蛋白质的合成与转运

蛋白质的合成与转运Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）一、蛋白质合成的分子基础

参与蛋白质生物合成的物质翻译----以mRNA为模板合成蛋白质

mRNA----模板

rRNA----构成核糖体作为蛋白质合成场所

tRNA----搬运工具

氨基酸----原料

蛋白质因子(起始因子IF，延伸因子EF，释放因子RF，等等)

酶----氨基酰-tRNA合成酶，转肽酶，转位酶，等

无机离子----Mg++

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蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）一、蛋白质合成的分子基础

（一）mRNA是翻译的直接模板原核生物与真核生物mRNA的区别（真核）单顺反子（原核）多顺反子（真核）5′端帽子结构3′端polyA尾巴三联体密码----mRNA上每三个相邻的碱基构成一个遗传密码，决定一种氨基酸.蛋白质生物合成的本质是四种核苷酸上所携带的遗传信息转变为由二十种氨基酸组成的多肽的过程。第3页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）一、蛋白质合成的分子基础

（二）tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板上tRNA的反密码子环与mRNA的密码配对tRNA的3--端CCA--OH是氨基酸的结合位点氨基酰-tRNA合成酶具有绝对专一性和校正活性氨基酰-tRNA的写法Arg-tRNAargfMet-tRNAfmetMet-tRNAimetMet-tRNAemet

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蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）一、蛋白质合成的分子基础

（三）核糖体是肽链合成的场所

核糖体由大,小亚基构成原核生物:70s(30s,50s)真核生物:80s(40s,60s)第5页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）一、蛋白质合成的分子基础

（三）核糖体是肽链合成的场所

多聚核糖体在一条mRNA链上，多个核糖体呈串珠状排列（间隔80个核苷酸），多个核糖体同时在一条mRNA上进行翻译，大大加速蛋白质合成的速度，提高了mRNA的利用率第6页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）二、蛋白质生物合成过程（翻译的步骤）

（一）肽链延伸的方向及速度应用放射性同位素示踪技术证明多肽链的合成是从N-端向C端进行的。（二）mRNA上翻译的方向mRNA上信息的阅读（翻译）是从mRNA的5’末端向3’末端进行的。在细胞内常见转录与翻译同时进行。第7页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）二、蛋白质生物合成过程（翻译的步骤）

（三）氨基酸的活化（氨酰-tRNA的合成）氨酰-tRNA合成酶的特点：（1）每种氨基酸都有一个专一的酶和tRNA；（2）只作用于L-氨基酸以上这种严格的专一性大大减少多肽合成中的差错。第8页,共29页，2024年2月25日，星期天（三）肽链合成过程1、翻译的起始蛋氨酰-tRNA与mRNA结合到核糖体形成起始复合物(1)起始复合物的生成S--D序列----mRNA起始密码前的一段富含嘌呤核苷酸的序列.(9-12bp)5′-AGGAPuPuUUUPuPuAUG-3′（2）起始因子IF和eIF第9页,共29页，2024年2月25日，星期天(3)真核生物翻译起始的特点eIF1~11

蛋氨酰-tRNAimet

mRNA的5′端有帽子结构，3′端有polyA核糖体为８０Ｓ先结合上蛋氨酰-tRNAimet，再结合mRNA第10页,共29页，2024年2月25日，星期天（4）tRNA对密码子的识别——反密码子的作用氨基酸臂tRNA凭借自身的反密码子与mRNA分子上的密码子相识别而把所携带的氨基酸送到肽链的一定位置上。三叶草型二级结构折叠成倒写L-型三维结构反密码子与密码子结合时，二者的方向相反，是从mRNA的5’末端向3’末端进行阅读，mRNA密码子的第一、二、三位碱基与tRNA反密码子的第三、二、一位碱基相对应。密码子的第一、二位碱基与反密码子的第三、二位碱基严格配对，而其第三位碱基与反密码子第一位碱基配对则不严格，可出现U—I、I—C、I—A等配对摆动现象，叫“摆动配对”。第11页,共29页，2024年2月25日，星期天第12页,共29页，2024年2月25日，星期天2、肽链的延长

