分子生物學入門/蛋白質合成

與其他生物大分子如多糖和核酸一樣，蛋白質是生物體的重要組成部分，參與細胞內的幾乎所有過程。許多蛋白質是催化生物化學反應的酶，對新陳代謝至關重要。蛋白質也具有結構或機械功能，例如肌肉中的肌動蛋白和肌球蛋白，以及細胞骨架中的蛋白質，它們構成一個維持細胞形狀的支架系統。其他蛋白質在細胞訊號傳導、免疫反應、細胞粘附和細胞週期中發揮重要作用。蛋白質在動物的飲食中也是必需的，因為動物不能合成所有需要的氨基酸，必須從食物中獲取必需氨基酸。透過消化過程，動物將攝入的蛋白質分解成遊離氨基酸，然後用於新陳代謝。蛋白質最早由荷蘭化學家格哈德斯·約翰內斯·穆爾德於 1838 年描述，並由瑞典化學家永斯·雅各布·貝採利烏斯命名。

每種蛋白質都有其獨特的氨基酸序列，由編碼這種蛋白質的基因的核苷酸序列決定。遺傳密碼是一組稱為密碼子的三核苷酸序列，每個三核苷酸組合指定一個氨基酸，例如 AUG（腺嘌呤-尿嘧啶-鳥嘌呤）是甲硫氨酸的密碼子。由於 DNA 包含四種核苷酸，所以可能的密碼子總數為 64；因此，遺傳密碼中存在一定的冗餘，一些氨基酸由不止一個密碼子指定。編碼在 DNA 中的基因首先由 RNA 聚合酶等蛋白質轉錄成前信使 RNA (mRNA)。大多數生物體隨後使用各種形式的轉錄後修飾處理前 mRNA（也稱為初級轉錄本），形成成熟的 mRNA，然後由核糖體用作蛋白質合成的模板。在原核生物中，mRNA 可以立即使用，也可以在離開核區後被核糖體結合。相比之下，真核生物在細胞核中合成 mRNA，然後將其轉運穿過核膜進入細胞質，在那裡進行蛋白質合成。原核生物的蛋白質合成速度高於真核生物，每秒可達到 20 個氨基酸。

mRNA 裝載到核糖體上，並透過將每個密碼子與其在轉運 RNA (t-RNA) 分子上的鹼基配對反密碼子相匹配，一次讀取三個核苷酸，t-RNA 分子攜帶與它識別的密碼子相對應的氨基酸。氨醯-tRNA 合成酶將 tRNA 分子與正確的氨基酸結合。不斷增長的多肽鏈通常被稱為新生肽鏈。蛋白質總是從 N 端到 C 端生物合成。

合成蛋白質的大小可以透過它包含的氨基酸數量及其總分子量來衡量，通常以道爾頓（與原子質量單位同義）或派生單位千道爾頓 (kDa) 為單位報告。酵母蛋白平均有 466 個氨基酸長，質量為 53 kDa。已知最大的蛋白質是肌聯蛋白，它是肌肉肌節的組成部分，分子量接近 3,000 kDa，總長度接近 27,000 個氨基酸。

顯示 mRNA 翻譯和核糖體合成蛋白質的示意圖。

翻譯：蛋白質的合成

蛋白質的合成被稱為翻譯。翻譯通常發生在細胞質中，那裡是核糖體所在的地方。核糖體由一個小亞基和大亞基組成，它們包圍著 mRNA。在翻譯中，信使 RNA (mRNA) 被解碼以產生特定的多肽鏈，遵循由三核苷酸遺傳密碼指定的規則。它使用 mRNA 序列作為模板來指導合成形成蛋白質的氨基酸鏈。翻譯過程分為四個階段：啟用、起始、延伸和終止（全部描述氨基酸鏈或多肽鏈的生長，它是翻譯的產物）。

在啟用階段，正確的氨基酸 (AA) 與正確的轉運 RNA (tRNA) 結合。雖然這從技術上講不是翻譯步驟，但它是翻譯進行所必需的。AA 透過其羧基與 tRNA 的 3' OH 結合，形成酯鍵。當 tRNA 與氨基酸連線時，它被稱為“帶電的”。起始涉及核糖體的小亞基在起始因子的幫助下（IF），以及其他協助該過程的蛋白質，結合到 mRNA 的 5' 端。延伸發生在下一個氨醯-tRNA（帶電的 tRNA）與 GTP 和延伸因子一起結合到核糖體上時。多肽鏈的終止發生在核糖體的 A 位點面對終止密碼子（UAA、UAG 或 UGA）時。當這種情況發生時，沒有 tRNA 可以識別它，但釋放因子可以識別無義密碼子，並導致多肽鏈的釋放。停用或抑制蛋白質生物合成中的翻譯的能力被諸如：茴香黴素、放線菌酮、氯黴素、四環素、鏈黴素、紅黴素、嘌呤黴素等抗生素利用。 每種蛋白質都有其獨特的氨基酸序列，由編碼這種蛋白質的基因的核苷酸序列決定。遺傳密碼是一組稱為密碼子的三核苷酸序列，每個三核苷酸組合指定一個氨基酸，例如 AUG（腺嘌呤-尿嘧啶-鳥嘌呤）是甲硫氨酸的密碼子。由於 DNA 包含四種核苷酸，所以可能的密碼子總數為 64；因此，遺傳密碼中存在一定的冗餘，一些氨基酸由不止一個密碼子指定。編碼在 DNA 中的基因首先由 RNA 聚合酶等蛋白質轉錄成前信使 RNA (mRNA)。大多數生物體隨後使用各種形式的轉錄後修飾處理前 mRNA（也稱為初級轉錄本），形成成熟的 mRNA，然後由核糖體用作蛋白質合成的模板。在原核生物中，mRNA 可以立即使用，也可以在離開核區後被核糖體結合。相比之下，真核生物在細胞核中合成 mRNA，然後將其轉運穿過核膜進入細胞質，在那裡進行蛋白質合成。原核生物的蛋白質合成速度高於真核生物，每秒可達到 20 個氨基酸。我們應該始終記住，以下抗生素抑制蛋白質合成，例如茴香黴素、放線菌酮、氯黴素、四環素、鏈黴素、紅黴素、嘌呤黴素等。

