蛋白质生物合成与医学的关系

蛋白质生物合成与遗传、免疫、肿瘤发生与生长及物质代谢都有密切关系。人体蛋白质生物合成异常会引起各种疾病。

(一)分子病

由于DNA分子上基因的遗传性缺陷,使蛋白质分子一级结构发生改变所致的疾病,称为分子病。例如镰刀形红细胞性贫血就是一种典型的分子病。病人HbA的β-链N端第6位谷氨酸残基被缬氨酸残基代替,形成异常血红蛋白——HbS。它在氧分压较低时,易形成巨大分子沉淀析出,红细胞被扭曲成镰刀形,并且极易破裂,引起溶血性贫血。

β-链异常是由于DNA分子中控制该链合成的基因相应部位上一个脱氧胸苷酸被脱氧腺苷酸取代,于是转录生成的mRNA在相应部位上谷氨酸的密码变成了缬氨酸的密码(表8-2)。

表8-2　镰形红细胞性贫血病人Hb基因的异常

(二)抗生素对蛋白质生物合成的影响

抗生素是源于微生物代谢产物的一类药物,可作用于DNA复制、转录及蛋白质合成的各个环节,通过干扰或抑制细菌或肿瘤细胞的蛋白质合成而发挥药理作用。

1.抑制DNA合成的抗生素　如博来霉素、丝裂霉素、放线菌素D等可破坏或抑制原核或真核生物DNA的模板活性。

2.抑制RNA合成的抗生素　如利福霉素、利福平能抑制原核生物的RNA聚合酶,从而抑制转录。

3.抑制翻译过程的抗生素　如链霉素、卡那霉素能与原核生物核糖体小亚基结合,改变其构象,引起读码错误,导致合成异常的蛋白质;四环素与原核生物核糖体小亚基结合,抑制起始氨基酰-tRNA进入A位;氯霉素、林可霉素、红霉素能与原核生物核糖体大亚基结合而抑制肽键形成,阻断翻译的延长过程。

选择性抑制原核生物蛋白质合成的抗生素在临床上可用作抗菌药,而对原核和真核生物蛋白质合成均有干扰作用的抗生素可用作抗肿瘤药。

(三)毒素和干扰素对蛋白质合成的影响

毒素是某些有机体产生的有毒物质,如白喉毒素和蓖麻毒素均可阻断真核生物蛋白质合成。干扰素是真核生物细胞感染病毒后分泌的一类有抗病毒作用的蛋白质,可阻滞病毒蛋白质合成,抑制病毒复制,如:干扰素常用于病毒性肝炎的治疗。另外干扰素还有调节细胞生长分化、激活免疫系统等作用,已普遍用于临床治疗。

重点提示

1.由于DNA分子上基因的遗传性缺陷,使蛋白质分子一级结构发生改变所致的疾病称为分子病。镰形红细胞性贫血就是一种典型的分子病。

2.抗生素通过干扰或抑制细菌或肿瘤细胞的蛋白质合成而发挥药理作用。