蛋白质合成与加工翻译ppt课件

1、 1954年，年，Paul Zamecnik及其同现实验证明体内蛋白质是及其同现实验证明体内蛋白质是由氨基酸合成的。由氨基酸合成的。1956年，他们发现了氨基酰年，他们发现了氨基酰-tRNA合合成酶。成酶。 1958年，年，M. B. Hoagland和和Zamecnik又发现蛋白质生物又发现蛋白质生物合成需求可溶性合成需求可溶性RNA为中介。为中介。 1961年，年，Howard Dintzis证明血红蛋白肽链合成方向是证明血红蛋白肽链合成方向是从从N-末端向末端向C-末端进展。末端进展。 19611966年间，年间，Nirencerg、Matthaei和和Khorana先后先后确定了确定了

2、64个遗传密码。个遗传密码。 19731976年，麦胚无细胞体系、兔网织无细胞体系分年，麦胚无细胞体系、兔网织无细胞体系分别建立，蛋白质合成的详细过程终于揭晓。别建立，蛋白质合成的详细过程终于揭晓。l蛋白质的生物合成，即翻译蛋白质的生物合成，即翻译translationl翻译的过程就是将核酸中核苷酸序列编码的遗传翻译的过程就是将核酸中核苷酸序列编码的遗传信息，经过遗传密码破译的方式解读为蛋白质分信息，经过遗传密码破译的方式解读为蛋白质分子中子中20种氨基酸的陈列顺序种氨基酸的陈列顺序 。第一节第一节 lmRNAmessenger RNA, 信使信使RNAlrRNAribosomal RNA,

3、核糖核蛋白体核糖核蛋白体RNAltRNAtransfer RNA, 转移转移RNA辅助因子包括辅助因子包括:起始因子起始因子(initiation factor, IF)延伸因子延伸因子(elongation factor, EF)释放因子终止因子释放因子终止因子(release factor, RF) 等等 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase) l在遗传信息传送过程中，在遗传信息传送过程中，DNA转录生成转录生成mRNA，mRNA作为蛋白质合成的直接模板，指点蛋白作为蛋白质合成的直接模板，指点蛋白质多肽链的合成。质多肽链的合成。l mRNA

4、包括包括l5-非翻译区非翻译区(5-untranslated region, 5-UTR)l开放阅读框架区开放阅读框架区(open reading frame, ORF)l3-非翻译区非翻译区(3-untranslated region, 3-UTR)原核生物原核生物mRNA真核生物真核生物mRNA非翻译区非翻译区核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP53蛋白质蛋白质PPPmG -53蛋白质蛋白质AAA目目 录录一一mRNA含有含有64种密码子种密码子mRNA分子上每分子上每3个核苷酸构建一个密码个核苷酸构建一个密码子，编码某一特定氨基酸

5、或作为蛋白质合成的子，编码某一特定氨基酸或作为蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码起始、终止信号，称为三联体密码(triplet codon)，也称遗传密码子，也称遗传密码子(genetic codon)。起始密码起始密码(initiation codon): AUG 终止密码终止密码(termination codon): UAA、UAG、UGA 目目 录录二遗传密码具有几个特性二遗传密码具有几个特性l从原核生物生物包括病毒、细菌等、真核生从原核生物生物包括病毒、细菌等、真核生物以及人类都共同运用同一套遗传密码。物以及人类都共同运用同一套遗传密码。 l已发现少数例外，如动物细胞的线粒体

6、、植物细已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。胞的叶绿体。 密码子具有方向性密码子具有方向性(direction)l起始密码子总是位于起始密码子总是位于mRNA开放阅读框架的开放阅读框架的5末末端，终止密码子位于端，终止密码子位于3末端。末端。 l翻译的方向是从翻译的方向是从5到到3末端。末端。 l 密码子按密码子按5 3方向每方向每3个一组阅读个一组阅读框架顺序翻译，无标点、不重叠，即框架顺序翻译，无标点、不重叠，即延续性延续性lmRNA开放阅读框架内发生一个或两开放阅读框架内发生一个或两个碱基插入或缺失，可引起移码突变个碱基插入或缺失，可引起移码突变(frameshift

