SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION) ThS. Nguyễn Kim ThạchBM. Hóa Sinh – Sinh Học Phân TửTrường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch

SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION) ThS Nguyễn Kim Thạch BM Hóa Sinh – Sinh Học Phân Tử Trường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch E-mail: nguyenkimthach@pnt.edu.vn MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Sự hoạt hóa tRNA giai đoạn dịch mã Ribosome: vị trí gắn tunnel ARN 16s protéines ARN 5S ARN 23 S Sự dịch mã mRNA Giai đoạn khởi đầu AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA vị trí ribosome: A (vị trí gắn), P (vi trí Peptide) E (vị trí đầu ra) Phức hợp tRNA-Met đến gắn vào vùng P (tín hiệu cho dịch mã), tiểu đơn vị ribosome đến gắn vào vị trí mã hóa khởi đầu AUG (hoặc CUG) Đơn vị lớn ribosome đến gắn tạo nên trấu trúc ribosome hoàn chỉnh, bước diễn nhanh Khi đó, q trình dịch mã bắt đầu Phức hợp tRNA-aa đến gắn nối tiếp vùng A Lúc liên kết peptid chưa hình thành Sự dịch mã mRNA Giai đoạn kéo dài AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Nếu đơn vị mã hóa đối mã bắt cặp vùng A, cấu trúc ribosome hình thành Nếu bắt cặp khơng đúng, phức hợp tRNA-aa khác đến gắn gắn Vùng mã đọc (PROOREADING) từ vị trí A đến mã kết thúc UAG Sự dịch mã mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Sau tRNA Ribosome gắn yên vị mã gốc, amino acid chuyển vị gắn với amino acid tRNA vùng A liên kết peptid hình thành (do peptidyltranferase xúc tác) Sự dịch mã mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Phân tử Ribosome dịch chuyển qua mã kế tiếp.Ở vùng E, tRNA trạng thái đơn lẻ Ở vùng P, tRNA mang liên kết peptid (2 amino acids) Sự dịch mã mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Một tRNA-aa đến gắn vào vùng A , tRNA vùng E tách rời Sự dịch mã mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Nếu đối mã tRNA gắn phù hợp với mã vùng A, ribosome dịch chuyển qua vùng A Giai đoạn khởi đầu Prokaryote đơn vị ribosome phân tách (IF-1) IF-3 gắn vào 30S IF-1 IF-2/GTP gắn vào 30S 30S/IFs kết hợp với tRNA khởi đầu tạo thành phức hợp khởi đầu 50S gắn vào phức hợp khởi đầu loại bỏ IF-1, IF-3 Tách loại IF-2, thủy phân GTP thành GDP Pi Vị trí yếu tố khởi đầu phức hợp khởi đầu Vị trí IF1, IF3 IF2-GTPitRNAMet đơn vị 30S IF3 bám vào vùng E, IF2 bám vào vùng P IF1 báo vào vùng A mRNA GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE Sự chọn lọc: tRNA-aa GTP Các yếu tố kéo dài (eF-Tu) Tạo thành liên kết peptid 23S rRNA yếu tố xúc tác Sự chuyển vị giải phóng EF-G Vùng mã hóa trình dịch mã Phức hợp tRNA-aa *GTP*EF-Tu gắn vào codon vị trí vùng A EF-Tu điều khiển hình thành liên kết peptid Nếu bắt cặp xác codon-anticodon GTP thủy phân EF-Tu giảm hoạt tính Liên kết peptid hình thành EF-Tu giúp nhận biết loại bỏ phức hợp aa-tRNA đến gắn không Tái sinh EF-Tu EF-Ts aa GTP Tu GDP Tu Ts GDP GTP Tu Ts Tu Ts GDP GTP Sự hoạt động peptidyl-transferase: vai trò 23S rRNA Xác định vị trí peptidyl-transferase CCdAp-puromycine, nhân tố ức chế hoạt động peptidyltransferase activity (blue) nucleotides bảo tồn (red) Variable nucleotides (grey) Vùng peptidyl transferase chứa RNA: vòng trung tâm 23S rRNA domain V Current Opinion in Structural Biology, 2001,11:144-154 Sự chuyển vị: vai trò EF-G -GTP Sự chuyển vị Tu Tu E P Peptidyl-transférase E A P E A P A EF-G E P A EF-G E P A Ribosome chuyển vị theo chiều xuôi (3 nucleotides) EF-Tu gắn kết tRNA-aa-GTP EF-G: cấu trúc giống EF-G cần thiết cho chuyển vị EF-Tu: gắn kết với tRNA-aa-GTP VII L’élongation GTP thủy phân GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE Khơng có tRNA đến gắn tương ứng với kết thúc (UAG, UAA UGA) Sự phân tách chuỗi polypeptide giai đoạn kết thúc nào? Sự tái sử dụng ribosome nào? Các yếu tố tham gia giai đoạn kết thúc yếu tố tham gia nhận biết phóng thích chuỗi: - RF-1 nhận biết UAA UAG, - RF-2 nhận biết UAA UGA yếu tố tham gia giai đoạn kết thúc: - RF-3 - RF-4 RF1 RF2 diện với số lượng (600 molecules/cell, dùng cho 50 ribosomes) Ở đơn bào nhân sơ (halobacteria, arman…) yếu tố RF1 nhận biết cho kết thúc (UAA, UAG UGA) GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ CỦA PROKARYOTE ... khơng có tRNA gắn vào vị trí này, có protein gắn vào (có hình dạng 3D tương tự tRNA) Chuỗi peptid giải phóng Sự dịch mã mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN Sự tái sinh trình giải mã AAAAAA The lacZYA... TRÌNH DỊCH MÃ Sự hoạt hóa tRNA giai đoạn dịch mã Ribosome: vị trí gắn tunnel ARN 16s protéines ARN 5S ARN 23 S Sự dịch mã mRNA Giai đoạn khởi đầu AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA vị trí ribosome:... vào 30S IF-1 IF-2/GTP gắn vào 30S 30S/IFs kết hợp với tRNA khởi đầu tạo thành phức hợp khởi đầu 50 S gắn vào phức hợp khởi đầu loại bỏ IF-1, IF-3 Tách loại IF-2, thủy phân GTP thành GDP Pi Vị trí