分子生物学-蛋白质翻译-课件

第7章蛋白质翻译（ProteinTranslation）

1ppt课件第7章蛋白质翻译1ppt课件1

概述

第一节基本元件

第二节遗传密码（Geneticcode）

第三节肽链的合成

第五节蛋白质前体的加工与转运机制

第四节准确翻译的机制2ppt课件概述第一节基本元件2精品资料精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”分子生物学--蛋白质翻译--ppt课件4概述★

蛋白质翻译是基因表达的第二步★tRNA在翻译过程中起“译员”的作用★参与翻译的RNA除tRNA外，还有rRNA和mRNA★tRNA既是密码子的受体,也是氨基酸的受体★tRNA接受AA要通过氨酰tRNA合成酶及其自身的

paracodon的作用才能实现5ppt课件概述★蛋白质翻译是基因表达的第二步★tRNA5★tRNA通过其自身的anticodon而识别codon★密码子有自身的特性三联体前两个重要通用性摇摆性有一定的使用效率★多种翻译因子组成翻译起始复合物，完成翻译的起始、延伸和终止，并且保证其准确性6ppt课件★tRNA通过其自身的anticodon而识别6第一节基本元件

7ppt课件第一节基本元件7ppt课件7一、tRNA

最小的RNA，4S，70~80个base

1、tRNA的高级结构

1964Holly.R.鉴定出tRNAphe的二级结构为三叶草形（77个NT）

（1）三叶草结构（5个臂4个环）

a、氨基酸接受臂（aaacceptarm）

•tRNA的5’与3’-末端碱基配对形成•3’端永远为不配对的CCA序列•最后的A的3’或2’-OH可以被氨酰化8ppt课件一、tRNA最小的8

b、另外是D（DHU环双氢脲嘧啶）环D臂c、含丰富的稀有碱基（约70余种碱基核糖残基）反密码子3’端邻近部位………..

反密码子环反密码子臂(anti—codonarm)

附加臂（extraarm）TψC环TψC臂

其中附加臂通常是可变的

9ppt课件b、另外是D（DHU环双氢脲嘧啶）环9TψC环附加环反密码子环DHU环aa接受臂10ppt课件TψC环附加环反密码子环DHU环aa接受臂10ppt课件10（2）“L”形三级结构---anti-codonarm位于”L”另一端，与结合在核糖体小亚基上的codonofmRNA配对b、“L”结构域的功能---aaacceptarm位于“L”的一端，契合于核糖体的肽基转移酶结合位点PA,以利肽键的形成a、“L”构型的结构力

•二级结构中的碱基堆积力和氢键•二级结构中未配对碱基形成的氢键11ppt课件（2）“L”形三级结构---anti-codonarm11---TΨCloop&DHUloop

位于“L”两臂的交界处，

利于“L”结构的稳定---“L”结构中碱基堆积力大使其拓扑结构趋于稳定

wobblebase

位于“L”结构末端堆积力小自由度大使碱基配对摇摆12ppt课件---TΨCloop&DHUloop---“L”122、tRNA的种类（2）同工tRNA（isoacceptingtRNAs）

（1）起始tRNA和延伸tRNA

起始tRNA:

Prok中，携带甲酰甲硫氨酸（fMet）

Euk中，携带甲硫氨酸（Met）

延伸tRNA：其他tRNA…..

携带AA相同而反密码子不同的一组tRNA

•不同的反密码子识别AA的同义密码•结构上能被AA–tRNA合成酶识别的共性13ppt课件2、tRNA的种类（2）同工tRN13

(3)校正tRNA

14ppt课件(3)校正tRNA14ppt课143、副密码子与氨酰基tRNA的合成

（1）氨酰基tRNA的合成执行着双重功能

•为肽建的合成提供能量•执行遗传信息的解读（2）AA–tRNA合成酶（AARS）

★需要三种底物AAtRNAATP

实验证实—模板mRNA只能识别特异的tRNA而不是AA[14C]-Cys-tRNACysNi[14C]-Ala-tRNACys15ppt课件3、副密码子与氨酰基tRNA的合成（1）15氨酰基与tRNA的3’端A的2’/3’—OH结合AA–tRNA+AMP+ppiAARS★因此有三个位点