7、mutation)。翻译的蛋白。翻译的蛋白质氨基酸顺序那么发生改动。质氨基酸顺序那么发生改动。 目目 录录l简并性，即同一种氨基酸具有多个密码子，简并性，即同一种氨基酸具有多个密码子，或者多个密码子代表一种氨基酸的景象。或者多个密码子代表一种氨基酸的景象。l遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅对应遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅对应一个密码子外，其他氨基酸均有一个以上一个密码子外，其他氨基酸均有一个以上密码子为其编码。密码子为其编码。目目 录录l编码同一氨基酸的不同密码子互称同义编码同一氨基酸的不同密码子互称同义密码子；同义密码子之间的差别通常只密码子；同义密码子之间的差别通常只在第在第3位碱基上

8、，密码子第位碱基上，密码子第3位碱基与位碱基与tRNA反密码子不严厉遵守碱基配对规反密码子不严厉遵守碱基配对规律，而是摆动碱基配对。律，而是摆动碱基配对。 U摆动配对摆动配对目目 录录tRNA反密码子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U、C、AA、 GU、CUG反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂目目 录录 蛋白质合成场所蛋白质合成场所目目 录录原核生物核糖体原核生物核糖体 70 S Mt 2.7 70 S Mt 2.7106 106 真核生物核糖体真核生物核糖体 80S Mt 4.2 80S Mt 4.2106106核糖体在蛋白质合成中有主要作用：核糖体在

9、蛋白质合成中有主要作用： 核糖体两亚基上具有结合核糖体两亚基上具有结合mRNA的位点，的位点，还有与起始因子、延伸因子、释放因子及各种还有与起始因子、延伸因子、释放因子及各种酶的结合位点；并且具有两个酶的结合位点；并且具有两个tRNA结合的位结合的位点；点；A位点是氨基酰位点是氨基酰tRNA结合位点，结合位点，P位点是位点是肽酰肽酰tRNA结合位点。经过将结合位点。经过将mRNA、氨基酰、氨基酰-tRNA和相关的蛋白因子放置在正确的位置来和相关的蛋白因子放置在正确的位置来调理蛋白质的合成。核糖体是合成蛋白质的场调理蛋白质的合成。核糖体是合成蛋白质的场所。所。l20种氨基酸种氨基酸AAl酶及众多

10、蛋白因子，如氨基酰酶及众多蛋白因子，如氨基酰-tRNA合成合成酶、起始因子酶、起始因子(initiation factor，IF) 、延、延伸因子伸因子elongation factor，EF、释放、释放因子因子release factor，RF。 lATP、GTPl无机离子无机离子四、蛋白质合成体系还需求其他辅助因四、蛋白质合成体系还需求其他辅助因子子大肠杆菌蛋白质合成的大肠杆菌蛋白质合成的5 5个阶段所需化合物个阶段所需化合物1氨基酸的活化氨基酸的活化20种氨基酸种氨基酸20种氨基酰种氨基酰-tRNA合成酶合成酶32种或多于种或多于32种种tRNAATP、Mg2+2起始起始mRNAN-甲酰

11、甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAfmermRNA上的起始密码子上的起始密码子AUG30S核糖体亚基核糖体亚基50S核糖体亚基核糖体亚基起始因子起始因子IF-1, IF-2, IF-3GTP、Mg2+3延伸延伸具有功能的具有功能的70S核糖体起始复合物核糖体起始复合物密码子特异的氨基酰密码子特异的氨基酰-tRNA延伸因子延伸因子EF-Tu, EF-Ts, EF-GGTP、Mg2+4终止与释放终止与释放mRNA上的终止密码上的终止密码释放因子释放因子RF-1, RF-2, RF-35折叠和翻译后的加工折叠和翻译后的加工特异酶、辅助因子、除去起始残基和信号肽所需的化合物，特异酶、辅助因子、除去起始残基

12、和信号肽所需的化合物，水解过程，末端残基的修饰，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或辅水解过程，末端残基的修饰，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或辅基结合到蛋白质上基结合到蛋白质上阶段阶段必需化合物必需化合物1氨基酸的活化氨基酸的活化20种氨基酸种氨基酸20种氨基酰种氨基酰-tRNA合成酶合成酶32种或多于种或多于32种种tRNAATP、Mg2+2起始起始mRNAN-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAmRNA上的起始密码子上的起始密码子AUG30S核糖体亚基核糖体亚基50S核糖体亚基核糖体亚基起始因子起始因子IF-1, IF-2, IF-3GTP、Mg2+3延伸延伸具有功能的具有功能的70S核糖体起始复

