的誤差小於10-4

肽鏈合成的起始需要特殊的起始氨醯-tRNA[編輯]

從遺傳密碼錶中可見, 編碼甲硫氨酸的密碼子在原核生物與真核生物中同時又作為起始密碼子。目前已知,儘管都攜帶着甲硫氨酸,但結合在起始密碼子處的氨醯-tRNA,與結合可讀框內部甲硫氨酸密碼子的氨醯-tRNA在結構上是有差別的。結合於起始密碼子的屬於專門的起始氨醯-tRNA,在原核生物為fMet-tRNAfMet,其中的甲硫氨酸被甲醯化,成為N-甲醯甲硫氨酸(N-formyl methionine, fMet);在真核生物,具有起始功能的是tRNAiMet(initiator tRNA) , 它與甲硫氨酸結合後,可以在mRNA的起始密碼子AUG處就位,參與形成翻譯起始複合物。Met-tRNAiMet 和 Met-tRNAMet可分別被起始或延長過程起催化作用的酶和蛋白質因子識別。