生物化学蛋白质生物合成

1、蛋白质的生物合成(翻译)，第12章，(遗传密码的特性；启动和关闭密码；蛋白质合成的干涉)，蛋白质生物合成的概念，蛋白质生物合成也被称为翻译，这是生物细胞以mRNA为模板，根据mRNA分子中核苷酸排列顺序构成的密码信息合成蛋白质的过程。定义，(1)氨基酸活化，(2)肽链的生物合成，(3)肽链形成后处理和目标传递，反应过程，蛋白质生物合成系统(焦点内容更多)，mRNA在蛋白质合成中的作用(说明：红色词是本节的核心内容)基因密码的所有内容)rRNA在蛋白质合成中的作用tRNA(氨基酸的激活形式为氨基酰-tRNA)合成蛋白质所需的酶和蛋白质因子等(糖原、磷脂、蛋白质合成的直接供给能量分别为UTP、CT

2、P、GTP)，本节的主要内容：基本原料GTP无机离子：Mg2，k，蛋白质生物合成系统，第一，mRNA是蛋白质生物合成的直接模板，mRNA的基本结构，mRNA 5 61600-末端起始密码子AUG到3-末端密码子之间的核苷酸序列，开放阅读框架，原核生物的多纯半体、真核生物的单纯半体、遗传密码、mRNA的开放阅读框架区域内，三个相邻的核苷酸分别代表一个氨基酸(或其他信息)的组，这种三重形式的核苷酸序列称为密码子(密码子)。开始密码子：AUG结束密码子：uaa，UAG，UGA，密码子，开始密码子，结束密码子：遗传密码，遗传密码的特征，1。directional(方向)，翻译时遗传密码的读取方向是5-

3、3 ，即从mRNA的起始密码子aug开始，以5-3 方向逐一读取。2 .连续体(non-punctuated)、编码蛋白质氨基酸序列的每个三重密码的连续读取，密码子和密码子的每个碱基之间没有间隔或不相交。如果基因损伤在mRNA读取框架内插入或丢失碱基，就会发生框架移动突变。3 .退化性(degenerate)，氨基酸可以用两个或更多的密码子编码。这种特性称为遗传密码的简化。除色氨酸和蛋氨酸外，其他氨基酸编码为2、3、4或最多6个三字节。为同一氨基酸编码的每个密码子也称为简单密码子或同义密码子。4 .通用性(universal)使用了几乎相同的基因集(从简单的病毒到高人类)，因此基因密码表中的这

4、组“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。密码的共性进一步证明了各种生物是从同一祖先进化而来的。5 .摆动、密码子和密码子之间的配对有时不严格遵循一般的基本配对规则。这种现象称为摆动对。的现象(wobble base pairing)。U，3 2 1，1 2 3，摆动配对，2，核蛋白是蛋白质生物合成的场所，核蛋白体的组成，也称为核糖体，是rRNA和多种蛋白质结合而成的一个大核蛋白粒子，是蛋白质生物合成的场所。，其他细胞核蛋白体的组成，原核核蛋白结构模型，3，tRNA需要氨基酸的携带工具和蛋白质生物合成适配器，二级结构，三级结构，反密码环，氨基酸癌症，tRNA的结构，4，蛋白质生物

5、合成需要酶，蛋白质因子等利蒂肽酶、利波顺p胃肽转移到a-氨基酰基-tRNA的氨基，使酰基-氨基结合形成肽键；并且释放因子作用引起变形，显示酯酶的水解活性，使p位的肽链与tRNA分离；核糖核酸3”(mrna 3)把一个密码子的距离转移到催化核蛋白上，使下一个密码子位于a位。(b)参与蛋白质因子、起始因子(IF)扩展因子(elongation factor，EF)释放因子(release factor，RF)、原核翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能，以及真核生物翻译蛋白质生物合成中涉及的无机离子为Mg2，k等。(iii)能量物质和离子，第二节氨基酸的激活，(说明：红色词是本节的核心内容)氨基酸活化

