第四章-蛋白质的翻译11.3

第四章蛋白质的翻译Chapter4Proteintranslation

中心法则：

DNA携带的遗传信息，经过mRNA指导形成蛋白质DNAmRNA转录翻译Protein复制后永存表达、靶向、降解机理复制mRNA在核糖体上合成多肽的过程为翻译,translation第一节

遗传密码第二节tRNA第三节核糖体第四节蛋白质的合成第五节蛋白质的转运第六节蛋白质的降解本章内容第一节

遗传密码一、三联体密码子及其破译★二、

遗传密码的四大性质★mRNA链上每三个核苷酸决定一个氨基酸（aminoacid），为三联体密码子（tripletcodon）一、

三联体密码子及其破译TRANSLATIONCoden1Coden2Coden3Coden4Coden55’3’MessengerRNAH2NCOOHPolypeptide1.遗传密码的猜想与证实氨基酸所对应核苷酸的数目的猜想

4种核苷酸对应20种氨基酸两种核苷酸代表一个氨基酸：42=16种密码子

三种核苷酸代表一个氨基酸：43=64种密码子44=256以上，虽能保证20种氨基酸编码，但不符合生物体在亿万年进化过程中形成的和遵循的经济原则三种核苷酸代表一个氨基酸，就可满足编码20种氨基酸的需要1961年Crick等从遗传学的角度证实了三联密码的的构想是正确的处理T4噬菌体rII位点上的两个基因，使之发生移码突变（frame-shift），就生成完全不同的、没有功能的蛋白质Crick小组用这种方法获得一系列的T4“加字”和“减字”突变插入或删除1个碱基，密码子以后的氨基酸序列发生改变，同时插入和删除，后续密码子不变，蛋白质序列不变（除了突变处氨基酸）同时删除3个和插入3个碱基，产生多一个或少一个氨基酸的蛋白质，序列不发生变化

研究烟草坏死卫星病毒发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的RNA片段长1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合2.遗传密码的破译-多聚物模板实验基于三个技术：人工合成核苷酸体外蛋白质合成体系核糖体结合技术★

体外蛋白质合成技术体系主要操作方法：

1)制备大肠杆菌的无细胞合成系

2)加入DNase降解体系中的DNA，同时耗尽体系的mRNA3)补充外源mRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板合成新的肽链特点：新生肽链氨基酸的顺序由外加模板决定，由此可推断编码氨基酸的密码1961年，密码子首次破译，Nirenberg把多聚（U）加入到大肠杆菌无细胞体系中，合成了多聚苯丙氨酸，证明UUU代表苯丙氨酸随后，CCC代表脯氨酸，AAA代表赖氨酸得以验证由于复杂的二级结构，GGG当时并没有得到破译以多聚UG（多二核苷酸）为模板合成多聚Cys和Val5’—UGUGUGUGUGUG—3’5’—GUGUGUGUGUGU—3’有UGU（Cys）和GUG（Val）两种密码子以多聚三核苷酸（UUC）作为模板可得到3种氨基酸组成的多肽

5’—UUCUUCUUCUUC—3’5’—UCUUCUUCUUCU—3’5’—CUUCUUCUUCUU—3’产生密码子分别为UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu）的多聚苯丙氨酸、多聚丝氨酸或多聚亮氨酸的肽链以多聚三核苷酸（GUA）为模板也可能只合成2种均聚多肽

5’—GUAGUAGUAGUA—3’5’—GUAGUAGUAGUA—3’5’—GUAGUAGUAGUA—3’UAG是终止密码，不编码氨基酸。因此，只产生2种密码子的多肽随机共聚物为模板指导多肽的合成只含A、C的共聚核苷酸作模板任意排列可出现8种三联子：CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC，AAA获得6种氨基酸Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys组成的多肽遗传密码的破译找到了突破口—核糖体结合技术Ser-C14….

Leu-C14

….

Lys-C14

….

Gly-C14

….

MarshallNirenberg以人工合成的三核苷酸为模板，UUU、UCU等tRNA和氨基酸及三联体的结合是特异的复合体大分子是不能通过硝酸纤维滤膜的微孔，而游离的tRNA-氨基酸的复合体是可以通过的，可把已结合与未结合的AA-tRNA分开反应液通过硝酸纤维素膜

当模板是UUU时，Phe-tRNA结合于核糖体上，UUU是Phe的密码子Pro-tRNA(脯氨酰-tRNA)特异地与polyC结合GUU可促进Val-tRNA(缬氨酰-tRNA)结合UUG促进Leu-tRNA(亮氨酰-tRNA)结合等虽然所有64个三核苷酸(密码子)都可按设想的序列合成，但并不是全部密码子均能以这种方法决定有一些三核苷酸序列与核糖体结合并不象UUU或GUU等那样有效，以致不能确定它们是否能为特异的氨基酸编码3.终止密码子的确定1964年Yanofsky在研究E.coli色氨酸合成酶A蛋白（trpA）时推测无义密码子的存在因为trpA编码的mRNA还编码了trpB、trpC、trpD和trpE可能翻译时中途在某个位点（两个肽的连接处）停止，然后再从下一个新的起点翻译，这样使各个肽可以分开，而不至于产生一条很长的肽链同时他发现E.coli