13、合物核糖体起始复合物密码子特异的氨基酰密码子特异的氨基酰-tRNA延伸因子延伸因子EF-Tu, EF-Ts, EF-GGTP、Mg2+4终止与释放终止与释放mRNA上的终止密码上的终止密码释放因子释放因子RF-1, RF-2, RF-35折叠和翻译后的加工折叠和翻译后的加工特异酶、辅助因子、除去起始残基和信号肽所需的化合物，特异酶、辅助因子、除去起始残基和信号肽所需的化合物，水解过程，末端残基的修饰，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或辅水解过程，末端残基的修饰，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或辅基结合到蛋白质上基结合到蛋白质上阶段阶段必需化合物必需化合物 第二节第二节l氨基酸的活化氨基酸的活化l肽链

14、合成的起始肽链合成的起始(initiation)l肽链的延伸肽链的延伸(elongation)l肽链合成的终止肽链合成的终止(termination )及释放及释放整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为4 4个阶段个阶段 ：翻译过程从开放阅读框架的翻译过程从开放阅读框架的5-AUG开场向开场向3阅读，按阅读，按mRNA上三联体密码的顺序指点蛋白上三联体密码的顺序指点蛋白质从质从N端向端向C端合成，直至终止密码。端合成，直至终止密码。 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶一氨基酰一氨基酰-tRNA合成酶催化氨基酸合成酶催化氨基酸与

15、与tRNA的衔接的衔接一、氨基酸活化成氨基酰一、氨基酸活化成氨基酰-tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)第一步反响第一步反响: :氨基酸氨基酸 ATP-E ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E -AMP-E PPi PPi 目目 录录第二步反响第二步反响: :氨基酰氨基酰-AMP-E -AMP-E tRNA tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA -tRNA AMPAMP E E目目 录录型型l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。都有高度特异性。l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性合成

16、酶具有校正活性(editing activity)，即酯酶的活性，即酯酶的活性 。l氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：lSer-tRNASerlMet-tRNAMet 二氨基酰二氨基酰-tRNA合成酶具有校读作用合成酶具有校读作用指在起始因子的作用下，指在起始因子的作用下，mRNA和起始和起始氨基酰氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而构成翻译起分别与核糖体结合而构成翻译起始复合物始复合物 (translational initiation complex)。l原核生物中有原核生物中有3种起始因子种起始因子(initiation factor，IF) ：IF-1、 IF-2、 IF-3

17、l真核生物起始因子被称作真核生物起始因子被称作eIF (eukaryotic initiation factor) eIF-1、-2、-3、-4、-5和和-6 翻译的起始因子翻译的起始因子真核起始因子真核起始因子功能功能eIF-1 多功能因子，参与多个翻译步骤多功能因子，参与多个翻译步骤eIF-2 促进起始促进起始Met-tRNAMet与核糖体与核糖体40S小亚基结合小亚基结合eIF-2B 又称鸟苷酸交换因子，将又称鸟苷酸交换因子，将eIF-2上的上的GDP交换成交换成GTP eIF-3 首先与首先与40S小亚基结合的因子，并能加速后续步骤小亚基结合的因子，并能加速后续步骤eIF-4A 具有具

18、有RNA解旋酶的活性，能解除解旋酶的活性，能解除mRNA 5端的发夹构造，端的发夹构造，使其与使其与40S小亚基结合。是小亚基结合。是eIF-4F 的组成成分的组成成分eIF-4B 与与mRNA结合，对结合，对mRNA进展扫描并定位第一个进展扫描并定位第一个AUGeIF-4E 结合结合mRNA的帽子构造，是的帽子构造，是eIF4F的组成成分的组成成分eIF-4G 一种接头蛋白，能与一种接头蛋白，能与eIF-4E 、eIF-3和和poly A结合蛋白结合将结合蛋白结合将40 S的小亚基富集至的小亚基富集至mRNA，而刺激翻译。是，而刺激翻译。是eIF4F的组成的组成成分成分eIF-5 促进上述起

19、始因子从促进上述起始因子从40S小亚基零落，以便小亚基零落，以便40S小亚基与小亚基与60S大亚基结合构成大亚基结合构成80S起始复合物起始复合物eIF-6 促进无活性的促进无活性的80S核糖体解聚生成核糖体解聚生成40S小亚基和小亚基和60S大亚基大亚基原核起始因子原核起始因子功能功能IF-1 防止防止tRNA过早地结合到过早地结合到A位位IF-2 促进促进fMet-tRNAfMet结合到结合到30S小亚基小亚基IF-3 结合结合30S小亚基，防止它过早地与小亚基，防止它过早地与50S大亚基结合，并提高大亚基结合，并提高P 位对位对fMet-tRNAfMet的特异性的特异性真核起始因子真核起

20、始因子功能功能eIF-1 多功能因子，参与多个翻译步骤多功能因子，参与多个翻译步骤eIF-2 促进起始促进起始Met-tRNAMet与核糖体与核糖体40S小亚基结合小亚基结合eIF-2B 又称鸟苷酸交换因子，将又称鸟苷酸交换因子，将eIF-2上的上的GDPGTP eIF-3 首先与首先与40S小亚基结合的因子，并能加速后续步骤小亚基结合的因子，并能加速后续步骤eIF-4A 具有具有RNA解旋酶的活性，能解除解旋酶的活性，能解除mRNA 5端的发夹构造，端的发夹构造，使其与使其与40S小亚基结合。是小亚基结合。是的组成成分的组成成分eIF-4B 与与mRNA结合，对结合，对mRNA进展扫描并定位

21、第一个进展扫描并定位第一个AUGeIF-4E 结合结合mRNA的帽子构造，是的帽子构造，是的组成成分的组成成分eIF-4G 一种接头蛋白，能与一种接头蛋白，能与、eIF-3和和poly A结合蛋白结合将结合蛋白结合将40 S的小亚基富集至的小亚基富集至mRNA，而刺激翻译。是，而刺激翻译。是eIF4F的组成的组成成分成分eIF-5 促进上述起始因子从促进上述起始因子从40S小亚基零落，以便小亚基零落，以便40S小亚基与小亚基与60S大亚基结合构成大亚基结合构成80S起始复合物起始复合物eIF-6 促进无活性的促进无活性的80S核糖体解聚生成核糖体解聚生成40S小亚基和小亚基和60S大亚基大亚基

22、原核起始因子原核起始因子功能功能IF-1 防止防止tRNA过早地结合到过早地结合到A位位IF-2 促进促进fMet-tRNAfMet结合到结合到30S小亚基小亚基IF-3 结合结合30S小亚基，防止它过早地与小亚基，防止它过早地与50S大亚基结合，并提高大亚基结合，并提高P 位对位对fMet-tRNAfMet的特异性的特异性1 1原核生物翻译起始构成原核生物翻译起始构成70S70S起始复合物起始复合物lIF-1、IF-3结合解聚的核糖体结合解聚的核糖体30S小亚基小亚基 ；lmRNA结合核糖体结合核糖体30S小亚基；小亚基；l在在IF-1的作用下，的作用下， fMet-tRNA结合结合mRNA

23、的的起始密码子；起始密码子； l50S核糖体大亚基参入复合物。核糖体大亚基参入复合物。原核生物：原核生物： fMet-tRNAifMet真核生物：真核生物： Met-tRNAiMet肽链合成的起始氨基酰肽链合成的起始氨基酰-tRNA:-tRNA:IF-3IF-11IF-3、IF-1结合解聚的结合解聚的30S核糖体小亚基核糖体小亚基 目目 录录A U G53IF-3IF-12mRNA结合核糖体结合核糖体30S小亚基小亚基 目目 录录IF-3IF-1IF-2GTP3在在IF-1的作用下，的作用下， fMet-tRNA结合结合mRNA的的 起始密码子起始密码子 A U G53目目 录录IF-3IF-

24、1IF-2GTPGDPPi(4) 利用利用IF-2具有具有GTP酶的活性，催化酶的活性，催化GTP水解，起始因水解，起始因子释放，子释放，50S大亚基与大亚基与30S小亚基结合，构成小亚基结合，构成70S起始复合起始复合物，物，fMet-tRNAfMet位于核糖体上的位于核糖体上的Ppeptidyl位。位。A U G53目目 录录IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi目目 录录 真核细胞的蛋白质合成过程中需求更真核细胞的蛋白质合成过程中需求更多的蛋白质因子，步骤更为复杂，但根本多的蛋白质因子，步骤更为复杂，但根本过程与原核细胞中类似。过程与原核细胞中类似。 1

