第12章蛋白质生物合成与调控

1、第12章蛋白质生物合成与调控mRNA: 64密码子，：UAG、UGA 、UAA；起始：AUG，或GUG、 CUG、ACG替代起始密码（fMet or Met）。tRNA：AAATP-EAA-AMP-EPP tRNAAA-AMP-EAAtRNAAMPErRNA：SD（Shine-Dalgarno）：起始密码上游3-11bp处一段富含嘌呤的保守序列。 (真核Kozak序列:植物:ACCAUGG,动物:GCCACCAUG)，防漏扫 mRNA 一、蛋白质生物合成 原核蛋白质生物合成 起始、延伸和终止三个阶段。 1、原核生物蛋白质合成合成起始肽链延伸 分三步: 注册、成肽和转位。 延伸因子的再循环肽链合

2、成终止： 当A位出现终止密码子时，在RF-3的辅助下，释放因子RF-1（识别UAA或UAG密码子）或RF-2（识别UGA密码子）与核糖体结合，使转肽酶将肽链转移给水分子，P位上肽链与tRNA分离。 GTP水解使tRNA、释放因子及mRNA与核糖体分离。核糖体重复使用。2、真核蛋白质的生物合成真核生物与原核相比，蛋白质合成需更多因子参与：参与翻译的因子较多，尤其eIF；甲硫氨酰tRNA，eIF-2和GTP先形成复合物。mRNA与小亚基结合前，需在帽子结合蛋白（CBP）, eIF-4A,eIF-4B和ATP的作用下，解开5端二级结构。由于AUG距帽子结构较远,小亚基需扫描寻找下游的 AUG及旁侧序

3、列PuNNAUGG(Kozak序列)。 合成的起始延伸与终止： 真核蛋白质合成延伸及终止过程与原核类似，相应的因子见表。 因子真核生物原核生物 功能延伸因子EF-1 EF-Tu，EF-Ts协助氨基酰tRNA进入A位，并与GTP结合延伸因子EF-2EF-G转位酶，使mRNA前移，原A位变为P位，空载tRNA释放终止因子eRFRF-1,RF-2,RF-3肽链合成终止二、蛋白质生物合成的调控 发育相关基因（其他某些基因）的表达具有精确的时间及空间性，而且，一些基因的表达可决定另一些基因的表达。 基因的有序化表达，单独依靠转录调控是不够的，还必须： 及时去除已合成的mRNA 阻断其翻译 使已合成的蛋白

4、质失活等 1. mRNA稳定性的调控 mRNA的稳定性与其3端非翻译区中多拷贝AUUUA序列（使mRNA不稳定，CCUCC有助稳定）有关。如运铁蛋白受体（TfR）mRNA： 胞内的铁浓度与TfR mRNA的稳定性有关。 TfR mRNA 3端有多拷贝AUUUA序列和多拷贝的铁应答元件（IRE）,IRE与AUUUA序列间隔排列并有部分重叠，可形成茎环结构。 当胞内Fe :IREBP无活性，不能与IRE结合，AUUUA起作用，TfR mRNA降解，TfR不能合成，Fe不能运入Cell当胞内Fe :IREBP与IRE结合，阻断AUUUA功能，TfR mRNA 稳定，TfR翻译，Fe可运入Cell细胞

5、内的Fe浓度是受调控的，与TfR mRNA 的稳定性相关。2.mRNA翻译过程中的调控 RNA结合蛋白对翻译的调控： 氨基酮戊酸（ALA）合成酶是血红素合成的关键酶,该酶mRNA的5-UTR具有多拷贝IRE序列。因此，该酶的翻译合成受铁离子和IRE结合蛋白调控。当细胞内铁：IREBP与IRE结合，阻断ALA合成酶的翻译，减少血红素合成。当细胞内铁：IREBP不与mRNA 5端IRE结合，ALA合成酶表达，血红素合成。ALAALA合成酶 胞内铁蛋白与Fe离子形成复合物，可解除Fe离子对细胞的毒性作用，血红素的合成也需要大量Fe. eIF-2磷酸化与翻译调控 血红素能活化网织红细胞中珠蛋白的翻译表

6、达，从而使珠蛋白与血红素辅基的合成协同进行,合成血红蛋白。 血红素调节抑制剂（heme controled inhibitor,HCI）是一种激酶，可使eIF-2亚基磷酸化而失活，而抑制珠蛋白翻译。血红素则可抑制网织红细胞内的HCI活性。 血红素： HCI活力，eIF-2有活性（非磷酸化），eIF-2与GTP的亲和力，循环参与翻译起始，珠蛋白翻译 。 干扰素处细胞，发现eIF-2磷酸化而阻断翻译起始，因此，eIF-2磷酸化的翻译调控可能具有普遍意义。3. mRNA翻译中的重编码移码密码子重定义（redefine）翻译中模板的不连续性（subversion of contiguity）移码： 大

