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公衛(wèi)執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)
2017年執(zhí)業(yè)醫(yī)師實(shí)踐技能考試時間為6月17日-6月23日，為了幫助大家提高復(fù)習(xí)效率，下面應(yīng)屆畢業(yè)生小編為大家編輯整理了公衛(wèi)執(zhí)業(yè)醫(yī)師生物化學(xué)考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)，希望對大家有所幫助。
蛋白質(zhì)的生物合成
蛋白質(zhì)的生物合成過程，就是將DNA傳遞給mRNA的遺傳信息，再具體地解譯為蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的過程，這一過程被稱為翻譯(translation)。
一、蛋白質(zhì)生物合成的條件。
生物體內(nèi)的各種蛋白質(zhì)都是生物體內(nèi)利用約20種氨基酸為原料自行合成的。參與蛋白質(zhì)生物合成的各種因素構(gòu)成了蛋白質(zhì)合成體系，該體系包括：① mRNA：作為蛋白質(zhì)生物合成的模板，決定多肽鏈中氨基酸的排列順序;② tRNA：搬運(yùn)氨基酸的工具;③ 核糖體(又名核蛋白體)：蛋白體生物合成的場所;④ 酶及其他蛋白質(zhì)因子;⑤ 供能物質(zhì)及無機(jī)離子。
(一)mRNA：
作為指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的模板。mRNA中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為密碼(coden)。共有64種不同的密碼，即4×4×4=64。
遺傳密碼具有以下特點(diǎn)：① 連續(xù)性;② 簡并性;③ 通用性;(但在線粒體或葉綠體中特殊)④ 方向性，即解讀方向為5′→ 3′;⑤ 擺動性;⑥ 起始密碼：AUG;終止密碼：UAA、UAG、UGA。
(二)tRNA：
在氨酰-tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可與相應(yīng)的 氨基酸結(jié)合，生成氨酰-tRNA，從而攜帶氨基酸參與蛋白質(zhì)的生物合成。
tRNA反密碼環(huán)中部的三個核苷酸構(gòu)成三聯(lián)體，可以識別mRNA上相應(yīng)的密碼，此三聯(lián)體就稱為反密碼子(anticoden)。
反密碼對密碼的識別，通常也是根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，即A—U，G—C配對。但反密碼的第一個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)原則。如反密碼第一個核苷酸為Ⅰ(次黃嘌呤)，則可與A、U或C配對，如為U，則可與A或G配對，這種配對稱為不穩(wěn)定配對。
能夠識別mRNA中5′端起動密碼AUG的tRNA是一種特殊的tRNA，稱為起動tRNA。在原核生物中，起動tRNA是一種攜帶甲酰蛋氨酸的tRNA，即tRNAifmet;而在真核生物中，起動tRNA是一種攜帶蛋氨酸的tRNA，即tRNAimet。
在原核生物和真核生物中，均存在另一種攜帶蛋氨酸的tRNA，識別非起動部位的蛋氨酸密碼，AUG。
(三)rRNA和核糖體：
原核生物中的核糖體大小為70S，可分為30S小亞基和50S大亞基。小亞基由16SrRNA和21種蛋白質(zhì)構(gòu)成，大亞基由5SrRNA，23SRNA和35種蛋白質(zhì)構(gòu)成。
真核生物中的核糖體大小為80S，也分為40S小亞基和60S大亞基。小亞基由18SrRNA和30多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，大亞基則由5S rRNA，28S rRNA和50多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，在哺乳動物中還含有5.8 S rRNA。
核糖體的大、小亞基分別有不同的功能：
1.小亞基：可與mRNA、GTP和起動tRNA結(jié)合。
2.大亞基：
(1)具有兩個不同的tRNA結(jié)合點(diǎn)。A位(右)—— 受位或氨�；唬膳c新進(jìn)入的氨基酰tRNA結(jié)合;P位(左)——給位或肽�；�，可與延伸中的肽�；鵷RNA結(jié)合。
