¿Cuánto nucleósido trifosfato se requiere para formar un enlace peptídico durante la síntesis de proteínas?

Aunque la pregunta muestra un esfuerzo considerable para lograr claridad, la forma en que está redactada es:

¿Cuántas moléculas de nucleósido trifosfato… [se] necesita para liberar suficiente energía

todavía permite la ambigüedad, ya que realmente no consideraría que los NTP involucrados en la síntesis de proteínas "liberan energía". Entonces, consideremos dos reformulaciones de la pregunta, ya que la explicación de las respuestas tiene un interés más científico que las respuestas reales.

1. ¿Cuántas moléculas de NTP se hidrolizan en las reacciones que provocan la formación de un enlace peptídico en el ribosoma?

Respuesta = 3

La formación de cada enlace peptídico implica un ciclo que consiste en la introducción de un solo aminoacil-tRNA nuevo en el sitio A de un ribosoma que lleva una cadena polipeptídica en crecimiento (o el tRNA iniciador para el primer enlace peptídico), la reacción de la peptidil transferasa y la translocación. del peptidil-tRNA extendido del sitio A al sitio P. ( Ver , por ejemplo, Berg et al. en línea - Capítulo 29 )

1 ATP se hidroliza en la reacción de aminoacilación:

                Amino Acid + tRNA + ATP → Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi

1 GTP se hidroliza en la reacción de unión de aatRNA catalizada por EF-Tu/EF1.

1 GTP se hidroliza en la reacción de translocación catalizada por EF-G/EF2

No se consume NTP directamente en la reacción de la peptidil transferasa: la energía para la formación de enlaces proviene del aminoacil-tRNA 'activado'.

2. ¿Cuál es el costo energético total en moléculas de ATP para la formación de un enlace peptídico?

Aquí se podría argumentar que:

Respuesta = 4+

El ATP adicional ocurre si se considera el costo energético total de la reacción de aminoacilación como 2 ATP, no 1 ATP. Esto surge del hecho de que el ATP se hidroliza a AMP (+PPi) y no a ADP. El reciclaje del AMP implica primero el uso de 1 molécula de ATP en la reacción de la adenilato quinasa para producir ADP:

                                 ATP + AMP ⇄ 2ADP

seguido por la energía (de la ATP sintasa de membrana ) para regenerar ATP a partir de ADP:

                                 ADP + Pi ⇾ ATP

¿Por qué 4+? Ciertos aminoácidos (p. ej., val e ile) son lo suficientemente similares entre sí como para que las aminoacil-tRNA sintetasas hayan desarrollado una capacidad de lectura de prueba , en la que se hidroliza cualquier tRNA aminoacilado incorrectamente. Esto solo ocurre para ciertos aminoácidos y a una velocidad que es difícil de determinar, por lo que el desperdicio de ATP de esta manera no se puede calcular con precisión.

Primero, durante el inicio de la traducción, una pequeña subunidad ribosómica se une a una molécula de ARNm. En una célula bacteriana, el sitio de unión del ARNm en esta subunidad reconoce una secuencia de nucleótidos específica en el ARNm justo aguas arriba del codón de inicio. Un ARNt iniciador, con el anticodón UAC, forma pares de bases con el codón de inicio, AUG. Este ARNt lleva el aminoácido metionina. Y luego, este proceso necesita un GTP molecular y GTP--->GDP+Pi, que puede proporcionar energía para el ensamblaje. Puede encontrar más detalles en el libro Campbell Biology, de Reece, Urry, et.al..

Se requieren alrededor de 5 moléculas de ATP para agregar un solo aminoácido a una cadena peptídica en crecimiento.

Encontré esta respuesta en Ribosoma y números de copia de transcripción, ocupación de polisomas y dinámica de enzimas en Arabidopsis por Piques et al .:

La adición de un aminoácido a una cadena peptídica en crecimiento requiere dos moléculas de ATP para la activación de aminoácidos y otras dos moléculas de ATP para la formación de enlaces peptídicos y la traducción del ribosoma, más costos adicionales de aproximadamente otro ATP para la corrección de errores y la síntesis de secuencias que se eliminan. durante la maduración de la proteína.

En realidad depende de la pregunta. Ya sea que quiera decir: ¿Cuántos aminoácidos se requieren? ¿O proteínas? Hay una diferencia característica entre los aminoácidos y las proteínas. De ahí el número. De los aminoácidos se puede determinar por lo siguiente- Si consideramos una proteína compuesta por "n" número de aminoácidos, se necesita (4n)-1 número de ATP para el proceso de traducción.

4 ATP: 2 para la activación de aminoácidos para unirse con tRNA específico. 1 para iniciación 1 para elongación para empujar tRNA al sitio p del ribosoma