mRNA 裝載到核糖體上，並透過將每個密碼子與其在轉運 RNA (t-RNA) 分子上的鹼基配對反密碼子相匹配，一次讀取三個核苷酸，t-RNA 分子攜帶與它識別的密碼子相對應的氨基酸。氨醯-tRNA 合成酶將 tRNA 分子與正確的氨基酸結合。不斷增長的多肽鏈通常被稱為新生肽鏈。蛋白質總是從 N 端到 C 端生物合成。合成蛋白質的大小可以透過它包含的氨基酸數量及其總分子量來衡量，通常以道爾頓（與原子質量單位同義）或派生單位千道爾頓 (kDa) 為單位報告。酵母蛋白平均有 466 個氨基酸長，質量為 53 kDa。已知最大的蛋白質是肌聯蛋白，它是肌肉肌節的組成部分，分子量接近 3,000 kDa，總長度接近 27,000 個氨基酸。

tRNA（轉運 RNA）

酵母中 tRNA^Phe 的二級三葉草結構。

tRNA 的結構類似三葉草，它的反密碼子臂是一個 5 個鹼基對 (bp) 的莖，其環包含反密碼子，而它的 D 臂是一個 4 個 bp 的莖，以一個通常包含二氫尿嘧啶的環結束。tRNA 的 T 臂是一個包含序列 TΨC 的 5 個 bp 莖，其中 Ψ 是假尿嘧啶。在真核細胞中，tRNA 由 RNA 聚合酶 III 在細胞核中轉錄為前 tRNA。tRNA 是一種小的 RNA 分子，通常長 73-95 個核苷酸。RNA 聚合酶 III 識別 tRNA 基因內部的兩個內部啟動子序列（A 盒 B 內部啟動子）。第一個啟動子從成熟 tRNA 的第 8 個核苷酸開始，第二個啟動子位於第一個啟動子下游 30-60 個核苷酸處。轉錄在四或多個胸腺嘧啶的延伸片段後終止。

前 tRNA 在細胞核內經歷廣泛的修飾。一些前 tRNA 包含內含子；在細菌中，這些內含子會自剪接，而在真核生物和古細菌中，它們會被 tRNA 剪接內切酶去除。5' 序列由 RNase P 去除，而 3' 末端由 tRNase Z 酶去除。一個值得注意的例外是在古細菌 Nanoarchaeum equitans 中，它不具有 RNase P 酶，並且有一個啟動子放置在這樣的位置，即轉錄從成熟 tRNA 的 5' 末端開始。非模板化的 3' CCA 尾是由核苷酸轉移酶新增的。在 tRNA 被 Los1/Xpo-t 匯出到細胞質之前，tRNA 被氨醯化。處理事件的順序並不保守。例如，在酵母中，剪接不是在細胞核中進行，而是線上粒體膜的細胞質側進行。

核糖體

核糖體是細胞中製造蛋白質的元件，這些蛋白質由所有氨基酸組成。生物學中的一箇中心原則，通常被稱為“中心法則”，是 DNA 用於製造 RNA，而 RNA 又用於製造蛋白質。基因中的 DNA 序列被複制到信使 RNA (mRNA) 中。然後核糖體讀取該 RNA 中的資訊，並用它來建立蛋白質。這個過程被稱為翻譯；即核糖體將 RNA 中的遺傳資訊“翻譯”成蛋白質。核糖體透過結合到 mRNA 並將其用作特定蛋白質中氨基酸正確序列的模板來做到這一點。氨基酸連線到轉移 RNA (tRNA) 分子，這些分子進入核糖體的一部分並與信使 RNA 序列結合。然後，連線的氨基酸由核糖體的另一部分連線在一起。核糖體沿著 mRNA 移動，"讀取"其序列併產生一個氨基酸鏈。

核糖體由 RNA 和蛋白質的複合體組成。核糖體分為兩個亞基，一個比另一個大。較小的亞基與 mRNA 結合，而較大的亞基與 tRNA 和氨基酸結合。當核糖體完成讀取 mRNA 時，這兩個亞基就會分開。核糖體已被歸類為核酶，因為核糖體 RNA 似乎對連線氨基酸在一起的肽基轉移酶活性最為重要。

來自細菌、古細菌和真核生物（地球上生命的三域）的核糖體具有顯著不同的結構和 RNA 序列。這些結構差異使一些抗生素能夠透過抑制細菌核糖體來殺死細菌，同時不會影響人類核糖體。真核細胞線粒體中的核糖體類似於細菌中的核糖體，反映了這種細胞器的可能進化起源。核糖體這個詞來自核糖核酸和希臘語：soma（意為身體）。

核糖體的結構

核糖體讀取信使 RNA 的序列並組裝蛋白質，這些蛋白質由與轉移 RNA 結合的氨基酸構成。

斯維德伯格（符號 S，有時為 Sv，不要與 Sv 混淆，Sv 是 SI 單位西弗特的符號，也是非 SI 單位斯維德魯普）是一個非 SI 物理單位，用於沉降係數。它描述了粒子型別在沉降過程中，特別是離心過程中，的行為。斯維德伯格從技術上講是時間的度量，定義為精確的 10-13 秒（100 fs）。

該單位以瑞典化學家特奧多爾·斯維德伯格（1884-1971）的名字命名，他因其在膠體化學方面的研究以及發明超速離心機而獲得了 1926 年諾貝爾化學獎。較大的粒子往往沉降得更快，因此具有更高的斯維德伯格值。然而，沉降係數不是可加的。沉降速率不僅取決於粒子的質量或體積，而且當兩個粒子結合在一起時，不可避免地會損失表面積。因此，當分別測量時，它們將具有可能不會加起來等於結合粒子的斯維德伯格值的斯維德伯格值。斯維德伯格是區分核糖體最重要的測量方法，核糖體在系統發育研究中非常重要。

原核生物和真核生物的核糖體亞基非常相似。測量單位是斯維德伯格單位，它是離心沉降速率的度量，而不是大小，這解釋了為什麼片段名稱加不起來（70S 由 50S 和 30S 組成）。原核生物具有 70S 核糖體，每個核糖體都由一個小的（30S）亞基和一個大的（50S）亞基組成。它們的較大亞基由一個 5S RNA 亞基（包含 120 個核苷酸）、一個 23S RNA 亞基（2900 個核苷酸）和 34 個蛋白質組成。30S 亞基有一個與 21 個蛋白質結合的 1540 個核苷酸 RNA 亞基（16S）。真核生物具有 80S 核糖體，每個核糖體都由一個小的（40S）亞基和一個大的（60S）亞基組成。它們的較大亞基由一個 5S RNA（120 個核苷酸）、一個 28S RNA（4700 個核苷酸）、一個 5.8S 亞基（160 個核苷酸）和約 49 個蛋白質組成。40S 亞基有一個 1900 個核苷酸（18S）RNA 和約 33 個蛋白質。