Trp-的突变株是不能合成完整的色氨酸合成酶蛋白，这类的突变很可能携带有阻止合成的无义密码子1962年Benzer和他的学生S.Champe

发现野生型T4的rⅡ有两个顺反子rⅡA和rⅡB，共同转录一个多顺反子mRNA，但翻译成两个分开的蛋白A和B缺失的区域含rⅡA基因右边的大部分，和rⅡB左边的小部分。rl589的产物是一条多肽，但无蛋白A的活性，但有B蛋白的活性可能丢失了A基因末端的终止密码子和部分编码区，结果产生了无A活性的单个融合蛋白分子噬菌体T4的r1589缺失突变型1964年Brenner及其同事获得了T4噬菌体编码头部蛋白基因的琥珀突变（amber），并进行了精细作图分离研究了各种突变型的多肽突变型的肽链比野生型的要短，推测琥珀突变可能产生终止密码子，使肽的合成在中途停止下来突变位点越靠近基因的左端，所产生的肽链越短，越靠近右端越接近野生型，据此推测翻译的过程是从mRNA的5’端向3’阅读肽链的合成是从N端向C端延伸T4噬菌体头部蛋白基因23中琥珀突变的精细结构遗传图T4噬菌体头部蛋白基因23中的终止密码子1965年Weigert,M.和Garen,A由碱性磷酸酶基因中色氨酸位点的氨基酸的置换证明E.coli中无义密码子的碱基组成UAA和UAG最后1967年Brennr和Crick证明UGA是第三个无义密码子三个终止密码子:UAA叫赭石（ochre）密码子UAG叫琥珀(amber)密码子UGA叫蛋白石（opal）密码子线粒体和叶绿体的终止子有四个，是UAA，UAG，AGA，AGG4.起始密码子的确定将各种蛋白质的氨基酸顺序和其编码顺序相比较，起始时都是AUG密码子当正常的AUG起始密码子缺失时，或离体条件下，GUG也担当起始密码子的作用GUG是Val的密码子，由于“摆动”的缘故有时也能和甲酰甲硫氨酸-tRNA相结合，但摆动的位点在第一位，使人不解。但在离体条件下GUG的起始翻译的效率要比AUG低得多★

20种氨基酸的密码子表二、

遗传密码的四大性质1.遗传密码的连续性2.遗传密码的简并性3.遗传密码的普遍性与特殊性4.遗传密码的摆动性1.遗传密码的连续性编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间隔也无重叠，否则会改变氨基酸序列

GUAUACGCCGGA5’3’UGUAUCAGCCCGG5’3’AU(+)GUAACGCCUGAU5’3’(-)删除mRNA插入2.遗传密码的简并性三种核苷酸代表一个氨基酸：

43=64个密码子，61个编码氨基酸密码子

3个终止密码子：UAA（赭石密码）、UGA（琥珀密码）

UAG（蛋白石密码）61密码子>20种氨基酸→1个氨基酸会有多种密码子简并：由一种以上密码子编码同一个氨基酸，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子★

密码子的简并性只有甲硫氨酸和色氨酸是一个密码子编码★

20种氨基酸的密码子表.同义密码子第1、2个核苷酸相同，第3个不同，编码同一氨基酸，可减少变异对生物的影响★密码子个数与其在蛋白中出现的频率相关除Arg外，某一氨基酸的密码子个数,与其在蛋白中出现的频率相关CG双联子在真核生物中频率较低，故精氨酸是个例外3.密码子的普遍性与特殊性普遍性：所有生物基本共用同一套密码特殊性：同一密码子在不同生物或细胞器编码不同aa,许多与起始和终止密码有关原因：由特定密码的tRNA的产生或缺失造成（1）细菌或真核生物核基因组中遗传密码的特殊性色氨酸（支原体）半胱氨酸（纤毛虫）UGAUAA谷氨酰胺（嗜热四膜虫）CUG

丝氨酸（假丝酵母）亮氨酸（其他生物）终止密码子（2））

线粒体中遗传密码的特殊性生物密码子线粒体DNA编码的氨基酸核DNA编码的氨基酸所有UGA色氨酸终止子酵母CUA苏氨酸亮氨酸果蝇AGA丝氨酸精氨酸哺乳类AGA/G终止子精氨酸哺乳类AUA甲硫氨酸异亮氨酸4.遗传密码的摆动性1966年，Crick根据立体化学原理提出摆动假说密码子与反密码子配对中，前两对碱基严格配对，而第三对碱基有一定自由度，可以“摆动”，为摆动配对，wobblepairing解释了反密码子中某些稀有成分（如I，inosine）的配对，以及许多氨基酸有2个以上密码子的问题Wobblepairing同义密码子第1、2个核苷酸相同，第3个不同，编码同一氨基酸，可减少变异对生物的影响第二节tRNA，transferRNA一、tRNA的成熟二、tRNA的结构三、tRNA的功能四、tRNA的种类（校正tRNA）五、tRNA对氨基酸的识别一、tRNA的成熟成熟的tRNA由前体加工而成5’端由核糖核酸酶P切割而成3’端由内切酶和外切酶共同修剪前体后加CCA序列3’端的CCA是所有tRNA共有序列二、tRNA结构长度：70-95个核苷酸（多数76个），15个恒定，8个为半恒定分子量：24000~31000含修饰碱基，一个tRNA分子可含20%的修饰碱基，已发现50多种不同修饰碱基1.tRNA一级结构：2.tRNA二级结构呈三叶草形接受臂是接受氨基酸的位置TψC臂中ψ表示拟尿嘧啶，几乎所有的tRNA在此环中都含TψC序列反密码臂顶端由3个碱基组成反密码子，识别mRNA上对应密码子D臂根据含有二氢尿嘧啶命名额外臂（可变臂）的大小往往是tRNA分类的重要指标氨基酸臂杆状结构:碱基配对形成

3’未端含配对的3～4个碱基3’端最后3个碱基永远是CCA端部的3’或2’自由羟基（—OH）可以被氨酰化★

接受臂据3个核苷酸TΨ(假尿苷)C命名由5nt臂及GTΨC环组成★TψC臂★

额外臂（可变臂）3到21nt可含7nt的臂与5srRNA中的

CGAAC

配对位于套索中央的三联反密码子命名由5nt的臂和7nt的环组成在环中含与密码子互补的3个nt反密码子，决定特异性★

反密码子臂含二氢尿嘧啶（dihydrouridine）命名含3个可变nt位点；最常见的D臂缺失这3个nt最小的D臂中第17位核苷酸缺失★

D臂★

tRNA中存在多种稀有碱基数目：每个tRNA分子至少含2个稀有碱基，最多达19个；共约70种稀有碱基分布：多数在非配对区，特别是在反密码子3’端邻近部位出现的频率最高，多为嘌呤核苷酸功能：维持反密码子的稳定性及密码子、反密码子间的配对3.tRNA三级结构tRNA的三级结构呈倒L

