分子生物学第六章课件

分子生物学第六章分子生物学第六章1本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2.遗传密码的特性。3.原核生物肽合成的过程。4.真核生物与原核生物肽合成的异同。5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2本章内容第一节

蛋白翻译系统第二节

肽合成的过程第三节

蛋白质的加工第四节

蛋白质的定位本章内容第一节蛋白翻译系统3第一节蛋白翻译系统一、mRNA（一）结构特点原核生物真核生物mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！第一节蛋白翻译系统一、mRNA原核生物真核生物mRNA只有4（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开放阅读框。

（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子5（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。终止密码子：琥珀石（UAG）赭石（UAA)卵白石(UGA)起始密码子：AUG（甲硫氨酸）（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个62.特性完整性：有始有终

方向性：5’到3’连续性：不中断、无重叠简并性：多对一统一性：万物统一摆动性：：3’位可变偏爱性：使用频率各异2.特性完整性：有始有终7简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性8摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称为摆动配对。摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称9二、tRNA（一）结构特点

1.二级结构：三叶草结构四环：二氢尿嘧啶环反密码子环额外环胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环一臂：氨基酸接受臂二、tRNA（一）结构特点四环：102.三级结构——“倒L型”2.三级结构——“倒L型”11（二）起始tRNA原核生物

真核生物密码子AUGAUG氨基酸甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸表示方法fMet

–tRNAi

Met

–tRNAi

（二）起始tRNA原核生物真核生物密码子AUGAUG氨基酸12三、核糖体（一）结构

1.原核生物三、核糖体（一）结构13（一）结构2.真核生物（一）结构2.真核生物14（二）功能三个重要位点：氨酰tRNA结合部位，即A位点肽酰tRNA结合部位，即P位点出位，即E位点（二）功能三个重要位点：15四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能催化tRNA与氨基酸结合形成氨酰-tRNA。四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能16（二）机制1.氨基酸活化（二）机制1.氨基酸活化17（二）机制2.装载氨基酸（二）机制2.装载氨基酸18五、底物五、底物19六、蛋白因子原核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFeEF释放因子RFeRF六、蛋白因子原核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFe20第二节肽合成的过程一、原核生物的肽合成（一）起始是指mRNA、起始氨酰-tRNA与核糖体的大、小亚基结合形成翻译起始复合物的过程。

第二节肽合成的过程一、原核生物的肽合成21（一）起始

1.起始二元复合物的形成mRNA＋30S小亚基2.30S起始复合物的形成mRNA＋30S小亚基＋fMet－tRNAi3.70S起始复合物的形成

mRNA＋30S小亚基＋fMet－tRNAi+50S大亚基（一）起始1.起始二元复合物的形成22起始因子起始因子23SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘-AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16SrRNA的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮助mRNA从AUG处开始翻译。

SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有24（二）延伸1.进位氨酰-tRNA按照mRNA分子的编码信息进入并结合到核糖体A位。

（二）延伸1.进位25（二）延伸2.成肽转肽酶催化肽酰-tRNA上的肽酰基转移到A位氨酰-tRNA上的氨基酸α-氨基上。

（二）延伸2.成肽26（二）延伸3.转位转位酶催化核糖体沿mRNA的3‘方向移动一个密码子的距离，使mRNA上的下一个密码子进入A位，肽酰-tRNA由A位移入P位。

（二）延伸3.转位27延伸因子延伸因子28延伸因子延伸因子29转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的氨基之间形成肽键的酶，叫转肽酶。

肽的合成是从N端到C端。转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的30（三）终止释放因子释放多肽。核糖体循环因子进入A位点。转位酶使核糖体循环因子转位。核糖体解离。（三）终止释放因子释放多肽。31释放因子释放因子32二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体；2.mRNA与43S复合体形成48S复合体；3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S33帽子和尾巴5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3’尾巴能提高翻译的效率。帽子和尾巴5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3’尾34（二）延伸与原核生物的步骤相似。分三步：1.进位eEF1α（EF－Tu）,eEF1βγ（EF－Ts）2.成肽3.转位eEF2（EF－G）（二）延伸与原核生物的步骤相似。35（三）终止与原核生物的步骤相似。I型

II型

原核生物RF1（UAA、UAG）RF2（UAA、UGA）RF3真核生物eRF1（UAA、UAG、UGA）eRF3原核生物与真核生物释放因子的区别（三）终止与原核生物的步骤相似。I型II型原核生物R36常用抗生素抑制多肽链合成的原理常用抗生素抑制多肽链合成的原理37第三节蛋白质的加工一、肽链的折叠

（1）折叠酶二硫键异构酶肽酰脯氨酰顺反异构酶第三节蛋白质的加工一、肽链的折叠二硫键异构酶肽酰脯氨酰38（二）分子伴侣分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白质的总称。大肠杆菌中的HSP70循环（二）分子伴侣分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮39二、剪切（一）前体的切除一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才能成为有活性的酶。前胰岛素原的剪切二、剪切（一）前体的切除前胰岛素原的剪切40（二）内含肽的切除指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的肽段称为内含肽。

胃蛋白酶原的激活（二）内含肽的切除指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的肽链41三、修饰（一）磷酸化

是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸基被转移到蛋白质特定位点上的过程。通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基是发生磷酸化的位点。

三、修饰（一）磷酸化42（二）糖基化是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型连接两种方式。

（二）糖基化是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定氨基酸残基43（三）泛素化1.泛素由76个氨基酸组成，分子量大约8.5kDa。它在真核生物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。泛素化的蛋白质能被特定的蛋白酶识别进而被降解。（三）泛素化1.泛素442.泛素化泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）的共同作用下，泛素的羧基末端通过异肽键与靶蛋白的赖氨酸残基上ε-氨基连接在一起，靶蛋白被泛素化。