25、. 真核生物的核糖体为真核生物的核糖体为80S 2 . 真核生物的起始氨基酸是甲硫氨酸，真核生物的起始氨基酸是甲硫氨酸，而不是而不是N-甲酰甲硫氨酸。甲酰甲硫氨酸。3. AUG是真核生物中起始密码子，是真核生物中起始密码子，mRNA 的的5末端末端AUG普通就是起始位点普通就是起始位点4 . 真核较原核有更多的起始因子用真核较原核有更多的起始因子用 elf表示，而且相互作用更复杂表示，而且相互作用更复杂 真核生物翻译起始复合物构成过程真核生物翻译起始复合物构成过程Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-3elF-2-GTPGDP+Pi各种各种elF释放释放elF-5ATPAD

26、P+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetMet-tRNAiMet43S前起始复合物前起始复合物48S前起始复合物前起始复合物80S翻译起始复合物翻译起始复合物l肽链延伸在核糖体上延续、循环式进展，称肽链延伸在核糖体上延续、循环式进展，称为核糖体循环为核糖体循环(ribosomal cycle)，每循环一次，每循环一次肽链延伸一个氨基酸残基，包括以下三步：肽链延伸一个氨基酸残基，包括以下三步：l进位进位(entrance)l成肽成肽(peptide bond formation)l转位转位(translocation)l延伸过程所需蛋白因子称为延伸因子延伸过程所

27、需蛋白因子称为延伸因子(elongation (elongation factor, EF)factor, EF)。l原核生物：原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)EF-T (EF-Tu, EF-Ts)lEF-GEF-Gl真核生物：真核生物：EF-1 EF-1 、EF-2 EF-2 A U G53翻译起始复合物翻译起始复合物A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)目目 录录指根据指根据mRNA下一下一组遗传密码指点，使相组遗传密码指点，使相应氨基酰应氨基酰-tRNA进入核进入核糖体糖体A位。位。 目目 录录一氨基

28、酰一氨基酰-tRNA在在EF-Tu-GTP协助下进入协助下进入A位即进位位即进位 延伸因子延伸因子EF-T催化催化进位原核生物进位原核生物 第二个氨基酰第二个氨基酰-tRNA在在EF-Tu-GTP引导下进入核糖体的引导下进入核糖体的A位，伴随位，伴随GTP水解、水解、Tu-GDP脱离脱离tRNA, 而结合而结合Ts和和GTP，引导下一个氨基酰引导下一个氨基酰-tRNA进位。进位。 Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP目目 录录由肽基转移酶催化肽键构成由肽基转移酶催化肽键构成二二P位氨基酰基位氨基酰基/肽酰基与肽酰基与A位氨基酰位氨基酰- tRNA氨基构成肽键即成肽氨基构成肽键即成

29、肽 l在原核生物，转位依赖延伸因子在原核生物，转位依赖延伸因子EF-G；l在真核生物，那么依赖在真核生物，那么依赖GTP和和EF-G的相的相应蛋白质应蛋白质EF-2。fMetA U G53fMetTuGTP目目 录录进进位位转转位位成肽成肽 四核糖体在肽链延伸阶段有校读作用四核糖体在肽链延伸阶段有校读作用 l 核糖体的校读功能建立在正确的密码子与核糖体的校读功能建立在正确的密码子与反密码子相互作用的根底上。反密码子相互作用的根底上。 四、肽链合成终止阶段释放新生的肽链四、肽链合成终止阶段释放新生的肽链肽链合成的终止包括终止密码的识别，肽链合成的终止包括终止密码的识别，肽链从肽酰肽链从肽酰-tR

30、NA中释出，从核糖体分别中释出，从核糖体分别出出mRNA和大、小亚基拆开。和大、小亚基拆开。 终止过程需求的蛋白因子称为释放因子终止过程需求的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF)1. 识别终止密码，如识别终止密码，如RF-1特异识别特异识别UAA、UAG；而而RF-2可识别可识别UAA、UGA。2. 协助完成合成的多肽从协助完成合成的多肽从P位点的位点的tRNA释放。释放。 释放因子的功能：释放因子的功能：原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1、RF-2、RF-3 真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRF 原原核核生生物物肽肽链链合合成成终终止止过过程程 U