aabindingsitetRNAbindingsiteATPsite

★

反应为

AA+tRNA+ATP16ppt课件氨酰基与tRNA的3’端A的2’/3’—OH结合AA–1617ppt课件17ppt课件1718ppt课件18ppt课件18氨酰－tRNA合成酶结合错误氨基酸的校正氨酰－tRNA合成酶结合tRNA的校正化学校正动力学校正增加了负载前水解掉的机会19ppt课件氨酰－tRNA合成酶结合错误氨基酸的校正氨酰－化学校正动力学19

★Prok中AARS有20种，对AA专一（同工受体）★Prok和Euk有一定的差别★可分为两类反应机制的差别：

TypeⅠ类酶先将氨酰基转移到

tRNA3’端A的2’-OH

然后通过转酯反应转移到3’–OH上

TypeⅡ类酶直接将氨酰基转移至3’–OH上20ppt课件★Prok中AARS有20种，对AA专一（同工受体）2021ppt课件21ppt课件21两类酶与tRNA反应时－－接近模式不同合成酶与tRNA相互束缚的普通模型提出：蛋白沿L型分子的一侧束缚tRNA（tRNA的两端被束缚）22ppt课件两类酶与tRNA反应时－－接近模式不同合成酶与tRNA相互束22（3）Paracodon(副密码子)的概念；

tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码AARStRNAbindingsite

aabindingsiteParacodonoftRNA

装载

AminoAcid（R）

tRNA中的特定序列与AARS的tRNAbindingsite的特异基团间的分子契合23ppt课件（3）Paracodon(副密码子)的概念；tRNA中决23a、

1988.Schimmel和侯雅明G3:U70

是决定tRNA负载Ala

的特异密码信息b、1991.schummanL.

证明；tRNAmetf的paracodon位于anti-codon24ppt课件a、1988.Schimmel和侯雅明G3:U24c、

paracodon的特征---为同一种AARS所识别的一组同功受体具有相同的副密码子---paracodon是为AARS（特定氨基酸）所识别的若干碱基（并非均为一对核苷酸）---AARS对paracodon的识别与结合是通过氨基酸与碱基之间的连接实现的。属于生物II型空间密码tRNAAla(GGC)tRNA

Ala(UGC)具有G3：U70

paracodon25ppt课件c、paracodon的特征---为同一种AARS25d、按氨基酸序列将AARS分为两类typeI

包括

Val,Arg,Gln,Glu,Ile,Leu,Met,Trp,Tyrparacodon大多位于反密码子臂typeIIparacodon大多位于氨基酸接受臂个别还同时在附加臂上有相应碱基26ppt课件d、按氨基酸序列将AARS分为两类typeI包括2627ppt课件27ppt课件27二、mRNA

单顺反子mRNA（monocistronicmRNA）：只编码一个蛋白质的…..

部分Prok所有Euk的mRNA

多顺反子mRNA（polycistronicmRNA）:mRNA分子的组成：•

编码区起始AUG到终止密码子•

前导序列

AUG之前的5’端非编码区（5’UTR）•尾巴终止密码子之后，不翻译的3’端28ppt课件二、mRNA单顺反子mRNA（mono281、原核生物mRNA的特征

（1）大部分为多顺反子

spacer:各顺反子之间（基因之间）的非编码区长度变化很大

因此，多顺反子的mRNA翻译有两种情况：a、spacer较长时，下一个基因的产物合成起始是独立的b、spacer长度较短时,两个顺反子使用相同的核糖体或小亚基(相当…………，有S-D序列的特征）

所以-----Prok中多顺反子mRNA中各基因的产物数量不一定相等29ppt课件1、原核生物mRNA的特征（129Spacer较长时Spacer较短时30ppt课件Spacer较长时Spacer较短时30ppt课件30上节课内容回顾：1、tRNA

