蛋白质生物合成医药经济

1、第一节第一节 蛋白质合成体系蛋白质合成体系 生物的遗传信息从 DNADNA传递给mRNAmRNA的过程称为转录 mRNAmRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译 遗传信息从 DNA DNA到RNARNA再到蛋白质的过程称为基因表达 19581958年CrickCrick将生物遗传信息的这种传递方式称为中心法则。 1972 1972年CrickCrick将中心法则作进一步修改，补充了逆转录。Reverse transcriptionDNAR NA蛋白质转录反转录翻译复制复制二、核糖体存在形式存在形式: 真核中，核糖体可游离存在，真核中，核糖体可游离存在，也也可同内质网结合，形成粗糙的内

2、质可同内质网结合，形成粗糙的内质网。网。 原核中，与原核中，与mRNA形成串形成串状状多核糖体。多核糖体。1.1.核糖体的基本功能及存在形式基本功能基本功能:（1）识别）识别mRNA上的起始位点并开始翻译；上的起始位点并开始翻译； （2）密码子与）密码子与tRNA上的反密码子正确配对；上的反密码子正确配对；（3）合成肽键。）合成肽键。 原核生物核糖体组成真核生物核糖体组成2.2.核糖体的组成及其成分核糖体的组成及其成分结合携带氨基酸：结合携带氨基酸：一种氨基酸有几种一种氨基酸有几种tRNAtRNA携带，氨基酸结合在携带，氨基酸结合在tRNA3tRNA3-CCA-CCA的位置。的位置。 反密码子

3、：反密码子：每种每种tRNAtRNA的反密码子，决的反密码子，决定了所带氨基酸能准确的在定了所带氨基酸能准确的在mRNAmRNA上对号入座上对号入座 。核糖体的识别位点：核糖体的识别位点：将氨基酸准确地将氨基酸准确地带到核糖体上。带到核糖体上。氨基酰氨基酰-tRNA -tRNA 合成酶合成酶的识别位点：的识别位点：将将氨基酸准确地与氨基酸准确地与tRNAtRNA特异性结合。特异性结合。三、 tRNA1. tRNA的功能摆动性假说摆动性假说 反密码子与反密码子与mRNA的第的第1,2个核苷酸配对个核苷酸配对时，严格遵从碱基配对原则时，严格遵从碱基配对原则,但反密码子与但反密码子与mRNA的第三个

4、核苷酸配对时，不严格遵从的第三个核苷酸配对时，不严格遵从碱基配对原则碱基配对原则,出现出现U-G,I-U.C.A配对现象配对现象,表表现出一定的灵活性现出一定的灵活性,摆动性摆动性. 携带着携带着DNA的遗传信息，的遗传信息，是多肽链的合成模板。是多肽链的合成模板。 在原核细胞内，存在时在原核细胞内，存在时间间短，在转录的同时翻译；在短，在转录的同时翻译；在真真核细胞内，较稳定。核细胞内，较稳定。 蛋白质合成时，蛋白质合成时，mRNA结结合于核糖体小亚基上，大亚合于核糖体小亚基上，大亚基基结合带氨基酸的结合带氨基酸的tRNA，tRNA的反密码子与的反密码子与mRNA密码子密码子配配对，对，AT

5、P供能，合成蛋白质。供能，合成蛋白质。四、 mRNA第二节第二节 遗传密码遗传密码一、密码子的概念一、密码子的概念 mRNA分子中为一个氨基酸编码进入蛋白质分子中为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置的多肽链特定线性位置的三个核苷酸单位三个核苷酸单位称为密码称为密码子（子（Coden）或）或或或。 核糖体结合试验证明核糖体结合试验证明:1960-1965:1960-1965年，年，NirenbergNirenberg用用poly upoly u，加入，加入1414C C标记的标记的2020种种aa,aa,仅有苯丙氨酸的仅有苯丙氨酸的寡肽寡肽,UUU=,UUU=苯丙氨酸苯丙氨酸, ,用此法

6、破译了全部密码，编出用此法破译了全部密码，编出遗传密码表。遗传密码表。二、密码子的确立及证明二、密码子的确立及证明1. 确立确立2.证明证明遗传密码遗传密码三、三、 遗传密码子的特点遗传密码子的特点（一）（一）不重叠不重叠：每三个核苷酸为一单位，每个单位只代表一个氨基酸。：每三个核苷酸为一单位，每个单位只代表一个氨基酸。（二）（二）通用性通用性：所有的生物使用同一套密码子，仅有少数例外，例如：所有的生物使用同一套密码子，仅有少数例外，例如：线粒体起始密码子为线粒体起始密码子为AUGAUG、AUU;AUU;终止密码为终止密码为AGAAGA，AGCAGC；色氨酸为；色氨酸为UGAUGA等。等。（三

