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生物化學與分子生物學:第四節(jié) 蛋白質(zhì)合成的抑制劑

影響蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)非常多,它們可以作用于DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄,對蛋白質(zhì)的生物合成起間接作用,本節(jié)主要討論抑制蛋白質(zhì)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(nèi)蛋白質(zhì)合成而對人體副作用最小為目的而設計的,它們可作…

影響蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)非常多,它們可以作用于DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄,對蛋白質(zhì)的生物合成起間接作用,本節(jié)主要討論抑制蛋白質(zhì)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(nèi)蛋白質(zhì)合成而對人體副作用最小為目的而設計的,它們可作用于蛋白質(zhì)合成的各個環(huán)節(jié),包括抑制起始因子,延長因子及核糖核蛋白體的作用等等。

1、鏈霉素、卡那霉素、新霉素等:

這類抗生素屬于基甙類,它們主要抑制革蘭氏陰性細菌蛋白質(zhì)合成的三個階段:①S起始復合物的形成,使氨基酰tRNA從復合物中脫落;②在肽鏈延伸階段,使氨基酰tRNA與mRNA錯配;③在終止階段,阻礙終止因了與核蛋白體結(jié)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(huán)素和土霉素:

①作用于細菌內(nèi)30S小亞基,抑制起始復合物的形成,②抑制氨西藏酰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(jié)合,使已合成的多肽鏈不能脫落離核糖體。四環(huán)素類抗生素除對菌m.f1411.cn/zhicheng/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(zhì)合成抑制作用更強。

3、氯霉素

屬于廣譜抗生素。①氯霉素與核糖體上的A位緊密結(jié)合,因此阻礙氨基酰tm.f1411.cn/shouyi/RNA進入A位,②抑制轉(zhuǎn)肽酶活性,使肽鏈延伸受到影響,菌體蛋白質(zhì)不能合成,因此有較喲的抑菌作用。

4、嘌呤霉素(Puromycin)

結(jié)構與氨酰-tRNA相似,從而取代一些氨基酰tRNA進入核糖體的A位,當延長中的肽轉(zhuǎn)入此異常A位時,容易脫落,終止肽鏈合成。由于嘌呤霉素對原核和真核生物的翻譯過程均有干擾干擾作用,故難于用做抗菌藥物,有人試用于腫瘤治療(圖18-22)。

圖18-22 嘌呤霉素(左)與tyr-tRNAtyr(右)

5、白喉霉素(diphtheria toxin)

由白喉桿菌所產(chǎn)生的白喉霉素是真核細胞蛋白質(zhì)合成抑制劑。白喉霉素實際上是寄生于白喉桿菌體內(nèi)的溶源性噬菌體β基因編碼的由白喉桿菌轉(zhuǎn)運分泌出來,進入組織細胞內(nèi),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(zhì)合成,而導致細胞死亡(圖18-23)。

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)是病毒感染后,感染病毒的細胞合成和分泌的一種小分子蛋白質(zhì)。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(jié)合到未感染病毒的細胞膜上,誘導這些細胞產(chǎn)生寡核苷酸合成酶、核酸內(nèi)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,并以不同的方式阻斷病毒蛋白質(zhì)的合成。干擾素和dsRNA激活蛋白激酶,蛋白激酶使蛋白質(zhì)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(nèi)切酶,核酸內(nèi)切酶水介mRNA(圖18-24)。

由于干擾素具有很強的抗病毒作用,因此在醫(yī)學上有重大的實用價值,但組織中含量很少,難于從生物組織中大量分離干擾素。現(xiàn)在已難應用基因工程合成干擾素以滿足研究與臨床應用的需要。

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