生物信息的传递下从蛋白质

关于生物信息的传递下从蛋白质本章主要内容1遗传密码2蛋白质合成中使用的工具3核糖体4蛋白质合成的生物学机制5蛋白质合成的抑制6蛋白质的转运机制7蛋白质的降解第2页,共123页，2024年2月25日，星期天1遗传密码1.1概念1.2破译简史1.3遗传密码字典1.4遗传密码性质第3页,共123页，2024年2月25日，星期天密码子(codon)：

mRNA上每3个相邻核苷酸编码多肽链中一个氨基酸，这三个核苷酸称一个密码子或三联体密码。1.1概念第4页,共123页，2024年2月25日，星期天（1）1954年Gamow首先对遗传密码进行了探讨；（2）1961年Crick证明三联体密码子是正确的；（3）1961年，Nirenberg以均聚物、随机共聚物、特定序列的共聚物作模板合成多肽，破译遗传密码；（4）1964年Nirenberg用核糖体结合技术研究遗传密码，直接测出三联体对应的氨基酸；（5）到1966年，遗传密码全部破译。1.2遗传密码破译简史第5页,共123页，2024年2月25日，星期天第6页,共123页，2024年2月25日，星期天第7页,共123页，2024年2月25日，星期天无细胞蛋白质合成系统（Thecell-freeproteinsynthesissystem）是一种以外源mRNA或DNA为模板，在细胞抽提物的酶系中补充底物和能量来合成蛋白质的体外系统。与传统的体内重组表达系统相比,体外无细胞合成系统具有多种优点,如可表达对细胞有毒害作用或含有非天然氨基酸(如D-氨基酸)的特殊蛋白质,能够直接以PCR产物作为模板同时平行合成多种蛋白质,开展高通量药物筛选和蛋白质组学的研究。第8页,共123页，2024年2月25日，星期天均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物。共聚物，又称为共聚体。由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。第9页,共123页，2024年2月25日，星期天核糖体结合技术保温

硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的核糖体-AA-tRNA

确定与核糖体结合的AA特定三核苷酸为模板+核糖体+20种AA-tRNA第10页,共123页，2024年2月25日，星期天第11页,共123页，2024年2月25日，星期天1.3遗传密码字典第12页,共123页，2024年2月25日，星期天1.4遗传密码的性质

1.4.1连续性

1.4.2兼并性

1.4.3通用性和特殊性

1.4.4密码子与反密码子的相互作用第13页,共123页，2024年2月25日，星期天1.4.1（读码的）连续性

生物合成过程中，mRNA的编码方向是5`→3`，从N端向C端延伸肽链。一条肽链合成起始后，密码子按3个一框读下去，直到终止。1.4遗传密码的性质起始密码子决定了后续密码子的位置第14页,共123页，2024年2月25日，星期天1.4遗传密码的性质简并：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象。同义密码子（synonymouscodon）：对应于同一氨基酸的密码子。61种密码子（除终止密码子UAA\UAG\UGA）仅编码20种氨基酸。AUG\GUG既编码甲硫氨酸\缬氨酸，又是起始密码子。同义密码子一般不是随机分布的，一般编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸出现的频率也越高(除Arg)。1.4.2简并性（degeneracy）减少了变异对生物的影响第15页,共123页，2024年2月25日，星期天1.4.3通用性与特殊性通用性：遗传密码无论在体内还是体外，无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都通用；特殊性：遗传密码的个例很少见；基因组中编码含义的改变常涉及到对终止密码子的解读；密码子系统性改变存在于线粒体、支原体、嗜热四膜虫中。

1.4遗传密码的性质有助于研究生物的进化；有助于在基因工程中的应用第16页,共123页，2024年2月25日，星期天ChangesinthegeneticcodeusuallyinvolveStop/Nonesignals第17页,共123页，2024年2月25日，星期天1.4.4密码子-反密码子识别的相互作用