真核生物葉綠體和線粒體中發現的核糖體也由與蛋白質結合在一起的大和小亞基組成，形成一個 70S 粒子。這些細胞器被認為是細菌的後代（見內共生理論），因此它們的核糖體類似於細菌的核糖體。各種核糖體共享一個核心結構，儘管大小差異很大，但它們非常相似。大部分 RNA 高度組織成各種三級結構基序，例如表現出同軸堆積的假結。較大核糖體中的額外 RNA 位於幾個長而連續的插入中，因此它們在不破壞或改變核心結構的情況下形成迴圈。核糖體的所有催化活性都是由 RNA 產生的；蛋白質位於表面並似乎穩定了結構。

細菌和真核生物核糖體之間的差異被藥物化學家利用來創造抗生素，這些抗生素可以破壞細菌感染而不會損害感染者的細胞。由於它們的結構差異，細菌 70S 核糖體容易受到這些抗生素的影響，而真核生物 80S 核糖體則不會受到影響。儘管線粒體擁有類似於細菌的核糖體，但線粒體不會受到這些抗生素的影響，因為它們被雙層膜包圍，這些膜不易使這些抗生素進入細胞器。

圖：大亞基紅色（1）和小亞基藍色（2）

原核生物中的核糖體生成 有 52 個基因編碼核糖體蛋白，它們可以在原核 DNA 中的 20 個操縱子中找到。核糖體合成的調節取決於 rRNA 本身的調節。首先，氨醯 tRNA 的減少會導致原核細胞透過降低轉錄和翻譯來做出反應。這是透過一系列步驟發生的，從嚴格因子結合到核糖體並催化反應開始

   GTP + ATP --> pppGpp + AMP

然後去除 γ-磷酸，ppGpp 將結合並抑制 RNA 聚合酶。這種結合會導致 rRNA 轉錄減少。減少的 rRNA 意味著核糖體蛋白 (r-蛋白質) 將被翻譯，但沒有 rRNA 與之結合。相反，它們會負反饋並與其自身的 mRNA 結合，抑制 r-蛋白質合成。請注意，如果存在，r-蛋白質優先與其互補的 rRNA 結合，而不是與 mRNA 結合。核糖體操縱子還包括 RNA 聚合酶和延伸因子的基因（用於 RNA 翻譯）。這些基因的共同調節說明了原核生物中轉錄和翻譯之間的耦合。

真核生物中的核糖體生成 真核生物中的核糖體蛋白合成與大多數蛋白質合成一樣，發生在細胞核外的細胞質中。單個大和小單元被合成並透過核孔輸入到細胞核中。這些孔的直徑為 120 奈米，每分鐘將 560,000 個核糖體蛋白輸入到細胞核中，並進行主動轉運。有關核糖體蛋白進入細胞核的更多資訊，請參見核輸入。核糖體 RNA (rRNA) 在核仁中轉錄，速度很快，核仁包含所有 45S rRNA 基因。轉錄後，rRNA 與核糖體亞基組合在一起，形成一個功能正常的核糖體。

Kozak 協同序列

mRNA 分子上的 Kozak 共識序列被核糖體識別為翻譯起始位點，從該位點開始，蛋白質由該 mRNA 分子編碼。核糖體需要此序列或可能的變異來啟動翻譯。Kozak 序列不要與核糖體結合位點 **(RBS)** 混淆，RBS 是信使 RNA 的 5' 端帽或內部核糖體進入位點 (IRES)。在體內，此位點在不同的 mRNA 上通常並不完全匹配，從給定的 mRNA 合成的蛋白質數量取決於 Kozak 序列的強度。此序列中的一些核苷酸比其他核苷酸更重要：AUG 最重要，因為它是編碼蛋白質 N 端的甲硫氨酸氨基酸的實際起始密碼子。(很少情況下，CTG 用作起始密碼子，編碼亮氨酸而不是其典型的甲硫氨酸。)“AUG” 的 A 核苷酸被稱為 1 號核苷酸。對於“強”共識，相對於 1 號核苷酸的 +4 位（即共識中的 G）和 -3 位（即共識中的 A 或 G）處的核苷酸必須都與共識匹配（沒有 0 號位置）。“足夠”共識只有這些位點中的一個，而“弱”共識則沒有。-1 和 -2 處的 cc 保守性較低，但有助於整體強度。還有證據表明，-6 位的 G 對翻譯起始很重要。

體記憶體在每種型別的 Kozak 共識的例子，它們可能作為另一種基因調控機制而進化。Lmx1b 是一個具有弱 Kozak 共識序列的基因的例子。為了從這樣的位點啟動翻譯，mRNA 序列中需要其他特徵，以便核糖體識別起始密碼子。

原核生物中蛋白質的合成

起始

原核生物中翻譯起始的過程。

原核生物中翻譯的起始涉及翻譯系統的組分組裝，這些組分包括：兩個 核糖體 亞基（50S 和 30S 亞基）、要翻譯的 mRNA、第一個（甲醯）氨醯 tRNA（帶有第一個氨基酸的 tRNA）、GTP（作為能量來源）以及三個 起始因子（原核生物起始因子-1 或 IF1、原核生物起始因子-2 或 IF2 以及原核生物起始因子-3 或 IF3，它們有助於起始複合物的組裝。

核糖體有三個活性位點：A 位點、P 位點和 E 位點。A 位點是氨醯 tRNA 進入的點（第一個氨醯 tRNA 除外，fMet-tRNA_f^Met 從 P 位點進入）。P 位點是核糖體中形成肽醯 tRNA 的地方。而E 位點是在脫醯 tRNA 將其氨基酸傳遞給生長的肽鏈後離開的位點。

延伸

多肽鏈的延伸涉及將氨基酸新增到生長鏈的羧基端。生長中的蛋白質透過大亞基中的多肽出口通道離開核糖體。 在原核生物中，翻譯需要三種延伸因子：EF-Tu、EF-Ts 和 EF-G。