延长因子(EF)第13页,共29页，2024年2月25日，星期天核糖体循环:进位，成肽，移位（1）进位氨基酰－tRNA进入A位,需要EF-T协助（-GTP）第14页,共29页，2024年2月25日，星期天（2）成肽

转肽酶（3）移位

移位酶（消耗1分子GTP）mRNA向前移动一个密码子的位置耗能第15页,共29页，2024年2月25日，星期天3、肽链合成的终止终止密码的辨认，肽链从肽链-tRNA上水解出，mRNA从核糖体中分离，大小亚基拆开。都需要RF(1,2,3)和RR参与终止，RF的作用是辨认终止密码促进肽链C端与tRNA3-OH酯键的水解。RR的作用把mRNA从核蛋白体上游离出来第16页,共29页，2024年2月25日，星期天原核生物：

RF-1识别UAA及UAG

RF-2识别UAA及UGA

RF-3能促进RF-1和RF-2对核糖体的结合。是酯酶的激活物转肽酶酯酶活性第17页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）三、蛋白质的运输及翻译后的修饰

（一）翻译后加工--肽链从核蛋白体释放后，经过细胞内各种修饰处理过程，成为有活性的成熟蛋白质1、高级结构的修饰（1）亚基聚合四级结构Hb(α2β2)（2）辅基连接结合蛋白第18页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）三、蛋白质的运输及翻译后的修饰

（一）翻译后加工2、一级结构的修饰（1）切除N-端的甲酰基或N-蛋氨酸:脱甲酰基酶或氨基肽酶（2）个别氨基酸的修饰羟脯氨酸,羟赖氨酸的羟化;含-OH的丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸的磷酸化;多肽链二硫键的形成（3）水解修饰鸦片促黑皮质素原(POMC)第19页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）三、蛋白质的运输及翻译后的修饰

（二）蛋白质合成后的靶向输送1、

蛋白质合成后的去向留在胞浆进入核、线粒体或其它细胞器分泌至体液，输送至靶器官靶向输送--蛋白质合成后，定向地到达其执行功能的目标地点第20页,共29页，2024年2月25日，星期天Chapter38

蛋白质的生物合成与转运Proteinbiosynthesis（翻译Translation）三、蛋白质的运输及翻译后的修饰

（二）蛋白质合成后的靶向输送2、分泌性蛋白质蛋白质透过膜性结构的条件

信号肽蛋白质自身的结构特点转运的机构蛋白质一经产生，去向就被决定。通过安装一段信号序列，被信号识别体识别和固定。第21页,共29页，2024年2月25日，星期天信号肽与信号肽的识别N-端的一段疏水氨基酸10～40N端带正电荷的碱性氨基酸疏水核心区中性氨基酸C端小分子氨基酸（信号肽酶裂解部位）多数为酶原第22页,共29页，2024年2月25日，星期天四、蛋白质生物合成的干扰和抑制

1、抗生素第23页,共29页，2024年2月25日，星期天四、蛋白质生物合成的干扰和抑制

2、干扰蛋白质生物合成的生物活性物质白喉毒素对真核生物剧毒可对EF-2起共价修饰作用干扰素(interferon，IF)是细胞感染病毒后产生的一类蛋白质。可抑制病毒繁殖，保护宿主。第24页,共29页，2024年2月25日，星期天第25页,共29页，2024年2月25日，星期天本章小节1、掌握遗传密码的特点，mRNA、tRNA及核糖体在蛋白质合成中的作用。2、熟悉核糖体循环。3、了解蛋白质生物合成的主要过程。蛋白质翻译后加工，抗生素对翻译的抑制作用。第26页,共29页，2024年2月25日，星期天思考题1、下列关于氨基酸密码子的描述哪一项是错误的？A、密码子有种属特异性，故不同生物合成不同的蛋白质B、密码子阅读有方向性，5′→3′C、一种氨基酸可有一组以上的密码子D、一组密码子只代表一种氨基酸E、密码子第三位碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小第27页,共29页，2024年2月25日，星期天2、下列关于蛋白质合成的描述哪一项是