反密码子（anticodon）：tRNA中互补于mRNA密码子的核苷酸三联体，能使tRNA把对应的氨基酸放在对应新的密码子位点。摆动假说：在密码子与反密码子的配对中，前两对碱基严格遵守碱基配对原则，而第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”。1.4遗传密码的性质Thirdbaseshaveleastmeaning第18页,共123页，2024年2月25日，星期天密码子的摆动性密码子的摆动性第19页,共123页，2024年2月25日，星期天I:次黄嘌呤第20页,共123页，2024年2月25日，星期天本章主要内容1遗传密码2蛋白质合成中使用的工具3核糖体4蛋白质合成的生物学机制5蛋白质合成的抑制6蛋白质的转运机制7蛋白质的降解第21页,共123页，2024年2月25日，星期天2蛋白质合成中使用的工具2.1mRNA2.2tRNA2.3氨酰tRNA合成酶核糖体（3）第22页,共123页，2024年2月25日，星期天mRNA：蛋白质的DNA序列信息的中间体。tRNA：运送特定氨基酸到核糖体上合成蛋白质。rRNA：核糖体的组成元件。ProteinsynthesisusesthreetypesofRNA5`3`第23页,共123页，2024年2月25日，星期天

2.1mRNA第24页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2tRNA2.2.1tRNA的基本结构2.2.2tRNA的生物学功能2.2.3tRNA的分类第25页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2tRNA2.2.1tRNA的基本结构⑴不同的tRNA分子可由74~95个核苷酸组成，通常为76bp（？）；⑵含有许多经过特殊修饰的碱基；

经过特殊修饰的碱基，又称稀有碱基，是五种碱基环上的某一位置被某些化学基团（如甲基化等）修饰后的衍生物。

tRNA稀有碱基含量非常丰富。

⑶3’端都以CCA-OH结束。--一级结构(P116)Nucleotideacid，nttRNA与相应氨基酸结合的位点P100第26页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2tRNA2.2.1tRNA的基本结构

三叶草结构-最常见的tRNA分子的二级结构；由不同区域的碱基配对形成的四个茎（臂）三个环的结构。多余臂--二级结构tRNA前体内含子精确切除的信号第27页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2tRNA2.2.1tRNA的基本结构tRNA在单链环的碱基间形成九个氢键，将二级结构折叠为L型的三级结构。一端是反密码子环；另一端是氨基酸接受臂。--三级结构第28页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2.1tRNA的基本结构2.2.2tRNA的生物学功能2.2.3tRNA的分类2.2tRNA第29页,共123页，2024年2月25日，星期天tRNAisanadaptor2.2.2tRNA的生物学功能tRNA在蛋白质合成中处于关键地位。

为每个三联密码子翻译成氨基酸提供接合体；

作为载体将氨基酸准确运送至RNA模板的恰当位置。

tRNA又被称为第二遗传密码。第30页,共123页，2024年2月25日，星期天14C-Cys-

tRNACys→

14C-Ala-tRNACys第31页,共123页，2024年2月25日，星期天把14C-Ala-tRNACys加到含有血红蛋白mRNA、其他RNA、氨基酸以及兔网织细胞核糖体的蛋白质合成系统中，发现：14C-Ala-tRNACys插入了血红蛋白分子中通常由Cys占据的位置。证实：起模板mRNA识别作用的是tRNA。tRNA特异性只取决于反密码子，与携带的氨基酸无关第32页,共123页，2024年2月25日，星期天2.2.1tRNA的基本结构2.2.2tRNA的生物学功能2.2.3tRNA的分类2.2tRNA第33页,共123页，2024年2月25日，星期天

2.2.3tRNA的分类（1）起始tRNA和延伸tRNA：一类能特异识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始tRNA；其它tRNA称为延伸tRNA。（2）同工tRNA（cognatetRNA）

:

几个代表相同氨基酸的tRNA称同工tRNA。（3）校正tRNA：通过tRNA中反密码子改变来校正密码子突变，使其在突变位点引入正确氨基酸。具有独特的、有别于其他tRNA的结构特征能够被相同的氨酰-tRNA合成酶识别第34页,共123页，2024年2月25日，星期天

同义突变（synonymousmutation）由于生物的遗传密码子存在简并现象，在某一碱基改变后，原来某种氨基酸的位置仍译成同一种氨基酸的现象。

错义突变（missensemutation）由于结构基因中某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。

无义突变(nonsensemutation)

在DNA序列中，任何导致编码氨基酸的三联密码子变为终止密码子（UAG、UGA、UAA）的改变，它使蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。第35页,共123页，2024年2月25日，星期天（3）校正tRNA校正tRNA作用机制：

校正tRNA通过反密码子的改变把正确的氨基酸加到肽链上，合成正常的蛋白质。

e.g.P127:tRNAGln(反密码子CCU)

校正tRNAGln(反密码子UCU)

