蛋白质的生物合成

null蛋白质的生物合成 （翻译） Protein Biosynthesis，Translation蛋白质的生物合成 （翻译） Protein Biosynthesis，Translationnull蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序 。蛋白质合成体系 Protein Biosynthesis System 蛋白质合成体系 Protein Biosynthesis System 第 一 节 参与蛋白质生物合成的物质包括参与蛋白质生物合成的物质包括20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子，如起始因子IF、延长因子EF、终止因子RF ATP、GTP、无机离子 三种RNA mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA（ribosomal RNA, 核糖体RNA） tRNA（transfer RNA, 转移RNA）一、翻译模板mRNA及遗传密码一、翻译模板mRNA及遗传密码遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。 真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron) 。 null原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子目 录null mRNA上存在遗传密码mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码(triplet coden)。起始密码( initiation coden ): AUG 终止密码( termination coden ): UAA，UAG，UGA null 在遗传密码的破译中,美国科学家M.W.Nirenberg等人做出了重要贡献 ,并于1968年获得了诺贝尔生理医学奖.遗传密码表遗传密码表目 录1. 连续性1. 连续性遗传密码的特点 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间隔、不重叠。 一个氨基酸有几个不同的密码子的现象叫简并性。 编码同一个氨基酸的一组密码子被称为同义密码子。 意义：维持生物物种的稳定性。一个氨基酸有几个不同的密码子的现象叫简并性。 编码同一个氨基酸的一组密码子被称为同义密码子。 意义：维持生物物种的稳定性。目 录2.简并性2. 简并性(degeneracy)2. 简并性(degeneracy)目 录3. 通用性和例外3. 通用性和例外少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。4.摆动性4.摆动性转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。 nullU摆动配对目 录IAU密码子、反密码子配对的摆动现象密码子、反密码子配对的摆动现象二、rRNA与核蛋白体二、rRNA与核蛋白体1.rRNA 与蛋白质一起构成核糖体——蛋白质合成“工厂” 存在：核糖体可游离存在， 真核中，也可同内质网结合，形成粗糙的内质网。 原核中，与mRNA形成串状——多核糖体核蛋白体的组成核蛋白体的组成目 录null原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位：氨酰基位 (aminoacyl site)P位：肽酰基位 (peptidyl site)、起始氨酰基位E位：排出位 (exit site)目 录三、tRNA与氨基酸的活化三、tRNA与氨基酸的活化反密码环氨基酸臂null 结合氨基酸：一种氨基酸有几种tRNA携带，结合需要ATP供能,氨基酸结合在tRNA3‘-CCA的位置。 反密码子：每种tRNA的反密码子，决定了所带氨基酸能准确的在mRNA上对号入座 。 tRNA与酶结合的模型 tRNA与酶结合的模型tRNA氨酰-tRNA合成酶ATPnull氨酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。 氨酰-tRNA的表示 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet null真核生物： Met-tRNAi 原核生物： fMet-tRNAf 起始肽链合成的氨酰-tRNA (AUG－第一个氨基酸 Met ) 甲酰甲硫氨酸蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 第 二 节 null氨基酸的活化 翻译的起始 (initiation) 翻译的延长 (elongation) 翻译的终止 (termination )整个翻译过程可分为翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。 null 氨酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase) 一、氨基酸的活化：tRNA氨基酸臂的 3'-OH 与氨基酸的羧基形成活化酯－氨基酰-tRNA。 null第一步反应氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi 目 录null第二步反应氨酰-AMP-E ＋ tRNA ↓ 氨酰-tRNA ＋ AMP ＋ E目 录 二、肽链合成起始二、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。（一）原核生物翻译起始复合物形成（一）原核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。nullIF-3IF-11. 核蛋白体大小亚基分离目 录nullIF-3IF-12. mRNA在小亚基定位结合目 录S-D序列 （mRNA上位于起始位点上游4－13个富含嘌呤的核苷酸序列）S-D序列 （mRNA上位于起始位点上游4－13个富含嘌呤的核苷酸序列）富含嘧啶起始密码子nullIF-3IF-13. 起始氨酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到小亚基目 录nullIF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4. 核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成目 录nullIF-3IF-1IF-2-GTPGDPPi目 录（二）真核生物翻译起始复合物形成（二）真核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离； 起始氨酰-tRNA结合； mRNA在核蛋白体小亚基就位； 核蛋白体大亚基结合。null真核生物翻译起始复合物形成过程三、肽链合成延长三、肽链合成延长肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环(ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步： 进位(entrance) 转肽(peptide bond formation) 移位(translocation)null延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor, EF) 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：eEF-1 、eEF-2 指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨酰-tRNA进入核蛋白体A位。 指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨酰-tRNA进入核蛋白体A位。 （一）进位目 录null延长因子EF-T催化进位（原核生物） 目 录nullnullTuTsGTPGDPTuTsGTP目 录（二）转肽（二）转肽是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键形成过程。null延长过程中肽链的生成肽基转移酶（三）移位（三）移位延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3'侧移动 。nullfMetfMet目 录null 四、肽链合成的终止 四、肽链合成的终止当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核糖体等分离，这些过程称为肽链合成终止。 null与终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF) 原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF null一是识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。 二是诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。 释放因子的功能null原核肽链合成终止过程 nullRF目 录多聚核糖体 (polysome)多聚核糖体 (polysome)在细胞内一条mRNA链上结合着多个核糖体，甚至可多到几百个。目 录50S30Snull电镜下的多聚核蛋白体现象目 录null真核细胞蛋白质合成主要有以下特点： 　　 1.核糖体更大 　　2.起始tRNA：起始氨基酸为甲硫氨酸。起始tRNA 为Met-tRNAiMet。 　　3.起始密码子为AUG，它的上游5，—端也不含富含嘌呤的序列。 　　4.80S起始复合物，真核细胞转译中涉及的蛋白因子更多。 　　5.蛋白质激酶参与真核细胞蛋白质合成的调节。 null蛋白质的合成是一个高耗能过程 AA活化 2个高能磷酸键（ATP） 肽链起始 1个（70S复合物形成，GTP） 进位 1个（GTP） 移位 1个（GTP 第一个氨基酸参入需消耗3个（活化2+起始1 ） 以后每掺入一个AA需要消耗4个（活化2 +进位 1个 +移位1个）。消耗能量计算=4n-1=4（n-1）+3蛋白质合成后加工Posttranslational Processing蛋白质合成后加工Posttranslational Processing第 三 节主要包括主要包括多肽链折叠为天然的三维结构 肽链一级结构的修饰 高级结构修饰 nullN端改造 fMet的切除 信号肽（能透膜，进行蛋白质的锚定）的切除 氨基酸的修饰/改造 肽链内或肽链间的二硫键的形成、乙酰化、甲基化 氨基酸残基的修饰（Pro-OH/Cys-OH） 4.糖基化 （Asp、Ser、Thr、Asn） 5. 某些多肽要经特殊的酶切一段肽链后才有生物活性(如：胰岛素) 6. 高级结构的形成 在分子伴侣的协助下形成正确的结构