生物信息传递下从到蛋白质

1、关于生物信息的传递下从到蛋白质1第一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。(1)翻译的起始 核糖体与mRNA结合并与氨酰tRNA生成起始复合物；(2)肽链的延伸 由于核糖体沿mRNA 5端向3端移动，开始了从N端向C端的多肽合成，这是蛋白质合成过程中速度最快的阶段；(3)肽链的终止及释放 核糖体从mRNA上解离，准备新一轮合成反应。第二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月蛋白质合成的场所是蛋白质合成的模板是模

2、板与氨基酸之间的接合体是蛋白质合成的原料是核糖体mRNAtRNA20种氨基酸第四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月在合成的各个阶段还有许多蛋白质、酶和其他生物大分子参与在真核生物细胞中有70种以上的核糖体蛋白质，20种以上的氨酰tRNA合成酶(AAtRNA合成酶)10多种起始因子、延伸因子及终止因子，50种左右的tRNA，各种rRNA、mRNA100种以上翻译后加工酶参与蛋白质合成和加工过程。蛋白质合成是一个需能反应，要有各种高能化合物的参与在真核生物中有将近300种生物大分子与蛋白质的生物合成有关，细胞用来进行合成代谢的总能量的90消耗在蛋白质合成过程中，而参与蛋白质合成的各种组

3、分约占细胞干重的35。 第五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 遗传密码三联子 tRNA的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制Contents第六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月一、遗传密码三联子（一）三联子密码定义 mRNA链上每三个核甘酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这三个核甘酸就称为密码子或三联子密码(triplet coden) 。mRNA 5 GCU AGU ACA AAA CCU 3第七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（二）三联子密码破译mRNA5 AUCGACCUGAGC3420()mRNA5 AUC

4、GACCUGAGC342=1620()mRNA5AUCGACCUGAGC343=6420()核甘酸序列氨基酸序列第八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 为什么3个核苷酸决定一个氨基酸呢？mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸，若以一种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种(41=4)。若以两种核苷酸作为一个密码（二联子），能代表42=16种氨基酸。而假定以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43=64种密码，满足了编码20种氨基酸的需要。三联子密码第九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月50-60年代破译遗传密码方面的三项重要成果： （1）Paul Zamecnik

5、等人证实细胞中蛋白质合成的场所。他们把放射性标记的氨基酸注射到大鼠体内，经过一段时间后取其肝脏，进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份中的放射性蛋白质。 如果注射后经数小时（或数天）收获肝脏，所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白质; 如果注射后几分钟内即收获肝脏，那么，放射性标记只存在于含有核糖体颗粒的细胞质成份中。遗传密码的破译第十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2）Francis Crick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息（核酸）准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列，实现遗传信息的表达。实验1: 用吖啶类试剂（诱导核苷酸

6、插入或丢失）处理T4噬菌体rII位点上的两个基因，使之发生移码突变（frame-shift），就生成完全不同的、没有功能的蛋白质。第十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月密码子的实验证明第十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月实验2: 研究烟草坏死卫星病毒发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的RNA片段长1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合。第十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月实验3: 以均聚物为模板指导多肽的合成。 在含有tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其它蛋白质因子的细胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作为模板以及AT

7、P、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板来决定。 1961年，Nirenberg等以poly（U）作模板时发现合成了多聚苯丙氨酸，从而推出UUU代表苯丙氨酸（Phe）。以poly（C）及poly（A）做模板分别得到多聚脯氨酸(Pro)和多聚赖氨酸(Lys)。第十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月实验4: 以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽，5UGU GUG UGU GUG UGU GUG3,不管读码从U开始还是从G开始，都只能有UGU（半胱氨酸,Cys）及GUG（缬氨酸,Val）两种密码子。

8、第十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 实验5: 以共聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽。如以多聚（UUC）为模板，可能有3种起读方式： 5UUC UUC UUC UUC UUC3或 5UCU UCU UCU UCU UCU3或 5CUU CUU CUU CUU CUU3分别产生UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu）. 多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽：5GUA GUA GUA GUA GUA3或5UAG UAG UAG UAG UAG3或5AGU AGU AGU AGU AGU3由第二种读码方式产生的密码子UAG是终止密码，不编码任何氨基酸，因

9、此，只产生GUA（缬氨酸,Val）或AGU（丝氨酸,Ser）。第十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月实验6: 以随机共聚物指导多肽合成。Nirenberg及Ochoa等又用各种随机的多聚物作模板合成多肽。例如，以只含A、C的多聚核苷酸作模板，任意排列时可出现8种三联子，即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA，获得由天冬酰胺(Asn)、(组氨酸)His、脯氨酸(Pro)、谷胺酰胺(Gln)、苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)等6种氨基酸组成的多肽。第十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3）氨基酸的“活化”与核糖体结合技术。 如果把氨基酸与AT

