A fehérjeszintézis

A szervezet fehérjetartalmának egy része állandó lebontásban és újraépülésben van, és ezek a folyamatok egészséges állatban dinamikus egyensúlyt mutatnak. A szénhidrátokhoz vagy zsírokhoz hasonlítható fehérje-vagy aminosav-raktározás nem folyik a szervezetben. Az ún. labilis fehérjetartalékot, amely a testfehérje-készlet 3-4%-ának felel meg, a máj, a vese, az izom, valamint a plazmafehérjék képezik. Ennél lényegesen nagyobb, kb. 20% az a testfehérje-mennyiség, amely a szövetek, szervek életfolyamatainak fenntartásához felhasználható. A szöveti fehérjebontás a lizoszomális proteázok működésének eredménye. Az aminosavak anyagcseréje igen gyors, raktározásukról végképp nem beszélhetünk, a feleslegben lévőaminosavak átépülnek vagy energiatermelésre fordítódnak. Ezért a fehérjeszintézis zavartalan lefolyásához az összes szükséges aminosavnak kellő mennyiségben és egy időben jelen kell lennie. A szükséglethez képest legkisebb mennyiségben jelen levőaminosav a limitáló aminosav, amely megszabja az összes aminosav beépülésének mértékét.

Az aminosavakat a vér szállítja a fehérjeszintézis helyére. A plazma szabadaminosav-tartalmának csak egy része takarmányeredetű, a többi a szöveti proteolízisből származik.

A fehérjeszintézis több lépésből álló folyamat, amelyet a sejtmagban lévő DNS irányít. A szintézis elsőlépése a sejtmagban megy végbe, majd részben az endoplazmás hálózat lemezrendszerében, részben pedig a szabadon elhelyeződőriboszómákon folytatódik.

 

A fehérjeszintézis szakaszai:

1                    A fehérjeszintézis az aminosavak aktiválásával indul meg. Ennek során az egyes aminosavak az aminoacil-tRNS-szintetáz, mint aktiváló enzim hatására aktivált formában a tRNS-hez kapcsolódnak. Minden aminosavnak saját aktiváló enzimje van, az aktiválás a karboxil-csoportnál megy végbe

2                    Az aminoacil-tRNS-molekulák a riboszómákhoz diffundálnak, ahol megindul a transzláció és a polipeptidlánc kialakulása, amely három szakaszban zajlik le:

a) a peptidlánc kezdése, iniciáció,

b) a lánc meghosszabbítása, elongáció és

c) befejezése, termináció.

a) A riboszómák felületén olyan kötőhelyek találhatók, amelyekhez a mRNS, az aminoacil-tRNS és a növekvőpolipeptidlánc is kapcsolódni tud. A lánc felépítése mindig az N-terminális végen kezdődik, és az első aminosav mindig a metionin. A mRNS végén található kodonhoz, amely a metionint kódoló bázishármas, hozzákapcsolódik a tRNS antikodonja. Ehhez a lépéshez indító faktorok és energia szükséges; ez utóbbit 1 mol GTP fedezi.

b) A fehérjeszintézis poliriboszomális folyamat, azaz több riboszómán folyik egy időben a transzláció. A lánc második aminosavát hozó tRNS egy elongációs faktorral, valamint GTP-vel komplexet képez, mialatt antikodonjával kapcsolódik a mRNS kodonjához is. A két aminosav közti peptidkötés kialakításához peptidil-transzferáz szükséges.

A keletkezett dipeptid egy transzlációs faktor, valamint ismét 1 mol GTP bontásából származó energia hatására áthelyeződik, előregördül a mRNS-en. A további aminosavak az előbb leírt módon kapcsolódnak egymás után a lánchoz.

c) A lánc felépítése akkor szakad meg, ha a folyamat a mRNS-en a befejezést kódoló bázishármashoz ér. A láncot egy fehérjefelszabadító faktor leválasztja a riboszómáról, majd a tRNS-ről és megindul a fehérje másod-, harmad-és negyedleges szerkezetének, valamint a különböző, láncon belüli módosulások (pl. diszulfidhidak, foszforiláció) kialakulása.