肽链延长是蛋白质生物合成过程中的关键阶段,主要包括进位、成肽和转位三个步骤,并且需要多种延长因子以及GTP等参与。
进位也称为注册,指的是氨基酰 -tRNA根据遗传密码的指引,进入核糖体A位的过程。在原核生物中,EF - Tu和EF - Ts是参与进位的延长因子。首先,EF - Tu与GTP结合,然后再与氨基酰 -tRNA形成三元复合物,该复合物被转运至核糖体的A位。当反密码子与A位的mRNA密码子正确配对后,GTP被水解,EF - Tu - GDP从核糖体释出,而EF - Ts可促使EF - Tu - GDP中的GDP被GTP置换,使EF - Tu能再次参与下一轮进位。真核生物参与进位的延长因子是eEF1α和eEF1βγ,其作用机制与原核生物类似。
成肽是在转肽酶的催化下完成的。在核糖体上,P位的起始氨基酰 -tRNA(或肽酰 -tRNA)所携带的氨基酰基(或肽酰基)的α - 羧基与A位氨基酰 -tRNA上氨基酸的α - 氨基形成肽键,使肽链延长一个氨基酸残基。此过程不需要额外的能量供应,转肽酶实际上是核糖体大亚基的组成成分。
转位是指在转位酶的作用下,核糖体沿着mRNA的5′→3′方向移动一个密码子的距离。在原核生物中,转位酶的活性由EF - G具有,当EF - G与GTP结合后,它可促使核糖体向mRNA的3′端移动,使原来在A位的肽酰 -tRNA移至P位,而原来在P位的空载tRNA则移入E位并随后从核糖体释放。真核生物的转位酶是eEF2,其作用机制与原核生物的EF - G类似。每经过一次进位、成肽和转位,肽链就会增加一个氨基酸残基,如此循环往复,肽链不断延长。