蛋白质生物合成1

RNAaseP、内切酶目录第一页，共六十四页。1tRNA核苷酸转移酶、连接酶ATPADP目录第二页，共六十四页。2碱基修饰（2）还原反应如：UDHU（3）核苷内的转位反应如：Uψ（4）脱氨反应如：AI如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）目录第三页，共六十四页。3三、rRNA的转录后加工转录45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA内含子内含子28S5.8S18S第四页，共六十四页。4四膜虫rRNA的剪接采用自我剪接方式四、核酶第五页，共六十四页。5具有催化功能的RNA称为核酶。核酶(ribozyme)第六页，共六十四页。6蛋白质的生物合成（翻译）第12章ProteinBiosynthesis(Translation)第七页，共六十四页。7蛋白质生物合成的概念蛋白质生物合成(proteinbiosynthesis)也称翻译(translation)，是生物细胞以mRNA为模板，按照mRNA分子中核苷酸组成的密码信息合成蛋白质的过程。定义第八页，共六十四页。8（1）氨基酸的活化（2）肽链的生物合成（3）肽链形成后的加工和靶向输送反应过程第九页，共六十四页。9第一节

蛋白质生物合成体系ProteinBiosynthesisSystem第十页，共六十四页。10基本原料：20种编码氨基酸模板：mRNA适配器：tRNA装配机：核蛋白体酶和蛋白质因子能源物质：ATP、GTP无机离子：Mg2+、K+蛋白质生物合成体系第十一页，共六十四页。11一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板mRNA的基本结构StartCapEndTail5’-端非翻译区533’-端非翻译区开放阅读框架从mRNA5-端起始密码子AUG到3-端终止密码子之间的核苷酸序列，称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。第十二页，共六十四页。12原核生物的多顺反子PPP53蛋白质第十三页，共六十四页。13遗传密码在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。initiationcodon：AUGterminationcodon：UAA、UAG、UGA密码子（codon）起始密码子和终止密码子：第十四页，共六十四页。14遗传密码的特点1.方向性(directional)2.连续性(non-punctuated)3.简并性(degenerate)4.通用性(universal)5.摆动性(wobble)第十五页，共六十四页。15连续性5’…….AUG

GCA

GUA

CAU……UAA3’AlaValHisMet终止密码基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变。mRNA编辑调节可使同一前体mRNA翻译出序列、功能不同的蛋白质。。第十六页，共六十四页。16*3.简并性一种氨基酸可具有2个或2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。为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并性密码子，也称同义密码子。第十七页，共六十四页。174.通用性遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。第十八页，共六十四页。18通用密码线粒体密码AUA异亮蛋、起始AGA精终止AGG精终止UGA终止色第十九页，共六十四页。19*5.摆动性反密码子与密码子之间的配对有时并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为摆动配对。tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUG第二十页，共六十四页。20U321123摆动配对第二十一页，共六十四页。21二、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所核蛋白体的组成：rRNA和蛋白质第二十二页，共六十四页。22核蛋白体的组成第二十三页，共六十四页。23原核生物核蛋白体结构模式

第二十四页，共六十四页。24三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器tRNA的作用运载氨基酸：充当“适配器”：第二十五页，共六十四页。25二级结构三级结构反密码环氨基酸臂tRNA的构象第二十六页，共六十四页。26四、蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等（一）重要的酶类氨基酰-tRNA合成酶转肽酶转位酶(translocase)第二十七页，共六十四页。27（二）蛋白质因子起始因子（initiationfactor，IF）延长因子（elongationfactor，EF）释放因子（releasefactor，RF）第二十八页，共六十四页。28能源物质为ATP和GTP;无机离子有Mg2+、K+等。（三）能源物质及离子第二十九页，共六十四页。29第二节

氨基酸的活化ActivationofAminoAcids第三十页，共六十四页。30氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程称为氨基酸的活化。参与氨基酸活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。第三十一页，共六十四页。31反应过程一、氨基酸活化形成氨基酰-tRNA氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第三十二页，共六十四页。32氨基酰-tRNA合成酶结构氨基酰－tRNA合成酶的3个结合位点氨基酸和ATP形成氨基酰腺苷氨基酰转移到tRNA上tRNA负载了氨基酸第三十三页，共六十四页。33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-tRNA合成酶特性氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。第三十四页，共六十四页。34动力学校正化学校正校正机制第三十五页，共六十四页。35氨基酰-tRNA的表示方法丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla各种氨基酸和对应的tRNA结合后形成的氨基酰-tRNA表示为：氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写

例如：第三十六页，共六十四页。36二、起始氨基酰-tRNA起始氨基酰-tRNA:Met-tRNAiMet

参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet真核生物第三十七页，共六十四页。37原核生物起始氨基酰-tRNA:fMet-tRNAfMet

1次第三十八页，共六十四页。38第三节

肽链的生物合成过程TheBiosynthesisProcessofPeptideChain第三十九页，共六十四页。39起始(initiation)延长(elongation)终止(termination)整个过程可分为：一、原核生物的肽链合成过程广义的核蛋白体循环第四十页，共六十四页。40（一）起始翻译起始复合物；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。第四十一页，共六十四页。41IF-3IF-11.核蛋白体大小亚基分离第四十二页，共六十四页。42AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亚基定位结合第四十三页，共六十四页。43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：在原核生物各种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S-D序列，又称核蛋白体结合位点。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。第四十四页，共六十四页。44S-D序列第四十五页，共六十四页。45IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)结合到小亚基AUG5'3'第四十六页，共六十四页。46IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成AUG5'3'第四十七页，共六十四页。47IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始复合物形成过程第四十八页，共六十四页。48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。（二）延长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，包括：进位、成肽和转位每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基。第四十九页，共六十四页。491.进位又称注册(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。第五十页，共六十四页。50进位需要延长因子EF-Tu与EF-Ts参与。第五十一页，共六十四页。51TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP进位的反应过程：*核糖体对氨基酰-tRNA校正作用第五十二页，共六十四页。522.成肽成肽是在转肽酶(peptidase)的催化下，核蛋白体P位上肽酰-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。第五十三页，共六十四页。53成肽的反应过程第五十四页，共六十四页。543.转位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，使下一个密码子进入A位、肽酰-tRNA移入P位而卸载tRNA移入E位排出的过程。EF-G有转位酶活性，可结合并水解1分子GTP，释放的能量促进核蛋白体移动。第五十五页，共六十四页。55第五十六页，共六十四页。56fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→转位→下一轮进位第五十七页，共六十四页。57（三）终止终止阶段需要释放因子参与。释放因子的功能：RF-1、RF-2识别结合终止密码子诱导转肽酶转变为酯酶活性RF-3可结合核蛋白体其他部位，有GTP酶活性。第五十八页，共六十四页。58原核肽链合成终止过程第五十九页，共六十四页。59二、真核生物的肽链合成过程（一）起始1.核蛋白体大小亚基分离；2.起始氨基酰-tRNA的结合；3.mRNA在小亚基定位结合；4.核蛋白体大亚基结合。第六十页，共六十四页。60Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②GDP+Pi各种elF释放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻译起始复合物形成过程第六十一页，共六十四页。61真核生物肽链合成的延长过程与原核生物基本相似，但有不同的反应体