6、是形成氨基酰-tRNA真核生物的开始氨基酰-tRNA，本节的主要内容：反应过程，第一，氨基酸活化是氨基酰启动密码子仅识别Met-tRNAiMet。将tRNAMet与Met tRNAMet结合生成Met-tRNAMet，必要时进入核糖体，在延长的肽链中添加Met tRNAMet。开始氨基酰化-tRNA: Met-tRNAiMet，参与肽链延长的metio ami-tRNA:Met-tRNA Met，真核生物，具有启动功能的tRNAfMet和metio ning结合后，metio ning很快就成为苯甲酰化-portio ning启动密码子仅识别fMet-tRNAiMet。原核、早期氨基酰基-tr

7、na : fmet-trnaifmet、fmet-trnafmet的生成是碳化合物的迁移和利用过程之一，其反应由转甲酰催化，甲酰由N10-甲酰转移到蛋氨酸的-氨基，第三节肽链的生物合成过程，(说明：红色的话是本节的核心内容)原核生物的肽链合成过程真核生物的肽链合成过程，本节的主要内容：开始(initiation)延长(elongation)终止(termination)第一，为原核生物合成肽链的过程，(a)开始，mRNA和开始氨基酰基-tRNA分别与核蛋白结合，形成翻译开始复合体的过程。核蛋白大小亚标准分离；Mrna在小型subunit中结合。早期氨基酰基-tRNA的结合；核蛋白大亚基组合。I

8、F-3、IF-1，1。核蛋白大小亚基准分离，IF-3，IF-1，2.mRNA与牛胃基准位置结合，原核mRNA的核蛋白体子基准正确定位和结合涉及两种机制。也就是说，各种mRNA开始AUG上约8-13核苷酸部位，有4-9个核苷酸构成的一致序列，有丰富的嘌呤碱，例如-agg-。Shine-Dalgarno序列，也称为核蛋白结合部位(RBS)。多顺子mRNA序列中的每个基因编码序列都有各自的S-D序列和起始AUG。S-D序列，在较小的亚标准中，在16s-rrna 3 75;KK5;，mRNA序列中紧随S-D序列的小核苷酸序列可以通过核蛋白体素蛋白rpS-1识别并结合。、IF-3、IF-1，3。将早期氨

9、基酰tRNA(fMet-tRNAifMet)连接到较小的子基，IF-3，IF-1，IF-2，GTP，GDP，Pi，4。核蛋白体巨亚基结合，起始复合形成，IF-3，IF-1，IF-2，-GTP，GDP，Pi，起始复合形成过程，根据mRNA模板的指导，氨基酸依次进入核蛋白，聚合成多肽链。1 .卡里/注册2 .-“positioning/registration/registration(注册/注册)”。肽(peptide bond formation) 3。转移(translocation)，(b)延长，肽链延长也称为核蛋白体中的连续循环，核糖体循环，包括以下三个阶段：每个循环都会在多肽链上添加氨

10、基酸残基。1，也称为注册。四舍五入是根据mRNA模板指南，氨基酰基-tRNA进入和结合核蛋白a位的过程。tu、ts、GTP、GDP、tu、ts、GTP、舍入反应过程：2。肽，肽形成是肽酶的催化作用，将核蛋白p位置的早期氨基酰基-tRNA的N-甲酰基(肽-酰基-tRNA的肽类)转移到a，a的氨基酰基-tRNA的-酰胺基，肽反应过程，3 .转移，转移是核蛋白向mRNA的3端移动一个密码子距离，从而将mRNA序列中的下一个密码子占核蛋白体a，a位的肽酰基-tRNA转移到p位的过程。转发必须延长EF-G的参与。EF-G具有结合和水解1分子GTP的转移酶活性，释放的能量使核蛋白体移至mRNA的3 侧，起

