第十二蛋白质的生物合成

翻译的基本过程为3个阶段：起始、延长、终止蛋白质前体合成后，还必须经过翻译后加工才能成为具有生物功能的蛋白质蛋白质定向运输到相应部位发挥作用当前第1页\共有95页\编于星期六\7点第一节

蛋白质生物合成体系当前第2页\共有95页\编于星期六\7点mRNAtRNArRNA和多种蛋白质多种生物大分子当前第3页\共有95页\编于星期六\7点一、mRNA（一）mRNA的特点1原核mRNA多顺反子（polycistronic）当前第4页\共有95页\编于星期六\7点顺反子（cistron）：编码一个多肽链的遗传单位转录后无需特别加工；转录未完成时翻译即开始当前第5页\共有95页\编于星期六\7点当前第6页\共有95页\编于星期六\7点2真核mRNA单顺反子（monocistronic）hnRNA加工修饰后成为成熟的mRNA当前第7页\共有95页\编于星期六\7点（二）遗传密码1遗传密码（geneticcodon）概念：在mRNA信息区内从5´→3´每三个相邻的核苷酸组成一个三联体，编码一种氨基酸，称为该氨基酸的遗传密码当前第8页\共有95页\编于星期六\7点当前第9页\共有95页\编于星期六\7点2个数：64个3分类终止密码（UAA，UAG，UGA）有意义密码（其余61种密码）起始密码（AUG）还可编码蛋氨酸当前第10页\共有95页\编于星期六\7点

4开放阅读框架（ORF）

Openingreadingframe

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，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架当前第11页\共有95页\编于星期六\7点5遗传密码的特点连续性A密码子必须连续阅读，无间隔和标点符号BmRNA分子中5´→3´密码子的排列顺序决定了蛋白质分子N端→C端氨基酸排列顺序当前第12页\共有95页\编于星期六\7点……GCA

GUA

CAU

GUC……

丙缬组缬

C……GAG

UAC

AUG

UC…..

谷酪蛋丝当前第13页\共有95页\编于星期六\7点当前第14页\共有95页\编于星期六\7点简并性A每个氨基酸有1个（Trp、Met）～6个密码子（Arg、leu、Ser），多数为2～4个密码子B简并性的实质是密码子第3个碱基的摇摆性当前第15页\共有95页\编于星期六\7点当前第16页\共有95页\编于星期六\7点当前第17页\共有95页\编于星期六\7点通用性

从原核生物到人类均使用同一套密码的现象摆动性

密码子与tRNA反密码子反向配对咬合，第3位碱基不遵守碱基配对原则的现象当前第18页\共有95页\编于星期六\7点当前第19页\共有95页\编于星期六\7点精氨酸当前第20页\共有95页\编于星期六\7点（三）mRNA的功能作为翻译的模板当前第21页\共有95页\编于星期六\7点二、rRNA（核蛋白体）（一）核蛋白体组成及结构

1由多种核蛋白体蛋白质和rRNA组成当前第22页\共有95页\编于星期六\7点原核生物真核生物小亚基RNAprRNApr16SrRNA21种18SrRNA33种大亚基5SrRNA23SrRNA36种5SRNA28SRNA5.8SrRNA49种当前第23页\共有95页\编于星期六\7点当前第24页\共有95页\编于星期六\7点2A位、P位和E位P位（peptidylsite，肽酰位），又称给位（Donorsite）A位（aminoacylsite，氨基酰位），又称受位（acceptorsite）E位（exitsite），是卸载tRNA的排出位当前第25页\共有95页\编于星期六\7点当前第26页\共有95页\编于星期六\7点（二）核蛋白体的功能是翻译进行的场所1小亚基结合mRNA、起始氨酰−tRNA当前第27页\共有95页\编于星期六\7点2大亚基转肽酶：催化形成肽键