形，这种结构靠H键来维持，同时这种结构与氨酰-tRNA合成酶的识别有关氨基酸接受臂CCA序列和反密码子处形成倒L的两端，D环和TψC环形成了倒L的拐点三级结构H键形成原因：靠二级结构中未配对的恒定或半恒定的碱基“L”形结构：满足蛋白合成中对tRNA的各种要求，说明tRNA具相同三维结构L形拐点的变化形成不同tRNA，以便不同氨酰-tRNA识别、tRNA在执行不同功能时改变其功能三、

tRNA功能在蛋白质合成中，运载氨基酸到核糖体上tRNA反密码子在核糖体内，与mRNA的密码子反向配对tRNA起桥梁作用，将mRNA上的遗传信息翻译成相应的蛋白tRNA与mRNA的特异识别保证蛋白的正确翻译，即模板mRNA只能识别特异tRNA，不是氨基酸只有氨基酸结合到tRNA上生成AA-tRNA（氨酰-tRNA），才能被带到mRNA-核糖体复合物上经tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，将tRNA携带的aa插入到多肽链上说明：氨基酸本身不能识别密码子★

tRNA与mRNA特异互作合成蛋白质14C-Cys-tRNACysNi催化14C-Ala-tRNACys14C-Ala-tRNACys血红蛋白mRNA其他tRNA、氨基酸兔网织细胞核糖体14C-Ala-tRNACys插入到血红细胞分子通常由Cys（半胱氨酸）占据的位置★

识别mRNA是tRNA而非氨基酸的验证Ni催化Cys-tRNACys

变为Ala-tRNACysAlaGCUGCAGCCGCGUGUUGCCys一旦tRNA结合了氨基酸，氨基酸将不再影响tRNA的特异性，反密码子决定其特异性四、tRNA种类起始tRNA延伸tRNA同工tRNA校正tRNA★起始tRNA起始tRNA：能特异识别mRNA模板上起始密码子的tRNA

真核生物起始tRNA携带甲硫氨酸（Met），

原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），原核生物中Met-tRNAfMet先甲酰化,生成fMet-tRNAfMet才能参与蛋白质合成★延伸tRNA除起始tRNA外的其他tRNA统称为延伸tRNA★同工tRNA代表相同氨基酸的不同tRNA运载相同氨基酸的同工tRNA之间结构相同，与相同的专一氨酰-tRNA合成酶结合，只是反密码子不同★校正tRNA无义突变：核苷酸突变成终止密码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，合成无功能的多肽错义突变：一个核苷酸的变化，使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码校正tRNA：通过改变反密码子区,校正无义突变和错义突变无义突变的校正UUG编码LeuUUG--UAG，翻译终止酪氨酸反密码子突变（AUG--AUC），可以识别UAG在突变的终止密码子处插上一个Tyr，肽链延伸发生一个氨基酸的突变每个终止密码子都有相应的无义抑制子概念：无义密码子可被携带突变反密码子的tRNA抑制E.coli

中，6种突变的tRNA能识别UAG密码子来源：野生型tRNA单碱基突变形成特点：由不同基因控制：supD,supE,supF所有琥铂抑制子均具有反密码子AUC插入的是丝氨酸(Ser)，谷氨酸(Gln)，酪氨酸(Tyr)

抑制子tRNA使用突变的反密码子读取新的密码子错义突变的校正

对于错义突变，野生型tRNA和抑制子tRNA都可以识别，两者竞争结合密码子，影响校正效率，为部分抑制移码突变的校正移码突变：在编码顺序中插入(或缺失)一个(或更多)碱基，引起翻译读框改变已知的移码校正的例子是移码性tRNAGly它的反密码子由四个碱基(CCCC)组成，tRNAGly的基因glyU产生插入突变(CCC→CCCC)不仅使得tRNAGly把四个碱基作为一个密码子阅读，也可使核糖体从A位到P位能跨越四个碱基长的mRNA序列，如此使阅读框架正常校正的实质校正tRNA在进行校正过程中是与正常的tRNA竞争结合密码子无义突变的校正tRNA必须在与释放因子竞争识别密码子错义突变的校正tRNA必须与该密码子的正常tRNA竞争

校正tRNA的反作用无义突变的校正tRNA也会校正正常终止密码子，导致通读，合成更长的蛋白，对细胞造成伤害SerSerUAG错义突变的校正tRNA也可能使正常位点氨基酸发生错误翻译GlyGlyGGAAGAAGA★

生物体内防止错误校正的机制终止位点含两个连续终止密码子而且结构不同，如UAG-UAA，以保证终止释放因子将和抑制基因竞争和终止密码子的结合抑制基因的效率很低，通常为1~5%，所以通常不会抑制正常终止校正还取决于校正tRNA在细胞中的浓度以及其他一些参数。错误校正产生的蛋白，生物会通过其他机制降解五、tRNA对氨基酸的识别1.氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸与tRNA

结合的特异酶，每种细胞有20种，每种酶只识别一种氨基酸和所有能携带它的tRNA

，它对两者均具高度专一性氨基酸+tRNA氨酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨酰-tRNA合成酶两步反应第一步：氨基酸被活化成氨酰-腺甘酸氨基酸＋ATP＋酶（E）→氨酰-AMP＋AMP＋PPi

中间体氨酰-AMP氨酰-腺苷酸第二步：氨酰基从氨酰-腺苷酸转移到tRNA上氨酰-AMP＋tRNA+酶(E)→氨酰-tRNA＋AMP进入核糖体的物质氨酰-tRNA氨酰-tRNA合成酶2.tRNA对氨基酸的识别（1）.氨酰tRNA合成酶识别tRNA

仅识别tRNA上少量（约1~5个）碱基，这段序列有两个共同特点：1)反密码子序列.通过空间构象识别反密码子的一个碱基或所有序列，各种tRNA三级结构基本形同，但反密码子各不相同2)接受臂最后三个碱基中的一个合成酶具有3个结合位点氨基酸和ATP形成氨酰-AMPtRNA的结合tRNA负载氨基酸AA-tRNA合成酶参与tRNA负载氨基酸