EF-Tu（延伸因子熱不穩定）介導氨醯 tRNA 進入核糖體的空閒位點。

EF-Ts 作為 EF-Tu 的鳥嘌呤核苷酸交換因子，催化 GDP 從 EF-Tu 中釋放出來。

EF-G 催化每一輪多肽延伸結束時 tRNA 和 mRNA 沿核糖體移動。

延伸從 fmet-tRNA 進入 P 位點開始，引起構象變化，開啟 A 位點，以便新的氨醯-tRNA 結合。這種結合由延伸因子-Tu（EF-Tu）促進，EF-Tu 是一種小的 GTP 酶。現在，P 位點包含要編碼的蛋白質的肽鏈的起始部分，A 位點包含要新增到肽鏈的下一個氨基酸。連線到 P 位點 tRNA 上的生長多肽從 P 位點 tRNA 上分離，並且在多肽的最後一個氨基酸和仍然連線到 A 位點 tRNA 上的氨基酸之間形成肽鍵。這個過程被稱為肽鍵形成，由核酶（大亞基中的 23S 核糖體 RNA）催化。現在，A 位點包含新形成的肽，而 P 位點包含一個脫醯 tRNA（沒有氨基酸的 tRNA）。在延伸的最後階段，易位，核糖體向 mRNA 的 3' 端移動 3 個核苷酸。由於 tRNA 透過密碼子-反密碼子鹼基配對與 mRNA 連線，因此 tRNA 相對於核糖體移動，將新生肽從 A 位點移動到 P 位點，並將脫醯 tRNA 移動到 E 出口位點。這個過程由 延伸因子 G（EF-G）催化。
核糖體繼續翻譯 mRNA 上剩餘的密碼子，因為更多的氨醯-tRNA 結合到 A 位點，直到核糖體到達 mRNA 上的終止密碼子 (UAA、UGA 或 UAG)。

EF-Tu

EF-Tu（延伸因子熱不穩定）是原核生物延伸因子之一。原核生物因子 EF-Tu 介導氨醯 tRNA 進入核糖體的空閒位點。EF-Tu 透過與細胞質中的氨醯化或帶電 tRNA 分子結合而發揮作用。這個複合體短暫地進入核糖體，tRNA 反密碼子域與核糖體 A 位點中的 mRNA 密碼子結合。如果密碼子-反密碼子配對正確，EF-Tu 會將三磷酸鳥苷 (GTP) 水解成二磷酸鳥苷 (GDP) 和無機磷酸，並改變構象以從 tRNA 分子解離。然後，氨醯 tRNA 完全進入 A 位點，在那裡，其氨基酸被帶到 P 位點多肽附近，核糖體催化氨基酸共價轉移到多肽上。EF-Tu 透過三種方式促進翻譯準確性。如果核糖體 A 位點的 tRNA 不匹配 mRNA 密碼子，它會延遲 GTP 水解，從而優先增加不正確 tRNA 離開核糖體的可能性。它還在從 tRNA 中釋放後（無論 tRNA 是否匹配），在氨醯 tRNA 完全進入 A 位點之前，新增第二次延遲。這個延遲週期是錯誤配對的 tRNA（以及它們結合的氨基酸）在錯誤的氨基酸不可逆地新增到多肽鏈之前離開 A 位點的第二次機會。第三種機制是 EF-Tu 對粗略檢查氨基酸-tRNA 關聯的不太清楚的功能，並拒絕氨基酸沒有與編碼它的正確 tRNA 結合的複合物。

EF-Ts

EF-Ts（延伸因子熱穩定）是原核生物延伸因子之一。EF-Ts 作為 EF-Tu（延伸因子熱不穩定）的鳥嘌呤核苷酸交換因子，催化二磷酸鳥苷從 EF-Tu 中釋放出來。這使得 EF-Tu 能夠與新的三磷酸鳥苷分子結合，釋放 EF-Ts，並繼續催化另一個氨醯 tRNA 的新增。

EF-G

因子 EF-G 催化每一輪多肽延伸結束時 tRNA 和 mRNA 沿核糖體移動。與 EF-Tu + tRNA 同源，EF-G 也以其 GTP 結合狀態與核糖體結合。當它與 A 位點結合時，EF-G 會導致先前佔據該位點的 tRNA 佔據一箇中間 A/P 位置（結合到小核糖體亞基的 A 位點和到大核糖體亞基的 P 位點），而 P 位點的 tRNA 被轉移到 P/E 雜化狀態。EF-G 對 GTP 的水解會導致構象變化，迫使 A/P tRNA 完全佔據 P 位點，P/E tRNA 完全佔據 E 位點（並從核糖體複合物中退出），以及 mRNA 相對於核糖體向下移動三個核苷酸，因為它與這些 tRNA 分子結合。然後，結合 GDP 的 EF-G 分子從複合物中解離，留下另一個自由的 A 位點，在那裡延伸迴圈可以重新開始。除了在易位中的作用外，EF-G 與核糖體回收因子一起以 GTP 依賴的方式促進核糖體回收。

圖  : mRNA 的翻譯 (1) 由核糖體 (2)（顯示為小（藍色）和大（紅色）亞基）進入多肽鏈（3）。核糖體從 mRNA 的起始密碼子開始 (AUG) 並以終止密碼子結束 (UAG).

終止

當三個終止密碼子之一移動到 A 位點時，終止發生。這些密碼子不被任何 tRNA 識別。相反，它們被蛋白質識別，這些蛋白質被稱為釋放因子，即 RF1（識別 UAA 和 UAG 終止密碼子）或 RF2（識別 UAA 和 UGA 終止密碼子）。這些因子觸發肽醯-tRNA 中酯鍵的水解，以及新合成蛋白質從核糖體中釋放。第三個釋放因子 RF-3 在終止過程結束時催化 RF-1 和 RF-2 的釋放。

回收

由終止步驟結束形成的終止後複合物由具有 A 位點的終止密碼子的 mRNA、P 位點的脫醯 tRNA 以及完整的 70S 核糖體組成。核糖體回收步驟負責分解終止後核糖體複合物。 一旦新生蛋白質在終止中被釋放，核糖體回收因子 和延伸因子 G (EF-G) 會發揮作用，將 mRNA 和 tRNA 從核糖體中釋放出來，並將 70S 核糖體解離成 30S 和 50S 亞基。然後，IF3 代替脫醯 tRNA，釋放 mRNA。所有翻譯成分現在可以自由進行額外的翻譯回合。

多聚核糖體

翻譯由多個核糖體同時進行。由於核糖體相對較大，它們只能附著在 mRNA 上相距 35 個核苷酸的位點。一個 mRNA 和多個核糖體的複合體稱為多聚核糖體或多核糖體。