7、肠杆菌中RF2识别UGA，使翻译终止。RF2 mRNA26位为UGA，其上游的CUU和下游的C可促进移码。密码子重定义（redefine）： 某些mRNA的翻译中，存在终止密码子重新定义 如UAGGlu; UGA Ser or Sel-Cys。 大肠杆菌的甲酸脱氢酶和哺乳动物中谷光甘肽还原酶都含有Sel-Cys, 它不是合成后修饰的，而是以Sel-Cys掺入的。 甲酸脱氢酶合成中：Ser-tRNASelcys-tRNASelcys-tRNA-SELB 。 当合成到UGA时，Selcys-tRNA-SELB与下游的茎环结构结合，引导其进入核糖体与UGA配对，完成重定义。 SELB（硒代半胱氨酸结

8、合蛋白，类似于延伸因子EF-Tu）硒代半胱氨酸结合蛋白翻译中模板的不连续性 （subversion of contiguity）： 包括： 翻译绕过（translational bypassing） 反式翻译（trans-translation）翻译绕过： 噬菌体T4基因60编码拓扑异构酶的一个亚基。基因60mRNA： 当翻译完成46位密码子后不是终止，而是mRNA扫描，掠过包括UAG在内的50个核苷酸，然后继续翻译。被绕过的50个核苷酸上游是密码子GGA，下游的密码子也是GGA。 GGAUAG 46终止GGA甘AA GGA反式翻译： 大肠杆菌:称tmRNA10SaRNA:编码10个氨基酸 t

9、RNA的功能（丙AA） 核糖体翻译过程中，当翻译3端截断或因转录提前终止而缺乏终止密码的mRNA时，mRNA的翻译可以过渡到tmRNA进行翻译,合成标签肽。标签肽合成IL-6mRNA如在E.coli中表达，C端会有11aa的标签肽。 首先是tmRNA起tRNA作用，转运丙氨酸，接着起mRNA的作用，翻译其编码序列，因此合成的蛋白质C端有11个AA来自10SaRNA的编码序列意义： 避免核糖体阻滞在异常mRNA上，加速核糖体再循环； 翻译出异常多肽链的C端标记，便于被识别和降解；可能是被损伤mRNA所编码多肽的一个新的降解系统。 蛋白质化学思考题总汇1.绪论基因组，蛋白质组，功能基因组为什么从基

10、因组到蛋白质组是一个十分复杂而漫长的过程？蛋白质一级结构1、各种氨基酸的三字母符合和单字母符合。2、名词概念：同源蛋白质、蛋白质家族、蛋白质超家族、蛋白质、亚家族、单位进化周期、蛋白质的一级结构。3、各种氨基酸的性质与蛋白质空间结构的关系.蛋白质的空间结构1、名词及符号：蛋白质构象、蛋白质二级结构、超二级结构、三级结构、四级结构、结构域、连接条带、无规卷曲、无序结构、-螺旋、-折叠、-转角、EF-手、3.613螺旋、HTH、HLH、b-Zip、motif、Zn指、domain、2、稳定球蛋白构象有哪些的化学键.3、二级结构的类型有哪些？4、举例说明5种motif的结构特征。蛋白质的分离纯化1.

11、透析、超滤、盐溶、盐析、亲和层析、电泳。2.如何理解分子筛分离pr的原理。3.据支持物不同，电泳可分为哪几种类型？4.哪些物质可作用蛋白质亲和层析的配体？5. 测定pr分子量有哪些方法？6. 如何理解蛋白质电泳中的浓缩效应，电荷效应及分子筛效应。7.聚焦法测定pr、pI的基本原理。8.可用哪些方法来分要蛋白质的N-末端和C-末端AA。蛋白质转运和修饰1、名词及符号：翻译同步转运、翻译后转运、信号肽、易位子、SRP、I、II型膜蛋白、内部信号序列、分子伴侣、hsp70、内体、靶向序列、靶向班块、网格蛋白、包被体、停靠蛋白、内质网应急，PDI、ARF、COP、内质网分拣信号（KDEL）、核定位信号