两类AA-tRNA合成酶2’-OH3’-OH氨基酰tRNA合成酶含有3－4个不同的功能区（1）tRNA怎样接受特定的氨基酸

氨基酰－tRNA合成酶怎样识别tRNA；（2）tRNA中的哪些结构和接受特定氨基酸有关。1988年HouYa-ming（候雅明）和Schimmel首先取得突破。他们采用的方法是：（1）选用E.coli（trp-）来进行研究（2）校正tRNA，携带Ala，反密码子突变成CUA，可以与终止密码子UAG发生配对，校正色氨酸的琥珀突变（3）用点突变的方法改变校正tRNA（Ala）分子各个位点，观察对识别Ala有何影响。他们证明了tRNA（Ala）的氨基酸接受臂上G3:U70碱基对，决定了丙酰胺tRNA与tRNA的识别这种小元件称为tRNA的“identity”，或称为副密码子（paracodon）。副密码子系统是非简并性的20种aaRS，每种aaRS能够识别特异于某种氨基酸的所有tRNA，这种识别与该特异tRNA的不同特征有关第二套密码系统比经典的密码系统对氨基酸更具有决定性，这与密码子和相应的氨基酸间的立体化学相互反应有关 辅密码仅与酶-氨基酰-腺苷酸(aaRS-aa-AMP)发生一个非常简单的反应，而tRNA则起着删除错误氨基酰的作用第二套密码系统比经典的密码系统更原始 猜测tRNA起源于携带氨苷酰的寡核苷酸，其原始形式能与氨基酸直接反应

合成酶提供了一个双分子筛，以分子大小来区分近似的氨基酸。比异亮氨酸大的氨基酸不能被活化，因为它不能进入合成位点，比异亮氨酸小的氨基酸被去除，因为他能进入编辑位点

氨酰-tRNA合成酶一般用尺寸作为辨别氨基酸的基础，其含有两个活性位点：合成（活化）位点和编辑（水解）位点（2）氨酰-tRNA合成酶对氨基酸的识别tRNA构象改变是氨酰tRNA合成酶

校对所识别氨基酸的基础

tRNA的接受臂能以可变构象存在。在合成位点，它采取一个不常见的发卡结构来使氨基酸酰化，接着回到常见的螺旋结构，将氨基酸转到编辑位点氨酰-tRNA合成酶的校对机制校对机制动力学校对（对结合的tRNA校对）化学校对（对结合的氨基酸校对）

校对反应通常需要正确的tRNA存在分为两方面：正确的tRNA存在可能会引起酶构象变化导致不正确的氨酰腺甘酸水解错误的氨基酸转移到tRNA上，被tRNA结合位点识别为不正确氨基酸而水解化学校对

不正确的tRNA与酶的亲和力低不会引起酶构象改变，氨酰化过程缓慢增加了tRNA被连接到氨基酸之前从酶上解离的概率动力学校对第三节

核糖体一、

核糖体组成、结构及特点二、

核糖体RNA（rRNA）三、

核糖体活性中心四、

核糖体的功能

1.核糖体是蛋白质合成的场所由几十种蛋白质和几种核糖体RNA（ribosomalRNA，rRNA）组成的亚细胞颗粒。它像一个沿着mRNA模板移动的工厂，合成蛋白质氨酰tRNA以极快速率进入核糖体，往延伸的肽链上装入氨基酸随着核糖体的移动，氨酰tRNA周而复始的运载、装配氨基酸，最终合成一条多肽链一、核糖体组成、结构及特点细菌细胞内约有20,000个核糖体，真核细胞内可达106个既可以游离状态存在于细胞内，也可与内质网结合，形成微粒体真核生物中，合成蛋白质的核糖体，与细胞骨架或内质网膜相连，不是在细胞质内自由漂浮细菌核糖体与mRNA相互作用，被固定在核基因组上，即转录与翻译偶联核糖体X-射线晶体结构★核糖体电镜图二、核糖体由大小两个亚基组成每个亚基含一个分子质量较大的rRNA和多种不同的蛋白质33493621

原核和真核生物核糖体的组成及功能核糖体亚基rRNAs蛋白RNA的特异顺序和功能

细菌70S50S23S=2904b31种(L1-L31）含CGAAC和GTψCG互补2.5×106D5S=120b66%RNA30S16S=1542b21种(S1-S21)16SRNA(CCUCCU)和S-D顺序(AGGAGG)互补

哺乳动物80S60S28S=4718b49种有GAUC和tRNAfMat的TψCG互补4.2×106D5S=120b60%RNA5.8S=160b

40S18S=1874b33种和Capm7G结合

★大肠杆菌（原核）核糖体基本成分核糖体小亚基大亚基沉降系数70S30S50S相对分子量2.52×1069.30×1051.59×106主要rRNA16S（1541）23S（2004）5S（120）RNA相对分子质量1.66×1065.60×1051.10×106RNA所占比例66%60%70%蛋白质数量/种21(S1-S21)36(L1-L36)蛋白质相对分子质量8.57×1053.70×1054.87×105蛋白质所占比例34%40%30%核糖体

来源大亚基小亚基沉降系数RNA沉降系数RNA80S脊椎动物60S20~29S40S18S5S5.8S80S无脊椎动物、植物60S25S40S16~18S5S5.8S70S原核生物50S23S30S16S55S脊椎动物线粒体40S16~17S30S10~13S★几种真核生物核糖体及rRNA的组成二、

核糖体RNA（rRNA）1.

5SrRNA细菌（原核）5SrRNA含有120个核苷酸（革兰氏阴性）或116个核苷酸（阳性），50S亚基内有两个高度保守区域

1）保守序列CGAAC(5nt)，与tRNATψC

环上的GTψCG序列互作，是5SrRNA识别tRNA的序列

2）保守序列GCGCCGAAUGGUAGU(15nt)，与23SrRNA的一段序列互补，是5SrRNA与50S核糖体大亚基互作位点2.16SrRNA1475～1544nt，含少量修饰碱基，位于原核生物30S小亚基内结构保守

3’端ACCUCCUUA

保守序列，与mRNA5’端翻译起始区中的SD序列互补靠近3’端处还有一段与23SrRNA互补的序列，在30S与50S亚基的结合中起作用

3.

