第十章蛋白质的生物合成

1、一、概述l基因的遗传信息在转基因的遗传信息在转录过程中从录过程中从dnadna转移转移到到mrnamrna，再由，再由mrnamrna将将这种遗传信息表达为这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。的过程叫做翻译。l合成体系：合成体系：2020种氨基种氨基酸酸,mrna,mrna、trnatrna、核、核蛋白体、酶和因子蛋白体、酶和因子, ,以及无机离子、以及无机离子、atp atp 、gtp gtp 合成方向：合成方向：ncnc端。端。 1.rrna1.rrna 与蛋白质一起构成核糖体与蛋白质一起构成核糖体蛋白质合成蛋白质合成“工厂工厂” 核糖体结构组成核糖体结构

2、组成 核糖体的基本功能核糖体的基本功能结合结合mrnamrna，在，在mrnamrna上选择适当的区域开始翻译上选择适当的区域开始翻译密码子（密码子（mrnamrna）和反密码子（）和反密码子（trnatrna）的正确配对）的正确配对肽键的形成肽键的形成 存在存在 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，与质网。原核中，与mrnamrna形成串状形成串状多核糖体多核糖体原核生原核生物核糖物核糖体组成体组成真核生真核生物核糖物核糖体组成体组成l2. trna 结合氨基酸：结合氨基酸：一种氨基酸一种氨基酸有几种有

3、几种trnatrna携带，结合携带，结合需要需要atpatp供能供能, ,氨基酸结氨基酸结合在合在trna3-ccatrna3-cca的位置。的位置。 反密码子：反密码子：每种每种trnatrna的反的反密码子，决定了所带氨密码子，决定了所带氨基酸能准确的在基酸能准确的在mrnamrna上上对号入座对号入座 。 反密码子与反密码子与mrnamrna的第三个的第三个核苷酸配对时，不严格核苷酸配对时，不严格遵从碱基配对原则遵从碱基配对原则 l3. mrna 携带着携带着dnadna的遗传信息，是的遗传信息，是多肽链的合成模板多肽链的合成模板 在在原核原核细胞内，存在时间细胞内，存在时间短，在转录的

4、同时翻译短，在转录的同时翻译 在在真核真核细胞内，较稳定细胞内，较稳定l蛋白质合成时，蛋白质合成时，mrnamrna结合结合于核糖体小亚基上，大亚于核糖体小亚基上，大亚 基结合带氨基酸的基结合带氨基酸的trnatrna，trnatrna的反密码子与的反密码子与mrnamrna密密码子配对，码子配对，atpatp供能，合成供能，合成蛋白质。蛋白质。三、遗传密码子l为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置的三个核苷酸单位称为密码子（置的三个核苷酸单位称为密码子（codencoden）或三联）或三联体密码。体密码。l密码子的发现密码子的发现 l统计学方法

5、l人工合成仅由一种核苷酸组成的多聚核苷酸，推测由哪一种氨基酸合成的多肽l核糖体结合试验 1965年，nirenberg用poly u加入c14标记的20种aa,仅有苯丙氨酸的寡肽,uuu=苯丙氨酸,用此法破译了全部密码，编出遗传密码表。l遗传密码子的特点遗传密码子的特点l无标点、不重叠无标点、不重叠 密码子是不重叠的，每个三联体中的三个核苷酸只编码一个氨基酸，核苷酸不重叠使用噬菌体x174中某些基因之间有重叠现象l简并简并(degeneracy) 几种密码子对应于相同一种氨基酸。这些密码子为同义密码子l通用性通用性 绝大多数密码子对各种生物都适用，某些线粒体中遗传密码有例外l终止信号终止信号

6、uag、uaa、ugal起始信号起始信号 aug（真核中起始为met、原核中起始为fmet,翻译中间为met）和氨酸的密码子(gug)(极少出现）四、蛋白质生物合成过程l以以mrnamrna为模板，氨基酸经活化获得的氨酰为模板，氨基酸经活化获得的氨酰trnatrna为原料，为原料，gtpgtp、atpatp供能，在核糖体中完成供能，在核糖体中完成。1.1.氨基酸的活化氨基酸的活化ltrnatrna在氨基酰在氨基酰-trna -trna 合成酶的帮助下，能够识别相应合成酶的帮助下，能够识别相应的氨基酸，并通过的氨基酸，并通过trnatrna氨基酸臂的氨基酸臂的 3-oh 3-oh 与氨基酸的与氨

7、基酸的羧基形成活化酯氨基酰羧基形成活化酯氨基酰-trna-trna。l氨基酰氨基酰-trna-trna的形成是一个两步反应过程：第一步是氨的形成是一个两步反应过程：第一步是氨基酸与基酸与 atp atp 作用作用, , 形成氨基酰腺嘌呤核苷酸；形成氨基酰腺嘌呤核苷酸； 第二第二步是氨基酰基转移到步是氨基酰基转移到 trna trna 的的 3-oh 3-oh 端上端上, , 形成氨基形成氨基酰酰-trna-trna。 氨基酰氨基酰-trna -trna 合成酶合成酶l氨基酸氨基酸 + atp + trna + h2o + atp + trna + h2o 氨基酰氨基酰-trna + amp +

8、 ppi-trna + amp + ppil每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰-trna -trna 合成酶。它合成酶。它既催化氨基酸与既催化氨基酸与 atp atp 的作用的作用, , 也催化氨基酰基转移到也催化氨基酰基转移到 trnatrna。l氨基酰氨基酰-trna -trna 合成酶具有高度的专一性。合成酶具有高度的专一性。 每一种氨基酰每一种氨基酰- -trna trna 合成酶只能识别一种相应的合成酶只能识别一种相应的 trnatrna。 ltrna trna 分子能接受相应的氨基酸分子能接受相应的氨基酸, , 决定于它特有的碱基顺决定于它特有的碱

9、基顺序序, , 而这种碱基顺序能够被氨基酰而这种碱基顺序能够被氨基酰-trna -trna 合成酶所识别。合成酶所识别。l氨基酰氨基酰-trna-trna通过反密码臂上的三联体反密码通过反密码臂上的三联体反密码子识别子识别mrnamrna上相应的遗传密码，并将所携带的上相应的遗传密码，并将所携带的氨基酸按氨基酸按mrnamrna遗传密码的顺序安置在特定的位遗传密码的顺序安置在特定的位置，最后在核糖体中合成肽链。置，最后在核糖体中合成肽链。起始密码的识别起始密码的识别起始复合物的形成起始复合物的形成核糖体移动方向p位点a位点进位进位核糖体移位核糖体移位肽链的形成肽链的形成肽基转移酶肽基转移酶 l

10、 核糖体为核糖体为80s，由，由60s的大亚基和的大亚基和40s的小亚基组成的小亚基组成l 起始密码起始密码augl 起始起始trna为为mettrnal 起始复合物起始复合物结合在结合在mrna 5端端aug上游的上游的帽子结构帽子结构，真，真核核mrna无富含嘌呤的无富含嘌呤的sd序列（除某些病毒序列（除某些病毒mrna外）外） l 已发现的真核起始因子有近已发现的真核起始因子有近9种（种（eukaryote initiation factor,eif） eif4a.eif4e.p220复合物称为帽子结构结合复合物称为帽子结构结合蛋白复合物（蛋白复合物（cbpc）l 肽链终止因子（肽链终止因子（ef1 ef1 ）及释放因子（）及释放因子（rf