大肠杆菌在合成蛋白质时是如何区分起始密码子AUG和内部密码AUG的?
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发布时间：2022-05-06 20:12
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时间：2023-09-15 01:59
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时间：2023-09-15 02:00
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时间：2023-09-15 02:00
蛋白质的运输尽管比较复杂,但是生物系统中的蛋白质的运输可以用一个比较简单的模式来解释。每个需要运输的多肽都很有一段氨基酸序列，称为信号肽序列，引导多肽到不同的转运系统。
信号肽及其作用机制
70年代初期，许多研究发现，在编码分泌蛋白的基因中，许多基因的5'端都有一段DNA编码的15～35个氨基酸的疏水性肽片段，这一位于蛋白质N——末端的肽段在成熟的分泌蛋白中并不存在，其功能在于引导随后产生的蛋白质多肽链穿过内质网膜进入腔内。这一段疏水性短肽在蛋白质的内质网——高尔基体——质膜分泌途径中具有重要作用，并被称之为信号肽。
1975年，布洛贝尔提出了信号肽假说。根据这一假说，在细胞质中，编码分泌蛋白的信使核糖核酸（mRNA）与游离的核糖体大小亚基结合而形成翻译复合体。从起始密码子开始，首先翻译产生信号肽，当转译进行到大约50～70个氨基酸之后，信号肽开始从核糖体的大亚基上露出，露出的信号肽立即被细胞质中的信号肽识别体（SRP）识别并与之相结合。此时，转译暂时停止，SRP牵引这条带核糖体的mRNA到达粗面内质网的表面，并与粗面内质网表面上的信号肽识别体受体（或称停泊蛋白）作用，这时，暂时被抑制的转译过程恢复进行，同时，内质网膜上某种特定的核糖体受体蛋白聚集，使膜双脂层产生孔道，带mRNA的核糖体与其受体蛋白结合，转译出的肽链便通过孔道进入内质网腔内。
信号肽在穿越膜后即被内质网腔内的信号肽酶水解切除。当核糖体与其受体蛋白结合后，SRP与停泊蛋白便解离，各自进入新的识别、结合循环。当转译进行到mRNA的终止密码子时，蛋白质的合成结束，核糖体的大小亚基解聚，大亚基与核糖体受体的相互作用消失，核糖体受体解聚，内质网膜上的蛋白孔道消失，内质网恢复成完整的脂双层结构。进入内质网腔内的多肽链在信号肽被水解切除后即进行折叠及其他一系列修饰过程，最终形成成熟的分泌蛋白。
（二）分泌蛋白在内质网（ER）内合成
在真核细胞中，内质网是最大的膜状结构的细胞器，其表面积可以是质膜面积的几倍。大部分的内质网与核糖体相结合形成糙面内质网，在糙面内质网上的核糖体是膜蛋白和分泌蛋白合成的地方，也是蛋白质分泌途径的起点 。多肽经移位后，在内质网的小腔中被修饰，通过短时间的加工后，分泌蛋白形成被膜包裹的小泡，转运到高尔基体，然后再转运到细胞表面或溶酶体。
1、蛋白质的修饰与加工
这些修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是： ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
糖基化有两种类型：（1）糖蛋白是由寡糖连接在Asp的氨基的形成的，连接的链叫N-糖苷键。（2）寡糖连接在Ser、Thr或羟基-lys的羟基上（O-糖苷键）。N-糖苷键是在ER开始，而在高尔基体中进一步完成；O-糖苷键的形成仅发生在高尔基体中。
N-糖基化可分为3步，各种N-连接的寡糖都是在ER中开始加上的，途径也相同。一个寡糖含有2个N-乙酰-糖胺，9个苷露糖和3个葡萄糖，在一种特异的脂一多萜醇上形成，多萜醇磷酸酯即是携带糖的载体。多萜醇是一种高度疏水的酯，位于ER膜中，其活性基团面向着ER腔，寡糖是由单个的糖连接而构成，它通过焦磷酸和多萜醇连接。寡糖作为一个单位在与膜结合的糖基转移酶的作用下从多萜醇上转移到靶蛋白上。酶的活性位点也是露在ER腔中。受体基团是位于Asn-X-Ser或Asn-X-Thr（X是除Pro以外的任何氨基酸）中的Asn，当新生肽进入ER时，它一旦被识别后立即作为靶顺序暴露在腔中。有些寡糖的修整是在ER中进行，修整后再进入高尔基体。寡糖结构完成是分为两类，一类在转运到ER时，另一类是在越膜转运到高尔基体。究竟属于何种类型这要取决于苷露糖。苷露糖只是在ER中加上，随后可能还要被修整。在ER中被切去的单糖的数目是不同的。ER中的苷露糖苷酶很快地附着到第一个苷露糖上，附着下三个较慢。
高甘露糖寡聚糖含有的残基是在ER中加上的。寡糖加上后几乎立即又从蛋白上被切掉。3个葡萄糖残基被ER中的葡萄糖苷酶切除掉，ER中的甘露糖苷酶再从蛋白上切下2-4个甘露糖，在ER中产生3寡糖的最终结构。