23SrRNA细菌

23SrRNA基因包括2904个核苷酸，50S亚基内

1）与tRNAMet结合:在1984～2001nt间，存在与tRNAMet序列互补的片段

2）与5SrRNA互补：在143～157nt间,有一段12个nt,与5SrRNA上第72～83位核苷酸互补，即50S大亚基上这两种RNA互作rRNA分子之间的互作！

4.5.8SrRNA真核生物核糖体大亚基特有rRNA，160nt，含修饰碱基含有原核生物5SrRNA具有的保守序列CGAAC，与tRNA识别,5.8SrRNA与原核的5SrRNA功能相似5.18SrRNA酵母

18SrRNA含1789nt，3’端与大肠杆菌16SrRNA同源，小亚基内酵母18SrRNA、大肠杆菌16SrRNA和人类线粒体12SrRNA在3’端有50nt序列相同长度3890~4500bp，功能不详6.28SrRNA三、

核糖体活性中心多个活性中心mRNA结合部位接受氨酰－tRNA(AA-tRNA)部位（A位）结合fMet-tRNA和肽基tRNA部位（P位）结合空载tRNA部位（E位）形成肽键部位（转肽酶中心）与各种延伸因子的结合位点四、

核糖体功能小亚基:

特异识别模板mRNA序列大亚基:

携带氨基酸及tRNA，肽键的形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的结合，A位、P位、转肽酶中心等主要在大亚基上一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制一、

氨基酸活化氨基酸必须在氨酰-tRNA合成酶作用下，活化氨基酸，生成氨酰-tRNA（AA-tRNA）,才能进入核糖体，起始翻译同一氨酰-tRNA合成酶可将相同氨基酸加到两个或多个带有不同反义密码子tRNA分子上tRNA与相应氨基酸结合是确保多肽合成准确性的关键1.氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸与tRNA

结合的特异酶，每种细胞有20种，每种酶只识别一种氨基酸和所有能携带它的tRNA

，它对两者均具高度专一性氨基酸+tRNA氨酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨酰-tRNA合成酶两步反应2.起始氨基酸－甲硫氨酸活化真核生物:

甲硫氨酸原核生物：甲酰甲硫氨酸，需两步反应：

tRNAfMet＋Met＋ATP→Met-tRNAfMet＋AMP＋PPiN10-甲酰四氢叶酸＋Met-tRNAfMet→四氢叶酸＋fMet-tRNAfMet甲酰基一、氨基酸活化二、翻译的起始

★三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制二、

翻译起始翻译起始在模板mRNA编码区5’端，形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合物，（甲酰）甲硫氨酸到达核糖体P位点1.原核生物翻译起始原核翻译起始必要成分

mRNA

（N－甲酰）甲硫氨酰－tRNAmRNA上的起始密码子核糖体小亚基核糖体大亚基

GTP，Mg2+

起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）起始密码

甲酰甲硫氨酸可起始所有蛋白的合成。因此，mRNA的起始密码大多数为AUG，细菌中GUG或UUG也可起始

GUG的起始效率仅一半，而UUG的起始效率又下降一半甲酰甲硫氨酸-tRNA

原核生物含两种可携带甲硫氨酸的tRNA，一种为起始tRNA（Met-tRNAf），一种为延伸tRNA（Met-tRNAm）非甲酰化的tRNA也能起始翻译，但效率低，因甲酰化是起始因子IF-2的识别特征氨基酸臂末端碱基在Met-tRNAf中不配对的为起始密码子；而在其它tRNA中配对，配对的Met-tRNA

参与延伸反密码子环的臂上3个GC碱基对为Met-tRNAf特有，是Met-tRNAf直接插入P位点所必须的两种甲硫氨酸-tRNA的区别甲酰化所需的直接进入P位所需的

30S小亚基结合起始因子IF-1、IF-3结合，通过SD序列与mRNA结合，起始翻译

30S小亚基与翻译起始因子IF-1、IF-3结合后，与mRNASD序列结合

IF–1：与30S亚基结合，占据A位防止结合其它tRNA

IF–3：促使mRNA的SD

序列与16SrRNA3’端相结合，使30S亚基结合于mRNA起始部位翻译起始过程分为3步：M4.4.2.1

IF–2：结合起始tRNA，调控其进入核糖体

IF-2和GTP协同下，fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对

起始因子释放，50S大亚基与复合物结合，起始翻译IF-3离去，大亚基和小亚基结合，大小亚基构象变化成为有功能的核糖体随后，在IF-1的作用下，IF-2离开核糖体，IF-1最后离开完成起始过程SD序列的分析当延伸受阻时，核糖体结合mRNA后会停留在起始点，加入核糖核酸酶，核糖体之外的区域会被降解，而已结合的区域受到保护，可分离纯化被保护的区域，用于特征研究mRNASD序列特点起始密码AUG处于保护序列中

AUG上游10碱基处是类似5’-AGGAGG-3’的序列，为SD序列。这个富嘌呤区与30S亚基上16SrRNA3’末端的富嘧啶区互补载体设计，叶绿体表达体系关键点SD序列功能的验证SD序列突变可阻止mRNA翻译，对16SrRNA序列突变会改变蛋白合成模式如16SrRNA序列突变正好与SD突变的碱基配对，则可以恢复功能2、