三级结构、种类2、氨酰tRNA合成酶（AARS）氨酰tRNA合成执行双重功能AARS反应位点、校正活性、种类3、副密码子特征4、mRNA31ppt课件上节课内容回顾：1、tRNA2、氨酰tRNA合成酶（AARS31

(2)其他特征

a、5’端有300个左右NT的leader（A/G－－－－AUG）b、AUG作为起始密码子（GUG、UUG）

c、AUG前有S–D序列

S–D序列（Shine-Dalgarnosequence）：位于

AUG上游4~13个NT处的富含嘌呤的3~9

个NT的共同序列，其一致序列为AGGAGG32ppt课件(2)其他特征a32

•可受核糖体结合并保护•与核糖体小亚基内16SrRNA的3’端富含嘧啶的序列

3’------UCCUCC-----5’互补，使tRNA正确定位于起始

codon33ppt课件•可受核糖体结合并保护3334ppt课件34ppt课件34

(3)Prok.mRNA转录、翻译和降解周期

35ppt课件(3)Prok.mRNA转录、翻译和降解周期352、真核生物mRNA的特征

（1）一般为单顺反子

（2）5’端的帽子对翻译有增强作用，且5’帽子和

3’polyA尾对翻译效率的调节有协同作用

（3）“第一AUG规律”即-----绝大部分以AUG作为起始codon36ppt课件2、真核生物mRNA的特征36

（4）起始AUG有如下特点

a、其合适“上下文”为（Kozak等人）

CCACCAUGG-3

只有5~10％的情况下………+1+4

b、－3位的A和＋4位的G…..至关准确翻译

（5）双功能mRNA

许多病毒都具有如SV40的衣壳蛋白VP2和VP337ppt课件（4）起始AUG有如下特点CCACCAUG37

三、核糖体及rRNA的结构

Euk中大多与细胞骨架和内质网膜结合在一起

(游离、多聚)●是翻译进行的场所，含大小亚基●Prok.protein约占细胞的10％，RNA占总RNA的

80％，Euk中相对比例小些●细菌中常以多聚核糖体的形式38ppt课件三、核糖体及rRNA的结构3839ppt课件39ppt课件391、核糖体的结构

(2)核糖体的装配

（1）ProkE.coli

小亚基16SRNA21种proteinsS1-------S21

大亚基23SRNA5SRNA34种proteinsL1----L34

Euk

大亚基28SRNA5SRNA5.8SRNA49种proteins

小亚基18SRNA33种proteins

核糖体蛋白质＋rRNA－－－－－按一定的顺序形成完整的核糖体40ppt课件1、核糖体的结构(2)核糖4041ppt课件41ppt课件4142ppt课件42ppt课件423、核糖体的活性位点30S小亚基头部基底部中间有一豁口

50S大亚基三个突起

43ppt课件3、核糖体的活性位点3043

•

两者之间形成一个mRNA通道

(Prok.与Euk.之间互有异同)