有若干种，是大亚基结合蛋白质的一部分

EF-Tu位点和转位因子EF-G位点当前第28页\共有95页\编于星期六\7点三、tRNA当前第29页\共有95页\编于星期六\7点（一）tRNA的功能结合并转运氨基酸1氨基酸臂3´末端−CCA−OH携带氨基酸当前第30页\共有95页\编于星期六\7点2反密码环中的反密码子与mRNA分子中的密码子按碱基配对原则反方向咬合当前第31页\共有95页\编于星期六\7点当前第32页\共有95页\编于星期六\7点3DHU环是氨基酰tRNA合成酶的识别位点4TψC环是核蛋白体的识别位点当前第33页\共有95页\编于星期六\7点（二）氨基酰-tRNA的合成1氨基酰tRNA合成酶催化特异氨基酸与特异tRNA合成氨基酰tRNA高专一性，种类多，有校正作用当前第34页\共有95页\编于星期六\7点氨基酸＋tRNAATP

氨基酰tRNA合成酶AMP＋PPi

氨基酰-tRNA当前第35页\共有95页\编于星期六\7点当前第36页\共有95页\编于星期六\7点氨基酰-tRNA的表示方法Eg：Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet

当前第37页\共有95页\编于星期六\7点2肽链起始时的氨基酰-tRNA真核生物

真核生物与蛋氨酸结合的tRNA至少有2种：当前第38页\共有95页\编于星期六\7点tRNAiMet（起始阶段）

起始者tRNA(initiator-tRNA)tRNAeMet（延长阶段）（e：elongation）当前第39页\共有95页\编于星期六\7点AUG5’3’UAAORFMetMet

Met-tRNAiMetAUGMet-tRNAeMet当前第40页\共有95页\编于星期六\7点原核生物原核生物的起始密码只能辨认N-甲酰蛋氨酸当前第41页\共有95页\编于星期六\7点

Met-tRNAMetTHFA-CHO

转甲酰基酶FH4fMet-tRNAfMet当前第42页\共有95页\编于星期六\7点四、参与翻译的

其它蛋白因子起始因子（initiationfactor，IF）

原核：IF1、IF2、IF3真核：eIF当前第43页\共有95页\编于星期六\7点延长因子（elongationfactor，EF）原核：EFTu、EFTs、EFG真核：EF1、EF2当前第44页\共有95页\编于星期六\7点释放因子（releasefactor，RF）原核：RF1、RF2、RF3真核：eRF当前第45页\共有95页\编于星期六\7点第二节

蛋白质生物合成过程当前第46页\共有95页\编于星期六\7点翻译过程：起始、延长、终止蛋白质合成后的加工修饰当前第47页\共有95页\编于星期六\7点一、起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合形成翻译起始复合物的过程当前第48页\共有95页\编于星期六\7点（一）原核起始复合物形成1.IF-3、IF-1与小亚基结合，促使大小亚基分离2.mRNA在小亚基上定位结合当前第49页\共有95页\编于星期六\7点mRNA在小亚基上定位的机制：1）mRNA上的S-D序列与小亚基16-SrRNA3´端的UCCU序列碱基互补，促使mRNA与小亚基结合当前第50页\共有95页\编于星期六\7点

S-D序列（Shine-Dalgarno序列）指位于mRNA起始密码上游8～13b部位的4～9b的一致序列，富含嘌呤碱基如AGGAGG，又称核蛋白体结合位点（ribosomalbindingsite，RBS）当前第51页\共有95页\编于星期六\7点当前第52页\共有95页\编于星期六\7点2）紧随S-D序列的小核苷酸序列可被核蛋白体小亚基蛋白rpS-1识别结合当前第53页\共有95页\编于星期六\7点当前第54页\共有95页\编于星期六\7点3起始氨基酰-tRNA的结合fMet−tRNAfMet−IF2−GTP复合物辨认结合于mRNA起始密码AUG上，fMet−RNAfMet定位于P位，A位被IF-1占据当前第55页\共有95页\编于星期六\7点IF1:占据A位IF2:促进启始tRNA与小亚基结合IF3:促进大小亚基分离当前第56页\共有95页\编于星期六\7点

4核蛋白体大亚基结合结合了fMet-tRNAfMet，

mRNA的小亚基与大亚基结合，3种IF释放，形成翻译起始复合物当前第57页\共有95页\编于星期六\7点当前第58页\共有95页\编于星期六\7点（二）真核生物翻译