(2)具有轉(zhuǎn)肽酶活性：將給位上的肽�；D(zhuǎn)移給受位上的氨基酰tRNA，形成肽鍵。
(3)具有GTPase活性，水解GTP，獲得能量。
(4)具有起動因子、延長因子及釋放因子的結(jié)合部位。
在蛋白質(zhì)生物合成過程中，常常由若干核糖體結(jié)合在同一mRNA分子上，同時進(jìn)行翻譯，但每兩個相鄰核蛋白之間存在一定的間隔，形成念球狀結(jié)構(gòu)。由若干核糖體結(jié)合在一條mRNA上同時進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為多核糖體。
(四)起動因子(IF)
這是一些與多肽鏈合成起動有關(guān)的蛋白因子。原核生物中存在3種起動因子，分別稱為IF1-3。在真核生物中存在9種起動因子(eIF)。其作用主要是促進(jìn)核糖體小亞基與起動tRNA及模板mRNA結(jié)合。
(五)延長因子(EF)
這是一些與多肽鏈合成延伸有關(guān)的蛋白因子。原核生物中存在3種延長因子(EFTU，EFTS，EFG)，真核生物中存在2種(EF1，EF2)。其作用主要促使氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的受體，并可促進(jìn)移位過程。
(六)釋放因子(RF)
這是一些與多肽鏈合成終止有關(guān)的蛋白因子。原核生物中有4種，在真核生物中只有1種。其主要作用是識別終止密碼，協(xié)助多肽鏈的釋放。
(七)氨酰-tRNA合成酶
該酶存在于胞液中，與特異氨基酸的活化以及氨基酰tRNA的合成有關(guān)。
每種氨酰-tRNA合成酶對相應(yīng)氨基酸以及攜帶氨基酸的數(shù)種tRNA具有高度特異性，這是保證tRNA能夠攜帶正確的氨基酸對號入座的必要條件。
目前認(rèn)為，該酶對tRNA的識別，是因為在tRNA的氨基酸臂上存在特定的識別密碼，即第二套遺傳密碼。
(八)供能物質(zhì)和無機(jī)離子
多肽鏈合成時，需ATP、GTP作為供能物質(zhì)，并需Mg2+、K+參與。
氨基酸活化時需消耗2分子高能磷酸鍵，肽鍵形成時又消耗2分子高能磷酸鍵，故縮合一分子氨基酸殘基需消耗4分子高能磷酸鍵。
二、蛋白質(zhì)生物合成的過程
蛋白質(zhì)生物合成過程包括三大步驟：①氨基酸的活化與搬運(yùn);②活化氨基酸在核糖體上的縮合;③多肽鏈合成后的加工修飾。
(一)氨基酸的活化與搬運(yùn)
氨基酸的活化以及活化氨基酸與tRNA的結(jié)合，均由氨酰-tRNA合成酶催化完成。
在此反應(yīng)中，特異的tRNA3’端CCA上的2’或3’位自由羥基與相應(yīng)的活化氨基酸以酯鍵相連接，形成氨酰-tRNA，從而使活化氨基酸能夠被搬運(yùn)至核糖體上參與多肽鏈的合成。氨酰-tRNA的合成，可使氨基酸 ①活化;②搬運(yùn);③定位。
(二)活化氨基酸在核糖體上的縮合
活化氨基酸縮合生成多肽鏈的過程在核糖體上進(jìn)行�；罨被嵩诤说鞍左w上反復(fù)翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程，稱為核糖體循環(huán)。
核糖體循環(huán)過程可分為起動、延長和終止三個階段，這三個階段在原核生物和真核生物類似，現(xiàn)以原核生物中的過程加以介紹。
1、起動階段：
(1)30S起動復(fù)合物的形成：在起動因子的促進(jìn)下，30S小亞基與mRNA的起動部位，起動tRNA(fmet-tRNAfmet)，和GTP結(jié)合，形成復(fù)合體。
原核mRNA的起動部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸順序組成，稱為SD序列(核糖體結(jié)合位點(diǎn)，RBS)，可被核蛋白體小亞基辨認(rèn)結(jié)合。
真核生物中的mRNA具有帽子結(jié)構(gòu)，已知需一種特殊的帽子結(jié)合蛋白(CBP)以識別此結(jié)構(gòu)。
(2)70S起動前復(fù)合體的形成：IF3從30S起動復(fù)合體上脫落，50S大亞基與復(fù)合體結(jié)合，形成70S起動前復(fù)合體。
(3)70S起動復(fù)合體的形成：GTP被水解，IF1和IF2從復(fù)合物上脫落。此時，tRNAfmet的反密碼UAC與mRNA上的起動密碼AUG互補(bǔ)結(jié)合，tRNAfmet結(jié)合在核蛋白的給位(P位)。
2、肽鏈延長階段：
