分子生物学原理-蛋白质的生物合成课件

第十二章翻译翻译：translation即蛋白质生物合成。把核酸中四种符号(AGCT/U)组成的遗传信息，以遗传密码破读的手段转变为蛋白质的氨基酸排列顺序的过程。2/6/2023分子生物学原理第一节、参与蛋白质合成的物质各种RNA、核糖体、氨基酸、酶起始阶段：起始因子延长阶段：延长因子终止阶段：核糖体释放因子2/6/2023分子生物学原理一、mRNA是翻译的模板原核生物的一种mRNA往往编码几种功能相近的蛋白质。真核生物的mRNA比原核生物多，但一个RNA分子一般只带有一种蛋白质的编码信息。2/6/2023分子生物学原理连续性GCA

GUA

CAU

GUC不连续的读法：GCACAGAGU

GUA………….密码之间没有核苷酸间断2/6/2023分子生物学原理简并性除了色氨酸和蛋氨酸外，其余氨基酸均有2

-6个三联体为其编码。*2/6/2023分子生物学原理摆动性密码与反密码配对辨认时，有时并不完全按照碱基互补规律。尤其是密码的第三碱基对反密码的第一位碱基，更常出现这种摆动现象。mRNA密码子C－G－I反密码子G－C－C密码子2/6/2023分子生物学原理二、核糖体是肽链合成的场所氨基酸首先在核糖体内合成蛋白质，再输送至细胞其它组分中。核糖体由大、小亚基构成。亚基中含有不同的蛋白质和RNA。2/6/2023分子生物学原理二、核糖体是肽链合成的场所大亚基：tRNA结合位点：P位：给出AA，释放tRNAA位：接受tRNA-AA转肽酶，合成肽键转位酶小亚基：识别起始位点与mRNA形成复合物2/6/2023分子生物学原理2/6/2023分子生物学原理氨基酰-tRNA的生成氨基酰-AMP-E+tRNA氨基酰-tRNA+AMP+E氨基酸＋ATP－E氨基酰－AMP-E+PPiE:氨基酰-tRNA合成酶，具高度专一性1.存在于胞质中2.需ATP供能,需Mg++,Mn++3.有二个识别位点2/6/2023分子生物学原理氨基酰-tRNA的书写Arg-tRNAarg

Met-tRNAmetmfMet-tRNAmetf原核生物起始密码子需要在Met-tRNAmetf上进行甲酰化，而真核生物不需要。Met-tRNAmetf+FH4-CHO

转甲酰基酶

fMet-tRNAmetf

2/6/2023分子生物学原理第二节、蛋白质生物合成过程起始延长终止2/6/2023分子生物学原理核糖体结合序列2/6/2023分子生物学原理原核生物起始过程

70S核糖体＋IF3＋IF130S小亚基IF3IF1+50S大亚基

fmet-tRNAfmet先形成fmettRNAfmetIF2GTP，再与小亚基和mRNA形成复合物，最后形成70S起始复合物。

P位为mRNA上的AUG及fmet

tRNAfmet

所占据,A位空缺。70SmRNAfmettRNAfmet70S起始复合物fmet-tRNAfmet+GTP+IF2fmettRNAfmetIF2GTP+mRNA30SmRNAfmettRNAfmetGTPIF1IF2IF3＋50S－IF1,IF2,IF3,GDP+Pi2/6/2023分子生物学原理原核生物起始过程2/6/2023分子生物学原理真核生物的翻译起始2/6/2023分子生物学原理二、肽链的延长核糖体循环：翻译过程中的肽链延长，延长因子：延长过程所需的蛋白质因子称