12、（PKKKRKV）、过氧化体分拣信号（SKF）、线粒体基质信号（N-端15-35AA形成两亲螺旋或折叠）、溶酶体分拣信号（M6P）、泛蛋白。2、蛋白质的修饰包括哪些内容。3、决定蛋白质半衰期的因素及泛素化作用。4、受体介导的内化的生物学意义。5、简述翻译同步转运和翻译后转运的基本内容。6、如何理解小泡介导的蛋白质转运的“生物膜不对称性”的意义。7、简述SRP介导的蛋白质转运。免疫球蛋白1、Ig, V区，C区，抗原决定族，D基因，J基因，超变区(补体决定区，CDR),类别转换(CH启换)，1223bp规则，茎环结构，Fab,Fc,去环缺失模式，Ig的分类与重链。2、描述Ig四链单位的分子特征(结

13、构域，功能域)。3、如何根据Ig分子的V区和C区的结构变化，将Ig分子的变异体分成类、亚类、型、亚型、群和亚群。4、如何从基因水平上解释Ig的多样性。脂蛋白1、名词及符号： LP,Apo,TG,FC,PL,CM,VLDL,LDL,HDL,IDL,HL,LPL,LCAT,LTP;郭清作用，增加调节。2、简述一种脂蛋白受体的分子结构特征。3、主要脂蛋白的密度分类、电泳分类、功能及缩写符号间的关系。4、Apo可分哪些大类。5、CM,VLDL,LDL,HDL代谢的基本情况及其相互关系细胞黏附分子1、名词及符号：ECM、Fn、Ln、FAK、TPK、SH、Ln-R、CD44，Ig-SF；血管地址素、整联蛋

14、白、层连蛋白、钙粘蛋白、粘着班激酶、酪氨酸蛋白激酶、纤连蛋白。2、简述细胞外基质粘附分子的功能。3、细胞表面粘附分子(如整联蛋白、层连蛋白受体、钙粘蛋白等)有哪些可能的功能。细胞骨架蛋白 1.细胞骨架蛋白：细胞质中由蛋白丝组成的非膜相结构统的蛋白质2.细胞骨架系统：微丝、微管和中间丝 ,还包括:核骨架、核纤层、细胞外基质3.细胞骨架的主要蛋白质：肌动蛋白（肌动蛋白相关蛋白），微管蛋白（微管相关蛋白），中丝间蛋白（各种中间丝相关蛋白）。4.加帽蛋白：选择性阻断F-肌动蛋白微丝的一端.如倒刺端加帽蛋白会造成微丝缩短，而尖端加帽蛋白会造成微丝的延长5.肌球蛋白：属于马达蛋白，由两个重链和2个轻链组成

15、肌球蛋白分子，两个分子尾部相连，缔合形成粗丝双极性结构，球形的头部具有ATP酶活性6.肌球蛋白和肌动蛋白有什么功能？肌肉收缩，细胞结构，细胞运动，细胞分裂，细胞株凋亡，细胞器的转运7.马达蛋白的功能：驱动蛋白和动力蛋白细胞因子1、名词及符号：PDGF、CSF、HGF、EPO、EGF、INF、TGF、NGF、IL、TNF、FGF、IGF、TPK；自分泌、旁分泌、内分泌、细胞内分泌、细胞因子、自磷酸化、重叠性、协调性、多功能性。2、细胞因子(Cystokine)有哪些分类方法，各自的分类依据是什么？3、简述细胞因子的结构和功能特点。4、简述细胞因子受体结构的共同特征和功能特点激素与信号转导1、名词

16、及符号 外激素、激素受体、下降调节（增加上升调节）、激素正协同效应、激素对抗、效应器、5-HT、ADH、LRH、FRH、TRH、CRH、OT、CRIH、AMP、AC、HCG、LH、FSH、CCK、PMCG、TSH、E2、P4、T、F、MSH、GH、PL（PRL）、ACTH、PG、CT、PTH、MRIH、MRH、PRH、PRIH、GRIH、GRH。2、哪些器官可以分泌H？据化学本质、H素可分哪几类？3、受体分几类？胞内和胞膜受体的作用机理。4、神经体液调节的基本模式。糖蛋白和蛋白多糖1、名词及符号：Gal、Glc、GalNAc、Fuc、SA、Man、Dol、GAG、HA、CS、KS、HS：糖蛋白，蛋白多糖、戊糖核心、高Man型、杂合型、复合型、还原末端、非还原末端、天线、糖型（同一Pr.不同NXS/T上的N-聚糖结构不同）。2、比较O聚糖和N-聚糖的差异。3、ABO血型的分子差异（H-A；GalNAc -T;H-B;Gal-T）4