•根据功能将核糖体上的活性部位分为两类

♪翻译区域7个活性位点占2/3

♪逐出位点2个位点（多肽的逐出）占1/3

(1)mRNA结合位点

a、位于30S亚基的头部b、S1（可防止mRNA链内碱基对的形成）（与S18和S21－－mRNA、起始tRNAIF3）

44ppt课件•两者之间形成一个mRNA通道44c、16SrRNA3’端是mRNA与小亚基初始结合不可缺少的（2）P位点：肽酰－tRNA位点

a、大部分在小亚基内，小部分在大亚基内

16SrRNA的3‘末端、L2等蛋白b、能够与起始tRNA（fMet--tRNAf）相结合，且P

位点会影响A位点的活性45ppt课件c、16SrRNA3’端是mR45

（3）A位点：氨酰基tRNA位点

a、主要在大亚基上b、A位点内mRNA表面只对特定的aa—tRNA分子表现出特异性，且A位点结合aa—tRNA要求在P

位点上必须有肽酰tRNA存在

（4）肽基转移酶活性位点

活性中心在大亚基上，位于P位点和A位点的连接处靠近tRNA的接受臂46ppt课件（3）A位点：氨酰基tRNA位点46

（5）5srRNA位点（与tRNA进入有关）

（6）EF—Tu位点

位于大亚基内，与氨酰基tRNA的结合有关

（7）EF—G转位因子结合位点

大亚基靠近小亚基的界面处

（8）E位点（包括两个：脱酰基tRNA和多肽的逐出位点）

•E1为脱酰基tRNA离开核糖体提供出口•E1对蛋白质合成的准确性起重要作用•E2为多肽离开核糖体提供出口（占核糖体1／3）47ppt课件（5）5srRNA位点（与tRNA进入有关）（647PeptidyltransferaseEF-Tusite48ppt课件PeptidyltransferaseEF-Tusite48E2位点膜fMet--tRNAmetf(Met--tRNAmeti)wayinPsite49ppt课件E2位点膜fMet--tRNAmetf(Met--tRN4950ppt课件50ppt课件50第二节遗传密码(Geneticcode）51ppt课件第二节51ppt课件51

一、通用的三联体密码

DNA遗传信息mRNA蛋白质遗传密码

1、

Codon的特征a、概念：mRNA上连续排列的三个NT序列，编码一个

AA信息的遗传单位b、具有四大生物系统（病毒、细菌、动植物）的通用性和保守性（Mt除外）C、一个基因序列中，有不重叠性和无标点性52ppt课件一、通用的三联体密码mRNA蛋白质遗传密码522、密码子破译

实验基础：

Ⅰ

蛋白质体外合成的实验基础

♪E.coli的无细胞体系（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、AA—tRNA合成酶）

♪破坏掉DNA、耗尽mRNA后

♪加入模板（外源mRNA或人工合成的多聚NT）加入ATP、GTP、AA等成分合成新的肽链

推知编码某些AA的密码（比较………）53ppt课件2、密码子破译53

Ⅱ1955Grunberg-Mango和Ochoa从细菌中分离出的多核苷酸磷酸化酶

♪催化合成RNA而不需要模板DNA或RNA

♪合成各异的多聚核苷酸poly(A)、poly(AU)………

（依据所加核苷二磷酸的比例不同）54ppt课件Ⅱ1955Grunberg-Mango和54

（1）以均聚物为模板指导多肽的合成

1961Nirenberg和MatthaeipolyU-----UUU-------编码PhepolyC------PropolyA--------Lys（2）用tRNA结合法破译codon

1964Nirenberg和Leder

•

没有蛋白质合成所需的全部因子存在时,特异

AA—tRNA也能与核糖体---mRNA复合物结合55ppt课件（1）以均聚物为模板指导多肽的合成55

•于是作如下实验

♪人工合成多种三核苷酸（UUU、UCU、UGU等）为模板

♪与含核糖体、20种AA—tRNA和适当离子强度的反应液保温

♪使反应液通过硝酸纤维素滤膜，其中只有核糖体或结合AA—tRNA的核糖体能留在滤膜上

56ppt课件•于是作如下实验♪56

实验为20组：

SerC14

、Leu、Lys、Arg………….（20种）

Ser、LeuC14、Lys、Arg………….Ser、Leu、LysC14、Arg………….……

分析留在滤膜上的核糖体中的AA—tRNA和其相应的模板

•此方法未能破译全部的codon

（结合效率）57ppt课件实验为20组：57Ser-C14….

Leu-C14

….

Lys-C14

….

Gly-C14

….

58ppt课件Ser-C14….Leu-C1458

(3)Khorana、Nirenberg和Ochoa等又进一步确定和验证了全部密码子1968Nirenberg和Khorana因破以遗传密码的贡献而

获Nobel奖（1966）59ppt课件(3)Khorana、Nirenb59

二、密码子的简并现象（Degeneracyofcodon）2、简并现象的机理

（1）同工tRNA（isoacceptingtRNAs）

1、简并现象的概念：

一种AA受两个以上codon编码的遗传现象

同义codon：

密码子家族（codonfamily）:编码一个AA的4个密码子中，仅第三个NT不同

★codon的简并可把突变对生物体的影响降到最小60ppt课件二、密码子的简并现象（Degeneracyof60（2）摇摆假说（Wobblehypothesis）

mRNA5’…CGU...CGC...CGA…CGG…AGA…AGG…3’摆动tRNAGCG3’→5’GCU5’UCU5’1961Crick提出又称“变偶假说”