真核生物翻译起始真核细胞起始tRNA

起始的甲硫氨酸未甲酰化，起始tRNA（Met-tRNAiMet）和延伸tRNA（Met-tRNAmMet）的结构不同如酵母的起始tRNAMet在第64位碱基处的2’核糖位点被磷酸化修饰，如未修饰该位点，tRNAiMet可用于延伸eIF4F：含3个起始因子的蛋白质复合体，由帽子结合亚基eIF4E、解旋酶eIF4A和骨架亚基eIF4G构成eIF4A（解旋酶）和eIF4B（加强）：解开mRNA前15个碱基的二级结构eIF4G：结合两个因子eIF4B和PABPPABP：polyA结合蛋白，通过与mRNA3’端和eIF4G连接，环化mRNA真核生物mRNA两端参与形成翻译起始复合物1)eIF3结合40S小亚基2)eIF2、Met-tRNA结合小亚基，形成43S复合体3)43S复合体结合mRNA5’端4)43S复合物沿mRNA扫描，在AUG形成48S复合物真核生物翻译起始复合物形成过程5)eIF5诱导eIF2水解GTP，使eIF2和eIF3从48S复合物上释放6)eIF5B介导60S亚基加入复合体，形成完整的翻译复合体真核生物翻译起始因子起始因子生物功能eIF-2促进起始tRNA与小亚基结合eIF-2B,eIF-3促进大小亚基分离eIF-4AeIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结合小亚基eIF-4B促进mRNA扫描定位起始AUGeIF-4EeIF-4F复合物成分，结合mRNA5’帽子eIF-4GeIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PABeIF-5促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eIF-6促进核蛋白体分离成大小亚基Kozark序列Kozark认为，小亚基先识别5’帽子，再由ATP水解提供能量，使其在mRNA上移动至AUG发生互作，再与60S亚基一起生成80S起始复合物AUG不足以构成让小亚基停止扫描的信号NNNPuNNAUGG序列被认为是40S亚基停止扫描的信号（Kozark序列）AUG之前第三个嘌呤（G或A）以及其后的G，影响翻译效率可达十倍3.原核、真核细胞蛋白质翻译起始异同点真核生物与原核生物蛋白质合成起始机制基本相同主要差异：

1、真核生物核糖体较大

2、起始因子多，机制复杂

3、mRNA5’端具有m7GpppNp帽子结构，此结构和3’端多聚A都参与形成翻译起始复合物

4、真核Met-tRNA无甲酰化

5、原核小亚基先结合mRNA，再与fMet-tRNAmet

结合，真核中，40S小亚基先与Met-tRNAmet

结合，再结合mRNA;与polyA结合，环化RNA一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制三、

肽链的延伸第一个氨基酸与核糖体结合后，肽链开始伸长按照mRNA模板密码子的排列，氨基酸通过新生肽键的方式被有序地结合上去肽链延伸中的每个循环都包括：进位反应成肽反应

移位反应M4.4.3.1氨酰-tRNA首先与EF-Tu·GTP形成复合物，进入核糖体的A位，GTP被水解释放，在EF-Ts的作用下使EF-Tu结合另一分子GTP，进入新一轮循环1.进位反应2.成肽反应在核糖体·mRNA·AA-tRNA复合物中，AA-tRNA占据A位，Met-tRNA-Met占据P位核糖体A位tRNA上末端氨基酸的氨基与P位肽酰-tRNA上氨基酸的羧基间形成肽由肽基转移酶催化的缩合反应

多肽链上肽键的形成——缩合反应同时催化肽基-tRNA进入P

位，去氨酰-tRNA（空载tRNA）被挤入E

位，空出A位给mRNA上的第三位密码子，开始新一轮肽链延伸核糖体沿mRNA移动与肽基-tRNA的移位这两个过程是耦联的3.移位反应EF-G（延伸因子G）具有转位酶活性，由水解GTP供能，使核糖体沿mRNA向下移动一个密码子原核延长因子生物功能对应真核延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTPEF-1-αEF-Ts调节亚基EF-1-βγEF-G有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放EF-2原核和真核的延伸因子

肽链延伸是由多个上述反应组成原核生物中每次反应共需3个延伸因子，EF-Tu、EF-Ts及EF-G真核生物细胞需EF-1及EF-2，消耗2个GTP，向生长中的肽链加上一个氨基酸肽链的延伸一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制四、

肽链的终止当终止密码子UAA、UAG或UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与之结合释放因子识别及结合终止密码子，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键，释放新生的肽链和tRNA。核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束释放因子RF具有GTP酶活性，它催化GTP水解，使肽链与核糖体解离I类释放因子：识别终止密码子能催化新合成的多肽链从P位点的tRNA中水解释放出来II类释放因子：在多肽链释放后刺激I类释放因子从核糖体中解离出来1.释放因子

细菌细胞：

RF1（I类）：识别UAG和UAA

RF2（I类）：识别UGA和UAARF与终止密码结合后诱导转肽酶改变为酯酶活性，将一个水分子加到肽链的末端，使肽链从核蛋白体上释放

RF3（II类）：与核糖体的解体有关

真核细胞：

eRF1（I类）：识别三个终止密码子，体外终止无需eRF3

eRF3（II类）：酵母体内所必须的释放因子原核生物与真核生物的释放因子RF作用于A位点（需要P位被肽酰－tRNA所占据）体外实验证实，RF与终止密码子之间特异的相互作用，类似于反密码子和密码子之间的碱基配对的相互作用RF的某种作用改变肽基转移酶的肽基转移特性，将P位上的肽基转移到水分子上而并不形成新的肽键，导致肽基–tRNA的水解RF3与GTP结合为肽基转移及随后的核糖体释放提供能量RRF使核糖体与mRNA和脱酰基－tRNA与终止因子分离（GTP、EF--G）2.原核生物在释放因子作用下肽链终止原核肽链合成终止过程

M4.4.4.1一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制五、

蛋白质前体加工

Processingofpreproteins新生的多肽链大多数没有功能，必须经过加工修饰才能转变为活性蛋白质蛋白质的前体加工包括：

A)N端fMet或Met的切除及多肽链的酶切处理

B)二硫键的形成

C)特定氨基酸的修饰

D)切除新生肽链中的非功能片段1.

N端fMet或Met的切除及多肽链的酶切处理脊髓灰质炎病毒mRNA翻译成很长的多肽，含多种病毒蛋白，经蛋白酶在特定位点水解产生多种蛋白质细菌蛋白质N端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，原核及真核生物的N端甲硫氨酸，在多肽链合成完成之前就被切除

蛋白质的二硫键是两个半胱氨酸的氧化生成。二硫键对稳定蛋白质的天然构象具有重要作用2.二硫键的形成3.特定氨基酸的修饰磷酸化（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）乙酰化（如组蛋白）羟基化（如胶原蛋白）羧基化等磷酸化：主要由多种蛋白激酶催化一般发生在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸等三种氨基酸的侧链许多植物抗病基因编码蛋白质激酶★

糖基化：糖蛋白主要是蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基形成内质网是蛋白质N-糖基化的主要场所所有的分泌蛋白和膜蛋白几乎都是糖基化蛋白质4.切除新生肽链中非功能片段前胰岛素蛋白翻译后成熟过程M

蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N端的22个氨基酸以后才有活性该胞外蛋白酶只能特异性切割X-Y2肽，其中X是丙氨酸（A），天门冬氨酸（N）和谷氨酸（E），Y是丙氨酸（A）或脯氨酸（P）前体蛋白质：含信号肽的蛋白质成熟蛋白质：切除信号肽后的功能蛋白质一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制六、

蛋白质的折叠蛋白质折叠形成一定三维结构，是翻译后形成功能蛋白质的必经阶段有些蛋白可自发形成成熟构象，说明这些蛋白内部基团的相互作用是“自我组装”的基础有些蛋白需要分子伴侣的帮助才能折叠成正确构象1.分子伴侣，molecularchaperone序列：分子伴侣是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质功能：在细胞内能帮助其它多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解★分子伴侣的三个作用在蛋白装配中通过结合于暴露的反应表面，来阻止这些表面与其他区域互作产生不正确的构象形成寡聚复合体诱导蛋白的正确折叠可保持蛋白质未折叠的柔性结构，帮助蛋白质穿过膜通道防止蛋白不正确折叠

蛋白聚集现象：肽链活性表面的相互作用促使蛋白质发生折叠，暴露的疏水性侧链可以通过这种互作形成疏水核心，导致蛋白质合成时相互聚集，易产生错误的构象分子伴侣作用方式：分子伴侣与这些反应活性区域结合，防止随机聚集发生，可使蛋白质的各个区域有序的释放后发生相互作用形成正确构象

伴侣蛋白在其内部对底物蛋白质进行折叠伴侣蛋白形成一个大的寡聚蛋白复合体，可以使未折叠的蛋白插入其中，内部受保护的环境可以诱导蛋白正确折叠M4.4.6.1一、氨基酸活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止五、蛋白质前体的加工六、蛋白质的折叠七、蛋白质合成的抑制剂第四节

蛋白质合成的生物学机制七、

蛋白质合成抑制剂蛋白质生物合成抑制剂主要包括抗生素，如氯霉素、四环素、链霉素、嘌呤霉素、青霉素等此外，5-甲基色氨酸、环已亚胺、白喉毒素、蓖麻蛋白和其他核糖体灭活蛋白都能抑制蛋白质的合成氯霉素：阻止mRNA与核糖体的结合四环素：阻止AA-tRNA与核糖体的结合链霉素、新霉素、卡那霉素：干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，阻止蛋白质合成的起始，也导致mRNA错读，如：以多聚（U）作模板，除苯丙氨酸（UUU）外，也合成异亮氨酸（AUU）嘌呤霉素是AA-tRNA的结构类似物，可以结合在核糖体的A位上，抑制AA-tRNA的进入

嘌呤霉素抑制蛋白质合成的分子机制嘌呤霉素的氨基能与肽链上的羧基反应生成肽键反应产物是一条3’羧基端挂了一个嘌呤霉素残基的小肽肽酰嘌呤霉素随后从核糖体上解离终止蛋白质合成青霉素、四环素和红霉素只与原核细胞核糖体发生作用，阻遏原核生物蛋白质的合成，抑制细菌生长氯霉素和嘌呤霉素能与原核、真核细胞核糖体结合，干扰蛋白质合成，影响细胞生长干扰素是真核细胞感染病毒后产生的一类有抗病毒作用的蛋白质。它可抑制病毒繁殖，保护宿主

抗生素作用的特异性第五节蛋白质的转运（靶向）

translocation,targeting一、翻译----运转同步机制二、翻译后运转机制三、信号肽的应用蛋白质合成在核糖体内进行合成的蛋白需要靶向相应的细胞器，行使其功能；可靶向细胞质基质、细胞核、叶绿体、线粒体、内质网、溶酶体、分泌到细胞外等需要靶向信号及运转机制来实现蛋白质的靶向

Chloroplastsignal真核生物蛋白质合成和运转示意图翻译同步运转机制某个蛋白质的合成和运转是同时发生的翻译后运转机制蛋白质从核糖体上释放后才发生的运转这两种运转方式都涉及到蛋白质分子内特定区域与细胞膜结构的相互关系★

两种不同水平的运转几种主要蛋白质运转机制蛋白性质运转机制主要类型分泌蛋白质在结合核糖体上合成，以翻译-转运同步机制运输免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等细胞器发育蛋白质在游离核糖体上合成，以翻译后运转机制运输核、叶绿体、线粒体、乙醛酸循环体、过氧化物酶体等细胞器中的蛋白质膜的形成两种机制兼有质膜、内质网、类囊体中的蛋白质一、翻译运转同步机制所有被转运（靶向）的蛋白质序列中均存在靶向信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转运到细胞的适当部位信号序列是一段含疏水性氨基酸的序列1.信号序列（信号肽）,signalpeptide★

信号序列是实现翻译运转同步机制的条件信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用，产生通道，允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构也有信号序列不在N端（如卵清蛋白），而在多肽链的中部，但其功能相同

大部分被运入内质网内腔的蛋白质都带有一个信号肽，位于蛋白质的氨基末端（13-36个残基）

特点：（1）一般带有10-15个疏水氨基酸（2）在靠近该序列N端常有1个或数个带正电荷的氨基酸（3）在其C末端靠近蛋白酶切割位点处常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）引导多肽进入内质网腔的信号肽特点信号肽的一级结构N端碱性区

疏水核心区

C端加工区

靶向蛋白的信号序列靶向输送蛋白

信号序列或成分分泌蛋白

信号肽内质网腔蛋白

信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-

（KDEL序列）线粒体蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸残基）核蛋白

核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）过氧化体蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶体蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）信号肽的特点完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件除信号肽外，还要求运转蛋白质其它部分有相应的结构变化，才能保证蛋白质运转有的信号肽不切除也可被转运。如细菌外膜脂蛋白信号肽中甘氨酸变为天冬氨酸，可抑制该信号肽水解但不抑制其跨膜运转有的信号肽不发生降解，如卵清蛋白信号肽在序列中段并不降解2.信号识别颗粒（复合体）