10、P和肝脏细胞质共培养，氨基酸就会被固定在某些热稳定且可溶性RNA分子（transfer RNA，tRNA）上。现将氨基酸活化后的产物称为氨基酰-tRNA（aminoacyl-tRNA），并把催化该过程的酶称为氨基酰- tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA Synthetase）。 以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的反应液中保温后通过硝酸纤维素滤膜，只有游离的AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜，而核糖体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上，这样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。第十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022

11、年6月氨基酸是蛋白质合成的原料，常见的有20种氨基酸，称-氨基酸；氨基酸CCOONH3RH+-.结构通式：氨基酸是兼性离子，不同种氨基酸，R基的不同，带电情况不一样，各性质也有所差异。第十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月氨基酸20种氨基酸主要特征分析第二十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三个终止密码子全部被查清。遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。第二十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（三）遗传密码的性质1、简并性由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并（degeneracy），对应于

12、同一氨基酸的密码子称为同义密码子（synonymous codon）。第二十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月减少了变异对生物的影响终止密码子:UAA, UGA, UAG第二十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1:甲硫氨酸(ATG), 色氨酸(UGG) 2: 9种; 3:异亮氨酸; 4: 5种; 6:精氨酸, 亮氨酸, 丝氨酸第二十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质中出现的频率就越高。Arg例外第二十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 简述密码的简并性（degeneracy)和同义密码子（syn

13、onymous codon) 武汉大学2003年试题第二十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（三）遗传密码的性质2、通用性与特殊性蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。第二十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月生物密码子线粒体DNA编码的氨基酸核DNA编码的氨基酸所有UGA色氨酸终止子酵母CUA苏氨酸亮氨酸果蝇AGA丝氨酸精氨酸哺乳类AGA/G终止子精氨酸哺乳类AUA甲硫氨酸异亮氨酸线粒体与核DNA密码子使用情况的比较第二十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（三）遗传密码的性质3、 连续性

14、编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无重叠。 第二十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。 第三十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为可译框架(open reading frame, ORF)或可读框。 第三十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（三）遗传密码的性质4、摆动性转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过

15、碱基互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这种现象称为密码子的摆动性。 第三十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月U摆动配对第三十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U, C, AA, GU, CUG第三十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 遗传密码三联子 tRNA的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的

16、过程 蛋白质的运转机制Contents第三十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月二、tRNA的结构、功能与种类tRNA在蛋白质合成中处于关键地位，为每个三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体，为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体，它又被称为第二遗传密码。tRNA参与多种反应，并与多种蛋白质和核酸相互识别，这就决定了它们在结构上存在大量的共性。第三十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（一） tRNA的结构 1、二级结构：三叶草形第三十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月由于小片段碱基互补配对，三叶草形tRNA分子上有4条根据它们的结构或已知功能命

17、名的手臂：受体臂(acceptor arm)，主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和3端未配对的34个碱基所组成，其3端的最后3个碱基序列永远是CCA，最后一个碱基的3或2自由羟基(一OH)可以被氨酰化。其余手臂均由碱基配对产生的杆状结构和无法配对的套索状结构所组成，TC臂是根据3个核苷酸命名的，其中表示拟尿嘧啶，是tRNA分子所拥有的不常见核苷酸。反密码子臂是根据位于套索中央的三联反密码子命名的。D臂是根据它含有二氢尿嘧啶(dihydrouracil)命名的。第三十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月与氨基酸结合多余臂是区分tRNA的主要特征所有的tRNA都能与核糖体的P位点和

18、A位点结合。通过反密码子：密码子的配对与 mRNA结合，而3端恰好将氨基酸送到正在延伸的多肽上。第四十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月二、tRNA的结构、功能与种类（一） tRNA的结构 2、三级结构： “L”形氢键第四十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第四十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第四十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月（二） tRNA的功能1、解读mRNA的遗传信息2、运输的工具，运载氨基酸tRNA有两个关键部位： 3端CCA：接受氨基酸，形成氨酰-tRNA。 与mRNA结合部位反密码子部位第四十四张，PPT共一百四十七页

19、，创作于2022年6月35ICCA-OH53CCA-OHG G CC C GtRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码子相识别，把所带氨基酸放到肽链的一定位置。第四十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月如何证明模板mRNA特异性识别tRNA而非氨基酸?14C-Cys + tRNACys + ATP 14C Cys-tRNACys + AMP + PPi14C- Cys-tRNACys 14C Ala-tRNACys Ni蛋白质合成系统第四十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1、起始tRNA和延伸tRNA（三） tRNA的种类能特异地识别mRNA模板上起始密码子的t