(EF)。核糖体循环分为注册、成肽和转位三个步骤。2/6/2023分子生物学原理二、肽链的延长2/6/2023分子生物学原理成肽和转位成肽由转肽酶催化，反应在A位上进行，即P位上的蛋氨酸退位到A位成肽。成肽后无负载的tRNA从核糖体上脱落下来。转位：在A位上的肽连同mRNA从A位进入P位。由转位酶催化。这实际上是肽-tRNA-mRNA与核糖体位置的相对变更。注册、成肽和转位三个步骤多次反复，肽链就不断延长。2/6/2023分子生物学原理2/6/2023分子生物学原理翻译的终止过程当翻译到A位出现mRNA的终止密码时，由RF-1或RF-2识别终止密码，进入A位。释放因子的结合诱导核糖体上的转肽酶将合成的肽链转移到水分子，将P位上肽链从tRNA分离出来。通过GTP水解GDP及Pi，使残留在核糖体上的tRNA和各种释放因子脱离，最后核糖体从mRNA上脱落下来。2/6/2023分子生物学原理翻译的终止示意图2/6/2023分子生物学原理翻译的终止示意图2/6/2023分子生物学原理翻译的终止示意图2/6/2023分子生物学原理多聚核糖体在一条mRNA上常有多个核糖体呈串珠状排列，核糖体是以多核糖体形式存在。多核糖体的形成是由于一条mRNA链上多个部位有核糖体在进行蛋白质合成，这样可以大大加速蛋白质合成的速度，mRNA得到充分的利用。2/6/2023分子生物学原理翻译全过程IF-1IF-3IF-2GTPfMet起始2/6/2023分子生物学原理翻译全过程IF-1IF-3IF-2GTPfMetfMet核糖体循环2/6/2023分子生物学原理翻译全过程fMet核糖体循环fMet2/6/2023分子生物学原理翻译全过程终止IF-1IF-32/6/2023分子生物学原理核糖体循环原核生物中：复制、转录、翻译同步，多肽合成后，进入大亚基的管腔内，经滑面内质网进高尔基体，进行后加工。2/6/2023分子生物学原理翻译后加工翻译后加工：posttranslationalprocession蛋白质合成后，还必须进行后加工，才能表现出生理活性，这些蛋白质的修饰过程称为翻译后加工。2/6/2023分子生物学原理翻译后加工去除N-甲酰基或N-蛋氨酸个别氨基酸的修饰亚基聚合辅基连接水解修饰分泌性蛋白质2/6/2023分子生物学原理去除N-甲酰或N-蛋氨酸由脱甲酰基酶或氨基肽酶催化可与翻译同步2/6/2023分子生物学原理个别氨基酸的修饰脯氨酸羟脯氨酸赖氨酸羟赖氨酸磷酸化：Ser、Thr、Tyr二硫键的形成：空间相邻的二个Cys氧化而成2/6/2023分子生物学原理亚基聚合具有四级结构的蛋白质由两条以上肽链通过非共价键聚合，形成寡聚体，才有生物活性。Hb：22PKC：R2C22/6/2023分子生物学原理辅基连接蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类。如糖蛋白、脂蛋白等都需要加工后才能生成。2/6/2023分子生物学原理水解修饰在真核生物中，往往会有一条已合成的多肽链经翻译后加工产生多种不同活性的蛋白质或肽。信号肽

ACTH-LT-MSHEndophin-MSH103肽POMC2/6/2023分子生物学原理分泌性蛋白质分泌蛋白质：合成后分泌到血液循环中，或再到靶细胞去发挥功能的蛋白质。信号肽：具疏水性的肽段，可使蛋白质移向细胞膜并与细胞膜结合，然后将合成的蛋白质送出细胞。大多数分泌性蛋白质是一种蛋白质前身。肽类激素、血浆蛋白、凝血因子、抗体蛋白、蛋白酶等2/6/2023分子生物学原理第四节、抗生素对翻译的抑制作用抗生素一般是细菌或真菌所产生的具有抑制其它生物生长的物质。抗生素因具有杀菌或抑制细菌生长的作用而被广泛用于临床，部分用于科研。某些抗生素可抑制翻译2/6/2023分子生物学原理四环素抑制起始氨基酰-tRNA与原核生物或真核细胞的核糖体小亚基的结合而抑制翻译由于不能透过真核细胞膜，故只能对原核细胞的翻译过程发生抑制。2/6/2023分子生物学原理氯霉素能与原核生物的核糖体大亚基结合，抑制转肽酶活性而阻断翻译的延长过程。2/6/2023分子生物学原理链霉素和卡那霉素能与原核生物核糖体小亚基结合，改变其构象，引起读码错误，使毒素类的细菌蛋白失活。结核杆菌敏感2/6/2023分子生物学原理嘌呤霉素结构与酪氨酸-tRNA相似，从而取代一些氨基酰-tRNA进入翻译进入翻译中的核糖体的A位。对原核和真核都有作用2/6/2023分子生物学原理放线菌酮抑制核糖体转肽酶只对真核生物有特异性作用用于科研2/6/2023分子生物学原理白喉毒素白喉杆菌产生对真核生物有剧毒的毒素蛋白质共价修饰EF-2，生成EF-2的腺苷二磷酸核糖衍生物，使EF-2失活。2/6/2023分子生物学原理抗生素对翻译的抑制作用四环素族氯霉素放线菌酮嘌呤霉素链霉素和卡那霉素2/6/2023分子生物学原理小结翻译中的三种RNA:mRNA、tRNA、rRNA对RNA的讨论共有三次1.结构上2.生物合成3.功能上翻译的三个过程: