第10章 蛋白质的合成

第十章

蛋白质的生物合成

ProteinBiosynthesis一、蛋白质合成体系的组分

以mRNA为模板，按照mRNA分子上的三个核苷酸决定一种Aa的规则(三联体密码)合成具有特定Aa顺序的蛋白质称为翻译。1.翻译DNA：

3′—TACTATCACAAAAAC—5′端(模板链)

5′—ATGATAGTGTTTTTG—3′端(编码链)

↓转录mRNA：5′—AUGAUAGUGUUUUUG—3′端

mRNA合成方向

mRNA解读方向

↓翻译

Met—Ile—Val—Phe—Leu—

N

C端

蛋白质合成的方向

2.蛋白质合成的大体轮廓

合成的原料：各种α-Aa合成的工具：mRNA、rRNA、tRNA能源：GTP、ATP催化剂：各种酶辅因子：Mg2+、K+、各种特殊的蛋白合成的整个过程由DNA发指令，由mRNA传达指令，tRNA负责翻译，由rRNA接受指令，负责装配。3.mRNA与遗传密码(1)mRNA携带DNA的遗传信息，起蛋白质模板的作用数学考虑：一种碱基→一种Aa41=4＜20二种碱基→一种Aa42=16＜20三种碱基→一种Aa43=64＞20遗传学测验、蛋白质Aa组成与相应mRNA核苷酸的比(2)遗传密码(三联体密码、密码子)在mRNA链上，相邻的三个碱基(三个连续的核苷酸)作为一组，编码一种Aa，称为密码子(codon)或三联体密码。(4)遗传密码的主要特征①密码子的通用性与例外②64种密码中，61种是Aa的密码子，AUG和GUG的特殊性肽链内部Met的密码子AUG原核生物编码甲酰Met

起始密码真核生物编码MetUAA、UAG、UGA是终止密码(无意义密码子)③密码子的简并性简并：一个Aa有多个密码子的现象或多个密码子为一个Aa编码。编码同一种Aa的密码子称同义密码子④密码子的变偶性变偶性：密码子的第三位碱基比前两个碱基具有较小的专一性即在密码子与反密码子配对时，前面两对碱基严格按碱基配对原则，而第三对碱基允许有一定的自由度——摆动假说，变偶假说例：Ala密码（mRNA）5′GCC3′

3′CGI5′tRNAAla反密码子（应读IGC）反密码子：tRNA的反密码环上能够识别mRNA上的密码，并且与之互补配对的三个顺序排列的碱基．

⑤密码子是不重叠的并且无标点读码的连续性⑥密码子的方向性

密码子的阅读方向和它们在mRNA上从起始信号到终止信号的排列方向均为5’－3’，与mRNA生物合成时链延伸方向一致。4.核糖体和多聚核糖体的形成

(1)核糖体的组成和结构

(2)核糖体的功能

小亚基：结合mRNA及tRNA反密码区段功能

大亚基：结合tRNA其它区段

A位:氨酰tRNA进入部位核糖体的活性中心

P位:与正在延伸的肽酰tRNA结合部位蛋白质合成开始后，核糖体沿着mRNA从5′端向3′端移动，每移动一步，就越过3个碱基，即一个密码子的距离，这叫阅读(3)多聚核糖体一个mRNA分子上有多个核糖体按序阅读，此时的结构称为多聚核糖体5.tRNA的功能作为Aa受体的tRNA在结构上必须具备以下识别位点(1)识别mRNA链上的密码子(2)识别并携带活化的Aa到伸长肽链的正确位置，起转移Aa作用Aa的活化(氨酰-tRNA的合成)

氨酰-tRNA合成酶tRNA+Aa+ATP======氨酰-tRNA+AMP+PPi氨酰-tRNA合成酶识别Aa与tRNA6.其他因子IF1、IF2、IF3——起始因子EFTu、EFTs、EFG——延长因子RF1、RF2、RF3——释放因子(终止)氨酰—tRNA合成酶GTP、ATP、Mg2+参加二、蛋白质的合成过程(核糖体循环)分三个阶段：(1)肽链合成的起始(2)肽链合成的延长(3)肽链合成的终止和释放(1)肽链合成的起始

IF1、IF2、IF330S+50S+mRNA+fMet-tRNA

GTP

[70S·mRNA·fMet·tRNA]+GDP+Pi(2)肽链合成的延长进位：由mRNA所决定的新的氨酰-tRNA进入A位；转肽：转肽酶作用下转肽(GTP供能)；脱落：新肽合成后，P位上tRNA脱落；移位：核糖体向m