Сколько нуклеозидтрифосфатов необходимо для образования одной пептидной связи при синтезе белка?

Я пытаюсь выяснить, сколько молекул нуклеозидтрифосфатов (АТФ, ГТФ, УТФ и/или ЦТФ) требуется, чтобы высвободить достаточно энергии, чтобы соединить два мономера аминокислот вместе пептидной связью, особенно в процессе трансляции мРНК.

Я попытался провести некоторое исследование в Интернете, но я не смог найти авторитетный источник, который бы точно сказал, сколько энергии потребляется в процессе. Лучший ответ, который я смог найти, сформулирован на основе 4-го издания «Молекулярной биологии клетки» Альбертса Б., Джонсона А., Льюиса Дж. и др., Который заключается в том, что по крайней мере одна молекула АТФ расходуется на каждую пептидную связь. Это правильно?

Я также читал на научном форуме, что количество АТФ, потребляемого во время трансляции, различно для каждой аминокислоты, но я не смог найти надежного источника, подтверждающего это утверждение. Это правда?

Возможно, вы захотите немного подумать о границах вашего вопроса, какие части всего процесса вы хотите включить. Загрузка тРНК также использует АТФ. Вы хотите включить другие аспекты или только образование пептидной связи? Я не уверен, есть ли здесь какое-то одно значение, насколько я помню, существуют также факторы элонгации и другие белки, которым требуется АТФ/ГТФ для биосинтеза белка.
Я согласен с объяснением Альбертса и др. из «Молекулярной биологии клетки» — может показаться, что это много, но для синтеза белка требуется ТОННА энергии.
Это старый вопрос, но, поскольку он снова возник, я очистил заголовок, чтобы он лучше отражал вопрос.

Ответы (5)

Хотя вопрос показывает значительные усилия для достижения ясности, его формулировка звучит так:

Сколько молекул нуклеозидтрифосфата… [требуется] для высвобождения достаточного количества энергии

по-прежнему допускает двусмысленность, поскольку я бы не стал рассматривать НТФ, участвующие в синтезе белка, как «высвобождающие энергию». Итак, рассмотрим две переформулировки вопроса, поскольку объяснение ответов представляет больший научный интерес, чем сами ответы.

1. Сколько молекул НТФ гидролизуется в реакциях, приводящих к образованию одной пептидной связи на рибосоме?

Ответ = 3

Образование каждой пептидной связи включает цикл, состоящий из введения одной новой аминоацил-тРНК в участок А рибосомы, несущей растущую полипептидную цепь (или инициаторной тРНК для первой пептидной связи), пептидилтрансферазной реакции и последующей транслокации. удлиненной пептидил-тРНК от А- до Р-сайта. ( См. , например, Берг и др. онлайн — гл. 29 )

1 АТФ гидролизуется в реакции аминоацилирования:

                Amino Acid + tRNA + ATP → Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi

1 GTP гидролизуется в реакции связывания аатРНК, катализируемой EF-Tu/EF1.

1 GTP гидролизуется в реакции транслокации, катализируемой EF-G/EF2

Непосредственно в реакции пептидилтрансферазы NTP не расходуется — энергия для образования связи поступает от «активированной» аминоацил-тРНК .

Удлинение и гидролиз GTP

2. Каковы общие энергетические затраты молекул АТФ на образование одной пептидной связи?

Здесь можно возразить, что:

Ответ = 4+

Дополнительная АТФ возникает, если рассматривать общие энергетические затраты на реакцию аминоацилирования как 2 АТФ, а не 1 АТФ. Это происходит из-за того, что АТФ гидролизуется до АМФ (+PPi), а не до АДФ. Переработка AMP включает сначала использование 1 молекулы АТФ в аденилаткиназной реакции для получения АДФ:

                                 ATP + AMP ⇄ 2ADP

затем следует энергия (от мембранной АТФ-синтазы ) для регенерации АТФ из АДФ:

                                 ADP + Pi ⇾ ATP

Почему 4+? Некоторые аминокислоты (например, val и ile) настолько похожи друг на друга, что аминоацил-тРНК-синтетазы развили способность считывания корректуры , при которой гидролизуется любая неправильно аминоацилированная тРНК. Это происходит только для определенных аминокислот и со скоростью, которую трудно определить, поэтому потерю АТФ таким образом нельзя точно рассчитать.

Во-первых, во время инициации трансляции малая субъединица рибосомы связывается с молекулой мРНК. В бактериальной клетке сайт связывания мРНК на этой субъединице распознает специфическую последовательность нуклеотидов на мРНК непосредственно перед стартовым кодоном. Инициаторная тРНК с антикодоном UAC, парами оснований со стартовым кодоном AUG. Эта тРНК несет аминокислоту метионин. И потом, для этого процесса нужен один молекулярный GTP, и GTP --->GDP+Pi, который может обеспечить энергию для сборки. Вы можете найти более подробную информацию в книге Campbell Biology, написанной Рисом, Урри и др..

Для присоединения одной аминокислоты к растущей пептидной цепи требуется около 5 молекул АТФ.

Я нашел этот ответ в числах копий рибосом и транскриптов, занятости полисом и динамике ферментов у арабидопсиса Пикеса и др.:

Добавление аминокислоты к растущей пептидной цепи требует двух молекул АТФ для активации аминокислоты и еще двух молекул АТФ для образования пептидной связи и трансляции рибосомы, плюс дополнительные затраты примерно на еще одну АТФ для исправления ошибок и синтеза удаляемых последовательностей. во время созревания белка.

Это явно неправильно и сформулировано бессмысленными терминами, например, «образование пептидной связи и трансляция рибосом». См. главу о биосинтезе белка в любом стандартном учебнике по биохимии за последние 20 лет.

На самом деле это зависит от вопроса. Вы хотите сказать: сколько аминокислот требуется? Или белки? Существует характерное различие между аминокислотами и белками. Отсюда и номер. Количество аминокислот можно определить по следующему: Если рассматривать белок, состоящий из «n» аминокислот, то для процесса трансляции требуется (4n)-1 количество АТФ.

Возможно, вы захотите добавить ссылку на свой ответ. Просто простой ответ без каких-либо цитат не сработает.

4 АТФ : 2 для активации связывания аминокислот со специфическими тРНК. 1 для инициации 1 для удлинения, чтобы протолкнуть тРНК к p-сайту рибосомы

Пожалуйста, дайте несколько ссылок и добавьте некоторые детали для каждого шага. Цифра действительно может помочь прояснить ваш ответ.
Сколько нуклеозидтрифосфатов необходимо для образования одной пептидной связи при синтезе белка?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v