生物化学课件：第十七章蛋白质的生物合成2

ProteinBiosynthesis(Translation)蛋白质的生物合成（翻译）第十七章11.进位

(entrance)/注册2.成肽

(peptidebondformation)3.转位

(translocation)

肽链延长是在核糖体上连续循环进行的，又称为核糖体循环，包括以下三步：每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基。二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链2肽链延长体系组成mRNA氨基酰-tRNA核糖体

延长因子GTP31.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糖体A位的过程。42.成肽

酶：肽基转移酶/转肽酶（核酶）

P位:N-甲酰甲硫氨酰基/肽酰基

A位：α-氨基肽键形成部位：A位

是在转肽酶的催化下，核糖体P位上起始氨基酰-tRNA的N-甲酰甲硫氨酰基或肽酰-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。53.转位核糖体向mRNA的3´端移动一个密码子的距离，使mRNA序列上的下一个密码子进入核糖体的A位、而占据A位的肽酰-tRNA移入P位的过程。

延长因子：EF-G/eEF-2

能量：GTP

P位：起始二肽酰-tRNA/肽酰-tRNA

A位：留空并对应下一个密码子

E位：空载的tRNA

真核生物空载的tRNA直接脱落6真核生物肽链延长7肽链延长阶段/核蛋白体循环进位/注册按A位的密码、氨基酰-tRNA进入A位

(消耗GTP)EF-TeEF-1

、eEF-1

成肽肽酰基从P位转到A位；P位提供酰基、A位提供氨基；成肽反应在A位转肽酶（大亚基上）原核：23srRNA真核：28srRNA转位核糖体沿mRNA移动一个密码子的距离；肽酰-tRNA从A位转入P位、A位空出;下一个氨基酰-tRNA进入A位

（消耗GTP）EF-G/eEF-28

指核糖体A位出现mRNA的终止密码子后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离的过程。

释放因子

RF-1RF-2RF-3

释放因子识别终止密码子（UAA、UAG、UGA）而进入A位，消耗GTP。三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止9

RF-3可结合核蛋白体其他部位，有GTP酶活性，能介导RF-1、RF-2与核蛋白体的相互作用。

释放因子的功能：

识别终止密码子RF-1:UAA、UAGRF-2:UAA、UGA

诱导转肽酶转变为酯酶活性催化新生肽链与结合在P位的tRNA之间的酯键水解，使肽链从核蛋白体上释放。10多聚核糖体(polysome)

—使蛋白质合成高速、高效进行。目录11电镜下的多聚核蛋白体12第四节

肽链生物合成后的加工和靶向输送13翻译后加工(post-translationalprocessing)

新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这一加工过程称为翻译后加工。翻译后修饰包括：多肽链折叠为天然的三维构象一级结构的修饰空间结构的修饰等14一、肽链折叠为功能构象需要分子伴侣

时间：新生肽链N-端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。折叠信息：储存于自身氨基酸顺序中，即一级结构是空间构象的基础。完成过程：需酶(折叠酶)和蛋白质(分子伴侣)辅助。15

是细胞内一类可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质正确折叠的保守蛋白质。分子伴侣16分子伴侣的功能封闭待折叠蛋白暴露的疏水区段；创建一个隔离的环境，可以使肽链的折叠互不干扰；促进肽链折叠和去聚集；遇到应激刺激，使已折叠的蛋白质去折叠。17核糖体结合的分子伴侣：

触发因子（TF）新生链相关复合物（NAC）非核糖体结合的分子伴侣：

热激蛋白（Hsp）

伴侣蛋白

蛋白质二硫键异构酶肽酰脯氨酸顺反异构酶分子伴侣的分类分子伴侣有核糖体结合和非核糖体结合两类181、热激蛋白(热休克蛋白）HSP大肠杆菌HSP70（DnaK）的结构19Hsp70反应循环HSP40-HSP70-ADP-多肽20HSP40结合待折叠多肽片段HSP70-ATP复合物HSP40-HSP70-ADP-多肽复合物ATP水解GrpE

ATPADP复合物解体、多肽链片段释出、进行正确折叠热激蛋白(heatshockprotein,HSP)HSP70、HSP40和GrpE族21当待折叠肽链进入GroEL的桶状空腔后，GroES可作为“盖子”瞬时封闭GroEL空腔出口。封闭后的桶状空腔提供了能完成该肽链折叠的微环境。2、伴侣蛋白GroEL和GroES22未折叠多肽充分折叠的蛋白或再进入继续折叠分子伴侣—GroEL和GroES家族为蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境7亚基GroES

复合物nATPnADP+nPi未折叠多肽进入GroEL14亚基复合物未封闭的袋形空腔封闭的GroEL14复合物空腔中蛋白质进行折叠23二、肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽（一）合成后肽链的末端被水解加工

1、N端切除甲硫氨酸

N-甲酰甲硫氨酸

N-甲酰基信号肽

2、C-端切除24（二）肽链中肽键水解产生多种功能肽1、无活性蛋白质前体有活性蛋白质水解修饰

胰岛素原胰岛素蛋白酶原蛋白酶25例：阿黑皮素原(POMC)的水解修饰促肾上腺皮质激素

促黑激素促肾上腺皮质激素样中叶肽2、大分子多肽前体9种小分子活性肽26三、肽链中氨基酸残基的化学修饰1．糖基化（天冬酰胺、丝、苏）2．羟基化（赖、脯）3．甲基化（谷、精、天冬氨酸、赖）4．磷酸化（丝、苏、酪）5．乙酰化（赖、丝）6．硒化（半胱氨酸）27四、亚基聚合形成功能性蛋白质复合物结合蛋白质合成后都需要结合相应辅基，才能成为具有功能活性的天然蛋白质。具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价键聚合，形成多聚体。（一）亚基聚合

（二）辅基连接282930SignalsequencestargetsignalNucleusNuclearLocationSequencePeroxisome----SKL-COO-Mitochondria20-35AAatN-terminusEndoplasmicreticulum----KDEL-COO-31

信号肽（Signalpeptide）Allthesecretoryproteinshavethesignalpeptide.Consistof13-36AAinthreeregionsPositivelychargedAAatN-terminusHydrophobiccoreof10-15AAinthemedialregionSmallpolarAAatC-terminus

32

SignalsequenceforERCleavagesite33

SecretoryproteinintoER34

a.Secretoryprotein35

b.MitochondrialproteinMitochondrialproteinsincytosolarepresentinprecursorforms.Signalsequenceof20-25AAatN-terminusarerichinSer,Thr,andbasicAA.36

b.Mitochondrialprotein37

c.Nuclearprotein38第五节

蛋白质生物合成的干扰与抑制39一、许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用抗生素影响蛋白质合成的作用位点氯霉素放线菌素链霉素卡那霉素P位大亚基A位小亚基5′3′嘌呤霉素四环素族40抗生素作用四环素族抑制氨基酰-tRNA与原核细胞核蛋白体结合，抑制细菌蛋白质的生物合成。氯霉素与原核生物核糖体大亚基结合，阻断翻译延长过程（高浓度抑制真核线粒体蛋白质的合成）。链霉素与原核生物核蛋白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。嘌呤霉素结构类似酪氨酰-tRNA，可以取代一些氨基酰tRNA的进位，延长中的肽转入此位时容易脱落而终止翻译。对原核与真核生物的翻译都有作用。放线菌酮抑制转肽酶，只对真核生物有特异性作用。

抗生素影响蛋白质合成的原理41二、其他干扰蛋白质合成的活性物质（一）毒素(toxin)