将氨基酸合成蛋白质的过程需要ATP和酶,为什么?

将氨基酸合成蛋白质的过程需要ATP和酶,为什么?
将氨基酸合成蛋白质的过程需要ATP和酶,为什么?

将氨基酸合成蛋白质的过程需要ATP和酶,为什么?
蛋白质合成的过程
蛋白质生物合成的具体步骤包括：①氨基酸的活化；②活化氨基酸的转运；③活化氨基酸在核蛋白体上的缩合.
(一）氨基酸的活化转运
氨基酸的活化过程及其活化后与相应 tRNA的结合过程,都是由氨基酰tRNA合成酶来催化的,反应方程为：tRNA+氨基酸+ATP〖FY(KN〗氨基酰tRNA合成酶〖FY)〗氨基酰-tRNA+AMP+焦磷酸.以氨基酰tRNA形式存在的活化氨基酸,即可投入氨基酸缩合成肽的过程.氨基酰tRNA合成酶存在于胞液中,具有高度特异性.它们既能识别特异的氨基酸,又能辨认携带该种氨基酸的特异tRNA分子.在体内,每种氨基酰tRNA合成酶都能从多种氨基酸中选出与其对应的一种,并选出与此氨基酸相应的特异tRNA.这是保证遗传信息准确翻译的要点之一.
（二）核蛋白体循环
tRNA所携带的氨基酸,是通过“核蛋白体循环”在核蛋白体上缩合成肽,完成翻译过程的.以原核生物中蛋白质合成为例,将核蛋白体循环人为地分为启动、肽链延长和终止三个阶段进行介绍.
1．启动阶段
在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体.这一过程需要一些称为启动因子的蛋白质以及GTP与镁离子的参与.
原核生物中的启动因子有 3种,IF 1辅助另外两种启动因子IF 2、IF 3起作用.
启动阶段的具体步骤如下：
(1)30S亚基在IF 3与IF 1的促进下与mRNA的启动部位结合,在IF 2的促进与IF 1辅助下与甲酰蛋氨酰tRNA以及GTP结合,形成30S启动复合体.
30S启动复合体由30S亚基、mRNA、fMet-tRNA fMet?及IF 1、IF 2、IF 3与GTP共同构成.
（2）30S启动复合体一经形成,IF 3即行脱落,50S亚基随之与其结合,形成了大、小亚基,mRNA,fMet－tRNA fMet?及IF 1、IF 2与GTP共同构成的70S启动前复合体.
（3）70S启动前复合体的GTP水解释出GDP与无机磷酸的同时,IF 2和IF 1随之脱落,形成了启动复合体.至此,已为肽链延长作好了准备.
启动复合体由大、小亚基,mRNA与fMet－tRNA fMet?共同构成.
已知核蛋白体上有两个位置,分别称为“给位”与“受位”,启动复合体中 mRNA的启动信号相对应的fMet－tRNA fMet亦即处于核蛋白体的给位.
2．肽链延长阶段
这一阶段,根据 mRNA上密码子的要求,新的氨基酸不断相应的被特异的tRNA运至核蛋白体受位,形成肽键.同时,核蛋白体从mRNA的5′端向3′端不断移位推进翻译过程.肽链延长阶段需要数种称为延长因子的蛋白质、GTP与某些无机离子的参与.
(1)进位
受位上 mRNA密码子相对应的氨基酸tRNA进入受位,生成复合体V.此步骤需要GTP、Mg 2+和称为肽链延长因子EFTu与EFTs的蛋白质因子.
（2）转肽
50S亚基的给位有转肽酶的存在,可催化肽键形成.此时在转肽酶的催化下,将给位上tRNA所携的甲酰蛋氨酰（或肽酰）转移给受位上已特异性进入的氨基酸tRNA,与其所带的氨基酸的氨基结合形成肽键.此酶需要Mg 2+与K 2+存在.
（3）脱落
原在给位上的脱去甲酰蛋氨酰后的 tRNA fMet,从复合物上脱落.
（4）移位
核蛋白体向 mRNA的3′端挪动相当于一个密码子的距离,使下一个密码子准确定位在受位,同时带有肽链的tRNA由受体移至给位,此步需有肽链延长因子EFG、GTP与Mg 2+?.以后肽链上每增加一个氨基酸残基,就按①进位（新的氨基酸tRNA进入“受位”）②转肽（形成新的肽键）③脱落（转肽后“给位”上的tRNA脱落）④移位（核蛋白体挪动的同时,原处于“受位”带有肽链的tRNA随之转到“给位”）.
3．终止阶段
当多肽链合成已完成,并且“受位”上已出现终止信号（UAA）,此后即转入终止阶段.终止阶段包括已合成完毕的肽链被水解释放,以及核蛋白体与tRNA从mRNA上脱落的过程.这一阶段需要一种起终止作用的蛋白质因子——终止因子的参与.
终止因子使大亚基“给位”的转肽酶不起转肽作用,而起水解作用.在转肽酶的作用下,“给位”上tRNA所携带的多肽链与tRNA之间的酯键被水解,并从核蛋白体及tRNA上释出.
从mRNA上脱落的核蛋白体,分解为大小两个亚基,重新进入核蛋白体循环.核蛋白体的解体需要IF 3的参与.

这是一个生理反应，肯定需要能量，也就是ATP
而酶则是催化剂

氨基酸的活化过程及其活化后与相应 tRNA的结合过程，都是由氨基酰tRNA合成酶来催化的，反应方程为：tRNA+氨基酸+ATP〖FY(KN〗氨基酰tRNA合成酶〖FY)〗氨基酰-tRNA+AMP+焦磷酸。