蛋白质的生物合成-蛋白质生物合成的体系（生物化学）

蛋白质的生物合成生物化学蛋白质生物合成的体系生物化学

蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由4种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的序列。

一、三种RNA的作用

（一）mRNA与遗传密码1.遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子。2.原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron)

。3.真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(singlecistron)

。

顺反子(cistron)原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子非编码序列核糖体结合位点起始密码子终止密码子编码序列PPP5

3

蛋白质mG-5

3

蛋白质PPP遗传密码及其特点(1)mRNA分子上从5

至3

方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码(tripletcoden)。(2)起始密码(initiationcoden):AUG

(3)终止密码(terminationcoden):UAAUAGUGA(4)从mRNA5

端起始密码子AUG到3

端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。

1.连续性(commaless)第一个核苷酸第二个核苷酸第三个核苷酸UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止密码终止密码半胱氨酸半胱氨酸终止密码色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG遗传密码表氨基酸密码子数目氨基酸密码子数目Ala4Leu6Arg6Lys2Asn2Met1Asp2Phe2Cys2Pro4Gln2Ser6Glu2Thr4Gly4Trp1His2Tyr2Ile3Val42.简并性(degeneracy)

遗传密码中，除色氨酸和蛋氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸均有多个密码子。4.通用性(universal)5.摆动性(wobble)转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。(1)整套密码从原核生物到人类都通用，但动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体例外。(2)密码的通用性证明各种生物进化自同一祖先。

起始密码子位于mRNA链的5′-端，终止密码子位于3′-端，翻译时沿5′→3′方向进行，直到终止密码子为止，相应多肽链的合成从N端向C端延伸。3.方向性(direction)密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUGAUCU（二）tRNA与氨基酰-tRNA反密码环氨基酸臂氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。不同的tRNA有不同的碱基组成，并由不同的氨基酰tRNA合成酶识别。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreadingactivity)。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet原核生物真核生物核糖体小亚基大亚基核糖体小亚基大亚基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白质rpS21种rpL36种rpS33种rpL49种

不同细胞核糖体的组成

核糖体（三）rRNA与核糖体核糖体由大、小两个亚基组成，是蛋白质合成的场所。

原核生物翻译过程中核糖体结构模式2.A位：氨基酰位，又称受位。1.P位：肽酰位，又称给位。3.E位：排出位。小亚基：1、识别并定位结合mRNA2、结合起始氨基酰tRNA3、结合和水解ATP大亚基：1.具有转肽酶活性。核酶2.能结合参与蛋白质合成的各种蛋白因子。

20种编码氨基酸作为原料。(一)合成原料二、蛋白质生物合成的原料和所需酶类(二)酶及蛋白因子1．氨基酰-tRNA合成酶

ATP存在下合成氨基酰-tRNA，具有绝对特异性。2．转肽酶

催化核糖体“P位”上的肽酰基转移至“A位”的氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基缩合形成肽键。3．转位酶

催化核糖体向mRNA的3′端移动定位于“A位”。4．蛋白因子

起始因子(initiationfactor，I