真核生物中的蛋白質合成

真核生物中以 eIF2 為中心的翻譯起始過程圖示，用淺綠色表示。其他因子也顯示在圖中。

起始

真核起始因子 (eIF) 是參與真核翻譯起始階段的蛋白質。它們的功能包括：與 40S 核糖體亞基和 Met-tRNAi 形成複合體，稱為 43S 預起始複合體 (PIC)；識別 mRNA 的 5' 帽結構，並將 43S PIC 募集到 mRNA；促進核糖體掃描 mRNA；調節 AUG 起始密碼子的識別；以及 60S 核糖體亞基的結合形成 80S 核糖體。由於真核細胞的生物學複雜性更高，真核起始因子的數量比原核起始因子多得多。已知蛋白質 RLI 在起始複合體的形成中起著至關重要的、可能具有催化作用的作用。

eIF4 (eIF4F)

eIF4 起始因子包括 eIF4A、eIF4B、eIF4E 和 eIF4G。eIF4F 通常指 eIF4A、eIF4E 和 eIF4G 的複合體。eIF4G 是一種支架蛋白，與 eIF3（見下文）以及 eIF4F 複合體的其他成員相互作用。eIF4E 識別並結合 mRNA 的 5' 帽結構，而 eIF4G 結合多聚腺苷酸結合蛋白 (PABP)，PABP 結合多聚腺苷酸尾，使結合的 mRNA 環化並激活。eIF4A 是一種 DEAD 盒 RNA 解旋酶，對於解決 mRNA 二級結構至關重要。eIF4B 包含兩個 RNA 結合結構域，一個與 mRNA 非特異性相互作用，而另一個特異性結合小核糖體亞基的 18S 部分。它充當錨點，同時也是 eIF4A 的關鍵輔助因子。它是 S6K 的底物，磷酸化後，它促進預起始複合體的形成。在脊椎動物中，eIF4H 是一個額外的起始因子，與 eIF4B 的功能類似。^[11]

eIF1 & eIF3

eIF1、eIF1A 和 eIF3 都與核糖體亞基-mRNA 複合體結合。它們被認為可以阻止大核糖體亞基在準備好開始延伸之前與小亞基結合。在哺乳動物中，eIF3 是最大的支架起始因子，由 13 個亞基 (a-m) 組成。它大約 ~750 kDa，它控制著具有 5' 帽或 IRES 的 mRNA 上 40S 核糖體亞基的組裝。eIF3 使用 eIF4F 複合體或來自病毒的 IRES (內部核糖體進入位點) 將 mRNA 鏈定位在 40S 核糖體亞基的出口位點附近，從而促進預起始複合體的組裝。在許多癌症中，eIF3 過表達。在血清剝奪條件下（非活性狀態），eIF3 與 S6K1 結合。當受到有絲分裂原、生長因子或藥物的刺激時，mTOR/Raptor 複合體被啟用，進而結合並磷酸化 S6K1 上的 T389（連線區域），導致構象變化，使激酶 S6K1 從 eIF3 解離。然後，T389 磷酸化的 S6k1 被 PDK1 進一步磷酸化在 T229 上。這種第二次磷酸化完全激活了 S6K1 激酶，然後可以磷酸化 eIF4B、S6 和其他蛋白質靶點。^[12]

eIF2

eIF2 是一種 GTP 結合蛋白，負責將起始 tRNA 帶到預起始複合體的 P 位點。它對甲硫氨酸帶電的起始 tRNA 具有特異性，這與其他用於多肽鏈延伸的甲硫氨酸帶電的 tRNA 不同。一旦它將起始 tRNA 放置在 P 位點的 AUG 起始密碼子上，它就會將 GTP 水解成 GDP，並解離。這種水解也標誌著 eIF3、eIF1 和 eIF1A 的解離，並允許大亞基結合。這標誌著延伸的開始。eIF2 有三個亞基，eIF2-α、β 和 γ。前者對於可能需要全域性關閉蛋白質合成的細胞特別重要。當被磷酸化時，它會隔離 eIF2B（不要與 beta 混淆），eIF2B 是一種 GEF。如果沒有這種 GEF，GDP 就不能與 GTP 交換，翻譯就會受到抑制。eIF2α 誘導的翻譯抑制發生在缺乏鐵的網狀細胞中。此外，當在許多多細胞生物中檢測到 dsRNA 時，蛋白激酶 R (PKR) 會磷酸化 eIF2α，導致細胞死亡。^[13]

eIF5 & eIF5B

eIF5A 是一種 GTP 酶活化蛋白，它有助於大核糖體亞基與小亞基結合。它需要 eIF2 進行 GTP 水解，幷包含非同尋常的氨基酸羥賴氨酸。eIF5B 是一種 GTP 酶，參與完整核糖體的組裝（需要 GTP 水解）。

eIF6 eIF6 執行與 eIF3 相同的核糖體組裝抑制，但與大亞基結合。

真核生物中翻譯起始過程依賴於 mRNA 加帽。

無帽起始

真核生物中無帽模式翻譯起始的最佳研究例項是內部核糖體進入位點 (IRES) 途徑。無帽翻譯與帽依賴性翻譯的不同之處在於，無帽翻譯不需要核糖體從 mRNA 帽的 5' 端開始掃描直到起始密碼子。核糖體可以透過 ITAF (IRES 反式作用因子) 被運輸到起始位點，從而繞過從 mRNA 非翻譯區的 5' 端進行掃描的需要。這種翻譯方法是最近才發現的，並且已被發現對於在需要特定 mRNA 翻譯的情況下非常重要，即使在細胞脅迫或大多數 mRNA 無法翻譯的情況下也是如此。示例包括應對細胞凋亡、應激誘導的反應的因素。

帽依賴性起始

翻譯起始通常涉及某些關鍵蛋白質與結合到 mRNA 分子 5' 端的特殊標籤（5' 帽）的相互作用。蛋白質因子結合小核糖體亞基（也稱為 40S 亞基），這些起始因子將 mRNA 固定到位。真核起始因子 3 (eIF3) 與小核糖體亞基相關聯，並在阻止大核糖體亞基過早結合中發揮作用。eIF3 還與 eIF4F 複合體相互作用，該複合體由另外三個起始因子組成：eIF4A、eIF4E 和 eIF4G。eIF4G 是一種支架蛋白，直接與 eIF3 和其他兩個成分相關聯。eIF4E 是帽結合蛋白。它是帽依賴性起始的限速步驟，通常被一些病毒蛋白酶從複合體中切割，以限制細胞翻譯自身轉錄本的能力。這是利用宿主機制來支援病毒（無帽）資訊的策略。eIF4A 是一種 ATP 依賴性 RNA 解旋酶，它幫助核糖體解決 mRNA 轉錄本形成的某些二級結構。eIF4F 複合體中還有另一種相關蛋白，稱為多聚腺苷酸結合蛋白 (PABP)，它結合大多數真核 mRNA 分子的多聚腺苷酸尾。這種蛋白質被認為在翻譯過程中 mRNA 的環化中發揮作用。這個預起始複合體（43S 亞基或 40S 和 mRNA）伴隨著蛋白質因子沿 mRNA 鏈向其 3' 端移動，掃描 mRNA 上的“起始”密碼子（通常是 AUG），該密碼子指示 mRNA 將從何處開始編碼蛋白質。在真核生物和古細菌中，起始密碼子編碼的氨基酸是甲硫氨酸。帶電的 Met 起始 tRNA 是核糖體複合體的一部分，因此所有蛋白質都以這種氨基酸開頭（除非它在隨後的修飾中被蛋白酶切割）。帶電的 Met 起始 tRNA 由真核起始因子 2 (eIF2) 帶到小核糖體亞基的 P 位點。它水解 GTP，併發出訊號讓幾個因子從小核糖體亞基解離，從而導致大亞基（或 60S 亞基）的結合。完整的核糖體 (80S) 然後開始翻譯延伸，在此過程中，“起始”和“終止”密碼子之間的序列從 mRNA 翻譯成氨基酸序列——因此蛋白質被合成。

