CB第05章核糖体与蛋白质的合成

1、第第5 5章章核糖体与蛋白质的生物合成核糖体与蛋白质的生物合成2概概 述述* *全称：核糖核蛋白体全称：核糖核蛋白体（核蛋白体）（核蛋白体）* *由由几种几种rrnarrna 和和几十种蛋白几十种蛋白构成。构成。* *主成分主成分rrnarrna（6060）和）和 r r蛋白蛋白（4040）* *非膜性的颗粒状结构（游离非膜性的颗粒状结构（游离oror附着）附着）* *直径直径1230nm，存在所有细胞。存在所有细胞。* *19581958年，年，robinsinrobinsin和和brownbrown发现。发现。3正在工作的核糖体（电镜观）正在工作的核糖体（电镜观）4核糖体的大小亚基核糖体的

2、大小亚基55.1 核糖体化学组成与形态结构核糖体化学组成与形态结构5.1.1 化学组成化学组成 线粒体（哺乳类）线粒体（哺乳类）: 55s核糖体（核糖体（35s + 25s）6 * 真核细胞：真核细胞：80s核糖体（核糖体（60s40s）60s -3种种rrna（28s、5.8s、5s） + 49种蛋白。种蛋白。40s -1种种rrna（18s） 33种蛋白。种蛋白。* 原核细胞：原核细胞：70s核糖体（核糖体（50s30s）50s-2种种rrna（23s、5s）34种蛋白。种蛋白。30s-1种种rrna （16s） + 21种蛋白。种蛋白。核糖体的化学组成核糖体的化学组成rrnarrna、r

3、 r蛋白蛋白75.1.2 核糖体的超微结构核糖体的超微结构8核糖体主要功能部位核糖体主要功能部位位位-供位供位-肽酰基位肽酰基位位位-受位受位- - -氨酰基位氨酰基位位位-肽基转移酶肽基转移酶 （因子）（因子）位置位置。位位-酶酶 （移位酶）（移位酶）位置位置。 e e位位即将离开的即将离开的trnatrna所所暂时停留的位点。暂时停留的位点。9核糖体的功能部位核糖体的功能部位g105，3，60s40smrnatrna多肽多肽中央管中央管 a部部位位 p部部位位g因因子子t因子因子核糖体的功能部位11核糖体结构特点核糖体结构特点 *由大小两个亚单位组成的小体。由大小两个亚单位组成的小体。 *

4、有左右贯通隧道有左右贯通隧道-mrna通道。通道。 *大亚基有中央管大亚基有中央管-多肽链出口。多肽链出口。 *核糖体上存在几个重要功能部位。核糖体上存在几个重要功能部位。 12 5.2 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成n n 13中心法则图解中心法则：dna会将信息传递给rna，而rna再将信息传递给蛋白质14蛋白合成装置蛋白合成装置核糖体复合物核糖体复合物155.2.1 遗传密码与密码子遗传密码与密码子n遗传密码（遗传密码（genetic code） mrna mrna 三个核苷酸一组的特定排列所构成的三个核苷酸一组的特定排列所构成的一套一套aaaa的代码。由的代码。由6464个密码子组成

5、个密码子组成 。n密码子（密码子（codon） -mrna-mrna分子上每分子上每3 3个相邻的核苷酸所组成的个相邻的核苷酸所组成的含特定信息的三联体。含特定信息的三联体。 16遗传密码表17翻译过程所需模板mrna18遗传密码的特性遗传密码的特性 方向性方向性- 读码方向：读码方向： 简并性简并性- 除除蛋蛋aa & 色色aa，其余，其余aa 均由均由-个个 密码子编码。密码子编码。 （ 多个密码子决定同一多个密码子决定同一 aa）。）。 同义密码子同义密码子 -前碱基大多相同。前碱基大多相同。 连续性连续性 -密码子间无间隔密码子间无间隔（连续排列连续排列 ）。）。 摆动性摆动性

6、-密码与反密码结合有时不严格。密码与反密码结合有时不严格。 通用性通用性 -细菌到人类，遗传密码相同。细菌到人类，遗传密码相同。19反密码环反密码环-反密码子反密码子 反密码子反密码子 反密码环上的三反密码环上的三联体。联体。其第其第1 1 碱碱基（基（55）与密码）与密码子的第子的第3 3 碱基碱基（33）配对不严）配对不严格（可摆动）格（可摆动）。205.2.2 trna与与 反密码子反密码子2120种种aa与与 trna 的关系的关系n密码子有简并性密码子有简并性（26种编码一种种编码一种aa）。）。 理论上，理论上， 如果一种密码子对应一种如果一种密码子对应一种 trna， 那么一种那