内容：codon的前两位碱基和反密码子配对时遵循

Watson—Crick原则，而第三位碱基有一定的灵活性

即codon的3rd-Nt

与anti-codon的1st-Nt（Nt34）61ppt课件（2）摇摆假说（Wobblehypothesis）61（3）摇摆碱基的摇摆配对原则

摇摆配对原则anti-codon的1st-Ntcodon的3rd-NtI-------次黄嘌呤

摇摆碱基－－－anti-codon的1st-Nt62ppt课件（3）摇摆碱基的摇摆配对原则摇摆配对原则ant62

(4)摇摆碱基摇摆配对的机理b、anti-codon的1st-Nt(摇摆位点)被修饰的频率很高，导致配对范围增大a、由tRNA反密码子环的空间结构所决定

♪摇摆位点34th-Nt处于堆积碱基的末端，所受堆积力较小，有较大的自由度来进行选择配对63ppt课件(4)摇摆碱基摇摆配对的机理b、6364ppt课件64ppt课件6465ppt课件65ppt课件65

三、tRNA丰度和密码子的使用频率

☻tRNA的丰度和codon的使用频率是进化过程中形成的基因表达调控机制之一

生物GC％不等→→各种codon出现的频率不等

因此♪识别同一AA的不同tRNA－－－同工tRNA量不等

♪不同生物间同一同工tRNA的量不等66ppt课件三、tRNA丰度和密码子的使用频率661、tRNA丰度与codon的使用频率正相关2、codon的使用频率与codon与anti-codon间的作用强度有关a、需要量多的蛋白质，有关密码子的使用频率高，相应的tRNA量多

如：核糖体蛋白质RecA蛋白质b、需要量少的蛋白质，有关codon的使用频率低，相应的tRNA的量少

即-----同义codon中，其使用频率有一定差异（明显）

67ppt课件1、tRNA丰度与codon的使用频率正相关67

原因：

c、强配对作用形成的aa—tRNAaa需要较长的时间从核糖体的P位点卸载因此，进化过程中自然选择codon／anti-codon间结合强度适度的codon以保证最佳的protein合成速率a、适中的作用强度有利于翻译的进行b、弱配对作用形成的aa—tRNAaa需要较长的时间进入A位点68ppt课件原因：c、强配对作用形6869ppt课件69ppt课件6970ppt课件70ppt课件70

四、线粒体密码的特殊性

1、线粒体中具有与通用密码不同的编码信息

（1）具体不同

（2）线粒体的codon表排列的比较整齐均为2、4、671ppt课件四、线粒体密码的特殊性1、线71ArgIle起始72ppt课件ArgIle起始72ppt课件72（3）线粒体中“三中读二”方式可减少tRNA

线粒体中只有22种tRNA

（摇摆假说使用通用密码子至少得32种tRNA）a、识别一个密码子家族的tRNA的anti-codon的摇摆碱基均为UU-------U、A、C、Gb、两个一组的密码子，其相应tRNA的anti-codon的摇摆碱基配对情况分别为：G→C/U（Py）

U＊（经过修饰）→G/A（Pu）73ppt课件（3）线粒体中“三中读二”方式可减少tRNA73

第三节肽链的合成74ppt课件第三节肽链的合成74ppt课件74

蛋白质合成速度很快Prok.15AAs／S（37◦C）Euk.低些（血红蛋白……..2AA／S）

合成方向……..N端→C端

一、合成的起始

★指A的第一次进位以前

★核糖体结合于mRNA→→→

起始复合物的形成（包括第一个aa－tRNA）

相对缓慢75ppt课件蛋白质合成速度很快75★核糖体亚基…..游离存在的和终止后核糖体解离的亚基76ppt课件★核糖体亚基…..游离存在的和终76ppt课件761、起始tRNA与起始密码子的识别

