蛋白质生物合成.ppt

1、蛋白质的生物合成(翻译)，蛋白质生物合成(translation )，第13章，本章的主要内容，蛋白质生物合成的体系蛋白质生物合成的过程翻译后的加工修饰和靶运输，把握：蛋白质生物合成的体系熟悉：蛋白质生物合成过程了解：蛋白质生物合成的概念， 蛋白质生物合成(protein biosynthesis )又称翻译(translation )，是生物细胞球以mRNA为铸造模型，由mRNA分子中核苷酸序列组合的密码信息合成蛋白质的过程。 (1)氨基酸的活性化(2)肽链的生物合成(3)肽链形成后的加工和靶运输、蛋白质合成的基本过程、第一节、蛋白质生物合成系统、 基本原料： 20种查询密码氨基酸特例：吡咯

2、烷UAG硒半胱氨酸UGA 2.催化能量物质核糖体的p位肽酰基化学基向a位氨基酰基-tRNA的氨基化学基转移， 使酰基化学基与氨基化学基结合形成肽结合的肽肽酶重排酶催化剂(translocase )催化核糖体将密码子的距离移动到mRNA3-末端，将下一个密码子定位于a位置。 (二)重要酶催化剂、起始因子(initiation factor，IF )原核生物有3种起始因子，分别为IF1、IF2、IF3。 主要作用是促进核糖体小亚基、起始trna与铸造模型mRNA的结合及大小亚单位的分离，(3)蛋白因子、延长因子(elongation factor，EF )原核生物是存在3种延长因子(EF-Tu，E

3、F-Tu )的释放因子(release factor，RF ) 原核生物主要有3种(RF1，RF2，RF3 )功能：识别mRNA上所有琥珀突变的2 .使转氨酶转化为史黛拉酶活性，使肽链从核糖体释放，参与原核生物翻译各种的mRNA 5-末端起始密码子AUG到3末端密码子之间的核苷酸序列mRNA的基本查询密码，1 .遗传学上把构成一个多肽的遗传单位称为顺反子。 2 .原核细胞中的一些结构基因总是与一个转录单元串联，并且通过转录生成的mRNA能够查询密码一些功能相关蛋白质，所述蛋白质是多顺逆子。 3、真核mRNA查询密码一种蛋白质，包括单顺反子、顺反子、(原核生物)多顺反子：条mRNA多条多肽链(真

4、核生物)单顺反子：条mRNA1条多肽链、原核生物的多顺反子、真核生物的单顺反子AAA、遗传查询密码、 mRNA 5末端的开放引导人信息帧区，每3个核苷酸为一组，代表氨基酸(或其他信息)，该三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 起始密码子(initiation codon):AUG (劳氏紫)终止密码子(terminator) :UAA、UAG、UGA，遗传查询密码种类： 43=64种有61种代表氨基酸，遗传查询密码表，遗传查询密码特征，1 .定向翻译时的遗传查询密码的读取方向是53，即读取查询密码从mRNA的起始密码子AUG向53的方向一个一个地读取，直至结束密码子。 查询密码n、c、肽链延伸方

5、向、5、3、查询密码读取方向、2 .连续性、蛋白质氨基酸排列顺序的各三连体查询密码连续读取，密码子与密码子的各盐化学基之间没有间隔也没有交叉。 mRNA上盐化学基的缺失或插入可改变密码子的阅读信息帧，改变经翻译氨基酸的序列，从而导致突变为信息帧移位突变，3 .简并性(degenerate )，20种查询密码氨基酸中，除色氨酸和甲基劳氏紫只有一个密码子外，其佘氨一种氨基酸具有2个以上密码子的现象称为遗传查询密码的简并性性。同一氨基酸不同的密码子称为简并密码子，同义密码子。 简并性性主要是第1位和第2位的盐化学基相同，第3位的盐化学基不同。 各种氨基酸的密码子数、4 .通用性、从简单的细小病毒到高

6、等的人类，我们使用的遗传查询密码大致相同，所以遗传查询密码表的这一通用查询密码基本上适用于生物界的所有种类，具有通用性。 密码的通用性进一步证明各种生物是从同一祖先进化而来的。 发现了动物细胞球的腺粒体、植物细胞球的叶绿体等几个例外。 5、摆动性(wobble )、反密码子与密码子之间的情侣对戒有时不严格遵守常见盐化学基情侣对戒规律，因此将这种现象称为摆动情侣对戒(wobble base pairing )。u、321、123、摆动对、蛋白质合成位置核糖体、核糖体也称为核酶，是rRNA与多种蛋白质结合的大核酶粒子，是蛋白质生物合成的位置。 核糖体组成、核糖体主要由蛋白质和rRNA组成，一般有两

7、种亚单位。 全核糖体大亚单位小亚基真核生物80S 60S 40S原核生物70S 50S 30S，(5S/5.8S/28S 49rpl )，(18S 33rps )，(5S/23S 34rpl )，a位：氨基酰基位(aminoacyl site )、p位：肽位(peptidyl site )、e位：激发位(exit site )、大亚单位功能、tRNA结合位有三个，具有转氨酶活性。 可以结合各种蛋白质因子，例如EF、IF、RF等。 有小亚基功能，容纳mRNA的通道。 结合起始tRNA。 ATP的结合和水解作用、蛋白质生物合成的适配器tRNA、载体氨基酸：氨基酸由该特异性tRNA携带，一个氨基酸可

