例析蛋白质合成抑制剂的种类和作用机制

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教育蛋白质合成抑制剂 |
分类: 疑难问题的解决 |
影响蛋白质生物合成的物质非常多,它们可以作用于DNA复制和RNA转录,对蛋白质的生物合成起间接作用,也或以抑制蛋白质生物合成翻译过程的阻断剂。不同的蛋白质合成抑制剂具有不同的作用方式,是研究蛋白质合成机制的有用工具。
抗生素是主要的蛋白质合成抑制剂,如氯霉素、链霉素等。
不同抗生素的作用机制不同。如链霉素主要是抑制起始tRNA和非起始tRNA与核糖体的结合,导致肽链合成的提前终止。有些抗生素抑制50S大亚基肽酰转移酶的活性,如氯霉素。
某些常用的蛋白质合成抑制剂
名称 |
作用对象 |
阻断过程 |
影响效果 |
作用的细胞类型 |
氯霉素 |
50S |
延伸 |
肽键形成 |
原核生物 |
大肠杆菌素E3 |
30S |
起始、延伸 |
与mRNA结合 |
原核生物 |
放线菌酮 |
60S |
起始,延伸 |
结合起始tRNA转位 |
真核生物 |
白喉毒素 |
eEF-2 |
延伸 |
转位 |
真核生物 |
红霉素 |
50S |
起始 |
起始复合物形成 |
原核生物 |
梭链孢酸 |
EF-G/ |
延伸 |
转位 |
原核/真核生物 |
春日霉素 |
30S |
起始 |
起始tRNA的结合 |
原核生物 |
嘌呤霉素 |
50S/60S |
延伸 |
肽键形成 |
原核/真核生物 |
壮观霉素 |
30S |
延伸 |
转位 |
原核生物 |
链霉素 |
30S |
起始,延伸 |
起始tRNA结合氨酰tRNA结合 |
原核生物 |
四环素 |
30S |
延伸,终止 |
氨酰tRNA的结合 |
原核生物 |
紫霉素 |
50S/30S |
阻断P位点 |
转位 |
原核生物 |
下图是一些几种抑制蛋白质合成的抗生素的结构。
嘌呤霉素是一种蛋白质合成抑制剂,它具有与tRNA分子末端类似的结构(如图),
对核糖体功能位点的研究
通过嘌呤霉素对蛋白质合成的抑制实验发现核糖体的A位点和P位点是两个独立的位点。实验分两组进行,在第一组实验中,将P位点结合有起始tRNA的核糖体与嘌呤霉素一起温育,发现嘌呤霉素与核糖体结合,并且能够同起始tRNA相互作用。在第二组实验中,将P位点结合有起始tRNA的核糖体先与氨酰-tRNA一起温育,使之形成肽键后再加入嘌呤霉素,此时加入的嘌呤霉素既不能同核糖体结合也不能与二肽酰tRNA相互作用。但是在反应体系中加入GTP和延长因子EF-G后,嘌呤霉素则又能与核糖体结合(如图)。