20、RNA称起始tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。第四十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月真核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸是Met，起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。原核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸并不是 甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为fMet-tRNAfMet第四十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2、同工tRNA（三） tRNA的种类 代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。 同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码，又要有某种结构上的共同性，能被相同的氨基酰-tRNA合成酶识别。

21、第四十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3、校正tRNA（三） tRNA的种类第五十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突变就称为无义突变。 错义突变：由于结构基因中某个核甘酸的变化使一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子，这种基因突变叫错义突变。 GGA（甘氨酸） AGA（精氨酸）第五十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月无义突变第五十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6

22、月第五十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月错义抑制第五十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月氨酰tRNA合成酶 氨酰tRNA合成酶是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶，其反应式如下：AA+tRNA+ATPAAtRNA+AMP+PPi它实际上包括两步反应：第一步是氨基酸活化生成酶氨酰腺苷酸复合物。AA+ATP+酶(E) EAAAMP+PPi第二步是氨酰基转移到tRNA 3末端腺苷残基的2或3羟基上。EAAAMP+tRNAAAtRNA+E+AMP第五十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 遗传密码三联子 tRNA的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白

23、质合成的过程 蛋白质的运转机制Contents第五十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月三、核糖体的结构与功能 核糖体像一个能沿mRNA模板移动的工厂，执行着蛋白质合成的功能。它是由几十种蛋白质和几种核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）组成的亚细胞颗粒。一个细菌细胞内约有20000个核糖体，而真核细胞内可达106个，在未成熟的蟾蜍卵细胞内则高达1012。核糖体和它的辅助因子为蛋白质合成提供了必要条件。核糖体可以散布在细胞质中，称为自由核糖体；也可以与细胞质中的膜结构结合，称为膜结合核糖体。两种核糖体合成的蛋白质以不同的方式被转运。第五十七张，PPT共一百四十七页，创

24、作于2022年6月结合核糖体第五十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖体由蛋白质和核糖体RNA(tRNA)组成。核糖体蛋白约占原核细胞总蛋白的10%，占细胞内总RNA80%。真核生物中，比重有所下降，但仍占据总RNA绝大部分。核糖体的含量与细胞蛋白质合成活性有关。第五十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖体成分大亚基约为小亚基相对分子质量的两倍。每个亚基包含一个主要的rRNA成分和许多不同功能的蛋白质分子，这些分子大都以单拷贝的形式存在。大亚基除了含有主要rRNA组分外，还有一些相对分子质量较小的RNA。 第六十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖

25、体成分第六十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月沉降系数沉降系数：颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系数是以时间表示的。蛋白质，核酸等生物大分子的S实际上时常在10-13秒左右，故把沉降系数10 -13 秒称为一个Svedberg单位，简写S，量纲为秒。 第六十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月三、核糖体的结构与功能 （一）核糖体的结构核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒，可以解离为两个亚基，每个亚基都含有一个相对分子质量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子。这些大分子rRNA能在特定位点与蛋白质结合，从而完成核糖体不同亚基的组装。原核生物核糖体由约2/3的RNA及

26、1/3的蛋白质组成。真核生物核糖体中RNA占35，蛋白质占25 。第六十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第六十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rRNA核糖体RNA5S rRNA 16S rRNA23S rRNA5.8S rRNA 18S rRNA28S rRNA第六十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖体的组成第六十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第六十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月三、核糖体的结构与功能 （二）核糖体的功能：合成蛋白质第六十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖体的功能在多肽合成过

27、程中，不同的tRNA将相应的氨基酸带到蛋白质合成部位，并与mRNA进行专一性的相互作用，以选择对信息专一的AAtRNA。核糖体还必须能同时容纳另一种携带肽链的tRNA，即肽基tRNA(peptidyltRNA)，并使之处于肽键易于生成的位置上。 第六十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核糖体的活性中心核糖体上有不止一个的活性中心，每一个这样的中心都由一组特殊的蛋白质构成。虽然有些蛋白质本身具有催化功能，但若将它们从核糖体上分离出来时，催化功能就会完全消失。核糖体是一个许多酶的集合体，单个酶或蛋白只有在这个总体结构内才拥有催化性质，它们在这一结构中共同承担了蛋白质生物合成的任务核糖

