第五章-蛋白质的翻译2

1蛋白质的加工2蛋白质易位3蛋白质的降解第五章蛋白质的翻译(下)

——蛋白质后加工【重点难点】重点内容：①几个重要概念：蛋白质易位、共翻译易位、翻译后易位、信号肽、导肽、分子伴侣；②前体蛋白质加工内容；③共翻译易位机制；④翻译后易位的机制；⑤信号肽的结构特点；⑥信号肽与蛋白质转运的关系；⑦前导肽的一般特性；⑧蛋白质穿越不同细胞器膜的不同方式；⑨分子伴侣的生物学功能；⑩蛋白质有序降解机理。了解内容：①细菌中蛋白质跨膜转运机理；②蛋白质半衰期与N端氨基酸残基的关系。Back1.1N端fMet或Met切除

1.2二硫键形成

1.3特定氨基酸化学修饰

1.4新生肽链中非功能片段切除1蛋白质的加工Back细菌蛋白质N端甲酰基能被甲酰化酶水解。

不管原核生物或真核生物，N端Met常在肽链合成完前被切除。

有些病毒mRNA可翻译成很长的多肽链，经蛋白酶水解后得到几个功能蛋白质分子。1.1N端fMet或Met的切除mRNA中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质含有二硫键．这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。

1.2二硫键形成

氨基酸侧链修饰作用包括磷酸化(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)、羟基化(如胶原蛋白)和羧基化等。1.3特定氨基酸的化学修饰甲基化甲基化小牛组蛋白H3前35个氨基体残基中的化学修饰甲基化、乙基化不少多肽类激素和酶的前体需要经过加工才能变为活性分子，如胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能成为有活性的胰蛋白酶。1.4新生肽链中非功能片段切除成熟的胰岛素蜂毒毒蛋白的加工成熟

蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N端的22个氨基酸以后才有生物活性，该胞外蛋白酶只能特异切割X-Y2肽。其中X是Ala，Asp和Glu；Y是Ala或Pro。2蛋白质易位2.1概述2.2共翻译易位2.3翻译后易位2.4细菌蛋白质易位2.5

分子伴侣

Back2.1概述细胞中蛋白质合成：绝大多数在细胞质中合成；小一部分在细胞器（叶绿体和线粒体）中合成。定位于细胞器内的大部分蛋白质在细胞质中合成，细胞器内合成的留在细胞器内。

蛋白质插入或穿过生物膜的过程称为蛋白质易位（proteintranslocation）。蛋白质易位的两种方式共翻译易位

co-translationaltranslocation

◆是即将进入内质网的蛋白质的易位方式；

◆蛋白质正合成的时候就可与易位装置结合；

◆结果使核糖体定位于内质网表面，称膜结合核糖体(membrane-boundribosome）。蛋白质正合成的时候就可与易位装置结合◆蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至合适靶膜并与易位装置结合。◆蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连，称游离核糖体(freeribosome)翻译后易位post-translationaltranslocation蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至合适靶膜并与易位装置结合。细胞器官信号位置类型长度线粒体叶绿体细胞核过氧化物酶体

