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  • 1 # 使用者963304282827

    最前面強調一下,高中階段,我們簡單認為氨基酸是透過“脫水縮合”形成多肽鏈的。每個肽鍵的形成要“脫去一分子水”,因此n個氨基酸形成的一條肽鏈,有n-1個肽鍵,所以脫去n-1分子水;n個氨基酸形成的m條肽鏈,脫去n-m分子水。

    下面我來詳細介紹一下蛋白質翻譯過程中的各個步驟,以科普一下實際上“脫水縮合”並不存在。細胞內的實際過程較為複雜,翻譯過程中沒有任何水分子生成。

    首先,我們知道,氨基酸是需要轉運RNA(tRNA)帶至核糖體,之後透過反密碼子與信使RNA(mRNA)上的密碼子配對,進而按照mRNA上密碼子的順序合成整條肽鏈。

    那麼氨基酸是如何與tRNA結合,又是如何合成肽鏈的呢?

    氨基酸與tRNA的結合——“氨醯-tRNA”與“氨醯-tRNA合成酶”

    首先,氨基酸與tRNA的結合方式是:透過氨基酸的羧基與tRNA末端核糖的-OH基團結合,形成氨醯-tRNA(Aminoacyl-tRNA)。

    在這一結合過程中,需要氨醯-tRNA合成酶(Aminoacyl-tRNA synthetase)的參與,具體反應過程如下:

    1. 首先,氨基酸與ATP結合,形成氨醯-AMP(Aminoacyl-AMP),並脫去一分子焦磷酸 (PPi):

    2. 之後,氨醯-AMP透過轉醯基作用,將氨基酸(氨醯)轉移至tRNA上,並釋放AMP:

    總反應式如下:

    氨基酸 + tRNA + ATP = 氨醯-tRNA + AMP + PPi

    整個反應過程中,沒有水分子生成。

    接下來就是在核糖體上的過程了:

    核糖體上的肽鏈延伸——“肽醯-tRNA”與“肽基轉移酶”

    肽鏈在核糖體上延伸的過程中,是與tRNA結合的,被稱為肽醯-tRNA (Peptidyl–tRNA)。連線在tRNA上的氨基,透過位於核糖體大亞基的肽基轉移酶介導的轉醯基反應,與肽鏈相連,使得肽鏈的長度增加:

    在引入第n+1個氨基酸時,第n個tRNA(此時為肽醯-tRNA)將長度為n的多肽,轉移至第n+1個氨醯-tRNA上,從而使得肽鏈長度變為n+1; 同時第n個tRNA得以被釋放出來。

    現在已經知道,肽基轉移酶實際上是核糖體大亞基上的23S rRNA(真核生物為28S),是一個以RNA為本體的酶。

    在這一過程中,依舊沒有水生成。

    因綜上所述,在蛋白質的翻譯過程中,實際上沒有水分子的產生。所謂“脫水縮合”的說法僅僅是簡單化的描述,並不是細胞內發生的實際過程。

    與翻譯過程類似,DNA的複製、RNA的轉錄,實際經歷的也不是“脫水縮合”的反應。核酸的合成過程中,每連線一個新的核苷酸單體,都是消耗了對應的核苷三磷酸,同時脫去了一分子的焦磷酸。過程中沒有水分子的產生。

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