2.泛素化泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶45第四节蛋白质定位一、信号肽N-端的一段或几段特殊的氨基酸序列，可用于引导蛋白质定向进入细胞中的特定部位，这些特殊的氨基酸序列称为信号肽。第四节蛋白质定位一、信号肽46二、信号识别颗粒信号识别颗粒存在于真核细胞的细胞液内，由6个多肽亚基和1分子7SRNA组成，7SRNA是形成复合体的结构骨架。

蛋白质进入内质网的过程二、信号识别颗粒信号识别颗粒存在于真核细胞的细胞液内，由6个47分子生物学第六章课件48分子生物学第六章分子生物学第六章49本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2.遗传密码的特性。3.原核生物肽合成的过程。4.真核生物与原核生物肽合成的异同。5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。50本章内容第一节

蛋白翻译系统第二节

肽合成的过程第三节

蛋白质的加工第四节

蛋白质的定位本章内容第一节蛋白翻译系统51第一节蛋白翻译系统一、mRNA（一）结构特点原核生物真核生物mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！第一节蛋白翻译系统一、mRNA原核生物真核生物mRNA只有52（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开放阅读框。

（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子53（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。终止密码子：琥珀石（UAG）赭石（UAA)卵白石(UGA)起始密码子：AUG（甲硫氨酸）（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个542.特性完整性：有始有终

方向性：5’到3’连续性：不中断、无重叠简并性：多对一统一性：万物统一摆动性：：3’位可变偏爱性：使用频率各异2.特性完整性：有始有终55简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性56摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称为摆动配对。摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称57二、tRNA（一）结构特点

1.二级结构：三叶草结构四环：二氢尿嘧啶环反密码子环额外环胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环一臂：氨基酸接受臂二、tRNA（一）结构特点四环：582.三级结构——“倒L型”2.三级结构——“倒L型”59（二）起始tRNA原核生物

真核生物密码子AUGAUG氨基酸甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸表示方法fMet

–tRNAi

Met

–tRNAi

（二）起始tRNA原核生物真核生物密码子AUGAUG氨基酸60三、核糖体（一）结构

1.原核生物三、核糖体（一）结构61（一）结构2.真核生物（一）结构2.真核生物62（二）功能三个重要位点：氨酰tRNA结合部位，即A位点肽酰tRNA结合部位，即P位点出位，即E位点（二）功能三个重要位点：63四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能催化tRNA与氨基酸结合形成氨酰-tRNA。四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能64（二）机制1.氨基酸活化（二）机制1.氨基酸活化65（二）机制2.装载氨基酸（二）机制2.装载氨基酸66五、底物五、底物67六、蛋白因子原核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFeEF释放因子RFeRF六、蛋白因子原核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFe68第二节肽合成的过程一、原核生物的肽合成（一）起始是指mRNA、起始氨酰-tRNA与核糖体的大、小亚基结合形成翻译起始复合物的过程。

第二节肽合成的过程一、原核生物的肽合成69（一）起始

1.起始二元复合物的形成mRNA＋30S小亚基2.30S起始复合物的形成mRNA＋30S小亚基＋fMet－tRNAi3.70S起始复合物的形成

mRNA＋30S小亚基＋fMet－tRNAi+50S大亚基（一）起始1.起始二元复合物的形成70起始因子起始因子71SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘-AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16SrRNA的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮助mRNA从AUG处开始翻译。

SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有72（二）延伸1.进位氨酰-tRNA按照mRNA分子的编码信息进入并结合到核糖体A位。

（二）延伸1.进位73（二）延伸2.成肽转肽酶催化肽酰-tRNA上的肽酰基转移到A位氨酰-tRNA上的氨基酸α-氨基上。

（二）延伸2.成肽74（二）延伸3.转位转位酶催化核糖体沿mRNA的3‘方向移动一个密码子的距离，使mRNA上的下一个密码子进入A位，肽酰-tRNA由A位移入P位。

（二）延伸3.转位75延伸因子延伸因子76延伸因子延伸因子77转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的氨基之间形成肽键的酶，叫转肽酶。

肽的合成是从N端到C端。转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的78（三）终止释放因子释放多肽。核糖体循环因子进入A位点。转位酶使核糖体循环因子转位。核糖体解离。（三）终止释放因子释放多肽。79释放因子释放因子80二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体；2.mRNA与43S复合体形成48S复合体；3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S81帽子和尾巴5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3’尾巴能提高翻译的效率。帽子和尾巴5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3’尾82（二）延伸与原核生物的步骤相似。分三步：1.进位eEF1α（EF－Tu）,eEF1βγ（EF－Ts）2.成肽3.转位eEF2（EF－G）（二）延伸与原核生物的步骤相似。83（三）终止与原核生物的步骤相似。I型

II型

原核生物RF1（UAA、UAG）RF2（UAA、UGA）RF3真核生物eRF1（UAA、UAG、UGA）eRF3原核生物与真核生物释放因子的区别（三）终止与原核生物的步骤相似。I型II型原核生物R84常用抗生素抑制多肽链合成的原理常用抗生素抑制多肽链合成的原理85第三节蛋白质的加工一、肽链的折叠

（1）折叠酶二硫键异构酶肽酰脯氨酰顺反异构酶第三节蛋白质的加工一、肽链的折叠二硫键异构酶肽酰脯氨酰86（二）分子伴侣分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白质的总称。大肠杆菌中的HSP70循环（二）分子伴侣分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮87二、剪切（一）前体的切除一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才能成为有活性的酶。前胰岛素原的剪切二、剪切（一）前体的切除前胰岛素原