延伸作用

在蛋白质生物合成中，70s或80s起始复合体一旦形成，延伸作用就立即开始。延伸就是氨基酸按照mRNA碱基顺序的指令逐个地聚合成为蛋白质的过程，包括起始作用之后和终止作用之前之间的所有反应步骤。延伸步骤可示如图。图示是肽链N末端第2位氨基酸加到其P位含fMet-tRNAiMet的70s起始复合体，不过这也是任一其他位置上的氨基酸加到肽链上的情况，所以延伸作用是很多次这同一反应的重复。延伸第一步是氨基酰tRNA结合到核糖体上面空出的A位上，结合上去的氨基酸的种类由mRNA的密码子决定。对这一步反应，两种可溶性蛋白质因子，即EFTu和EFTs，以及GTP是必需的。第二步是肽键的形成；在P位的tRNA上的甲硫氨酸（图中是甲酰甲硫氨酸）或肽基转移到A位上的氨基酸的自由氨基； 由核糖体上肽基转移酶催化。在体外实验，该步反应无需可溶性因子，亦不必外加能量。最后一步反应，A位上的肽基tRNA和mRNA移位至P位上，原在P位上的已经脱去了氨基酸或肽基的空载tRNA也就脱下，同时空出了A位并呈现出新的一个密码子。这步移位作用要有另一种称为EFG的可溶性因子参与，也需要GTP。

延伸步骤示意图

氨基酰tRNA结合到核糖体 1964年F. Lipmann实验室从大肠杆菌鉴定出延长因子T和G; 1966年该实验室从荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)分离出两个相互补充而发挥其EFT作用的成分，即目前称之为EFTs和EFTu的两种蛋白质因子。前者比较稳定； 在60℃下或较酸性的环境，EFTu均较EFTs先失活。在大肠杆菌中，EFTu和EFTs的含量相当丰富，两者共占细菌细胞质蛋白质总量达5%，提取纯化都还比较方便，已得到EFTu-GDP和EFTu-GTP结晶。通常分离出的EFTu含牢固结合的GDP；最初就发现纯化的因子的280nm/260nm吸光率比只有1.16这个异乎通常蛋白质所具有的1.65的值。后来证明分离得到的EFTu非共价结合一当量的二磷酸鸟苷。这一结合关系EFTu的活性；凡增加GDP解离速度的条件如低pH、低Mg2⁺、温度升高等等均可使这蛋白质因子失去活性；尽管GDP的加入可增加EFTu的稳定性，但仍比EFTs易失活。不同实验室不同方法所测得大肠杆菌EFTu分子量在42,000～46,000之间。其氨基酸组成分析未见不寻常之处； 含三个半胱氨酸残基，一是结合鸟苷酸所必需，又一是与AA-tRNA相互作用所必需。其N末端已封闭。大肠杆菌EFTs分子量约30,000，只含一个半胱氨酸残基，不含色氨酸； 在提取物中通常与EFTu缔合；此即当初发现的T因子。EFTu-EFTs稳定，经葡聚糖层析而很少解缔，但在大量GDP下解缔，即：

这是可逆反应，所以EFTs亦可置换出GDP。EFTu亦与GTP形成EFTu-GTP，惟其解离常数3×10^-7远比与GDP者大(后者为8×10-⁹)；所以EFTu和GDP结合更牢，不过大量的GTP存在下，借助EFTs的催化，GTP可取代GDP而与EFTu形成EFTu-GTP；这大概正是体内的实际情况。

