蛋白质的生物合成课件

蛋白质的生物合成第一节遗传密码

一、三联体密码（密码子）的概念

mRNA分子中所存储的蛋白质合成信息，是由组成它的四种碱基（A、G、C、U）以特定顺序排列成三个一组的三联体代表的，即每三个碱基代表一个氨基酸信息。二、64种密码子起始密码AUG

氨基酸密码终止密码UAA，UAG，UGA三联体密码的确定43=64AAAAATAAGAACATAATTATGATCAGAAGTAGGAGC…….遗传密码的破译

1968年，霍利、尼伦伯格、柯拉纳获诺贝尔奖。三、遗传密码的基本特性1、每个密码子三联体决定一种AA。其方向是5’→3’。eg.5’-AUG-3’。2、简并性：密码子简并，即一种AA有几种不同密码子的现象。同义密码子，即编码同一种AA的不同密码子。3、无标点符号4、不重叠性（有少数例外）5、通用性，所有生物的几乎一样第二节核糖体核糖体是蛋白质合成的部位。主要成分——蛋白质和RNA（rRNA是构成核糖体的主要组成部分）。功能：按照mRNA的指令合成多肽链。（N端向C端合成）mRNA核糖体核糖体是合成蛋白质的细胞器原核生物（细菌、放线菌、蓝绿藻）70S50S（5SrRNA，3SrRNA）

30S（16SrRNA）A位：氨酰-tRNA结合部位（AA位）P位：肽酰-tRNA结合部位（肽位）PA50S30S第三节转移RNA的功能一、多肽合成与tRNA的关系

tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的位点至少有4个，即①3’一CCAOH，是AA接受位点；②识别氨酰-tRNA合成酶的位点；③核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上；

④反密码子位点。（每一个tRNA都有一个由3个核苷酸组成的特殊的反密码子）tRNA反密码子与mRNA密码子的配对特点

tRNA反密码子可以根据碱基配对的原则，与mRNA上对应的密码子相结合反密码子密码子AUUA、GCGI（出现在5’位）U、C、GGC、U密码子与反密码子之间的碱基对

IGCmRNA3’-ACG-5’(Ala)5’3’储存在mRNA的遗传密码称为第一套密码系统储存在tRNA的遗传密码称为第二套密码系统第四节蛋白质的生物合成

一、蛋白质合成系统的重要组分1、mRNA的作用机制2、核糖体的作用机制3、tRNA的作用机制二、蛋白质合成过程的分子机制（一）氨基酸的活化

α—COOH被活化（酰化反应实现）

AA+tRNA+ATP氨基酰-tRNA+AMP+PPiE：氨基酰-tRNA合成酶（二）肽链的合成（以原核生物为例）1、起始阶段：在核糖体上合成多肽。

fMet-tRNA占据了核糖体上的P位（此过程消耗一个GTP），空的A位准备接受下一个氨酰-tRNA。起始的完成以核糖体大小亚基、mRNA和fMet-tRNA形成复合物作为标志。2、延长阶段（1）进位：新的氨酰-tRNA进入A位。消耗一个GTP。（2）转肽：形成新的肽键

P位A位P位A位

CHONHNH2R1CH+R2CHtRNA+？

O=CO=CO-tRNAO-tRNA

思考：提供—COOH的AA在哪一位。E:exitsitePsiteAsite（3）脱落：空载的tRNA从P位上脱落。（4）移位：核糖体沿mRNA的5’→3’方向移动，同时，原处于A部位带有肽链的tRNA随即到P部位，使A位空出来。（消耗一个GTP）以上4个步骤一再重复，直至肽链增长到必需的长度3、终止阶段

包括两个事件：（1）在mRNA上识别终止密码子（UAA、UAG、UGA）；（2）水解所合成肽链与tRNA间的酯键，释放肽链。

tRNA从P位上脱落下来，70S核糖体也从mRNA上脱落，解离为30S及50S亚基并立即投入下一轮核糖体循环，以合成另一新的蛋白质分子。思考题：合成一个五肽至少需要多少能量？（能量供体的主要形式是GTP）（三）翻译后加工肽链≠蛋白质（有功能的）1、N—末端AA或部分肽段的切除以原核生物为例：

fMet-xx-xx-↓脱甲酰基酶

Met-xx-xx-↓氨肽酶切去一个或多个N端AA2、信号肽的切除:信号肽酶3、—S—S—的形成

mRNA中没有（Cys）2的密码子4、AA的修饰：羟基化、甲基化等

eg胶原中的羟脯氨酸（羟基化）5、亚基之间、亚基与辅基之间的聚合。6、多肽链折叠成有活性的构象。信号肽及识别信号肽的信号识别体的结构特征

目前通常所说的信号肽是指翻译产物，新生肽链N端引导新生肽链进入内质网的肽段。这种信号肽一般含有约20个氨基酸残基，从其结构看，中间集中了较多的疏水性残基，两端是一些极性的残基。*信号肽有时也可位于多肽链的中部。识别信号肽的识别体，称为信号肽识别颗粒（SRP）。它是7SLRNA和6条不同分子量的肽链组成的复合物。除了和信号肽结合外，识别颗粒还可以和其它一些帮助新生肽穿越内质网膜的蛋白质（或复合物）结合，后者为停泊蛋白或核糖体受体等。真核生物与原核生物蛋白质合成过程的不同点

真核生物原核生物翻译与转录不偶联，mRNA需加工修饰翻译与转录偶联，mRNA无“帽”及无“尾”结构mRNA半寿期约4—6小时较稳定，易分离mRNA半寿期约1-3分钟，不稳定，不易分离mRNA为单顺反子mRNA为多顺反子起始阶段需GTP及ATP起始阶段需GTP延长阶段GTP水解后可被ATP再磷酸化，两种延长因子可同时与核蛋白体结合GTP水解后EFTu即从核蛋白体上脱落只有一种终止因子有三种终止因子合成速度慢合成速度快合