蛋白质的生物合成-翻译ppt课件

1、n遗传密码遗传密码n蛋白质合成的分子根底蛋白质合成的分子根底n蛋白质合成的分子机制蛋白质合成的分子机制n氨基酸的活化氨基酸的活化n肽链合成的起始肽链合成的起始n肽链合成的延伸肽链合成的延伸n肽链合成的终止和释放肽链合成的终止和释放1l 中心法那么指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传送，就好象以一种言语翻译成另一种言语时的情形类似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。l l 翻译过程非常复杂，需求mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板

2、，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为NC端。23456l密码子是近于完全通用密码子是近于完全通用(universal)的。的。l密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。l密码的简并性密码的简并性(degeneracy) ：由一种以上密码子编码同一个：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的景象称为简并，对应氨基酸的景象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。l密码子的摆动性密码子的摆动性(wobble) :转运氨基酸的转运氨基

3、酸的tRNA的反密码需求经过碱基互补与的反密码需求经过碱基互补与mRNA上的遗上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严厉遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严厉遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。对。 l64组密码子中，组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密既是的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。7基因损伤引起基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，能够导致移码突变阅读框架内的碱基发生插入或缺失，能够导致移码突

4、变(frameshift mutation)。插入插入缺失缺失8密码子、反密码子配对的摆动景象密码子、反密码子配对的摆动景象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U, C, AA, GU, CUG9l核糖体是蛋白质合成的工厂核糖体是蛋白质合成的工厂ltRNA是氨基酸的转运工具是氨基酸的转运工具l mRNA是模板是模板10nmRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。信息的载体。n遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(

5、cistron)。n原核细胞中数个构造基因常串联为一个转录单位，转录生成的原核细胞中数个构造基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。n真核真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron) 。 1153顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序插入顺序插入顺序先导区先导区末端顺序末端顺序SD区区半衰期短半衰期短许多原核生物许多原核生物mRNAmRNA以多顺反子方式存在以多顺反子方式存在AUGAUG作为起始密码；作为起始密码；A

6、UGAUG上游上游7 71212个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为SDSD序列的保守区，序列的保守区， 16S 16S rRNA3rRNA3- - 端反向互补而使端反向互补而使mRNAmRNA与核糖体结合。与核糖体结合。1213起始密码起始密码SD序列序列145 “帽子帽子PolyA 3 顺反子顺反子m7G-5 ppp-N-3 p帽子构造功能帽子构造功能使使mRNA免遭核酸酶的破坏免遭核酸酶的破坏使使mRNA能与核糖体小亚基结合并开场所成蛋白质能与核糖体小亚基结合并开场所成蛋白质被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。合成。AAA

7、AAAA-OH151.tRNA的构造的构造: (1) 3端的氨基酸结合位点端的氨基酸结合位点 (2) 识别氨酰识别氨酰-tRNA合成酶位点合成酶位点 (3) 核糖体识别位点核糖体识别位点 (4) 反密码子反密码子 161718 mRNA tRNA19n储存在储存在mRNA的遗传密码称为第一套遗传密码的遗传密码称为第一套遗传密码n氨酰氨酰-tRNA合成酶只催化一种氨基酸和其相对应的一种和几种合成酶只催化一种氨基酸和其相对应的一种和几种tRNA结合结合.n原核细胞内至少有原核细胞内至少有32种种tRNAntRNA分子上某些碱基能决议其携带氨基酸的专注性分子上某些碱基能决议其携带氨基酸的专注性.n氨

8、酰氨酰-tRNA合成酶和合成酶和tRNA之间的相互作用和之间的相互作用和tRNA分子中某些碱基对决议携带专注分子中某些碱基对决议携带专注氨基酸的作用称为第二套遗传密码氨基酸的作用称为第二套遗传密码201.核糖体的组成2130S22232425l在氨酰在氨酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)的催化下进展的催化下进展氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶26第一步反响第一步反响氨基酸氨基酸 ATP-E ATP-E 氨酰氨酰-AMP-E -AMP-E PPi PPi 27第二步反响第二步反响氨酰氨

9、酰-AMP-E -AMP-E tRNA tRNA 氨酰氨酰-tRNA -tRNA AMPAMP E E28tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP2930转甲酰基酶转甲酰基酶Met-tRNAtMetfMet-tRNAtMet +H2N-CH-COO-tRNA +H2N-CH-COO-tRNA CH2 CH2 CH2 CH2 S S CH3 CH3CHO-HN-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S CH331323334IF-3IF-1核蛋白体大小亚基分别核蛋白体大小亚基分别35A U G53IF-3IF-1 mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合36IF-3IF-1IF-2 G

10、TP起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到小亚基结合到小亚基A U G5337IF-3IF-1IF-2 GTPGDPPi核蛋白体大亚基结合，起始复合物构成核蛋白体大亚基结合，起始复合物构成A U G5338IF-3IF-1A U G53IF-2 GTPIF-2-GTPGDPPi3930S50S40 肽链延伸在核蛋白体上延续性循环式进展，又称为核蛋白体循环肽链延伸在核蛋白体上延续性循环式进展，又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每次循环添加一个氨基酸，包括以下三步：进位每次循环添加一个氨基酸，包括以下三步：进位(entrance)成肽成肽(pept

11、ide bond formation)移位移位(translocation)414243TuTsGTPGDPA U G53TuTsGTP4445464748fMetA U G53fMetTuGTP4970S70S复合物构成时的能量耗费复合物构成时的能量耗费延伸时的能量耗费延伸时的能量耗费l活化活化:2:2个个ATPATPl70S70S复合物构成时耗费复合物构成时耗费1 1个个ATPATPl每合成一个肽键，每合成一个肽键，l 耗费耗费4 4个高能磷酸键个高能磷酸键l活化：活化：2 2个个ATPATPl进位：进位：1 1个个GTPGTPl移位：移位：1 1个个GTPGTP5051U A G53COO-5