28、体中许多蛋白质(可能还包括rRNA)的主要功能可能就是建立这种总体结构，使各个活性中心处于适当的相互协调的关系之中。第七十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月活性中心mRNA结合部位结合或接受AAtRNA部位(A位)结合或接受肽基tRNA的部位肽基转移部位(P位)形成肽键的部位(转肽酶中心)。此外，还应有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。 第七十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月活性功能位置核糖体小亚基负责对模板mRNA进行序列特异性识别，如起始部分的识别、密码子与反密码子的相互作用等，mRNA的结合位点也在小亚基上。大肠杆菌中与翻译的真实性有关的蛋白质S4及S12

29、也属小亚基。大亚基负责携带氨基酸及tRNA的功能，肽键的形成、AAtRNA、肽基tRNA的结合等，A位、P位、转肽酶中心等主要在大亚基上。 第七十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第七十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 遗传密码三联子 tRNA的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制Contents第七十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月四、蛋白质合成的过程氨基酸的活化翻译的起始肽链的延伸肽链的终止蛋白质前体的加工第七十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月蛋白质合成各阶段所需物质第七十六张，PPT共一百四

30、十七页，创作于2022年6月(一)氨基酸的活化氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶第七十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一步:氨基酸与 ATP 作用, 形成氨基酰腺嘌呤核苷酸氨基酸 ATP-E 氨基酰-AMP-E AMP PPi 录第七十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第二步:氨基酰基转移到tRNA的 3-OH 端上, 形成氨基酰-tRNA氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰-tRNA AMP E第七十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。氨基酰-

31、tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 第八十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月原核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：真核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是：甲酰甲硫氨酸fMet-tRNAfMet甲硫氨酸Met-tRNAMet第八十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 tRNA与酶结合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP第八十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(二)翻译的起始指mRNA和起始氨基酰

32、-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex) 第八十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA翻译的起始fMet以细菌为例，讲解原核生物翻译的起始所需成分：30S小亚基、 50S大亚基、模板mRNA、 fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+翻译起始因子：IF-1、IF-2、IF-3. 翻译起始分为三步完成。第八十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月IF-3IF-1翻译起始(翻译起始复合物形成)又可被分成3步：1. 核蛋白体大小亚基分离第八十五张，PPT共一

33、百四十七页，创作于2022年6月2、30S小亚基通过SD序列与mRNA模板相结合。AUG53IF-3IF-1第八十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月S-D序列 第八十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第八十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月IF-3IF-1IF-2GTP3.在IF-2和GTP的帮助下， fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。AUG53第八十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4、带有tRNA、mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合

34、物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。AUG53第九十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月IF-3IF-1AUG53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi第九十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月翻译的起始真核生物中，任何一条多肽链都是从生成 甲硫氨酸tRNAi 开始，因为甲硫氨酸的特殊性，体内存在两种tRNA 。 只有甲硫氨酸tRNAi 才能与40S小亚基相结合，起始肽链合成，普通tRNAi中携带的甲硫氨酸只能被别掺入正在延伸的肽链中。 真核生物的翻译起始机制与原核生物基本相同，差异主要是核糖体较大，有较多的起始因子参与。MetMetMet真核生物的起始

35、tRNA是Met-tRNAMet第九十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月真核生物翻译起始的特点核糖体较大,为；起始因子比较多； mRNA 5端具有m7Gppp帽子结构 Met-tRNAMet mRNA的5端帽子结构和3端polyA都参与形成翻译起始复合物； 第九十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物) 原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80SmR

36、NAMet-tRNAMet起始复合物。第九十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、 eIF-6 elF-3GDP+Pi各种elF释放elF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetMet-tRNAMet-elF-2 -GTP真核生物翻译起始复合物形成过程第九十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA与核糖体结合、 肽键的生成 和 移位。 延伸因子(elongation fac

37、tor, EF) ： 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2 (三)肽链的延伸第九十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子第九十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第九十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月通过延伸因子EF-Ts再生GTP,形成EF-TuGTP复合物 EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-Ts + GDP EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts重新参与下一轮循环第九十九

38、张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2、肽键形成是由转肽酶/肽基转移酶催化第一百张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3、移位核糖体向mRNA3端方向移动一个密码子。需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子第一百零一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。第一百零二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月fMetAUG53fMetTuGTP第一百零三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一百零四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6

39、月原核肽链合成终止过程 （四）肽链的终止终止密码子UAA、UAG或UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AAtRNA能与之结合释放因子能识别这些密码子并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键新生的肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束释放因子RF具有GTP酶活性，它催化GTP水解，使肽链与核糖体解离。第一百零五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 RF1：识别终止密码子UAA和UAG 终止因子 RF2：识别终止密码子UAA和UGA RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2活性，协助肽链的释放（原核生物）一旦RF与终止密码相结合，它们就能诱导肽

