蛋白质的翻译

1、6 蛋白质合成的抑制蛋白质合成的抑制7 小小 结结 1.2 遗传密码破译简史遗传密码破译简史保温 分析留在滤膜上的-AA-tRNAAA-tRNA 确定与核糖体结合的AAAA和模板特定特定+ + + 20 + 20 种种AA-tRNAAA-tRNA(其中一种AA-tRNAAA-tRNA的氨基酸被1414C C标记）1.3 遗传密码字典遗传密码字典Amino acids have 1-6 codons eachChanges in the genetic code usually involve Stop/None signals 在密码子与反密码子的配对中，前两对严在密码子与反密码子的配对中，前

2、两对严格遵守碱基配对原则，而第三对碱基有一定格遵守碱基配对原则，而第三对碱基有一定的自由度，可以的自由度，可以“摆动摆动”。Third bases have least meaning密码子与反密码子的识别密码子与反密码子的识别r r在密码子第三位碱基在密码子第三位碱基与反密码子第一位碱与反密码子第一位碱基之间，碱基配对的基之间，碱基配对的摆动允许形成摆动允许形成G-U配配对。对。G-U pairs form at the third codon base I: 次黄嘌呤次黄嘌呤 概概 述述2.1 mRNA2.2 tRNA2.3 rRNA概概 述述Protein synthesis uses

3、three types of RNA53核糖体可以不从核糖体可以不从mRNAmRNA上解离连续合成三个蛋白质上解离连续合成三个蛋白质Eukaryotic mRNAProkaryotic mRNA2.1.2 原核生物原核生物mRNA与真核生物与真核生物mRNA生命周期比较生命周期比较 2) The life cycle of Eukaryotic mRNA messenger RNA: expression of mRNA in animal cells requires transcription, modification, processing, nucleo-cytoplasmic tr

4、ansport, and translation.Eukaryotic mRNA is modified and exported2.2.1 tRNA的基本结构的基本结构 tRNA折叠折叠为紧凑的为紧凑的L型三级结构。型三级结构。tRNA is an adaptor 2.2.2 tRNA的生物学功能的生物学功能tRNA特异性特异性只取决于反密码子只取决于反密码子,与携带的氨基酸无关与携带的氨基酸无关P111/80S/40S/60S 3.1 核糖体的基本结构核糖体的基本结构Size comparisons show that the ribosome is large enough to bin

5、d tRNAs and mRNA.Ribosomes are large ribo-nucleoprotein particles that contain more RNA than protein and dissociate into large and small subunits.NOTE：小亚基：小亚基： 通过密码子与反密码子的配对，识别并结合模板通过密码子与反密码子的配对，识别并结合模板mRNAmRNA，蛋白质合成中，蛋白质合成中A A位、位、P P位、位、E E位的一部分等。位的一部分等。大亚基：大亚基： 结合多肽链，催化肽键形成、蛋白质合成中结合多肽链，催化肽键形成、蛋白质合

6、成中A A位、位、P P位、位、E E位的一部分等。位的一部分等。Ala（A） Val（V） Leu（L）Ile（I） Pro（P） Met（M）His（H） Gly（G） Ser（S）Thr（T） Cys （C） Phe（F）Trp（W） Asp（D） Glu（E）Lys（K） Gln（Q） Arg（R）Tyr（Y） Asn（N）4 蛋白质合成中使用的蛋白质合成中使用的20种氨基酸种氨基酸 5.1 氨基酸活化氨基酸活化 5.2 基本过程基本过程 5.3 蛋白质合成蛋白质合成起始起始 5.4 蛋白质合成蛋白质合成延伸延伸 5.5 蛋白质合成蛋白质合成终止终止5.1 氨基酸活化氨基酸活化An a

7、minoacyl-tRNA synthetase charges tRNA with an amino acid The charging reaction uses ATPError rates differ at each stage of gene expression5.2 蛋白质合成的基本过程蛋白质合成的基本过程 5.2.1 tRNA和和mRNA的行进路线的行进路线5.2.2 核糖体活性部位核糖体活性部位5.2.3 蛋白质蛋白质合成的三个阶段合成的三个阶段5.2.4 蛋白质蛋白质合成中核糖体循环合成中核糖体循环5.2.1 tRNA和和mRNA的行进路线的行进路线5.2.3 蛋白质合成

8、的三个阶段简介蛋白质合成的三个阶段简介Initiation 30S subunit on mRNA binding site is joined by 50S subunit and aminoacyl-tRNA bindsElongation Ribosome moves along mRNA，extending protein by transfer from peptidyl-tRNA to aminoacyl-tRNATermination Polypeptide chain is released from tRNA, and ribosome dissociates from mR