7、么一种aa可由可由26 种种 trna转运。转运。n密码子有摆动性密码子有摆动性 使得使得61种密码子不需种密码子不需61种种trna来配合来配合 原核细胞：原核细胞：3040种种 trna 真核细胞：真核细胞：50余种余种 trna225.2.3 蛋白质合成的基本过程蛋白质合成的基本过程1、aa 的活化与转运的活化与转运 2、肽链合成的起始、肽链合成的起始 3、肽链的延伸、肽链的延伸 4、肽链的终止与释放、肽链的终止与释放 23蛋白合成的过程蛋白合成的过程24转录和翻译的偶联转录和翻译的偶联25蛋白合成基本步骤蛋白合成基本步骤1、aa活化与转运活化与转运（氨酰（氨酰trna 合成）合成） a

8、a、atp、氨酰、氨酰trna合成酶合成酶 复合体复合体 复合体复合体 t rna 氨酰氨酰 trna、 酶、酶、amp2、肽链合成起始：肽链合成起始：种种 起始因子（起始因子（if）协助）协助 30起始复合物（小亚基起始复合物（小亚基mf met-trna） + 50亚基亚基 70 核糖体复合物核糖体复合物26合成的基本步骤合成的基本步骤3、肽链的延伸：、肽链的延伸：延伸因子（延伸因子（ef）。）。 入位入位转肽转肽 移位移位 4、肽链终止与释放、肽链终止与释放 ：释放因子（释放因子（rf） a位出现终止码，位出现终止码，rf进入，激活肽基转进入，激活肽基转移酶，水解肽链与移酶，水解肽链与

9、t rna间的酯键。间的酯键。27肽链的延伸（入位、转肽）肽链的延伸（入位、转肽）28肽链的延伸（第二循环）肽链的延伸（第二循环）29肽链合成的终止肽链合成的终止30多聚核糖体同时工作多聚核糖体同时工作 31多聚核糖体在内质网上多聚核糖体在内质网上 32核糖体合成蛋白的速度核糖体合成蛋白的速度n真核细胞：真核细胞：每秒每秒2个个aa加到多肽链。加到多肽链。 原核细胞：原核细胞：每秒每秒20个个aa加到多肽链加到多肽链n所以，合成一条完整肽链平均需要所以，合成一条完整肽链平均需要 20秒秒几分钟。几分钟。335.2.4 5.2.4 蛋白合成后的加工修饰蛋白合成后的加工修饰n刚合成的蛋白往往无活性

10、（刚合成的蛋白往往无活性（蛋白前体蛋白前体、酶原酶原），需要进行加工、修饰才有活性。），需要进行加工、修饰才有活性。 neg: 胰岛素胰岛素a合成：合成： 胰岛素原（分子较大），要切去一胰岛素原（分子较大），要切去一部分肽段，成为胰岛素。部分肽段，成为胰岛素。34 加工好的人胰岛素加工好的人胰岛素（51 aa） a a链：链：2121个个aaaa， b b链链3030个个aaaa35核糖体的分工核糖体的分工n游离核糖体：游离核糖体： 合成结构性蛋白（内源性蛋白）合成结构性蛋白（内源性蛋白）n附着核糖体：附着核糖体： 合成分泌性蛋白（输出性蛋白）合成分泌性蛋白（输出性蛋白）36核糖体的核糖体的2种工作状态种工作状态375.2.5 细菌蛋白合成与抗生素细菌蛋白合成与抗生素n很多抗生素通过很多抗生素通过 干扰核糖体干扰核糖体 而杀菌：而杀菌：n四环素四环素可与可与30s亚基结合，阻止氨酰亚基结合，阻止氨酰trna的进入。的进入。n氯霉素氯霉素可与可与50s亚基结合，抑制该亚亚基结合，抑制该亚基中转肽酶的活性。基中转肽酶的活性。n链霉素链霉素可结合可结合30s亚基，改变其构象，亚基，改变其构象，引起读码错误。引起读码错误。38本章小结n核糖体装配