（1）细菌

•tRNAMetf

能识别AUG、GUG•tRNAMetf＋Met……….fMet---tRNAf

转甲酰酶77ppt课件1、起始tRNA与起始密码子的识别77•tRNAMetm识别内部的AUG，内部GUG由tRNAVal识别

（2）Euk中tRNAMeti

tRNAMetm

•tRNAMetf接受臂的两个碱基均为不配对状态

（3）线粒体中Met甲酰化

（4）tRNAMetf和tRNAMetm

结构上存在差异

•tRNAMetf.....TψCA，而tRNAMetm…..TψCG

•反密码子的3’端临位

tRNAMetf…AtRNAMetm…烷基化的A78ppt课件•tRNAMetm识别内部的AUG，内部G78起始tRNA的结构G-CG烷基化的A79ppt课件起始tRNA的结构G-CG792、起始复合物的生成

（1）起始因子及30S亚基与mRNA的结合

♦

Prok.的三种起始因子（initiationfactorIF）

参与蛋白质合成起始的可溶性蛋白因子－－辅助

起始复合物：核糖体、mRNA、aa--tRNA三元复合物

三种IF分别为：IF1IF2IF3IF1---------加强IF2、IF3的酶活80ppt课件2、起始复合物的生成（1）起始因80IF2---------促使fMet---tRNAMETf选择性的结合在

30S亚基上

30S---IF3+mRNA30S+IF3+mRNA（30S复合物）IF3---------促使30S亚基结合于mRNA起始部位，阻止30S亚基与50S亚基的结合，或者说促进

70S核糖体的解离a、30S亚基与mRNA的结合

IF3+30S81ppt课件IF2---------促使f8182ppt课件82ppt课件82

☆IF3－－赋予30S亚基与mRNA结合的能力

（30S亚基没有与mRNA主动结合的能力）

☆SD序列控制起始复合物形成的频率……翻译产物数量

☆IF3使30S亚基不能与50S亚基结合（形状…..）

☆30S亚基与mRNA的结合

SD与16SrRNA的3’端………

☆30S复合物中，起始codon正好位于P位点，且只有

fMet—tRNAMetf才能进入83ppt课件☆IF3－－赋予30S亚基与mRNA结合的83

(2)起始tRNA的结合

IF2+fMet---tRNAfIF2---fMet---tRNAf

＋30S---IF3---mRNA30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTP

GTP

◆IF2与起始tRNA之间作用严格专一很强的GTP酶活性84ppt课件(2)起始tRNA的结合IF2---84

（3）70S起始复合物的形成

a、IF3游离

30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTP

与50S亚基的结合导致（IF3与50S亚基的竞争）b、70S起始复合物形成

50S亚基的结合激活IF2的GTP酶活性，水解

GTP并解离下来（IF1）GTP水解释放的能量改变两者的构象IF－－－辅助因子

形成30S---mRNA---fMet---tRNA---50S

85ppt课件（3）70S起始复合物的形成85IF2---fMet---tRNAf结合上来86ppt课件IF2---fMet---tRNAf结合上来86ppt课件86c、Met的甲酰基的除去…..合成到15～30个AA3、Euk蛋白质合成的起始

（1）机制与Prok.基本相同，差异主要是所涉及的因素本身的差异所导致◎去甲酰基酶（细菌、线粒体）◎氨肽酶去除Met87ppt课件c、Met的甲酰基的除去…..合成到187a、核糖体较大b、mRNA是单顺反子c、其mRNA具有m7GpppNp帽子结构，从而导致起始时识别信号的差异d、Met---tRNAMet不甲酰化e、有较多的起始因子（2）Euk蛋白质合成的起始因子88ppt课件a、核糖体较大b、mRNA8889ppt课件89ppt课件89（3）起始机制