7、）（三）简并性简并性：几种密码子对应于相同一种氨基酸。密码子的前两个碱：几种密码子对应于相同一种氨基酸。密码子的前两个碱基决定其专一性，第三位碱基可有变异，如基决定其专一性，第三位碱基可有变异，如A A 、G G 、C C 、U U。（四）（四）连续性连续性：两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入：两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入或删除碱基，可发生移码突变或框移。或删除碱基，可发生移码突变或框移。（五）（五）摆动性摆动性：密码子和反密码子的第一第二两个碱基的配对是标准配：密码子和反密码子的第一第二两个碱基的配对是标准配对，而第三个碱基则可以随意配对。对，而第三个碱基则

8、可以随意配对。（六）（六）起始起始密码与密码与终止终止密码密码: : 起始：起始：AUGAUG 终止：终止：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA第三节第三节 蛋白质生物合成的机制蛋白质生物合成的机制合成体系：合成体系：以以mRNAmRNA为模板，为模板，2020种氨基酸经活化获得的氨酰种氨基酸经活化获得的氨酰tRNAtRNA为原料，为原料，酶和因子酶和因子, ,以及无机离子，以及无机离子，ATP ATP 、GTPGTP供能等作用下在核糖体中完成蛋白质的合成供能等作用下在核糖体中完成蛋白质的合成。合成方向：合成方向：NCNC端。端。 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP

9、AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化第一步反应氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi第二步反应氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E二、原核生物多肽链的合成二、原核生物多肽链的合成核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；mRNAmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA的结合；的结合； 核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。指根据指根据mRNAmRNA下一组下一组遗传密码指导，使相应遗传密码指导，使相应氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA进入核蛋白进入核蛋白

10、体体A A位。位。延长延长因子因子EF-TEF-T催化催化进位进位进位进位肽链的形成肽链的形成肽基转移酶肽基转移酶进位转位成肽U A G53RFRR原核肽链合成终止过程原核肽链合成终止过程 1. 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2. 起始密码起始密码AUG3. 起始起始tRNA为为MettRNA4. 起始复合物起始复合物结合在结合在mRNA 5端端AUG上游的帽子结构，上游的帽子结构，真核真核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） 5. 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（

11、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）6. 肽链终止因子及释放因子（肽链终止因子及释放因子（RF）,只有一种只有一种,无特异性无特异性.四四.多核糖体与核糖体循环多核糖体与核糖体循环 , ,以这种多核糖体可以在一条mRNAmRNA链上同时合成多条相同的多肽链，这就大大提高了翻译的效率五五. .蛋白质合成的抑制剂蛋白质合成的抑制剂白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin)(diphtheria toxin) 的作用机理的作用机理白白喉喉毒毒素素（有活

12、性有活性）（无活性无活性）ADP糖基化修饰干扰素的分类：干扰素的分类：白细胞白细胞INF-INF-成纤维细胞成纤维细胞-INF-INF-淋巴细胞淋巴细胞-INF-INF- 干扰素诱导病毒干扰素诱导病毒RNA降解降解降解病毒降解病毒mRNAdsRNA干扰素干扰素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2 - 5 AAPPPATP2-5A合成酶合成酶RNaseLRNaseL活化活化核酸内切酶（2,5-寡聚腺苷酸） 2.2.干扰素的作用机理干扰素的作用机理干扰素活化蛋白激酶干扰素活化蛋白激酶dsRNA(病毒)ATPADPeIF2-P（失活）Pi磷酸酶磷酸酶eIF2 肽链一级结构的修饰肽链一级结构的修饰

13、多肽链折叠为天然的三维结构多肽链折叠为天然的三维结构 高级结构修饰高级结构修饰 （一）一级结构的修饰（一）一级结构的修饰1. N端fMet或Met切除2. 二硫键形成3. 特定氨基酸化学修饰4. 新生肽链中非功能片段切除（二）多肽链的折叠（二）多肽链的折叠 分子伴侣分子伴侣 （1 1）热休克蛋白（）热休克蛋白（HSPHSP） （2 2）伴侣素）伴侣素（三）空间结构的修饰（三）空间结构的修饰 1.亚基聚合 2.辅基连接 依据其结构中存在的分选信号（信号序列），将其转运到细胞的依据其结构中存在的分选信号（信号序列），将其转运到细胞的适当部位发挥作用。适当部位发挥作用。1. 蛋白质合成体系及各成分的

