タンパク質合成部位はどこですか？

人間の体に最も必要な栄養素が何かご存知ですか？それはビタミンでも、鉄分や亜鉛などの微量元素でもなく、タンパク質です。タンパク質は人体のいたるところにあると言えます。実際、人体はタンパク質加工工場です。食物から栄養素を得て、一連の消化、変換、吸収を経てタンパク質を合成します。では、タンパク質合成部位は正確にはどこにあるのでしょうか?

合成場所

リボソームは、mRNA テンプレートに沿ってペプチド鎖を急速に合成する小さな移動式工場のようなものです。アミノアシル tRNA は、非常に高い速度でリボソームに入り、アミノ酸をペプチド鎖に転移し、その後、リボソームの別の場所から排出されます。伸長因子も、リボソームに継続的に結合し、解離します。リボソームと追加の因子が一緒になって、タンパク質合成の各ステップの活性領域を提供します。

合成プロセス

原核生物と真核生物のタンパク質合成プロセスには多くの違いがあります。真核生物のプロセスはより複雑です。以下では、原核生物のタンパク質合成プロセスに焦点を当て、原核生物と真核生物の違いを指摘します。タンパク質の生合成は、アミノ酸の活性化、ポリペプチド鎖合成の開始、ペプチド鎖の伸長、ペプチド鎖の終結と放出、タンパク質合成後の処理と修飾の 5 つの段階に分けられます。

生物学的調節

生物におけるタンパク質合成の速度は、主に転写レベルで、次に翻訳プロセス中に調節および制御されます。性別、ホルモン、細胞周期、成長と発達、健康状態、生活環境、タンパク質合成に関わる多数の生化学物質の変化など、多くの要因の影響を受けます。原核生物における翻訳と転写は通常連動しており、mRNA の寿命は短いため、タンパク質合成の速度は主に転写の速度によって決まります。減衰は、翻訳産物の過剰または不足を通じて最初に転写に影響を与えることで翻訳速度を調節する方法です。 mRNA の構造と特性は、タンパク質合成の速度も調節します。

HCR 2つの州

真核生物では転写と翻訳は連動しておらず、タンパク質合成は一般に原核生物よりも遅くなります。主に転写と転写後の処理、mRNAの構造と特性（キャップ​​構造やポリ（A）テールなど）（メッセンジャーRNAを参照）による調節に加えて、グロビン生合成に関する研究では、真核生物の開始因子eIF-2が翻訳速度の制限因子であることが示されています。したがって、eIF-2に影響を与える因子は翻訳速度を調節できます。哺乳類の網状赤血球の無細胞標本を使用した試験管内研究では、ヘムが存在しない場合にはヘモグロビンを形成できないため、タンパク質を合成する必要がないことが示されています。実験により、ヘムの調節はヘム調節リプレッサー (HCR) と呼ばれるタンパク質によって達成されることが示されています。 HCR には、アクティブと非アクティブの 2 つの状態があります。

ヘムの効果

ヘムはeIF-2に作用してタンパク質を調節します。ヘムが存在すると、細胞タンパク質合成が阻害され、通常はヘモグロビンを合成しない細胞でのタンパク質合成も促進します。たとえば、肝臓がん細胞、HeLa 細胞、腹水腫瘍細胞の無細胞標本でのタンパク質合成を促進します。

タンパク質生合成阻害剤

多くのタンパク質生合成阻害剤は特異性が高く、合成のメカニズムを研究する上で重要です。臨床的に有効な抗生物質の多くは、原核生物におけるタンパク質合成を特異的に阻害することで作用し、ヒトの細胞に害を与えることなく細菌の増殖を抑制します。 2 種類の生物間のタンパク質合成の違いを利用することで、細菌感染によって引き起こされる疾患を治療するための薬を特定することができます。この表には、いくつかの重要なタンパク質生合成阻害剤、その作用部位および特異性が記載されています。