11、始二肽酰基-tRNA-mRNA的相对位移进入核蛋白体p位，卸载的tRNA，转移，肽链合成延长(核蛋白体循环)过程，(c)终止，mRNA终止在核蛋白体a位发生密码子后，多肽链合成停止，肽链从肽酰基-tRNA释放，mRNA，核蛋白体大，小亚基，终止阶段需要释放系数RF-1、RF-2和RF-3参与。RF-3可结合核糖体的不同部分和GTP酶活性，介导RF-1，RF-2和核糖体的相互作用。释放因子功能：RF-1，RF-2标识终止密码子，RF-1标识UAA，UAG；RF-2 UAA，UGA的特定标识。RF-1，RF-2诱导肽酶成为酯酶活性，催化新生肽链和p-位结合的tRNA之间的酯键水解，使肽链从核蛋白中

12、释放。原核肽链合成终止过程，第4节蛋白质翻译后的修饰和目标传递，(说明：红色词是本节的核心内容)多肽链折叠为天然结构的蛋白质初级结构的修饰蛋白质空间结构的修饰蛋白质的目标传递，本节的主要内容：第一，多肽链折叠为天然形式的蛋白质，新生肽链的折叠在肽链合成中随着序列的扩展，肽链可以逐渐折叠，形成正确的二次结构、模式顺序和结构，形成完整的空间结构。据悉，多肽链本身的氨基酸序列中蛋白质折叠的信息，即初级结构是空间结构的基础。细胞中的大部分天然蛋白质折叠不是自动进行的，需要其他酶和蛋白质辅助。有多个促进蛋白质折叠功能的分子，分子伴侣蛋白二硫键异构酶(PDI) 3。肽-吡喃顺反式异构酶(PPI)，1 .分

13、子伴侣：分子伴侣是一种保守蛋白质，它促进了细胞内识别肽链的非自然结构、各个功能领域以及整个蛋白质的正确折叠。分子伴侣具有以下功能：关闭折叠蛋白的暴露疏水段；创造隔离的环境，防止蛋白质折叠相互干扰。促进蛋白质折叠和凝集。产生折叠蛋白质的压力刺激。(1)热冲击蛋白(heat shockproein，HSP) (2)伙伴蛋白(chaperonin)，分子伴侣主要是，(1)热冲击蛋白(heat shockprolin)热休克蛋白促进将需要折叠的多肽折叠成具有自然空间结构的蛋白质。热冲击蛋白包括三个族：HSP70、HSP40和GrpE。有两个主要功能区域。一个是存在于N-末端的非常保守的ATP酶域，可以

14、结合和水解ATP；另一个是存在于C-端的多肽链结合域。蛋白质的折叠需要这两个域的相互作用。大肠杆菌HSP70 (DnaK)、大肠杆菌HSP40 (Dna J)通过在DnaK中激活ATP酶，产生稳定的Dna J -Dna K-ADP-折叠蛋白复合物，Dna K在ATP存在的情况下，Dna J和Dna K的相互作用可以抑制蛋白质的聚集。与Grp E、核苷酸交换因子、Dna K的ATP酶域结合，改变Dna K的形态，在合成物中释放ADP，用ATP代替ADP，控制Dna K的ATP酶活性。在蛋白质折叠过程中，HSP70需要两个辅助元素HSP40和Grp E。在大肠杆菌中的HSP70反应周期、细胞质、内质网、线粒体、细胞核等，可以存在人类细胞中的HSP蛋白系列，将线粒体和内质网蛋白保持在不接地的状态，并涉及多种细胞保护功能，包括转移、转氨酶、重新折叠成功结构；通过类似的机制，避免或消除蛋白质变性后疏水基团暴露引起的不可逆聚集，有助于消除变性或错误折叠的多肽中间体等。(2)伙伴蛋白(chaperonin)，伙伴蛋白是大肠杆菌的Gro EL和Gro ES(真核细胞的同系物是HSP60和HSP10)等分子伙伴的另一个家族。其主要作用是提供自发折叠蛋白质折叠形成自然空间结构的微观环境。Gro ES可以在折叠肽链进入Gro EL的桶腔时，立即将Gro EL腔出口关闭