即使编码Gln的密码子GGA→AGA,仍然指导合成Gln。5’3’5’3’第36页,共123页，2024年2月25日，星期天（3）校正tRNA

校正过程中，校正tRNA必须与正常的tRNA竞争结合密码子：

无义突变的校正tRNA必须与(?)因子竞争识别密码子；

错义突变的校正tRNA必须与(?)

tRNA竞争识别密码子。

？竞争识别的影响：

影响校正效率（校正效率一般不会超过50%）影响基因的正确翻译释放因子正常tRNARNA水平序列一样，但表达的蛋白质不同第37页,共123页，2024年2月25日，星期天2蛋白质合成中使用的工具2.1mRNA2.2tRNA2.3氨酰tRNA合成酶核糖体（3）第38页,共123页，2024年2月25日，星期天2.3氨酰tRNA合成酶2.3.1作用：

催化氨基酸与tRNA结合，既能识别tRNA又能识别氨基酸，对二者都有高度专一性(影响蛋白质合成的真实性)。2.3.2如何识别：氨基酸之间的结构非常相似，如何保证氨酰tRNA合成酶对氨基酸的正确识别，其机制还尚未研究清楚。第39页,共123页，2024年2月25日，星期天2蛋白质合成中使用的工具2.1mRNA2.2tRNA2.3氨酰tRNA合成酶核糖体第40页,共123页，2024年2月25日，星期天3.1核糖体3.2核糖体的基本结构3.3rRNA3.4核糖体的三个tRNA结合位点3.5核糖体的生物学功能3核糖体---蛋白质的加工厂第41页,共123页，2024年2月25日，星期天

原核生物、真核生物细胞质及细胞器中核糖体存在明显差异（P123表4-9）。核糖体存在于每个进行蛋白质合成的细胞中。虽然在不同生物内其大小有别，但组织结构基本相同，而且执行的功能也完全相同。3.1核糖体第42页,共123页，2024年2月25日，星期天/80S/40S/60S3.2核糖体的基本结构/40S/60S/80S大亚基小亚基大亚基含有肽基转移酶中心，负责肽键生成小亚基含有解码中心，负载氨基酸的tRNA的在此“解码”mRNA密码子第43页,共123页，2024年2月25日，星期天3.1核糖体3.2核糖体的基本结构3.3rRNA

3.4核糖体的三个tRNA结合位点3.5核糖体的生物学功能3核糖体第44页,共123页，2024年2月25日，星期天3.3rRNA是核糖体发挥生理功能的重要元件：

肽基转移中心完全是由RNA组成的；

负载氨基酸tRNA的反密码子环和mRNA的密码子都是与16SrRNA相互作用，而不是与小亚基核糖体蛋白质相互作用；

大多数r-蛋白质位于核糖体周边，核糖体的核心功能域完全或绝大部分由RNA组成。部分r-蛋白质伸入到亚基核心，作用似乎只是稳定rRNA的结构。现代核糖体可能是从完全由RNA组成的原始的蛋白质合成机器进化而来；r-蛋白质加入是为了提升原始RNA机器的功能。第45页,共123页，2024年2月25日，星期天3.3rRNA各亚基的功能-原核生物（序列特点-自学）：

5SrRNA：通过TΨC环与tRNA相互识别；通过与23SrRNA中一段序列互补，表明50S核糖体大亚基中两种RNA间存在相互作用。（×与50S核糖体大亚基相互作用）

23SrRNA：通过与tRNAMet序列互补与tRNAMet结合有关；与5SrRNA中一段序列互补；

与核糖体大亚基约有20种左右蛋白质不同程度相结合。

16SrRNA：通过与mRNASD序列互补结合mRNA；通过与23SrRNA中一段序列互补，与50S核糖体大亚基相互作用；与P、A位的tRNA反密码子直接作用。第46页,共123页，2024年2月25日，星期天3.3rRNA各亚基的功能-真核生物（序列特点-自学）：