9、NA5.2.3 蛋白质合成的三个阶段简介蛋白质合成的三个阶段简介5.2.4 蛋白质合成中核糖体循环蛋白质合成中核糖体循环核糖体循环与蛋白质合成核糖体循环与蛋白质合成（1 1）起始总反应式起始总反应式（2 2）细菌中三种重要的起始因子细菌中三种重要的起始因子（3 3）起始反应第一个氨基酸及第一个氨酰起始反应第一个氨基酸及第一个氨酰-tRNA-tRNA（4 4）起始密码子的选用起始密码子的选用（5 5）起始位点及其实验分析起始位点及其实验分析（6 6）多顺反子多顺反子mRNAmRNA的翻译起始的翻译起始IF-1、IF-2、IF-3GTP70S mRNA fMet-tRNAf+GDP+Pi(2)(2

10、)细菌中有三种起始因子细菌中有三种起始因子IF-3IF-3：稳定稳定30S30S亚基；辅助亚基；辅助30S30S亚基与亚基与mRNAmRNA上起始点特上起始点特异性结合；异性结合；IF-1IF-1：与与30S30S亚基结合在亚基结合在A A位，位，阻止氨酰阻止氨酰-tRNA-tRNA进入；阻止进入；阻止30S30S与与50S50S亚基结合。亚基结合。IF-2IF-2：结合特定起始因子结合特定起始因子tRNAtRNA，控制它进入核糖体；，控制它进入核糖体；有核糖体依赖有核糖体依赖GTPGTP酶活性；酶活性；Initiation requires factors and free subunits

11、N-formyl-methionyl-tRNA， fMet-tRNAf 结构特征结构特征fMet-tRNAf与与30S-mRNA复合复合体结合需体结合需IF-2参与。参与。50S亚基结合后，亚基结合后，GTP能量被释放，能量被释放，所有所有IF都被释放。都被释放。Initiation is controlled by three factors30S subunits initiate； ribosomes enongateThe AUG is preceded by a Shine-Dalgarno sequence5.3.2 真核生物蛋白质合成的起始真核生物蛋白质合成的起始scanning

12、 model :Eukaryotic ribosomes migrate from the 5 end of mRNA to the ribosome binding site, which includes an AUG initiation codon.（2 2）起始位点序列特点）起始位点序列特点 Eukaryotic initiation uses several complexesThey act at all stages of the process, including 5 stages:1) forming a complex with Met-tRNAi 2) forming

13、 an initiation complex with the 5 end of mRNA 3)binding the mRNA-factor complex to the Met-tRNAi-factor complex 4)enabling the ribosome to scan mRNA from the 5 end to the first AUG 5)mediating joining of the 60S subunit.poly(A) stimulates the formation of an initiation complex at the 5 end. 5.4 5.4

14、肽链的延伸肽链的延伸EF-Tu recycles between GTP-bound and GDP-bound formsactiveinactivePeptide bond formation takes place by reaction between the polypeptide of peptidyl-tRNA in the P site and the amino acid of aminoacyl-tRNA in the A site.Nascent polypeptide is transferred to aa-tRNAThe hybrid state transloca

15、tion modelThe hybrid state translocation modeltRNA moves through 3 ribosome sites易位需要易位需要EF-GEF-G，其结构类似于，其结构类似于氨酰氨酰-tRNA-tRNA* *EF-EF-TUTU* *GTPGTP复合体，该因子为细胞的主要组分，一个复合体，该因子为细胞的主要组分，一个核糖体就约有核糖体就约有1 1个分子。个分子。 EF-Tu EF-Tu及及EF-GEF-G与核糖体的结合是相互排斥的。与核糖体的结合是相互排斥的。易位需要易位需要GTPGTP水解，这引起水解，这引起EF-GEF-G的变化，继而的变化，

16、继而又引起核糖体结构的变化。又引起核糖体结构的变化。The structure of the ternary complex of aminoacyl-tRNAEF-TuGTP (left) resembles the structure of EF-G (right). Structurally conserved domains of EF-Tu and EF-G are in red and green; the tRNA and the domain resembling it in EF-G are in purple. EF factors have alternating int

17、eractionsBinding of factors EF-Tu and EF-G alternates as ribosomes accept new aminoacyl-tRNA, form peptide bonds, and translocate.黄色霉素黄色霉素梭链孢酸梭链孢酸5.5 蛋白质合成的终止蛋白质合成的终止Several factors have similar shapesMolecular mimicry enables the elongation factor Tu-tRNA complex, the translocation factor EF-G, and

18、 the release factors RF1/2-RF3 to bind to the same ribosomal site.The eukaryotic termination factor eRF1 has a structure that mimics tRNA. The motif GGQ at the tip of domain 2 is essential for hydrolyzing the polypeptide chain from tRNA. Peptide transfer and termination are similar reactions in which a base in the peptidyl transfer center triggers a trans-esterification reaction by attacking an N-H or O-H bond, releasing the N or O to attack the link to tRNA. 5.5.3 肽链合成终止反应过程肽链合成终止反应过程 6 6 蛋白质合成的抑制蛋白质合成的抑制 蛋白质生物合成的抑制剂主要是一蛋白质生物合成的抑制剂主要是一些抗生素。些抗生素。如嘌呤霉素、链霉素、四