对AUG的识别涉及：Euk蛋白质合成起始中的重要参与者：

＊密码子与反密码子的配对

＊起始AUG上下文结构特点的作用

Met—tRNAi核糖体AUG上下文特点

eIF–2作用eIF-4F90ppt课件（3）起始机制9091ppt课件91ppt课件91eIF-2MetMetMet92ppt课件eIF-2MetMetMet92ppt课件9293ppt课件93ppt课件93

二、肽链的延伸

EF—Tu--GTP+氨酰基--tRNA三元复合物起始tRNA不能结合，保证了……..Prok肽链的延伸以氨酰－tRNA进入70S起始复合物的A位为标志（第一个进位过程）

1、进位

（1）三元复合物生成

EF—Tu+GTP

94ppt课件二、肽链的延伸EF—Tu--GTP+94

（2）三元复合物进入A位

§要求P位点被起始氨酰tRNA或肽酰－tRNA占据

§同时，EF-Tu催化GTP水解，释放EF—Tu—GDP

（3）Ts循环（Tu—Ts循环）

EF—Ts能够使EF—Tu—GDP转变为EF—Tu—GTP

因为-----EF—Tu—GDP不能有效地结合氨酰基—tRNA

循环过程：

EF—Tu—GDPEF--TsEF—Tu—EF--TsGTP取代EF—Tu--GTP95ppt课件（2）三元复合物进入A位9596ppt课件96ppt课件962、肽键生成（转肽反应）

（1）肽酰转移酶（peptidyltransferase）

☆位于核糖体大亚基，催化肽键生成

☆若干蛋白质、23SrRNA、5SrRNA

（2）形成过程：

把两个氨酰－tRNA定位于调准的位置将处于P位的甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移到A位的氨酰基－tRNA的氨基上形成肽键肽链延伸一个AA97ppt课件2、肽键生成（转肽反应）（1）肽酰转移酶9798ppt课件98ppt课件9899ppt课件99ppt课件99

（1）需要GTP和延伸因子EF—Ga、过程：

EF—G和GTP结合-------核糖体中具有GTP酶活性的蛋白GTP水解

--------A位生成的肽基转移到P位，P位空载的tRNA

进入E位

（此过程mRNA移动了一个密码子）3、移位（translocation）

⊙肽键生成后，核糖体沿mRNA

向前移动一个密码子的距离

100ppt课件（1）需要GTP和延伸因子EF—G--100101ppt课件101ppt课件101102ppt课件102ppt课件102103ppt课件103ppt课件103b、EF—G和GDP必须释放→→→下一个三元复合物进位抗生素甾酸酶素（fusidicacid）实验证实c、核糖体固有的移位性质可被EF—G所催化104ppt课件b、EF—G和GDP必须释放→→→下一个三元复合104Elongation105ppt课件Elongation105ppt课件105106ppt课件106ppt课件1064、两类延伸因子的交替作用使肽键生成和移位有条不紊的进行107ppt课件4、两类延伸因子的交替作用使肽键生成和移位有条不紊的进行107108ppt课件108ppt课件1085、Euk肽链的延伸

（1）与Prok相似

﹡eEF—1取代EF—Tu和EF—Ts

﹡eEF—2取代EF—G

﹡真菌------eEF—3参与(维持翻译的准确性)

（2）eEF—1大多数由α、β、γ、δ四个亚基

eEF--1α－－－－与GTP结合﹡酵母中过量表达可导致翻译忠实性的提高、果蝇中可延长其寿命109ppt课件5、Euk肽链的延伸（1109

﹡衰老过程中，eEF—1α活性下降因此-------衰老过程中可能伴随着翻译忠实性的下降

﹡大量表达还可以提高细胞的生长能力

一些影响细胞生长的因素也可以引起细胞内eEF—1α的大量表达，如：癌基因v—fos的诱导（3）有些资料表明：eEF—2并不是延伸所必须，只起到加速的作用110ppt课件﹡衰老过程中，eEF—1α活性下降1106、GTP的作用