蛋白質合成的調控依賴於起始因子 eIF2 的磷酸化，eIF2 是 met-tRNAi 複合體的一部分。當大量 eIF2 被磷酸化時，蛋白質合成就會受到抑制。如果發生氨基酸飢餓或病毒感染，就會發生這種情況。然而，自然情況下，這種起始因子的磷酸化比例很小。另一個調節劑是 4EBP，它結合起始因子 eIF4E，起始因子 eIF4E 位於 mRNA 上的 5’ 帽上，從而阻止蛋白質合成。為了對抗 4EBP 的作用，生長因子會磷酸化 4EBP，降低其對 eIF4E 的親和力，並允許蛋白質合成。^[14]

延伸

真核延伸因子與原核生物中的延伸因子非常相似。真核生物中的延伸由兩個延伸因子完成：eEF-1 和 eEF-2。第一個是 eEF-1，它有兩個亞基，α 和 βγ。α 充當原核 EF-Tu 的對應物，介導氨醯 tRNA 進入核糖體的空閒位點。βγ 充當原核 EF-Ts 的對應物，作為 α 的鳥嘌呤核苷酸交換因子，催化 GDP 從 α 中釋放。第二個延伸因子是 eEF-2，它是原核 EF-G 的對應物，它在每次多肽延伸回合結束時催化 tRNA 和 mRNA 在核糖體上的易位。

在起始步驟結束時，mRNA 被定位，以便在蛋白質合成的延伸階段翻譯下一個密碼子。起始 tRNA 佔據核糖體中的 P 位點，A 位點已準備好接收氨醯 tRNA。在鏈延伸過程中，每個額外的氨基酸在三步微迴圈中新增到新生多肽鏈中。該微迴圈中的步驟是 (1) 將正確的氨醯 tRNA 定位到核糖體的 A 位點，(2) 形成肽鍵，以及 (3) 相對於核糖體將 mRNA 移動一個密碼子。與催化 DNA 複製的酶系統相比，翻譯機制的工作速度相對較慢。原核生物中的蛋白質以每秒僅 18 個氨基酸殘基的速度合成，而細菌複製體以每秒 1000 個核苷酸的速度合成 DNA。這種速率差異在一定程度上反映了合成四種類型的核苷酸以製造核酸與合成 20 種類型的氨基酸以製造蛋白質之間的差異。測試和拒絕不正確的氨醯 tRNA 分子需要時間，從而減緩了蛋白質合成速度。原核生物的轉錄速度約為每秒 55 個核苷酸，對應於大約每秒 18 個密碼子，或與 mRNA 翻譯的相同速度。在細菌中，翻譯起始在 mRNA 的 5' 端合成後立即發生，翻譯和轉錄是耦合的。這種緊密耦合在真核生物中是不可能的，因為轉錄和翻譯是在細胞的不同隔室（細胞核和細胞質）中進行的。真核 mRNA 前體必須在細胞核中進行加工（例如加帽、聚腺苷酸化、剪接）才能被轉運到細胞質中進行翻譯。

終止

延伸的終止依賴於真核釋放因子。終止過程類似於原核終止過程。

蛋白質結構

蛋白質結構，從一級結構到四級結構。

蛋白質的一級結構

一級結構是指肽或蛋白質中不同氨基酸的序列。一級結構透過共價鍵或肽鍵結合在一起，這些鍵是在蛋白質生物合成或翻譯過程中形成的。多肽鏈的兩個末端分別被稱為羧基末端 (C-末端) 和氨基末端 (N-末端)，基於每個末端的遊離基團的性質。殘基的計數總是從 N-末端開始 (NH2-基團)，即氨基未參與肽鍵的末端。蛋白質的一級結構由對應於該蛋白質的基因決定。

DNA 中特定的核苷酸序列被轉錄成 mRNA，在稱為翻譯的過程中由核糖體讀取。蛋白質的序列對該蛋白質是獨一無二的，並且定義了該蛋白質的結構和功能。蛋白質的序列可以透過諸如埃德曼降解或串聯質譜等方法確定。然而，通常它是直接從使用遺傳密碼的基因序列中讀取的。翻譯後修飾，如二硫鍵形成、磷酸化和糖基化，通常也被認為是一級結構的一部分，並且無法從基因中讀取。

蛋白質的二級結構

在分子生物學和結構生物學中，二級結構是指生物聚合物（如蛋白質和核酸 (DNA/RNA)）的區域性片段的一般三維形式。但是，它不描述三維空間中的特定原子位置，這些位置被認為是三級結構。

二級結構可以透過觀察到的原子解析度結構中的生物聚合物的氫鍵來正式定義。在蛋白質中，二級結構由主鏈醯胺基和羧基基團之間氫鍵的模式定義。在核酸中，二級結構由含氮鹼基之間的氫鍵定義。氫鍵模式可能被顯著扭曲，這使得自動確定二級結構變得困難。二級結構也可以基於 Ramachandran 圖中特定區域主鏈二面角的規律模式來定義；因此，具有這種二面角的殘基片段可以稱為螺旋，無論它是否具有正確的氫鍵。二級結構也可以由晶體學家在相應的 PDB 檔案中提供。

生物聚合物的粗略二級結構含量（例如，“這種蛋白質是 40% α-螺旋和 20% β-摺疊。”）通常可以透過光譜法估計。對於蛋白質，一種常見的方法是遠紫外 (far-UV, 170-250 nm) 圓二色性。208 和 222 nm 處明顯的雙最小值表明α-螺旋結構，而 204 nm 或 217 nm 處的單個最小值分別反映了無規捲曲或β-摺疊結構。一種不太常見的方法是紅外光譜，它檢測由於氫鍵而導致的醯胺基團鍵振動差異。最後，可以使用未分配的 NMR 光譜的化學位移準確地估計二級結構含量。二級結構由Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang 在 1952 年的斯坦福大學引入。

三種主要形式的蛋白質螺旋的結構特徵

幾何屬性	α-螺旋	310 螺旋	π-螺旋
每圈殘基數	3.6	3.0	4.4
每個殘基的平移	1.5Å	2.0|Å	1.1 Å
螺旋半徑	2.3 Å	1.9 Å	2.8 Å
螺距	5.4 Å	6.0 Å	4.8 Å