Signalrecognitionparticle,SRP识别信号肽的复合体。SRP是一个11S的核糖核蛋白复合体，由约300个核苷酸的7SRNA和6种紧密结合的蛋白质（总MW约240kDa）组成SRP是一个二聚体，由亚基SRα（72kDa）和SRβ（30kDa）组成。β亚基是一种膜整合蛋白，α亚基氨基端锚定在β亚基上在翻译过程中它能够识别信号序列，引导多肽和核糖体的复合物到内质网上信号识别结构域（S结构域）由7SRNA的大约第100至第250nt部分与19kDa、54kDa、68/72kDa蛋白质构成，识别底物多肽延伸作用制动结构域（Alu结构域）由7SRNA的其余部分（相当于Alu序列）与9/14kDa蛋白质构成，功能是使肽链的延伸暂停SRP分为两个结构域SRP的作用SRP能同时识别需经内质网膜进行运转的新生肽和自由核糖体，暂时终止该多肽合成（此时新生肽一般长约70个残基左右）SRP-信号肽-多核糖体复合物即被引向内质网膜并与SRP的受体——DockingProtein（码头蛋白，又称SRP受体蛋白）结合只有当SRP与DP相结合时，多肽合成才恢复进行，信号肽通过膜上的核糖体受体及蛋白运转复合物跨膜进入内质网内腔，新生肽链重新开始延伸SRP与DP的结合很可能导致受体聚集而形成膜孔道，使信号肽及与其相连的新生肽得以通过M4.5.1.2★蛋白质跨膜运转的信号肽假说及其运输过程二、

翻译后运转机制1.前导肽的作用和性质2.线粒体蛋白质跨膜运转3.叶绿体蛋白质的跨膜运转4.核定位蛋白的运转机制5.细菌跨膜蛋白的运转1.前导肽的作用和性质引导至相应细胞器前导序列切除翻译后进入mt和cp的蛋白，经识别及互作，引导蛋白进入细胞器内，而前导序列被切除前导序列对细胞器蛋白的识别和跨膜转运起关键作用mt:Mitochondria,线粒体cp:Chloroplast,叶绿体★

前导肽特点带正电荷的碱性氨基酸（特别是精氨酸）含量丰富，分散于不带电荷的氨基酸序列之间缺少带负电荷的酸性氨基酸羟基氨基酸（Ser等）含量较高有形成两亲（既有亲水又有疏水部分）α-螺旋结构的能力2.线粒体蛋白质跨膜运转前导肽的不同区域可在蛋白质跨膜运转过程中起不同作用

线粒体中Tim：内膜受体Tom：外膜受体被运转的蛋白质大多以前体形式存在：由成熟蛋白质和位于N端的前导肽组成是一种需能过程，来自线粒体Hsp70引发的ATP水解和膜电位差运转时，首先由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与Hsp70或MSF等分子伴侣相结合的待运转多肽，通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔有的被定为在膜上3.叶绿体蛋白质的跨膜运转

translocationofchloroplastproteins叶绿体多肽在胞质中的游离核糖体上合成后，脱离核糖体并折叠成具有三级结构的蛋白质分子多肽上某些特定位点结合于只有叶绿体膜上才有的特异受体位点叶绿体定位信号肽一般有两个部分：第一部分决定该蛋白质能否进入叶绿体基质第二部分决定该蛋白能否进入类囊体可溶性的活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内，这是鉴别翻译后运转的指标之一叶绿体膜上有识别叶绿体蛋白的特异性受体，能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出差异★

叶绿体蛋白质跨膜运转4.核定位蛋白的运转机制DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、拓扑异构酶和大量转录、复制调控因子等细胞核内蛋白，在细胞质中合成后通过核孔进入细胞核核糖体蛋白在细胞质中合成后，运转到细胞核内，在核仁中装配成40S和60S亚基，最后运转回到细胞质行使功能核孔小于4000Da的分子（离子、核苷酸等）通过核孔自由进出细胞核4~40kDa的蛋白可以通过被动扩散（也有主动运输）进入细胞核，核膜提供了一个能让小于40kDa物质进入的筛孔大于40kDa的蛋白需要主动运输进入细胞核核定位序列（NLS）★要跨膜转运，蛋白质中必须要有特殊信号，称为核定位序列（Nuclearlocalizationsequence，NLS

），这个信号是入核的充分必要条件，一般都不会被切除NLS可以位于核蛋白的任何部位蛋白质向核内运输过程需要核运转因子（Importin）α、β和一个低分子量GTP酶（Ran）参与一些抗病基因、转录因子具有核定位信号α和β组成的异源二聚体是核定位蛋白的可溶性受体，与核定位序列相结合的是α亚基这些蛋白组成的复合物停靠在核孔处，依靠RanGTP酶水解GTP提供的能量进入细胞核α和β亚基解离，核蛋白与α亚基解离，α和β分别通过核孔复合体回到细胞质中，起始新一轮蛋白质运转核定位蛋白跨细胞核膜运转★5.细菌蛋白运输细菌蛋白通过共翻译或翻译后被输出，可以定位在内、外膜上或外周胞质间隙或被分泌到细胞外外周质★细菌中蛋白质的跨膜运转三、信号肽的应用根据信号肽有或无及其特点分析蛋白质定位基因工程中根据研究目的设计特异信号肽根据蛋白质的功能设置信号肽可以靶向不同细胞器改良植物性状调控基因表达生产重要蛋白第六节、蛋白质的降解

Degradationofproteins一、泛素化修饰介导的蛋白质降解二、蛋白质的SUMOylation（小泛素化修饰）三、蛋白质的NEDDylation（类泛素化）四、蛋白质的一级结构对蛋白质稳定性的影响蛋白质降解是一个有序的过程在大肠杆菌中，许多蛋白质的降解是通过一个依赖于ATP的蛋白酶（称为Lon）来实现的当细胞中存在有错误或半衰期很短的蛋白质时，该蛋白酶就被激活每切除一个肽键要消耗两个分子ATP真核蛋白的降解依赖于一个只有76个氨基酸残基、其序列高度保守的泛素（Ubiquitin）蛋白细胞内即将被降解的蛋白首先在ATP的作用下与泛素相连（需要E1