8、具有多种对应的tRNA，氨基酸结合到tRNA CCA-OH- 3的位置，结合需要ATP供给。 作为“适配器”工作：各tRNA的反密码子决定了携带的氨基酸可以正确的坐落在mRNA上。tRNA的作用、氨基酰基tRNA的表示方法、丙氨酸-tRNA:Ala-tRNAAla丙氨酸-tRNA:Arg-tRNAArg丙氨酸-tRNA: Met-tRNAMet参与氨基酸活性化的酶催化剂：氨基酰基-tRNA合成酶催化剂。 氨基酸的活化、反应过程、氨基酸的活化形成氨基酸-tRNA，第一阶段反应、第二阶段反应、thebiosynthesisprocessofprotein、第二节蛋白的生物合成过程、肽链的生物合成过

9、程是翻译的中心环节。 在翻译时，从mRNA的起始密码子AUG开始，每53个方向读取查询密码，一直读取到结束密码子。 于是，合成中的肽链从起始甲基劳氏紫开始，从n末端c末端延长到终止密码子前的密码子所查询密码的氨基酸。 (1)核糖体大小亚单位分离，指代起始、mRNA和起始氨基，其中，所述起始、延长和终止包括： 2. mRNA通过小亚基定位结合3 .开始氨基酰基-tRNA的结合4 .核糖体大亚单位结合。 IF-3、if-1、1 .核糖体大小亚单位分离、IF-3、if-1、2.mrna在小亚基中局部结合，(1)在起始密码子上游约813个核苷酸部位嘌呤盐化学基(例如(2)SD序列之后的核苷酸序列被核糖

10、体小亚基蛋白质rpS-1识别IF-3、IF-1、3 .起始氨基酰基tRNA与小亚基、IF-3、IF-1、IF-2、GTP结合的两个反应历程参与了原核生物mRNA在核糖体小亚基上的精确定位和结合。 1 .进位/注册2 .肽3 .转位、1 .进位注册，又称为注册，mRNA。也称为“注册” 进位需要延长因子EF-Tu和EF-Ts的参与，Tu、Ts、GTP、GDP、Tu、Ts、GTP、进位的反应过程：2 .肽peptidation， 肽形成的反应过程，3 .重排translocation，重排是在重排酶催化剂的催化下，核糖体向mRNA的3末端迁移密码子的距离，mRNA序列上的下一个密码子进入核糖体的a

11、位，占a位的肽酰基trna向p位移动的过程。 变位需要延长因子EF-G参与。 efg具有转换酶活性，结合水解作用GTP提供的能量促进核糖体向mRNA侧的移动，卸载的tRNA向e位移动。fMet、fMet、肽重排后的进位、肽链合成延长(核糖体循环)过程，1 .在mrna上出现密码后，肽链合成停止，肽链从肽酰基trna释放，mrna、核糖体等分离的过程，2 .识别终止密码，RF-1特异性地uap RF-2能够识别UAA、UGA。 3 .诱导转氨酶活性的变化，发挥史黛拉酶活性，使肽链从核糖体释放。 (3)结束、RF、二、真核生物的肽链合成过程、(1)开始、1 .核糖体尺寸亚单位分离； 2 .起始氨基

12、酰基-tRNA的结合3. mRNA通过小亚基定位结合4 .核糖体大亚单位结合。 真核生物肽链合成的延长过程与原核生物基本相似，但反应体系和延长因子不同。 另外，真核细胞的核糖体没有e位，重排时卸载的tRNA直接从p位脱落。 (二)延长elongation，(三)终止termination，真核生物翻译的终止过程与原核生物相似，但只有一个释放因子eRF，可以识别所有的终止密码子，完成原核生物的各种RF功能。 (2)快速有效地进行蛋白质合成。 (1)珠状多聚体，由原核或真核中多个核糖体合成附着于同一mRNA的蛋白质而形成。 (四)聚核糖体(polysome )、电镜下聚核糖体、原核生物与真核生物肽

13、链合成过程的主要差异，第三节蛋白质翻译后修饰与靶转运； posttranslationalmodificationandtargetingtranssome新生多肽链不具有蛋白质的生物科学活性，必须经过复杂的加工过程转化为具有天然构象的功能蛋白质翻译后的修饰包括多肽链天然折叠的三次元结构和肽链的初生结构的修饰、空间结构的修饰等。 翻译后修饰使蛋白质组成更加多样化，在蛋白质结构上呈现更大的复杂性。 蛋白质合成后定向输送到发挥其作用的目标部位的过程称为蛋白质的目标输送(protein targeting )。一、新生肽链的折叠日式榻榻米、分子分子伴侣蛋白质二硫键异构酶肽脯氨酸异构酶、一些促进蛋白质

14、折叠日式榻榻米的大分子：二、蛋白质一次结构修饰、(一)肽链末端的修饰n末端切除蛋氨酸或甲氨酸(二)个别氨基酸的共有修饰， 1糖基化2氢氧化3甲基化4 (三)多肽链的水解作用修饰、三、空间结构的修饰、各种结合蛋白质合成后，必须全部结合相应的亚单位，如糖蛋白、脂蛋白及各种酶催化剂，才能形成具有功能活性的天然蛋白。 具有2个以上亚单位的蛋白质、例如血色素通过非共价键使亚单位聚合到齐聚物上，形成蛋白质四级结构。 (1)亚单位聚合，(2)亚单位键，(3)疏水脂键的共价键，如g蛋白需要嵌入疏水双膜脂，具有活性，四是翻译后的靶转运，蛋白质在核糖体上合成后必须筛选，定向转运到适当的部位发挥不了各自的生物科学功能。 蛋白质的靶向运输与翻译后修饰过程同步进行。 所有营销对象携带的蛋白质结构中都存在筛选信号，主要是n端特异的氨基酸排列顺序，可以将蛋白质转