起始复合物形成与原核生物翻译起始复合物的形成相似当前第59页\共有95页\编于星期六\7点二、肽链的延长指根据mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸，从N端向C端延伸肽链，直至合成终止当前第60页\共有95页\编于星期六\7点核蛋白体循环即翻译的多肽链延长过程，在核蛋白体上，按mRNA的密码子顺序，经进位、转肽、移位三步循环过程，氨基酸缩合成多肽链的过程当前第61页\共有95页\编于星期六\7点（一）进位

EFTu、EFTs协助与A位密码子对应的特异氨基酰tRNA进入A位需消耗1分子GTP（1～P）当前第62页\共有95页\编于星期六\7点当前第63页\共有95页\编于星期六\7点（二）成肽转肽酶催化P位fMet（或肽酰）与A位氨基酰以肽键相连，P位上的tRNA空载，需Mg2+、K+当前第64页\共有95页\编于星期六\7点当前第65页\共有95页\编于星期六\7点（三）转位由EFG（转位酶）催化核蛋白体沿mRNA由5´→3´移动1个密码子的位置，使A位的肽酰tRNA移到P位，A位空出，卸载的tRNA移入E位需消耗1分子GTP（1～P）当前第66页\共有95页\编于星期六\7点当前第67页\共有95页\编于星期六\7点核蛋白体沿5’→3’方向阅读遗传密码，连续进行进位、成肽、转位的循环过程，每次向肽链C端添加1个氨基酸每添加1个氨基酸需～P4个当前第68页\共有95页\编于星期六\7点三、终止1RF1或RF2识别并结合定位于A位的终止密码子当前第69页\共有95页\编于星期六\7点当前第70页\共有95页\编于星期六\7点2RF3使转肽酶变构为酯酶，水解P位肽酰−tRNA相连的酯键，肽链释出；mRNA、tRNA、RF脱落，IF1和IF3催化大、小亚基解聚当前第71页\共有95页\编于星期六\7点当前第72页\共有95页\编于星期六\7点多聚核蛋白体（polysome）

1条mRNA模板链上同时附着10～100个核蛋白体，依次结合起始密码，并沿5‘→3’方向读码移动，同时进行肽链合成的现象当前第73页\共有95页\编于星期六\7点当前第74页\共有95页\编于星期六\7点21AUG5’3’当前第75页\共有95页\编于星期六\7点4321AUG5’3’当前第76页\共有95页\编于星期六\7点二、一级结构的修饰1肽链N端的修饰－切除甲硫氨酸2个别氨基酸的共价修饰

Eg：羟基化、磷酸化、甲基化等当前第77页\共有95页\编于星期六\7点3多肽链的水解修饰Eg：胰岛素原→胰岛素蛋白酶原→蛋白酶鸦片促黑皮质素原→ACTH当前第78页\共有95页\编于星期六\7点三、空间结构的修饰1亚基聚合2辅基连接3疏水脂链的共价连接当前第79页\共有95页\编于星期六\7点四、蛋白质合成

后的靶向输送指蛋白质合成后经复杂的机制，定向输送到最终发挥生物功能的目标地点由N端特异的氨基酸序列－信号序列来引导当前第80页\共有95页\编于星期六\7点（一）分泌蛋白的靶向输送肽链

信号序列引导↓内质网

包装进分泌小泡↓转移、融合到其它部位或分泌出细胞当前第81页\共有95页\编于星期六\7点

1信号肽（signalpeptide）各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列称为信号肽，由13～36个氨基酸残基组成当前第82页\共有95页\编于星期六\7点分3部分：碱性N端，含Lys，Arg

疏水核心区，由中性氨基酸Leu、Ile等组成

C端加工区，多含Gly、Ala、Ser，后接被信号肽酶切开的区段当前第83页\共有95页\编于星期六\7点2分泌蛋白进入内质网的过程信号肽识别颗粒（Signalrecognitionparticles，SRP）1个7S-RNA和6个多肽亚基组成对接蛋白（dockingprotein，DP）SRP受体，位于ER膜上当前第84页\共有95页\编于星期六\7点①信号肽与SRP结合，翻译暂停②SRP与DP结合，膜蛋白通道开放、信号肽进入通道，翻译重新开始③信号肽引导合成的多肽链进入RER管腔④RER膜管腔面的