5.8SrRNA：真核生物核糖体大亚基特有的rRNA；同原核生物5SrRNA-识别tRNA。

18SrRNA：与原核生物16SrRNA有广泛同源性。

在蛋白质合成中起着积极作用，与mRNA、大亚基、P位和E位tRNA反密码子直接作用。

28SrRNA：功能尚不清楚。

rRNA与tRNA、mRNA之间的相互关系，以及不同rRNA之间的关系，都是建立在序列互补或同源的基础上。第47页,共123页，2024年2月25日，星期天3.1核糖体3.2核糖体的基本结构3.3rRNA3.4核糖体的三个tRNA结合位点3.5核糖体的生物学功能3核糖体第48页,共123页，2024年2月25日，星期天3.4核糖体的三个tRNA结合位点A位点：新到来的氨酰-tRNA的结合位点P位点：肽酰-tRNA的结合位点E位点：去氨酰-tRNA脱落的位点tRNA移动顺序：A位→P位→E位第49页,共123页，2024年2月25日，星期天3.5核糖体的生物学功能第50页,共123页，2024年2月25日，星期天

①mRNA结合部位；②结合/接受氨酰-tRNA部位（A位）；③结合/接受肽酰-tRNA部位（P位）；④空载tRNA移出部位（E位）；⑤肽基转移部位及形成肽键的部位；

此外，还有用于起始和延伸的各种蛋白质因子结合部位。

核糖体发挥生物学功能的基本部位/活性中心第51页,共123页，2024年2月25日，星期天本章主要内容1遗传密码2蛋白质合成中使用的工具3核糖体4蛋白质合成的生物学机制5蛋白质合成的抑制6蛋白质的转运机制7蛋白质的降解第52页,共123页，2024年2月25日，星期天4蛋白质合成的生物学机制

4.1氨基酸活化

4.2基本过程

4.3蛋白质前体的加工第53页,共123页，2024年2月25日，星期天4.1氨基酸活化4.1.1氨酰-tRNA合成酶4.1.2氨基酸的活化第54页,共123页，2024年2月25日，星期天4.1.1氨酰-tRNA合成酶

总反应：

aminoacyl-tRNAsynthetaseAA+tRNA+ATP→AA-tRNA+AMP+PPi

实际反应：

第一步：AA+ATP+E→E-AA-AMP+PPi

第二步：E-AA-AMP+tRNA→AA-tRNA+E+AMP

AA:aminoacid;AA-tRNA:aminoacyl-tRNA

E:

aminoacyl-tRNAsynthetase第55页,共123页，2024年2月25日，星期天

每一种氨酰-tRNA合成酶识别一种氨基酸和所有能装载该氨基酸的tRNA。ThechargingreactionusesATP①②③④同工tRNA第56页,共123页，2024年2月25日，星期天4.1.2氨基酸的活化氨酰-tRNA合成酶起始氨基酸细菌中，起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸真核生物中，起始氨基酸是甲硫氨酸

由于甲硫氨酸的特殊性，体内存在两种tRNAMet

Met-tRNAiMet-起始肽链合成；Met-tRNAMet-肽链延伸中携带Met。tRNAf第57页,共123页，2024年2月25日，星期天4蛋白质合成的生物学机制

4.1氨基酸活化

4.2基本过程

4.3蛋白质前体的加工、折叠肽链的起始肽链的延伸肽链的终止第58页,共123页，2024年2月25日，星期天第59页,共123页，2024年2月25日，星期天5.2.3蛋白质合成的三个阶段简介Initiation：30SsubunitonmRNAbindingsiteisjoinedby50Ssubunitandaminoacyl-tRNAbindsElongation：RibosomemovesalongmRNA，extendingproteinbytransferfrompeptidyl-tRNAtoaminoacyl-tRNATermination：PolypeptidechainisreleasedfromtRNA,andribosomedissociatesfrommRNA4.2蛋白质合成的三个阶段4.2.3肽链的终止4.2.2肽链的延伸4.2.1肽链的起始第60页,共123页，2024年2月25日，星期天4.2.1肽链的起始