（1）使各种翻译因子与tRNA或核糖体易于以非共价键结合；水解成GDP和Pi的反应是释放结合因子的信号

Prok------IF2、EF—Tu、EF—GEuk------eIF—2、eEF—1、eEF—2

☆GTP是一种变构因子

（2）GTP水解释放的能量提高核糖体结合氨酰－tRNA和移位的能力（3）GTP还有使翻译准确的功能

（为去除A位不正确的氨酰－tRNA提供能量）111ppt课件6、GTP的作用（1）使各种翻译因子与tR111112ppt课件112ppt课件112三、多肽链合成的终止113ppt课件三、多肽链合成的终止113ppt课件113

1、所需条件

（1）终止信号：终止密码子

Prok和Euk都是：UAA、UAG、UGA

（2）释放因子：

a、RFProk中，RF1----识别UAA和UAGRF2----识别UAA和UGARF3----刺激RF1和RF2的活性114ppt课件1、所需条件114Euk中只有

eRF-----识别三种终止密码子b、RRf（ribosomereleasingfactor）核糖体释放因子

2、终止机制

（1）Proka、RF作用于A位点（需要P位被肽酰－tRNA所占据）b、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115ppt课件Euk中115

c、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

d、RF3与GTP结合为肽基转移及随后的核糖体释放提供能量e、RRF使核糖体与mRNA和脱酰基－tRNA与终止因子分离（GTP、EF--G）116ppt课件c、RF的某种作用改变肽基转移酶的肽基转移特性116117ppt课件117ppt课件117118ppt课件118ppt课件118119ppt课件119ppt课件119第四节准确翻译的机制

120ppt课件第四节准确翻译120ppt课件120

一、氨基酸与tRNA间的负载专一性

1、氨酰tRNA合成酶（AARS）对氨基酸的特异识别与结合

AARS：

AAbindingsite,

tRNAbindingsite,ATPsite

（1）

AAbindingsite对结构相似的氨基酸的双筛作用

例；Cys

HS—CH2—CH—COOH

NH2

Ala

H—CH2—CH—COOH

NH2

Ala-RS结构相似错误识别错误负载错误翻译

121ppt课件一、氨基酸与tRNA间的负载专一性1、氨酰tRN121Ile

HCOOH

CH3—CH2—C—CHCH3NH2

Val

HCOOH

CH3—C—CH

CH3NH2

Ile-RS体外

Ile&Val浓度相等的情况下

200X1X∨Val-tRNAIle

错误负载机率

1/200

!122ppt课件Ile122体内

Val

:Ile=5:1

但实际测定的错译机率仅为1/3000?!

Val-tRNAIle

错误负载机率

1/40!!123ppt课件体内但实际测定的错译机率仅为1/3000?!Val-t123How?aa’

+ATPMis-activationaa’-AMP

+tRNAaaAARSaa’-tRNAaaaabindingsite

具有结合位点（B）和水解位点（H）

(双筛位点)Mis-loadingAARS124ppt课件How?aa’+ATPMis-activationa124Ile

/Val

进入B

位点Ile

分子构型大于ValIle进入B

位点但不能进入H

位点

Val进入B位点并进入H位点而被降解

H

位点柔性部位小与酶发生诱导契合

a、进入aa-binding时的双筛125ppt课件Ile/Val进入B位点Ile分子构型大于Val125IVBHVal—AMPb、aa-tRNAloading时的双筛BHBHaa-tRNAloadingBHVIVII126ppt课件IVBHVal—AMPb、aa-tRNAloading时126

（2）无相似结构的氨基酸间其特异AARS分子无双筛位点例；aasiteofTyr-RS

只能与Tyr发生诱导契合，

无双筛位点

2、在AARS的介导下

tRNA的副密码子(paracodon)

对aa的准确负载127ppt课件（2）无相似结构的氨基酸间例；aasiteofT127

二、anti-codon对codon的准确识别摇摆假说anti-codon的碱基修饰三、对第一个Met（AUG）的准确起译

1、Prok.

•SD序列（AGGAGG）与16SrRNA3’端富含嘧啶序列的准确识别（SD与AUG间隔区-------7±2NT富含AT）2、Euk.

•eIF4F对5’帽子的准确识别及对CCACCAUGG的扫描128pp