蛋白质合成完整版

蛋白质的生物合成--翻译(translation)1第一节蛋白质合成体系第二节蛋白质的合成过程2以氨基酸为原料以mRNA为模板以tRNA为运载工具以核糖体为合成场所起始、延伸、终止因子、ATP、Mg2+等第一节蛋白质合成体系3密码子(codon)：mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码子，共64个。

起始密码----AUG终止密码----UAA/UAG/UGA一、mRNA与遗传密码第一节蛋白质合成体系4遗传密码字典5遗传密码的基本特点方向性:mRNA从5’到3’，连续阅读，肽链合成从N端到C端；简并性:一种氨基酸有多个密码子；同义密码子：编码同一种氨基酸的不同密码子。Pro的密码子有CCA、CCT、CCG、CCC四种，人类基因选择CCA/T/C三种而不选择CCG，而大肠杆菌只选择CCG。密码子偏爱性（codonbias)：不同物种使用同义密码子的频率不同。第一节蛋白质合成体系6通用性与例外:从最简单的生物（病毒）到人类，使用同一套遗传密码；例外：人线粒体中，UGA不编码终止信号，编码Trp；AUA和AUU不编码Ile而作为起始信号；AGA和AGG不编码Arg而作为终止信号。读码的连续性：密码子的排列是连续的，且相邻密码子互不重叠；起始密码子和终止密码子:AUG可作为起始信号和Met的密码子；

终止密码子不编码任何氨基酸称为无义密码子。7

变偶性（wobble）：密码子的专一性主要取决于前两位碱基，第三位碱基的重要性较低，可以有一定程度的变动，称为摆动性或变偶性。缬氨酸：UGU,UGC,UGA,UGG8二、氨基酸的“搬运工具”----tRNAtRNA的功能区：

3’端CCA上的AA接受位点

识别氨酰-tRNA合成酶位点

DHU臂、反密码子环、氨基酸臂

核糖体识别位点

TψC环

反密码子位点

TC第一节蛋白质合成体系9原核生物真核生物起始tRNA甲酰甲硫氨酸（fMet),tRNAffmet甲硫氨酸（Met),tRNAimet延长tRNAtRNAmmettRNAmet一种氨基酸至少有一种以上的tRNA转运，如：甲硫氨酸只有一种密码子(AUG),却至少有两种负责转运的tRNA。二、氨基酸的“搬运工具”----tRNA10三、肽链合成的“装配机”---核糖体核糖体由几种rRNA和几十种蛋白质组成的亚细胞颗粒。作用蛋白质合成的场所。

合成原料第一节蛋白质合成体系11核糖体结构:P位，(peptidyl-tRNAsite)：结合肽酰-tRNA;A位，（aminoacyl-tRNAsite)：结合氨酰-tRNA;E位，(exitsite)起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点。三、肽链合成的“装配机”---核糖体第一节蛋白质合成体系12多核糖体一条mRNA链上同时具有许多个核糖体（一般每隔40个核苷酸有一个核糖体）。一条mRNA可同时合成多条多肽链。核糖体循环多核糖体单核糖体核糖体亚基13起始因子延伸因子终止因子initiationfactorsIFelongationfactorsEFreleasefactorsRF四、翻译辅助因子第一节蛋白质合成体系14

氨基酸的活化肽链合成的起始肽链的延伸肽链合成的终止蛋白质的加工、修饰第二节蛋白质的合成过程15一、氨基酸的活化:

氨酰-tRNA合成酶高度专一性：一种AA对应1个专一的氨酰tRNA合成酶，既识别特定的AA，还能识别携带该AA的一个或多个tRNA。

第二节蛋白质的合成过程1617二、肽链合成的起始：SD序列

(Shine-Dalgarno序列):

原核生物mRNA中位于起始密码子上游10个核苷酸左右处的一段富含嘌呤的核苷酸序列，通过与16SrRNA3’端的序列互补配对，使核糖体识别翻译起始密码子。1、起始密码子的识别18N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet的形成CHO-HN-CH-COO-tRNA

CH2CH2SCH3

H2N-CH-COO-tRNACH2CH2SCH3Met-tRNAfMetfMet-tRNAffMetN10-甲酰FH4FH4甲酰化酶2、起始复合物的形成1950S大亚基与30S小亚基分离IF3①起始因子IF-3使70S核糖体发生解离；20IF3IF1AUG5'3'②IF3·30S与IF1结合后再与mRNA结合形成

IF1·IF3·30S·mRNA复合物；21IF3IF1IF2GTPAUG5'3'③在起始因子IF2·GTP的帮助下，起始氨酰-tRNA与30S小亚基结合；22IF3IF1IF2GTPGDPPiAUG5'3'④

GTP水解，起始因子从30S小亚基上释放，

30S小亚基与50S大亚基重新组装成功能完全的70S核糖体；23IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始过程消耗1个GTP24

三、肽链的延伸第二节蛋白质的合成过程指按照mRNA三联体密码的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链。延长因子生物功能EF-Tu促进氨酰-tRNA进入A位与mRNA结合EF-Ts使EF-Tu·GDP再生为EF-Tu·GTPEF-G水解GTP，使核糖体在mRNA上沿5’→3’方向移动一个密码子的距离25三、肽链的延伸（进位、转肽、移位）1、进位在EF-Tu·GTP的帮助下，一个新的氨酰-tRNA进入核糖体的A位。Tu-GTPGDPAUG5'3'Tu262、转肽在肽酰转移酶作用下，P位tRNA上携带的氨基酸转移到A位氨基酸上并形成肽键。fMetAUG5'3'273、移位延伸因子EF-G有转位酶活性，可结合并水解1分子GTP，促进核糖体向mRNA的3’端移动。fMetAUG5'3'5’3’28四、肽链合成的终止当mRNA上终止密码子出现在A位时，多肽链合成停止。释放因子RF识别终止密码子，并将合成的肽链从肽酰-tRNA上水解下来。mRNA离开核糖体，核糖体大小亚基再次分离。UAG5'3'RFCOO-肽链合成终止过程5’3’29五.真核生物翻译的特点：异同点遗传密码转录与翻译mRNA原核生物相同偶联5’端：SD序列无需加工多顺反子真核生物相同

不偶联5’端：帽子3’端：尾巴单顺反子30五.真核生物翻译的特点：异同点核糖体起始tRNA合成过程原核生物简单fmet-tRNAffmet需ATP、GTPIF1、IF2、IF3EF-Tu、EF-Ts、EF-GRF1、RF2、RF3

真核生物大而复杂

Met-tRNAimet需ATP起始因子多延伸因子少（EF1、EF2）释放因子少，一种RF311、N端修饰：N端fMet或Met的切除。2、肽链的水解切除：如酶原激活等。3、氨基酸侧链的修饰：如磷酸化、甲基化、酰基化等。4、糖基化修饰：单糖或寡糖共价连接在Asn的酰胺氮上或者Ser或Thr的羟基氧上。六、蛋白质翻译后加工加工包括修饰和折叠两部分。蛋白质的修饰