原核生物肽链起始

真核生物肽链起始

原核和真核生物肽链起始比较第61页,共123页，2024年2月25日，星期天原核生物肽链的起始（1）起始总反应式（2）细菌中三种重要的起始因子（3）起始密码子的选用（4）起始位点及其实验分析（5）多顺反子mRNA的翻译起始第62页,共123页，2024年2月25日，星期天(1)起始总反应式：30S+50S+mRNA+fMet-tRNAfMetIF-1、IF-2、IF-3GTP[70S•mRNA•fMet-tRNAfMet]+GDP+PiInitiationfactorMg2+、参与翻译起始的成分有哪些？第63页,共123页，2024年2月25日，星期天(2)细菌中有三种起始因子IF-3：稳定30S亚基；辅助30S亚基与mRNA上起始点特异性结合；IF-1：作为完整起始复合体一部分：与30S亚基结合在A位，阻止氨酰-tRNA进入；阻止30S与50S亚基结合。IF-2：结合特定起始tRNA，控制它进入核糖体；有核糖体依赖GTP酶活性；翻译起始复合物的形成过程？第64页,共123页，2024年2月25日，星期天fMet-tRNAfMet与30S-mRNA复合体结合需IF-2参与。50S亚基结合后，GTP能量被释放，所有IF都被释放。Initiationrequiresfactorsandfreesubunits70S•mRNA•fMet-tRNAfMet第65页,共123页，2024年2月25日，星期天30Ssubunitsinitiateribosomeselnongate第66页,共123页，2024年2月25日，星期天(3)起始遗传密码的选用所有蛋白质合成由同一氨基酸-甲硫氨酸开始。多肽合成起始信号是一个ORF开始的独特密码子。常为AUG。但细菌中也可GUG和UUG。三种密码子被识别的效率不一样：

AUG=2GUG=4UUG第67页,共123页，2024年2月25日，星期天（4）起始位点及其实验分析

细菌mRNA起始点包括AUG起始密码子及其上游10个碱基处Shine-Dalgarno嘌呤六聚体；在起始过程中，细菌核糖体30S亚基的16SrRNA3`端有一个可与SD序列的互补序列。第68页,共123页，2024年2月25日，星期天TheAUGisprecededbyaShine-Dalgarnosequence第69页,共123页，2024年2月25日，星期天(5)多顺反子的mRNA翻译起始（P85）多数多顺反子的翻译独立发生；某些细菌中，mRNA相邻顺反子翻译直接相连，可由一个核糖体翻译。第70页,共123页，2024年2月25日，星期天4.2.1肽链的起始

原核生物肽链起始

真核生物肽链起始

原核和真核生物肽链起始比较第71页,共123页，2024年2月25日，星期天真核生物肽链的起始（1）mRNA5’帽子和3’尾巴参与形成翻译起始复合物（P131）-帽子结合蛋白（2）40S小亚基查找起始位点（3）起始位点序列特点（4）起始复合体的形成过程第72页,共123页，2024年2月25日，星期天

◆起始因子（eukaryoticInitiationfactor）:

真核比原核细胞核糖体大，有更多起始因子（eIF）参与蛋白质的合成起始过程；真核生物Met-tRNAMet

不甲酰化，mRNA的帽子和多聚A尾都参与翻译起始复合物的形成。帽子结构-促进起始反应（戴帽子的mRNA5’端与18SrRNA3’端存在相互作用；帽子结合蛋白）（1）mRNA5’帽子和3’尾巴参与形成翻译起始复合物（P131）-帽子结合蛋白第73页,共123页，2024年2月25日，星期天"scanning"model:Eukaryoticribosomesmigratefromthe5`endofmRNAtotheribosomebindingsite,whichincludesanAUGinitiationcodon.（2）小亚基查找起始位点第74页,共123页，2024年2月25日，星期天

起始位点含一个典型序列:5`NNNPuNNAUGG3`，在AUG前的第三个嘌呤（G或A）以及紧跟其后的G，可十倍地影响翻译效率。（3）起始位点序列特点第75页,共123页，2024年2月25日，星期天（4）起始复合体的形成过程第76页,共123页，2024年2月25日，星期天EukaryoticinitiationusesseveralcomplexesTheyactatallstagesoftheprocess,including5stages:1)formingacomplexwithMet-tRNAi

2)forminganinitiationcomplexwiththe5`endofmRNA3)bindingthemRNA-factorcomplextotheMet-tRNAi-factorcomplex4)enablingtheribosometoscanmRNAfromthe5`endtothefirstAUG5)mediatingjoiningofthe60Ssubunit.80S•mRNA•Met-tRNAiMet第77页,共123页，2024年2月25日，星期天4.2.1肽链的起始

