Protein szintézis Protein módosítás 3. Protein transzport

kivétel– retrovírusok – reverz transzkripció Centrális dogma DNS RNS protein transzkripció transzláció protein szintézis kivétel– retrovírusok – reverz transzkripció

Protein szintézis Aminosav aktiválás Protein szintézis lépései

Protein faktorok: IF, EF, RRF Protein szintézis Genetikai információ : messenger RNS (mRNS) kodonjai Riboszóma: Fehérjeszintézis helye : proteinek + riboszómális RNA (rRNA) Adaptor : kodon szekvencia felismerése molekula megfelelő aminósavra fordítása transzfer RNS (tRNS) Aktivált aminósavak Protein faktorok: IF, EF, RRF Energia: ATP és GTP

Mutációk pl. kereteltolásos Eukarióta mRNS ORF : Open reading frame azaz leolvasási keret Mutációk pl. kereteltolásos

Genetikai kód tripletek Univerzális de kivételek pl. mitokondrium Degenerált ill. redundáns 1 aminósav– több mint 1 kodon lineáris nincs kihagyás nincs átfedés

Adaptor molekula tRNS tRNS: 74-93 nukleotid Szekunder szerkezet Tercier szerkezet 4 kar és hurok módosított bázisok Wobble azaz lötyögés antikodon www.biochem.uwo.ca/meds/medna/tRNA.html library.thinkquest.org/.../RNA.htm

Arg, Cys, Gln, Glu, Ile, Leu, Met, Trp, Tyr, Val Aminosav aktiválás enzim Aminoacyl – tRNS szintetáz tRNS Class I Arg, Cys, Gln, Glu, Ile, Leu, Met, Trp, Tyr, Val Class II Ala, Asn, Asp, Gly, His, Lys, Phe, Pro, Ser, Thr Enzimek száma fajspecifikus (33-48)

Aminósav aktiválási reakció aa + ATP <=> aa~AMP + PPi 2: aminoacyl csoport transzfer a tRNS re aa~AMP + tRNA <=> aa-tRNA + AMP www.mun.ca/.../BIOL2060/CellBiol20/CB20_5.html

Protein szintézis :riboszóma small subunit Big subunit big subunit small subunit

Riboszóma főbb kötőhelyei mindkét alegység nagy alegység A site - aminoacyl tRNS katalízis: ribozyme P site - peptidyl tRNS RNS katalítikus aktivitással E site – exit üres tRNS 23/ 28 S RNS mRNS kötés ER kötőhely (eukaryota) ( 16/18 S RNS mRNS sapka)

Protein szintézis:riboszóma kötőhelyek elhelyezkedése A: aminoacyl tRNS site P:peptidyl tRNS E: exit site Exit channel növekvő peptidlánc ezen halad át Catalytic site

Fehérjeszintézis lépései: Iniciáció Elongáció Termináció Szétesés (Disassembly) Fehérjeszintézis szabályai: Transzláció iránya 5' -> 3' Képződő fehérje N-terminus irányból C-terminus irányba

IF és kis alegység kötődése Iniciáció 30 S subunit IF és kis alegység kötődése mRNS és lánckezdő Met-tRNSi korrekt kötődése P helyre Riboszóma nagy alegység kötődése és GTP bontás Met

Elongáció ciklusos Új aminoacyl-tRNS kötődése az A helyen Peptidyl-tRNA Elongáció ciklusos Új aminoacyl-tRNS kötődése az A helyen Új peptidkötés kialakítása (ribozyme szerepe) Riboszóma áthelyeződése az egész komplex 1 tripletnyit mozog GTP bontás Üres tRNS disszociál az E helyről

Termináció RF kötődése peptidyl-tRNS-ről leválik a polipeptidlánc E helyről üres tRNS disszociál RF is leválik és GTP bontás Peptidyl-tRNA

Szétesés riboszóma alegységek, P helyről tRNS és mRNS leválása

Iniciáció és elongáció antibiotikumok Iniciáció és elongáció Streptomycin Iniciáció gátlása Interferál a kodon antikodon párosodással

Peptidyl transzferáz gátlása prokaryotákban elongáció antibiotikumok Chloramphenicol: Peptidyl transzferáz gátlása prokaryotákban tRNS beötődését A helyre gátolja Cycloheximide: - Peptidyl transzferáz gátlása eukaryotákban Erythromycin: - Gátolja a fehérje útját Tetracycline: - aminoacyl-tRNS A helyre kötődését gátolja

- Láncközben terminációt okoz Puromycin Causes premature chain termination. Its structure resembles that of the 3' end of a tyrosyl-tRNA and it participates as a substrate in a peptidyl transferase reaction. antibiotikumok termináció Puromycin: - Láncközben terminációt okoz

2. Protein ko és poszttranszlációs módosítások 3. Protein szortírozás és szállítás

Fehérjeszintézis helye Prokaryota sejt: szabad riboszómák poliriboszómák Eukaryota sejt: Szabad riboszómák, polyriboszómák Endoplazmatikus retikulum kötött riboszómákkal

Durvafelszinű endoplazmatikus retikulum Riboszóma: protein szintézis Membrán: módosítás és szállítás

Protein road-map Cytoszol: szabad riboszómák Minden fehérje szintézise szabad riboszómán indul végig citoszolban szabad riboszómán Sejtmag Peroxiszóma Mitochondrium színtest ER kötött ribozómán Fejeződik be ER, Golgi, Plazmamembrán Lizoszóma,endoszóma Szekréciós fehérje

irányítószám helyett szignál peptid és szignálfolt

signal recognition particle (SRP) szerkezete Ribonukleoprotein Komplex RNS + 6 protein Szignál peptid felismerése Riboszómához kötődés Elongáció gátlása RNA GTP

Riboszóma és ER kapcsolódása

Fehérjeszintézis ER kötött riboszómán

Ko – és poszt-transzlációs módosítások Signal peptide Signal peptidase Ko: egyes aminósavak módosítása pl. metiláció diszulfid híd, glikoziláció Poszt: szignál peptid eltávolítása, glikoziláció

N-glikoziláció az ER-ban egyöntetű : 14 monoszaccharid aszparagin oldalláncon cukor donor: dolichol Enzyme:oligosaccharyl transzferáz

Transzmembrán fehérjék

Transzmembrán fehérjék szintézise Több szignál peptid szükséges start transfer és stop transfer peptidek

Multipass membrán proteinek többszörös szignál peptid párok példa:rodopszin

Protein minőségi kontroll Chaperonok az ER lumenében (BiP, calneurin) Protein hajtogatódás ellenőrzése Hibás fehérjék korrekciója Hibás fehérjék aggregálódásának gátlása

Proteaszóma szerkezete és funkciója Hibás, nem javítható fehérjék megsemmisítése ATP