14、作用。2. 遗传密码的概念及特点。3. 原核生物蛋白质合成的主要过程。本章总结本章总结 一、单项选择题 1. 蛋白质生物合成是指（ ）。 A.蛋白质分解代谢的逆过程 B.由氨基酸自发聚合成多肽 C.氨基酸在氨基酸聚合酶催化下连接成肽 D.由mRNA上的密码子翻译成多肽链的过程 2. 蛋白质合成的直接模板是（ ）。 A. DNA B. hnRNA C. mRNA D. tRNA 3. DNA的遗传信息通过下列哪种物质传递到蛋白质（ ）。 A. DNA本身 B. rRNA C. tRNA D. mRNA 4. 生物体编码20种氨基酸的密码子个数是（ ）。 A. 20 B. 24 C. 61 D.

15、64 二、多项选择题 1. 直接参与蛋白质生物合成的核酸有（ ）。 A. mRNA B. DNA C. rRNA D. tRNA 2. 氨基酰-tRNA合成酶的特性有（ ）。 A.需要ATP参与 B.对氨基酸的识别有专一性 C.需要GTP供能 D.对tRNA的识别有专一性 3. 有关氨基酸活化的叙述中，正确的是（ ）。 A.氨基酸必须经过活化后才能参与蛋白质合成 B.氨基酸的活化发生在氨基上 C.活化反应由氨基酰-tRNA合成酶催化 D.活化的氨基酸结合在tRNA的氨基酸臂上 三、名词解释 1. 翻译 2. 多核蛋白体 3. 遗传密码 4. 反密码子 四、填空题 1. 翻译的直接模板是 ；间接

16、模板是 。 2. 蛋白质合成的原料是 ；细胞中合成蛋白质的场所是 。 3. 几乎所有的生物都使用同一套遗传密码，这种现象叫做 。 五、简答题 1. 简述直接参与蛋白质生物合成的核酸及其作用。 六、论述题 1. 试述参与蛋白质生物合成的物质及其作用。二、核糖体存在形式存在形式: 真核中，核糖体可游离存在，真核中，核糖体可游离存在，也也可同内质网结合，形成粗糙的内质可同内质网结合，形成粗糙的内质网。网。 原核中，与原核中，与mRNA形成串形成串状状多核糖体。多核糖体。1.1.核糖体的基本功能及存在形式基本功能基本功能:（1）识别）识别mRNA上的起始位点并开始翻译；上的起始位点并开始翻译； （2）

17、密码子与）密码子与tRNA上的反密码子正确配对；上的反密码子正确配对；（3）合成肽键。）合成肽键。 核糖体结合试验证明核糖体结合试验证明:1960-1965:1960-1965年，年，NirenbergNirenberg用用poly upoly u，加入，加入1414C C标记的标记的2020种种aa,aa,仅有苯丙氨酸的仅有苯丙氨酸的寡肽寡肽,UUU=,UUU=苯丙氨酸苯丙氨酸, ,用此法破译了全部密码，编出用此法破译了全部密码，编出遗传密码表。遗传密码表。二、密码子的确立及证明二、密码子的确立及证明1. 确立确立2.证明证明三、三、 遗传密码子的特点遗传密码子的特点（一）（一）不重叠不重叠

18、：每三个核苷酸为一单位，每个单位只代表一个氨基酸。：每三个核苷酸为一单位，每个单位只代表一个氨基酸。（二）（二）通用性通用性：所有的生物使用同一套密码子，仅有少数例外，例如：所有的生物使用同一套密码子，仅有少数例外，例如：线粒体起始密码子为线粒体起始密码子为AUGAUG、AUU;AUU;终止密码为终止密码为AGAAGA，AGCAGC；色氨酸为；色氨酸为UGAUGA等。等。（三）（三）简并性简并性：几种密码子对应于相同一种氨基酸。密码子的前两个碱：几种密码子对应于相同一种氨基酸。密码子的前两个碱基决定其专一性，第三位碱基可有变异，如基决定其专一性，第三位碱基可有变异，如A A 、G G 、C C 、U U。（四）（四）连续性连续性：两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入：两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重