40、基转移酶把一个水分子而不是氨基酸加到延伸中的肽链上。真核生物只有一个终止因子（eRF）第一百零六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(五)蛋白质前体的加工1、N端fMet或Met的切除第一百零七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一百零八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2、二硫键的形成两个半胱氨酸-SH -SH -SH 二硫键氧化第一百零九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月二硫键的形成第一百一十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月特定氨基酸的修饰磷酸化(如核糖体蛋白质)糖基化(如各种糖蛋白)甲基化(如组蛋白、肌肉蛋白质)乙基化(如组蛋白

41、)羟基化(如胶原蛋白)羧基化第一百一十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月生物体内常见的修饰第一百一十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一百一十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月切除新生肽链中非功能片段第一百一十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(六)蛋白质合成抑制剂第一百一十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 遗传密码三联子 tRNA的结构、功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制Contents第一百一十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月五、蛋白质的运转机制第一百一十七张，PPT共

42、一百四十七页，创作于2022年6月蛋白质运转可分为两大类:1、翻译运转同步机制：蛋白质的合成和运转同时发生; 2、翻译后运转机制：蛋白质从核糖体上释放后才发生运转第一百一十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月蛋白性质 运转机制 主要类型 分泌 蛋白质在结合核糖体上合成，并以翻译-运转同步机制运输免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等细胞器发育 蛋白质在游离核糖体上合成，以翻译后运转机制运输 核、叶绿体、线粒体、乙醛酸循环体、过氧化物酶体等细胞器中的蛋白质 膜的形成 两种机制兼有 质膜、内质网、类囊体中的蛋白质 几种主要蛋白质的转运机制第一百一十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022

43、年6月1、翻译-运转同步机制信号肽假说信号肽：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。第一百二十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月信号肽第一百二十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月信号序列特点：（1）一般带有10-15个疏水氨基酸；（2）在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）。第一百二十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月信号肽假说内容： 编码分泌蛋白的mRNA合成信号肽，它被内

44、质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被信号肽酶水解，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。第一百二十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月SRP(信号识别蛋白) DP(停靠蛋白，又称SRP受体蛋白) 第一百二十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月关于信号肽假说的结论完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件仅有信号肽还不足以保证蛋白质运转发生信号序列的切除并不是运转所必须的并非所有的运转蛋白都有可降解的信号肽第一百二十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月新生蛋白质通过同步转运途径进入内质网内腔的主要过

45、程核糖体组装、翻译起始位于蛋白质N端的信号肽序列首先被翻译SRP与核糖体、GTP以及带有信号肽的新生蛋白质相结合，暂时中止肽链延伸核糖体-SRP复合物与膜上的受体相结合GTP水解，释放SRP并进入新一轮循环肽链重新开始延伸并不断向内腔运输信号肽被切除多肽合成结束，核糖体解离并恢复到翻译起始前的状态第一百二十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2、翻译后运转机制与在同步转运机制中存在信号肽相比，翻译后转运机制中，存在有前导肽。前导肽的作用与性质 作用：使新生蛋白质被识别后，由前体转变成成熟蛋白。 一般性质：带正电荷的碱性氨基酸含量非常丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列之间；缺少带负

46、电荷的酸性氨基酸；羟基氨基酸含量较高；有形成两亲-螺旋结构的能力。第一百二十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 前导肽的作用与性质第一百二十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月。前导肽(leader peptide) 。需能过程；蛋白质通过线粒体膜运转首先由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与Hsp70或MSF等分子伴侣相结合的待运转多肽通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔线粒体蛋白质的跨膜转运第一百二十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月线粒体蛋白质的跨膜转运前导肽与线粒体膜上的复合受体结合，打开膜通道前导肽切除后，多肽变成有活性蛋白质第一百三十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月叶绿体蛋白质的跨膜转运与线粒体转运类似，叶绿体中也存在有前导肽。所不同的是，蛋白质进入叶绿体要经过两层膜结构：叶绿体双层膜、类囊体膜。蛋白质跨过叶绿体膜进入基质，切除部分前导肽跨类囊体膜，切除另一部分前导肽，经折叠后，蛋白质成熟第一百三十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月核蛋白的转运机制核定位蛋白的特殊之处在于它的信号肽-称做核定位序列（NLS）一般不被切除。这一过程需要核转运因子和一个相对分子质量较低的GTP酶。亚基与核定位序列结合，亚基结合在上在GTP水解释放能量下，复合物进入细胞核后，解离进入下一轮循环第一百三十二张，PP