31、A G53COO-目目 录录使蛋白质合成以高速使蛋白质合成以高速度、高效率进展。度、高效率进展。目目 录录电镜下的多聚核糖表达象电镜下的多聚核糖表达象目目 录录第三节第三节从核糖体释放出的新生多肽链不一定是具备从核糖体释放出的新生多肽链不一定是具备生物活性的成熟蛋白质，必需经过各种翻译后修生物活性的成熟蛋白质，必需经过各种翻译后修饰、加工过程才转变为有活性的成熟蛋白。饰、加工过程才转变为有活性的成熟蛋白。l蛋白质折叠蛋白质折叠protein foldingprotein foldingl翻译后加工翻译后加工post-translation processingpost-translation

32、processing 一肽链一肽链N端和端和C端的切除和端的切除和/或化学修饰或化学修饰l细胞内的脱甲酰基酶或氨基肽酶可以去除细胞内的脱甲酰基酶或氨基肽酶可以去除N-甲酰基、甲酰基、N-末端蛋氨酸或末端蛋氨酸或N-末端的一段末端的一段肽链。肽链。 l在真核细胞，在真核细胞，50%的蛋白质在翻译后，氨的蛋白质在翻译后，氨基末端的氨基发生乙酰化。基末端的氨基发生乙酰化。 l有些情况下，羧基末端的残基也可被酶切有些情况下，羧基末端的残基也可被酶切除。除。 二水解加工包括多蛋白水解加工和内含二水解加工包括多蛋白水解加工和内含肽的剪接肽的剪接1多蛋白水解加工可产生多种肽链多蛋白水解加工可产生多种肽链一些

33、蛋白质在合成之初是含有一系列头尾一些蛋白质在合成之初是含有一系列头尾相连的蛋白质的长多肽链。多肽链的水解将裂相连的蛋白质的长多肽链。多肽链的水解将裂解释放出各种蛋白质，释放出的蛋白质能够具解释放出各种蛋白质，释放出的蛋白质能够具有完全不同的功能，这些蛋白质称为多蛋白。有完全不同的功能，这些蛋白质称为多蛋白。 NC信号肽信号肽KRKR103肽肽ACTH -LT -MSH -MSHEndophin2 2内含肽切除导致外显肽衔接内含肽切除导致外显肽衔接 内含肽是蛋白质的内部片段，翻译后很快内含肽是蛋白质的内部片段，翻译后很快被剪切，两个外显肽衔接到一同。内含肽的长被剪切，两个外显肽衔接到一同。内含肽

34、的长度普通在度普通在300 600300 600个氨基酸之间。个氨基酸之间。剪接是由内含肽自我催化的。剪接是由内含肽自我催化的。l1. 个别氨基酸可进展甲基化和乙酰化修饰个别氨基酸可进展甲基化和乙酰化修饰 l2. 蛋白质糖基化蛋白质糖基化glycosylation修饰是一种修饰是一种 l 复杂的化学修饰复杂的化学修饰 l3. 某些蛋白质参与异戊二烯基团某些蛋白质参与异戊二烯基团l4. 结合蛋白质参与辅基结合蛋白质参与辅基l5. 大多数蛋白质有二硫键的构成大多数蛋白质有二硫键的构成 三氨基酸残基的化学修饰有多种方式三氨基酸残基的化学修饰有多种方式l第一种方式以为是按等级进展的第一种方式以为是按等

35、级进展的 ：新生肽链随着序列的：新生肽链随着序列的不断延伸按等级逐渐折叠，产生正确的二级构造、模序不断延伸按等级逐渐折叠，产生正确的二级构造、模序直至构成构造域和多肽链。直至构成构造域和多肽链。 l第二种方式：多肽链经过非极性残基间疏水作用介导第二种方式：多肽链经过非极性残基间疏水作用介导,自自动折叠成动折叠成 “熔球熔球molten globule)的严密构造。的严密构造。l细胞内大多数天然蛋白质折叠需求一些辅助性蛋白。细胞内大多数天然蛋白质折叠需求一些辅助性蛋白。 一多肽链经过分步反响快速地进展折叠一多肽链经过分步反响快速地进展折叠核糖体结合的分子伴侣：核糖体结合的分子伴侣： 触发因子触发

36、因子trigger factor，TF 新生链相关复合物新生链相关复合物nascent chain-associated complex，NAC 非核糖体结合的分子伴侣：非核糖体结合的分子伴侣： 70kD/40kD热休克蛋白热休克蛋白heat shock protein, Hsp家族家族 60kD/10kD热休克蛋白家族热休克蛋白家族 蛋白质二硫键异构酶蛋白质二硫键异构酶 肽酰脯氨酸异构酶肽酰脯氨酸异构酶1 1分子伴侣有核糖体结合和非核糖体结合两类分子伴侣有核糖体结合和非核糖体结合两类二分子伴侣参与蛋白质折叠二分子伴侣参与蛋白质折叠细胞内分子伴侣完成以下功能：细胞内分子伴侣完成以下功能：l封锁