原核生物肽链起始

真核生物肽链起始

原核和真核生物肽链起始比较第78页,共123页，2024年2月25日，星期天5.2.3蛋白质合成的三个阶段简介Initiation：30SsubunitonmRNAbindingsiteisjoinedby50Ssubunitandaminoacyl-tRNAbindsElongation：RibosomemovesalongmRNA，extendingproteinbytransferfrompeptidyl-tRNAtoaminoacyl-tRNATermination：PolypeptidechainisreleasedfromtRNA,andribosomedissociatesfrommRNA4.2蛋白质合成的三个阶段4.2.3肽链的终止4.2.2肽链的延伸4.2.1肽链的起始第79页,共123页，2024年2月25日，星期天4.2.2肽链的延伸氨酰-tRNA进入A位肽链从P位转移到A位的氨酰-tRNA上移位使核糖体相对于mRNA移动不同延伸因子选择性结合到核糖体上使肽链不断延伸真核生物延伸因子第80页,共123页，2024年2月25日，星期天（1）氨酰-tRNA进入A位

除起始因子以外的氨酰-tRNA均进入核糖体A位，并受延伸因子（细菌为EF-Tu）的催化(前提是P位有肽酰-tRNA占据)。以细菌为例-肽链合成的延伸。第81页,共123页，2024年2月25日，星期天EF-TurecyclesbetweenGTP-boundandGDP-boundformsactiveinactive第82页,共123页，2024年2月25日，星期天

每个细菌约有70000个EF-Tu分子（约占总蛋白5%），与氨酰-tRNA分子数接近，意味着大多数氨酰-tRNA存在于三元复合体中。每个细胞约只有10000个EF-Ts分子。

EF-Tu*EF-Ts复合体仅是瞬时存在，EF-Tu可迅速转变为GTP结合形式，再形成三元复合体。第83页,共123页，2024年2月25日，星期天（2）肽链从P位转移到A位的氨酰-tRNA上（P134图4-18）新生肽链从P位的肽酰-tRNA转移至A位的氨酰-tRNA，这导致肽链延伸；负责肽键形成的催化酶称肽基转移酶（peptidyltransferase)，50S亚基具肽基转移酶活性；（P132）肽键形成使P位产生脱酰基的tRNA，A位产生肽酰-tRNA。不需要能量第84页,共123页，2024年2月25日，星期天Peptidebondformationtakesplacebyreactionbetweenthepolypeptideofpeptidyl-tRNAinthePsiteandtheaminoacidofaminoacyl-tRNAintheAsite.Nascentpolypeptideistransferredtoaa-tRNA缩合反应第85页,共123页，2024年2月25日，星期天

（3）移位使核糖体相对于mRNA移动核糖体移位使mRNA在核糖体上移动3nt长度。移位使脱氨酰的tRNA进入E位，肽酰-tRNA进入P位，A位空出。杂合状态模型：

--移位分两步进行：50S亚基相对于30S亚基移动，然后30S亚基移动使核糖体构象复原。移位必需的蛋白质因子EF-G，移位能量来自一分子GTP水解。核糖体沿mRNA的相对移动方向？5’—3’第86页,共123页，2024年2月25日，星期天Thehybridstatetranslocationmodel第87页,共123页，2024年2月25日，星期天tRNAmovesthrough3ribosomesites第88页,共123页，2024年2月25日，星期天（4）不同延伸因子选择性结合到核糖体上使肽链不断延伸▲易位需要EF-G，其结构类似于氨酰-tRNA*EF-TU*GTP复合体，该因子为细胞的主要组分，一个核糖体就约有1个分子。▲EF-Tu及EF-G与核糖体的结合是相互排斥的。▲易位需要GTP水解，这引起EF-G的变化，继而又引起核糖体结构的变化。第89页,共123页，2024年2月25日，星期天EFfactorshavealternatinginteractionsBindingoffactorsEF-TuandEF-Galternatesasribosomesacceptnewaminoacyl-tRNA,formpeptidebonds,andtranslocate.黄色霉素抑制释放梭链孢酸抑制释放核糖体沿mRNA移动与肽酰-tRNA移位这两个过程是偶联的。第90页,共123页，2024年2月25日，星期天原核生物延伸因子原核生物肽链延伸每次反应共需要3个延伸因子，EF-Tu，EF-Ts，EF-G。3个延伸因子都具有GTP酶活性。EF-Tu，EF-Ts-促进AA-tRNA进入A位。EF-G-促进移位和去氨酰-tRNA的释放。第91页,共123页，2024年2月25日，星期天真核生物延伸因子（P136）EF-1（对应于EF-Tu，EF-Ts）-促进AA-tRNA进入A位。EF-2（对应于EF-G）-促进移位和去氨酰-tRNA的释放。消耗2个GTP向生长中的肽链加上一个氨基酸。原核生物每向肽链上加上一个氨基酸消耗？？个GTP。第92页,共123页，2024年2月25日，星期天5.2.3蛋白质合成的三个阶段简介Initiation：30SsubunitonmRNAbindingsiteisjoinedby50Ssubunitandaminoacyl-tRNAbindsElongation：RibosomemovesalongmRNA，extendingproteinbytransferfrompeptidyl-tRNAtoaminoacyl-tRNATermination：PolypeptidechainisreleasedfromtRNA,andribosomedissociatesfrommRNA4.2蛋白质合成的三个阶段简介4.2.3肽链的终止4.2.2肽链的延伸4.2.1肽链的起始第93页,共123页，2024年2月25日，星期天4.2.3肽链的终止三种终止密码子释放因子肽链的终止反应过程第94页,共123页，2024年2月25日，星期天（1）三种终止密码子三个终止密码子（terminationcodon，stopcodon)UAA、UAG和UGA终止蛋白质合成；UAA是最常用的终止密码子。UGA比UAG使用频率高一点，但UGA出错的可能性更大一点。第95页,共123页，2024年2月25日，星期天（2）释放因子