2.2共翻译易位

2.2.1信号肽假说2.2.2信号肽及其特性2.2.3信号肽与蛋白质转运的关系2.2.4蛋白质共翻译易位的基本过程

2.2.1信号肽假说

singalsequencehypothesis共翻译蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中（信号肽），并可通过与膜上的特殊受体相互作用得以表达，使蛋白质定位于靶位。蛋白质跨膜运转信号是由mRNA编码的。蛋白质通过进入ER-Golgi通道可能穿过质膜或通过一些特异性的信号肽分泌到胞外信号肽(signalpeptide):能启动蛋白质运转的任何一段多肽。绝大部分被运入内质网内腔蛋白质都带有一个信号肽。信号肽结构特点：常位于蛋白质N末端，可切割；长度：15-36个残基；序列内有一个全部或大部分疏水组成的疏水核心（10-15个疏水氨基酸如：Leu、Ile等)靠近该序列N端常有1个或几个正电荷氨基酸（Lys,Arg）；其C-末端靠近酶切割处常带数个极性氨基酸，离切割点最近那个氨基酸常带很短侧链(Ala或Gly)2.2.2信号肽及其特性牛生长素的信号肽序列AnN-terminalsignalsequenceishydrophobic信号肽的作用是引导蛋白质的跨膜2.2.3信号肽与蛋白质转运的关系（1）完整信号肽是保证蛋白质转运的必要条件；（2）仅有信号肽不足以保证蛋白质转运发生；（3）信号序列切除并不是转运所必需；（4）并非所有运转蛋白质都有可降解的信号肽。蛋白质共翻译易位可分两个阶段：首先：带有新生肽链的核糖体与膜结合；然合：新生肽链进入膜通道并易位。2.2.4蛋白质共翻译易位的基本过程核糖体与膜结合需要信号识别颗粒（signalrecognitionparticle,SRP）。SRP有两种能力：◆结合新合成的分泌型蛋白的信号序列；◆可和位于膜上的SRP受体结合。Thesignalsequenceinitiatesmembranceentry2.3翻译后易位2.3.1前导肽及其特性2.3.2蛋白质穿越不同器膜的过程2.3.1前导肽及其特性翻译后跨膜易位的蛋白质，前体一般含前导肽(leaderpeptide)，前导肽在跨膜运转中起重要作用。过膜后，前导肽水解，蛋白质变为有功能的蛋白质。（1）带正电荷碱性氨基酸（Arg）较丰富，分散于不带电荷的氨基酸序列之间；（2）缺少带负电荷的酸性氨基酸；（3）羟基氨基酸（Ser）含量较高；（4）有形成两亲（亲水和疏水）α-螺旋能力。前导肽的一般特性：酵母细胞色素C氧化酶亚基IV的前导序列任何蛋白过膜须解决一个问题：蛋白质表面常是亲水性的，而生物膜是疏水性的。因此必须在膜上构建特殊的通道才能使蛋白质穿过膜。Note（1）穿越内质网（endoplasmicreticulum）、线粒体(mitochondria）及叶绿体(chloroplast)膜

膜上含有镶嵌于膜的蛋白质样结构（易位子），它可以使蛋白质不与疏水性的类脂分子接触而穿过膜。2.3.2蛋白质穿越不同器膜的过程蛋白质通过易位子穿越内质网、线粒体及叶绿体膜（2）穿越过氧化物酶体膜

（peroxisome）膜上也有类似的装置，但底物蛋白质并不直接与其结合。需载体蛋白协助穿过膜。蛋白质在细胞质中通过与载体蛋白结合一起穿越过氧化物酶体膜通道，穿过之后释放载体蛋白。（3）穿越细胞核膜

向核内转运需更大更复杂的装置，即核孔（nuclearpore）。由载体蛋白与底物结合并进行跨核孔转运向核内转运需更大更复杂的装置

细菌蛋白通过共翻译或翻译后可被定位于细胞膜或细胞周质空间，或被分泌出去。2.4细菌蛋白质的易位2.5.1定义2.5.2生物学功能2.5分子伴侣(chaperone)

2.5.1定义

分子伴侣（chaperone）：结合在一些不完全装配或不恰当折叠蛋白上，帮助它们折叠或防止它们聚集的蛋白质。但是这种蛋白质并不是目标复合物的成分。

如：Hsp70和与之相关的一些蛋白组成了一类主要分子伴侣，作用于许多目标蛋白质。(1)帮助新生蛋白质正确折叠(2)纠正错误折叠或介导其降解

2.5.2生物学功能暴露的疏水部分相互作用Proteinsemergefromtheribosomeorfrompassagethroughamembraneinanunfoldedstatethatattractschaperonestobindandprotectthemfrommisfolding.Chaperonesbindtointeractiveregionsofproteinsastheyaresynthesizedtopreventrandomaggregation.Regionsoftheproteinarereleasedtointeractinanorderlymannertogivetheproperconformation.3.1概述3.2降解涉及到的三种重要酶3.3有序降解机理3蛋白质的降解Back3.1概述◆生物体内蛋白的降解是一个有序的过程。◆不同蛋白质其半衰期差异较大。◆蛋白质半衰期与N端氨基酸残基有一定关系。3.2降解涉及到的三种重要酶泛素活化酶(ubiquitin-activatingenzyme，E1)泛素结合酶（ubiquitin-conjugatingenzyme，E2)泛素蛋白连接酶(ubiquitin-proteinligatingenzyme,E3)3.3有序降解机理

▼酶E1激活泛素分子，此过程需要ATP能量。泛素分子被激活后被运送到E2上，E2负责将泛素绑在被降解的蛋白质上。▼E3能识别被降解的蛋白质。当E2携带泛素分子在E3的指引下接近被降解蛋白质时，E2就把泛素分子绑在被降解蛋白质上。▼在这个过程中，酶E3所发挥的作用最大。一旦蛋白与多个泛素分子相连（每一个泛素分子都加在前一个泛素分子第46位Lys残基上），就形成了蛋白降解信号。本章复习题1、基本概念（中英文）：遗传密码、密码子（简并密码子、起始密码子、终止密码子、反密码子）、摇摆假说、翻译、氨基酸活化、SD序列、分子伴侣、蛋白质易位、共翻译易位、翻译后易位、信号肽、导肽、2、遗传密码的性质。3、