EFTu-GTP是与AA-tRNA相作用的形式，并从而形成AA-tRNA-EFTu-GTP三元复合体。参与蛋白质合成的各种天然AA-tRNA当中，除了起始的甲硫氨酰-tRNAfMet （不论是否甲酰化了）均可起这作用。而EFTu-GDP则几不和AA-tRNA相作用。其所以如此，推测是GTP这个配体影响了EFTu的构象，暴露出其与AA-tRNA结合的P位； 现已有多种不同的实验结果支持这一设想。
三元复合体AA-tRNA-EFTu-GTP是和核糖体相互作用的底物，作用的结果是把AA-tRNA转移到核糖体的A位上。要求的一个条件是核糖体P位上有肽基-tR-NA或fMet-tRNAfMet。伴同此反应的是GTP的水解，产生的EFTu-GDP就从核糖体上脱落。GTP的水解必须要求mRNA上密码子正确无误；如脯氨酰tRNA^Pro-EFTu-GTP复合体和含多聚胞苷酸的核糖体温育GTP就水解，若以多聚尿苷酸代替，却不被水解。由于EFTu-GDP不能与AA-tRNA反应，EFTu的再循环要和GTP结合。
以上为原核细胞的情况，在真核细胞则有叫做EF1的因子起相当于EFT的作用。在各种组织里，EF1以不同程度的聚集体形式存在，分子量从2×104至1×106。一些组织的EF1聚集体尚含脂类。高分子聚集体似较低分子者稳定。从很多种组织里纯化得到分子量约为50,000的蛋白质，可与GTP及AA-tRNA结合形成三元复合体，功能相当于大肠杆菌中的EFTu。多数实验室从聚集体中只得到这种50,000分子部分(称为EF1α)，不过后来还从高分子聚集体中分离出另一蛋白质因子，称为EF1β。所有真核细胞或都含有这种因子，只是含量少，不易分离出。在变性条件下，EF1β 分子量27000，但天然条件下可能是一个二聚体； 它催化EF1α-GDP与GTP的交换及随后与AA-tRNA的结合，功能相当于EFTs。既然EF1α和EF1β似相当于EFTu和EFTs，它们最后促成AA-tRNA结合到核糖体上的反应也相类似。不过现已发现当AA-tRNA结合到核糖体后，IF1α仍滞留在核糖体上而没有立即脱落下。
肽键形成 肽键形成于核糖体上，通过把新生的肽链从肽基tRNA转移给氨基酰tRNA 上的自由α氨基而成；由于涉及基团转移，又称转肽基作用。在此过程中，肽基tRNA的酯键断开而合成一个新的肽键。除了核糖体及其所携带的合适底物外，这反应无需外加能源，亦不要可溶因子参加。携带着聚苯丙氨酰tRNA的70s核糖体，在确知可除去可溶因子条件下经过彻底洗过后，不必加入GTP，其聚苯丙氨酰基可与嘌呤霉素形成多聚苯丙氨酰嘌呤霉素。嘌呤霉素为氨基酰tRNA类似物，可结合到核糖体A位上并接受P位上肽基tRNA的肽基以形成肽键。上述事实证明催化转肽作用的酶存在于核糖体上。实际上聚苯丙氨酰tRNA-50s亚单位复合体就可促成聚苯丙氨酰嘌呤霉素的形成，表明转肽酶是50s亚单位的组成成分。显然，转肽酶包含催化中心以及分别和氨基酰tRNA与肽基tRNA 3′端(即-CCA-氨基酸与-CCA-肽基)结合的部位，可称之为A′位和P′位。亲和标记法(某些底物类似物或抗生素可结合到A′或P′位)显示A′位在L6、L15、L16和L18等蛋白质处，而P′位在L2、L11、L18、L20和L27处。亲和标记法检出转肽酶的组份（或邻近部位），可能包括本身与转肽酶无关的蛋白质，也可能漏检参与转肽酶活性作用的蛋白质。从功能上研究参与这反应的蛋白质的方法有一叫重组法的，是用盐处理除去50s亚单位的大部分蛋白质，剩下不具转肽酶活性的一个核心结构，然后逐个加回去分离出的蛋白质，观察何种蛋白质是活性所必需的，何种是非必需的。结果指示L2、L3、L15、L16和L18是必需的，而L4、L13、L17、L21、L25和L2的加入则可增大活性。其中L3、L17、L21和L25是未曾被亲和法所检查出的，而亲和法查出的L6和L11等在重组法中不是活性所必需。除了蛋白质之外，23s RNA也是活性所需，5sRNA也有增高活性作用。至于转肽作用机理，有酰基酶中间产物说，还有协同一步(Concerted)说，尚无定论。