节肽链的生物合成过程详解

节肽链的生物合成过程详解演示文稿第一页，共三十四页。优选节肽链的生物合成过程第二页，共三十四页。蛋白质生物合成

(proteinbiosynthesis)

以氨基酸为原料；

以mRNA为模板；

以tRNA为运载工具；

以核糖体为合成场所；

起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与合成蛋白质的过程。第三页，共三十四页。

氨基酸的活化

肽链的生物合成

肽链形成后的加工和靶向输送反应过程第四页，共三十四页。翻译时，从mRNA的起始密码子AUG开始，按5ˊ→3ˊ方向逐一读码，直至终止密码子。于是，合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从N-端→C-端延长，直至终止密码子前一位密码子所编码的氨基酸。肽链的生物合成过程是翻译的中心环节第五页，共三十四页。起始(initiation)延长(elongation)终止(termination)整个过程可分为：原核生物的肽链合成过程翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。第六页，共三十四页。（一）起始(initiation)指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物的过程。1.核蛋白体大小亚基分离；2.mRNA在小亚基定位结合；3.起始氨基酰-tRNA的结合；4.核蛋白体大亚基结合。第七页，共三十四页。IF-3IF-11.核蛋白体大小亚基分离第八页，共三十四页。AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亚基定位结合第九页，共三十四页。原核生物mRNA在核蛋白体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制：

S-D序列，又称核糖体结合位点(ribosomalbindingsite,RBS);

mRNA序列上紧接S-D序列后的小核苷酸序列，可被核蛋白体小亚基蛋白rpS-1识别并结合。通过RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用，mRNA序列上的起始AUG即可在核糖体小亚基上准确定位而形成复合体。第十页，共三十四页。S-D序列在各种mRNA起始AUG上游约8～13核苷酸部位，存在一段由4～9个核苷酸组成的一致序列，富含嘌呤碱基，如-AGGAGG-，称为Shine-Dalgarno序列(S-D序列)，又称核蛋白体结合位点(ribosomalbindingsite,RBS)。一条多顺反子mRNA序列上的每个基因编码序列均拥有各自的S-D序列和起始AUG。第十一页，共三十四页。S-D序列小亚基中的16S-rRNA3ˊ-端有一富含嘧啶碱基的短序列，如-UCCUCC-，通过与S-D序列碱基互补而使mRNA与小亚基结合。第十二页，共三十四页。IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)结合到小亚基AUG5'3'第十三页，共三十四页。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成AUG5'3'第十四页，共三十四页。IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始复合物形成过程第十五页，共三十四页。翻译起始复合物的组分70S完整核糖体mRNAfMet-tRNAfMet第十六页，共三十四页。起始因子的功能

IF1----占据A位，防止结合其他的氨基酰tRNA;

IF2----促进起始fMet-tRNAfMet与小亚基的结合；

IF3----促进大、小亚基分离，提高P位对结合fMet-tRNAfMet的敏感性。第十七页，共三十四页。指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。1.进位(positioning)/注册(registration)2.成肽(peptidebondformation)3.转位(translocation)（二）延长(elongation)肽链延长在核蛋白体上连续循环式进行，又称为核蛋白体循环(ribosomalcycle)，包括以下三步：每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基。第十八页，共三十四页。1.进位(positioning)又称注册(registration)，是指一个氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令进入并结合到核蛋白体A位的过程。第十九页，共三十四页。进位需要延长因子EF-Tu与EF-Ts参与。第二十页，共三十四页。第二十一页，共三十四页。TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP进位的反应过程：第二十二页，共三十四页。2.成肽(peptidebondformation)成肽是在转肽酶(peptidase)的催化下，核蛋白体P位上起始氨基酰-tRNA的N-甲酰甲硫氨酰基或肽酰-tRNA的肽酰基转移到A位并与A位上氨基酰-tRNA的α-氨基结合形成肽键的过程。第二十三页，共三十四页。成肽的反应过程第二十四页，共三十四页。3.转位(translocation)转位是在转位酶的催化下，核蛋白体向mRNA的3´-端移动一个密码子的距离，使mRNA序列上的下一个密码子进入核蛋白体的A位、而占据A位的肽酰-tRNA移入P位的过程。转位需要延长因子EF-G参与。第二十五页，共三十四页。EF-G有转位酶（translocase）活性，可结合并水解1分子GTP，释放的能量促进核蛋白体向mRNA的3′侧移动，使起始二肽酰-tRNA-mRNA相对位移进入核蛋白体P位，而卸载的tRNA则移入E位。转位(translocation)第二十六页，共三十四页。第二十七页，共三十四页。fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→转位→下一轮进位第二十八页，共三十四页。进位转位成肽肽链合成延长(核蛋白体循环)过程第二十九页，共三十四页。延长因子的功能EF-Tu----促进氨基酰-tRNA进入A位，结合并分解GTP;EF-Ts----调节亚基；EF-G----有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促进tRNA卸载与释放。第三十页，共三十四页。（三）终止(termination)指核蛋白体A位出现mRNA的终止密码子后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离的过程。终止阶段需要释放因子RF-1、RF-2和RF-3参与。第三十一页，共三十四页。原核肽链合成终止过程第三十二页，共三十四页。RF-3可结合核蛋白体其他部位，有GTP酶活性，能介导RF-1、RF-2与核蛋白体的相互作用。释放因子的功能：识别终止密码子RF-1特异识别UAA、UAG；RF-2特异识别UAA、UGA。诱导转肽酶转变为酯酶活性催化新生肽链与结合在P位的tRNA之间的酯键水解，使肽链从核蛋白体上释放。第三十三页，共三十四页。蛋白