蛋白質的三級結構

三級結構是指單個蛋白質分子的三維結構。α-螺旋和β-摺疊摺疊成一個緊湊的球狀體。摺疊是由非特異性疏水相互作用（疏水殘基從水中埋藏）驅動的，但只有當蛋白質域的各個部分透過特定的三級相互作用鎖定到位時，結構才是穩定的，例如鹽橋、氫鍵和側鏈的緊密堆積和二硫鍵。二硫鍵在胞質蛋白質中極其罕見，因為胞質通常是還原環境。

蛋白質的四級結構

四級結構是多個蛋白質分子或多肽鏈的較大組裝體，在此情況下通常稱為亞基。四級結構透過與三級結構相同的非共價相互作用和二硫鍵穩定。兩個或多個多肽（即多個亞基）的複合體稱為多聚體。具體來說，如果它包含兩個亞基，則稱為二聚體；如果它包含三個亞基，則稱為三聚體；如果它包含四個亞基，則稱為四聚體。亞基通常透過對稱操作相互關聯，例如二聚體中的 2 倍軸。由相同亞基組成的多聚體用字首“homo-”表示（例如同源四聚體），而由不同亞基組成的多聚體用字首“hetero-”表示（例如異源四聚體，例如血紅蛋白的兩個 α 鏈和兩個 β 鏈）。許多蛋白質沒有四級結構，並且作為單體發揮功能。

抑制蛋白質合成的藥物

通常，蛋白質合成抑制劑在原核 mRNA 翻譯成蛋白質的不同階段起作用，例如起始、延伸（包括氨醯 tRNA 進入、校對、肽基轉移和核糖體易位）和終止

早期階段

利福平透過抑制 DNA 依賴性 RNA 聚合酶的 β 亞基結合來抑制原核 DNA 轉錄成 mRNA。

起始 利奈唑胺在起始階段起作用，可能是透過阻止起始複合物的形成，儘管其機制尚未完全明瞭。

氨醯 tRNA 進入

四環素類和替加環素（一種與四環素類相關的甘氨醯環素）阻斷核糖體上的 A 位點，阻止氨醯 tRNA 的結合。

校對

氨基糖苷類，除其他潛在的作用機制外，還會干擾校對過程，導致合成過程中錯誤率增加，並導致提前終止。

肽醯轉移

氯黴素阻斷細菌和線粒體中 50S 核糖體亞基上的延伸肽醯轉移步驟。大環內酯類（以及抑制核糖體易位和其他潛在機制）與 50S 核糖體亞基結合，抑制肽醯轉移。奎奴普林/達爾福普利斯汀協同作用，達爾福普利斯汀增強奎奴普林的結合，並抑制肽醯轉移。奎奴普林與 50S 核糖體亞基上的附近位點結合，阻止多肽的延伸，並導致不完整鏈的釋放。

核糖體易位

克林黴素，除其他潛在機制外。氨基糖苷類和大環內酯類，除其他潛在的作用機制外，都有證據表明抑制核糖體易位。富西酸阻止延伸因子 G (EF-G) 從核糖體上脫離。

終止

嘌呤黴素的結構類似於酪氨醯氨醯-tRNA。因此，它與核糖體 A 位點結合並參與肽鍵形成，產生肽醯-嘌呤黴素。然而，它不參與易位，並迅速從核糖體上解離，導致多肽合成提前終止。大環內酯類和克林黴素（兩者也具有其他潛在機制）導致肽醯-tRNA 從核糖體上提前解離。鏈黴素類也導致肽鏈提前釋放。

作用機制不明的蛋白質合成抑制劑

瑞帕黴素

結合位點

以下抗生素與核糖體的 30S 亞基結合

氨基糖苷類

四環素類

以下抗生素與 50S 核糖體亞基結合

氯黴素

紅黴素

克林黴素

利奈唑胺

替利黴素

鏈黴素類

瑞帕黴素

蛋白質翻譯後修飾

翻譯後修飾（PTM）是指蛋白質翻譯後發生的化學修飾。它是許多蛋白質生物合成後期步驟之一。PTM 包括新增官能團

體內酶新增的 PTM 醯化，例如 O-醯化（酯）、N-醯化（醯胺）、S-醯化（硫酯） 乙醯化，在蛋白質的 N 端或賴氨酸殘基上新增乙醯基。參見組蛋白乙醯化。反之稱為去乙醯化。 甲醯化 脂醯化，連線一個脂酸 (C8) 官能團 肉豆蔻醯化，連線肉豆蔻酸，一種 C14 飽和酸 棕櫚醯化，連線棕櫚酸，一種 C16 飽和酸 烷基化，新增烷基，例如甲基、乙基 甲基化，通常在賴氨酸或精氨酸殘基上新增甲基。反之稱為去甲基化。 異戊烯基化或預烯基化，新增異戊二烯基（例如法尼醇和香葉基香葉醇） 法尼基化 香葉基香葉醇化 醯胺化，在 C 端氨基酸上新增 精氨醯化，一種 tRNA 介導的新增 多谷氨醯化，穀氨酸殘基共價連線到微管蛋白和其他一些蛋白質。（參見微管蛋白多谷氨醯化） 多甘氨醯化，一個到 40 多個甘氨酸殘基共價連線到微管蛋白 C 端尾部 抵氨醯胺形成 γ-羧化，依賴維生素 K 糖基化，在天冬醯胺、羥賴氨酸、絲氨酸或蘇氨酸上新增糖基，形成糖蛋白。與糖基化不同，糖基化被認為是非酶促的糖新增。 多唾液酸化，多唾液酸 PSA 新增到 NCAM 脂錨定，糖基磷脂醯肌醇 (GPI) 錨定形成 血紅素部分可能共價連線 羥基化 賴氨醯胺形成（在 [EIF5A] 和 aIF5a 的保守賴氨酸上） 碘化（例如甲狀腺激素） 核苷酸或其衍生物可能共價連線 腺苷酸化 ADP-核糖基化 黃素連線 亞硝基化 S-谷胱甘肽化 氧化 磷酸泛醯巰基乙胺化，從輔酶 A 新增 4'-磷酸泛醯巰基乙胺基，如脂肪酸、聚酮、非核糖體肽和亮氨酸生物合成中 磷酸化，通常在絲氨酸、酪氨酸、蘇氨酸或組氨酸上新增磷酸基團 焦谷氨醯胺形成 硫酸化，在酪氨酸上新增硫酸基團。 硒代化（硒蛋白中硒的共翻譯插入） 體內非酶促新增的 PTM 糖基化，在沒有酶控制作用的情況下，糖分子新增到蛋白質中。 體外非酶促新增的 PTM 生物素化，用生物素附件醯化保守賴氨酸殘基 聚乙二醇化 PTM 包括新增其他蛋白質或肽