37、待折叠蛋白暴露的疏水区段；封锁待折叠蛋白暴露的疏水区段； l创建一个隔离的环境，蛋白质可互不干创建一个隔离的环境，蛋白质可互不干扰在此折叠；扰在此折叠； l促进折叠和去聚合；促进折叠和去聚合； l遇到应激，使已折叠的蛋白质去折叠。遇到应激，使已折叠的蛋白质去折叠。1热休克蛋白热休克蛋白70(Hsp70)的两个主要功能域为的两个主要功能域为折叠所必需折叠所必需还需求辅助因子还需求辅助因子Hsp40和和Grp E非核糖体结合的分子伴侣非核糖体结合的分子伴侣 Hsp70Hsp70反响循环反响循环2大肠杆菌的大肠杆菌的Gro EL属于热休克蛋白属于热休克蛋白60Hsp60家族家族需求辅分子伴素需求辅分

38、子伴素10(cochaperonin 10) Gro ES的协助的协助3 3 二硫键异构酶催化链内或链间二硫键构成二硫键异构酶催化链内或链间二硫键构成多肽链内或肽链之间二硫键的正确构成对稳多肽链内或肽链之间二硫键的正确构成对稳定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象非常重要，这定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象非常重要，这一过程主要在细胞内质网进展。一过程主要在细胞内质网进展。 二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可加速二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可加速构成正确配对的二硫键构成正确配对的二硫键 ，从而促进蛋白质折叠，从而促进蛋白质折叠的全过程。的全过程。4 4 脯氨酰顺脯氨酰顺- -反异构酶催化顺反异构加速

39、折叠反异构酶催化顺反异构加速折叠多肽链中肽酰多肽链中肽酰- -脯氨酸间构成的肽键有顺反两脯氨酸间构成的肽键有顺反两种异构体，空间构象差别明显。种异构体，空间构象差别明显。 脯氨酰顺脯氨酰顺- -反异构酶可促进上述顺反两种异构反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。体之间的转换。 脯氨酰顺脯氨酰顺- -反异构酶催化这种异构化的过程，反异构酶催化这种异构化的过程，可加速蛋白质的折叠。可加速蛋白质的折叠。2.目前对大肠杆菌的蛋白质折叠过程了解较多目前对大肠杆菌的蛋白质折叠过程了解较多1 1 折叠过程首先阅历折叠过程首先阅历Hsp70Hsp70反响循环反响循环Hsp40结合未折叠蛋白结合未折叠蛋白

40、Hsp70-ATP复合物复合物Hsp70-ADP-未折叠蛋白复合物未折叠蛋白复合物Grp E ADP释放释放ATP结合结合Hsp70 ，释出完成部分折叠的蛋白质，释出完成部分折叠的蛋白质Hsp40- Hsp70-ATP-未折叠蛋白复合物未折叠蛋白复合物ATPADP2部分折叠的部分折叠的蛋白质尚需阅历蛋白质尚需阅历GroEGro ES 反反响循环响循环由一条以上肽链构成的蛋白质和带有辅由一条以上肽链构成的蛋白质和带有辅基的结合蛋白质，肽链之间或多肽链与辅基基的结合蛋白质，肽链之间或多肽链与辅基之间需求聚合，方可成为活性蛋白质。之间需求聚合，方可成为活性蛋白质。四、蛋白质合成后经靶向保送到细胞特异区间四、蛋白质合成后经靶向保送到细胞特异区间 新合成的蛋白质新合成的蛋白质/多肽链须经分选、靶向保送多肽链须经分选、靶向保送到细胞特异区间或亚细胞器，在那里进展翻译后到细胞特异区间或亚细胞器，在那里进展翻译后加工或发扬作用。加工或发扬作用。 大肠杆菌新合成的多肽，一些仍停留在胞大肠杆菌新合成的多肽，一些仍停留在胞浆之中，一部分那么被送到质膜、外膜或质膜与浆之中，一部分那么被送到质膜、外膜或质膜与外膜之间的空隙。有的也可分泌到胞外。外膜之间的空隙。有的也可分泌