生物化學與分子生物學/蛋白質合成的抑制劑

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生物化學與分子生物學

蛋白質的生物合成
- 參與蛋白質生物合成的物質
- 蛋白質生物合成過程
- 蛋白質合成後的分泌及加工修飾
- 蛋白質合成的抑制劑
- 蛋白質的生物合成小結

影響蛋白質生物合成的物質非常多，它們可以作用於DNA複製和RNA 轉錄，對蛋白質的生物合成起間接作用，本節主要討論抑制蛋白質生物合成翻譯過程的阻斷劑。

（一）抗生素類阻斷劑：

許多抗生素都是以直接抑制細菌細胞內蛋白質合成而對人體副作用最小為目的而設計的，它們可作用於蛋白質合成的各個環節，包括抑制起始因子，延長因子及核糖核蛋白體的作用等等。

這類抗生素屬於基甙類，它們主要抑制革蘭氏陰性細菌蛋白質合成的三個階段：①S起始複合物的形成，使氨基醯tRNA從複合物中脫落；②在肽鏈延伸階段，使氨基醯tRNA與mRNA錯配；③在終止階段，阻礙終止因了與核蛋白體結合，使已合成的多肽鏈無法釋放，而且還抑制70S核糖體的介離。

2、四環素和土霉素：

①作用於細菌內30S小亞基，抑制起始複合物的形成，②抑制氨西藏醯tRNA進入核糖體的A位，阻滯肽鏈的延伸；③影響終止因子與核糖體的結合，使已合成的多肽鏈不能脫落離核糖體。四環素類抗生素除對菌體70S核糖體有抑制作用外，對人體細胞的80S核糖體也有抑制作用，但對70S核糖體的敏感性更高，故對細菌蛋白質合成抑制作用更強。

3、氯黴素：

屬於廣譜抗生素。①氯黴素與核糖體上的A位緊密結合，因此阻礙氨基醯tRNA進入A位，②抑制轉肽酶活性，使肽鏈延伸受到影響，菌體蛋白質不能合成，因此有較喲的抑菌作用。

4、嘌呤黴素（Puromycin）

結構與酪氨醯-tRNA相似，從而取代一些氨基醯tRNA進入核糖體的A位，當延長中的肽轉入此異常A位時，容易脫落，終止肽鏈合成。由於嘌呤黴素對原核和真核生物的翻譯過程均有干擾干擾作用，故難於用做抗菌藥物，有人試用於腫瘤治療（圖18-22）。

嘌呤黴素（左）與tyr-tRNAtyr（右）

圖18-22　嘌呤黴素（左）與tyr-tRNAtyr（右）

5、白喉黴素（diphtheria toxin）

由白喉桿菌所產生的白喉黴素是真核細胞蛋白質合成抑制劑。白喉黴素實際上是寄生於白喉桿菌體內的溶源性噬菌體β基因編碼的由白喉桿菌轉運分泌出來，進入組織細胞內，它對真核生物的延長因子-2（EF-2）起共價修飾作用，生成EF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，從而使EF-2失活，它的催化效率很高，只需微量就能有效地抑制細胞整個蛋白質合成，而導致細胞死亡（圖18-23）。

白喉毒素的作用

圖18-23　白喉毒素的作用

（二）干擾素對病毒蛋白合成的抑制

干擾素（interferon）是病毒感染後，感染病毒的細胞合成和分泌的一種小分子蛋白質。從白細胞中得到α-干擾素，從成纖維細胞中得到β-干擾素，在免疫細胞中得到γ-干擾素。干擾素結合到未感染病毒的細胞膜上，誘導這些細胞產生寡核苷酸合成酶、核酸內切酶和蛋白激酶。在細胞未被感染時，不合成這三種酶，一旦被病毒感染，有干擾素或雙鏈RNA存在時，這些酶被激活，並以不同的方式阻斷病毒蛋白質的合成。干擾素和dsRNA激活蛋白激酶，蛋白激酶使蛋白質合成的起始因子磷酸化，使它失活，另一種方式是mRNA的降介，干擾素dsRNA激活2，5腺嘌呤寡核苷酸合成的酶的合成，2，5腺嘌呤寡核苷酸激活核酸內切酶，核酸內切酶水介mRNA（圖18-24）。