ISG15 化，與 ISG15 蛋白（干擾素刺激基因 15）共價連線 SUMO 化，與 SUMO 蛋白（小型泛素相關修飾因子）共價連線 泛素化，與泛素蛋白共價連線。 NEDD 化，與 NEDD 共價連線 PTM 包括改變氨基酸的化學性質

瓜氨酸化或脫氨基化，將精氨酸轉化為瓜氨酸 脫醯胺化，將谷氨醯胺轉化為穀氨酸或天冬醯胺轉化為天冬氨酸 消除反應，透過磷酸蘇氨酸和磷酸絲氨酸的 β 消除或蘇氨酸和絲氨酸的脫水以及半胱氨酸的脫羧來轉化為烯烴 氨甲醯化，將賴氨酸轉化為高瓜氨酸 PTM 包括結構變化

二硫鍵，兩個半胱氨酸氨基酸的共價連線 蛋白水解裂解，在肽鍵處裂解蛋白質 脯氨酸異構酶對脯氨酸的消旋

實驗室中蛋白質的鑑定

蛋白質在實驗室中透過不同的方法檢測，取決於實驗型別，如 SDS 凝膠電泳、二維電泳、蛋白質印跡、質譜等。

SDS 凝膠電泳

使用凝膠電泳分離蛋白質樣本。蛋白質的分離可以根據等電點 (pI)、分子量、電荷或這些因素的組合進行。分離的性質取決於樣品的處理方法和凝膠的性質。這是一種確定蛋白質非常有用的方法。最常見的凝膠電泳型別使用聚丙烯醯胺凝膠和裝載了十二烷基硫酸鈉 (SDS) 的緩衝液。SDS-PAGE（十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳）在用強還原劑處理後，使多肽保持在變性狀態，去除二級和三級結構（例如二硫鍵 [S-S] 到巰基 [SH 和 SH]），從而可以根據它們的分子量分離蛋白質。樣本蛋白質被帶負電的 SDS 覆蓋，並透過凝膠的丙烯醯胺網格向帶正電的電極移動。較小的蛋白質在網格中遷移速度更快，因此蛋白質根據大小（通常用千道爾頓 kDa 測量）進行分離。丙烯醯胺的濃度決定了凝膠的解析度 - 丙烯醯胺濃度越高，低分子量蛋白質的解析度越好。丙烯醯胺濃度越低，高分子量蛋白質的解析度越好。對於大多數印跡，蛋白質只在一個方向上沿凝膠移動。樣品被載入到凝膠中的孔中。通常有一條泳道保留用於標記或梯度，這是一種市售的具有定義分子量的蛋白質混合物，通常被染色以便形成可見的彩色條帶。當沿凝膠施加電壓時，蛋白質以不同的速度遷移到凝膠中。這些不同的前進速度（不同的電泳遷移率）在每條泳道內分離成條帶。

半乾法組裝中轉膜的設定

為了使蛋白質能夠被一抗和二抗檢測，它們被從凝膠內部轉移到由硝酸纖維素或聚偏二氟乙烯 (PVDF)製成的膜上。將膜放置在凝膠頂部，並在其上放置一層濾紙堆。整個堆疊被放置在緩衝溶液中，緩衝溶液透過毛細作用向上移動濾紙，將蛋白質一起帶走。另一種轉移蛋白質的方法稱為電轉印，它使用電流將蛋白質從凝膠中拉到 PVDF 或硝酸纖維素膜中。蛋白質從凝膠內部移動到膜上，同時保持它們在凝膠內的組織。透過這種“印跡”過程，蛋白質在薄表面層上暴露出來，以進行檢測（見下文）。兩種膜都因其非特異性蛋白質結合特性而被選擇（即同樣好地結合所有蛋白質）。蛋白質結合基於疏水相互作用，以及膜和蛋白質之間的帶電相互作用。硝酸纖維素膜比 PVDF 便宜，但更易碎，無法承受反覆探測。

一些實驗室更喜歡溼式組裝而不是半乾式組裝。可以使用考馬斯亮藍或麗春紅 S染料對膜進行染色，以檢查蛋白質從凝膠轉移到膜的均勻性和整體有效性。麗春紅 S 是兩者中更常見的一種，因為它具有更高的靈敏度，而且它的水溶性使其更容易後續脫色和探測膜。

要記住的事實

然而，直到 1926 年詹姆斯·B·薩默斯證明脲酶實際上是一種蛋白質，蛋白質作為生物體中酶的關鍵作用才被完全認識到。

第一個被測序的蛋白質是胰島素，由弗雷德里克·桑格測序，他因這項成就獲得了 1958 年的諾貝爾獎。

第一個被解析的蛋白質結構是血紅蛋白和肌紅蛋白，分別由馬克斯·佩魯茨和約翰·肯德魯爵士在 1958 年完成。

截至 2009 年，蛋白質資料庫包含超過 55,000 種原子解析度的蛋白質結構。

第一個原子解析度的蛋白質結構是在 1960 年代透過 X 射線晶體學解析，並在 1980 年代透過核磁共振解析。

喬治·埃米爾·帕拉德與阿爾貝·克勞德和克里斯蒂安·德·迪夫共同獲得了 1974 年的諾貝爾生理學或醫學獎，以表彰他們在**核糖體的發現**方面的貢獻。

2009 年的諾貝爾化學獎授予**文卡特拉曼·拉馬克裡希南、托馬斯·A·斯泰茨和阿達·E·約納特**，以表彰他們對核糖體結構和功能的研究。

問答時間

1. 你對延伸因子有什麼理解？

2. 真核和原核生物蛋白質合成過程有什麼區別？

3. 你對蛋白質合成有什麼理解？

4. 定義以下術語：

• 千道爾頓 (kDa)
• 核糖體
• 70S 核糖體 vs 80S 核糖體
• Kozak 序列
• 核糖體回收因子
• 肽醯轉移

5. 什麼是 t-RNA，它與 m-RNA 有什麼區別？

6. 將以下 mRNA 密碼子翻譯成單字母和三字母氨基酸程式碼。

AUG ACG CGA GCC UGG CCC GGG GCG CGC AAA ACG GCA GGA ACG ACC AGG UAA

7. 將以下單字母程式碼轉換為三字母氨基酸程式碼。

A-P-F-G-C-L-K-Q-M-E-H-I-S-V-X