(1)進(jìn)位：與mRNA下一個密碼相對應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位(受位)。此步驟需GTP，Mg2+，和EF參與。
(2)成肽：在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，將給位上的tRNA所攜帶的甲酰蛋氨�；螂孽；D(zhuǎn)移到P位(受位)上的氨基酰tRNA上，與其α-氨基縮合形成肽鍵。此步驟需Mg2+，K+。給位上已失去蛋氨�；螂孽；膖RNA從核糖體上脫落。
(3)移位：核糖體向mRNA的3‘- 端滑動相當(dāng)于一個密碼的距離，同時使肽�；鵷RNA從受體移到給位。此步驟需EF(EFG)、GTP和Mg2+參與。此時，核糖體的受位留空，與下一個密碼相對應(yīng)的氨基酰tRNA即可再進(jìn)入，重復(fù)以上循環(huán)過程，使多肽鏈不斷延長。
3、肽鏈終止階段：
核糖體沿mRNA鏈滑動，不斷使多肽鏈延長，直到終止信號進(jìn)入P位。
1.識別：RF識別終止密碼，進(jìn)入核糖體的受位。
2.水解：RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)樗饷�，多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解，多肽鏈釋放。
3.解離：通過水解GTP，使核糖體與mRNA分離，tRNA、RF脫落，核糖體解離為大、小亞基。
多肽鏈的合成是一個消耗能量的過程，其能量主要由ATP和GTP提供。
若n個氨基酸合成一條多肽鏈：
n個氨基酸分子的活化： 2n個
(ATP→AMP+PPi)
70s起始復(fù)合物的形成： 1個
(GTP → GDP+Pi)
(n-1)個氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體A位點(diǎn)： (n-1)個
(GTP → GDP+Pi)
(n-1)次核糖體移位： (n-1)個
(GTP → GDP+Pi)
共(4n-1)個
(三)蛋白質(zhì)的翻譯后加工修飾
一級結(jié)構(gòu)的加工修飾：
1.N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：
N端甲酰蛋氨酸，必須在多肽鏈折迭成一定的空間結(jié)構(gòu)之前被切除。
① 去甲�；�
甲�；�
甲酰蛋氨酸-肽 甲酸 + 蛋氨酸-肽
�、� 去蛋氨�；�
蛋氨酸氨基肽酶
蛋氨酰-肽 蛋氨酸 + 肽
2.氨基酸的修飾：
由專一性的酶催化進(jìn)行修飾，包括糖基化、羥基化、磷酸化、甲酰化等。
3.二硫鍵的形成： 由專一性的氧化酶催化，將-SH氧化為-S-S-。
4.肽段的切除： 由專一性的蛋白酶催化，將部分肽段切除。 如：前胰島素原(切信號肽)→胰島素原(切間插序列) →胰島素
高級結(jié)構(gòu)的形成：
1.構(gòu)象的形成：
在分子內(nèi)伴侶、輔助酶及分子伴侶的協(xié)助下，形成特定的空間構(gòu)象。
2.亞基的聚合。
3.輔基的連接。
三、蛋白質(zhì)的靶向運(yùn)輸
蛋白質(zhì)合成后，定向地被輸送到其執(zhí)行功能的場所稱為靶向輸送。大多數(shù)情況下，被輸送的蛋白質(zhì)分子需穿過膜性結(jié)構(gòu)，才能到達(dá)特定的地點(diǎn)。因此，在這些蛋白質(zhì)分子的氨基端，一般都帶有一段疏水的肽段，稱為信號肽。
信號肽假說：
1、分泌蛋白的mRNA先和游離的核糖體結(jié)合合成出信號肽;
2、信號肽識別蛋白(SRP)結(jié)合在信號肽上，暫時中止蛋白質(zhì)合成;
3、信號肽識別蛋白—mRNA—核糖體復(fù)合物與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面的停泊蛋白(SRP receptor，信號肽識別蛋白受體)結(jié)合;
4、經(jīng)過一系列反應(yīng)后，核糖體與停泊蛋白緊密結(jié)合，中斷的翻譯恢復(fù)。信號肽識別蛋白被釋放參加下一輪作用。
5、肽鏈在穿過轉(zhuǎn)位蛋白形成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)孔時，信號肽被信號肽酶切除。合成的新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后折疊成最終構(gòu)象。
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