终止密码子是被蛋白质释放因子(releasefactor，RF)而不是氨酰-tRNA所识别；第96页,共123页，2024年2月25日，星期天（2.1）原核生物的RF

I型释放因子

结构类似于氨酰-tRNA*EF-Tu和EF-G；

I型释放因子（RF1识别UAA和UAG，RF2识别UGA和UAA），它们在A位发挥作用（此时P位要有肽酰-tRNA），并水解肽酰-tRNA上的二酯键。

II型释放因子

RF3，依赖GTP发挥作用；

多肽链释放后刺激I型释放因子从核糖体中解离出来。第97页,共123页，2024年2月25日，星期天SeveralfactorshavesimilarshapesMolecularmimicryenablestheelongationfactorTu-tRNAcomplex,

thetranslocationfactorEF-G,andthereleasefactorsRF1/2-RF3

tobindtothesameribosomalsite.第98页,共123页，2024年2月25日，星期天（2.2）真核生物的RF

I型释放因子-eRF1

eRF1识别UGA、UAA、UAG

在A位发挥作用（此时P位要有肽酰-tRNA），并水解肽酰-tRNA上的二酯键。

II型释放因子-eRF3

多肽链释放后刺激I型释放因子从核糖体中解离出来。第99页,共123页，2024年2月25日，星期天Theeukaryoticterminationfactor

eRF1hasastructurethatmimicstRNA.ThemotifGGQatthetipofdomain2isessentialforhydrolyzingthepolypeptidechainfromtRNA.第100页,共123页，2024年2月25日，星期天（3）肽链合成终止反应过程

第101页,共123页，2024年2月25日，星期天5.2.3蛋白质合成的三个阶段简介Initiation：30SsubunitonmRNAbindingsiteisjoinedby50Ssubunitandaminoacyl-tRNAbindsElongation：RibosomemovesalongmRNA，extendingproteinbytransferfrompeptidyl-tRNAtoaminoacyl-tRNATermination：PolypeptidechainisreleasedfromtRNA,andribosomedissociatesfrommRNA4.2蛋白质合成的三个阶段4.2.3肽链的终止4.2.2肽链的延伸4.2.1肽链的起始第102页,共123页，2024年2月25日，星期天第103页,共123页，2024年2月25日，星期天蛋白质合成中核糖体循环第104页,共123页，2024年2月25日，星期天小亚基、大亚基处于动态平衡中合成起始非完整核糖体所为-小亚基第105页,共123页，2024年2月25日，星期天4蛋白质合成的生物学机制

4.1氨基酸活化

4.2基本过程

4.3蛋白质前体的加工、折叠肽链合成的起始、延伸、终止第106页,共123页，2024年2月25日，星期天4.3蛋白质前体的加工、折叠N端fMet或Met的切除，往往发生在多肽链合成完毕之前；二硫键的形成；特定氨基酸的修饰，包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化和羧基化；切除新生肽链中非功能片段；蛋白质的折叠。第107页,共123页，2024年2月25日，星期天分子伴侣（P140）molecularchaperone

1987年

Lasky首先提出了分子伴侣的概念。他将细胞核内能与组蛋白结合并