蛋白质的生物合成.ppt

1、翻译:以RNA中mRNA为模板,按照其 核苷酸顺序所组成的密码指 导蛋白质的合成的过程.,mRNA,蛋白质,翻译,各种信息 各种蛋白质,（核苷酸排列顺序）（氨基酸排列顺序）,蛋白质的生物合成,原料：20种氨基酸,条件：mRNA、tRNA、rRNA ATP、GTP等供能物质 无机离子、有关的酶、 蛋白因子等。,蛋白质的生物合成中RNA的作用,(一) mRNA,是带有DNA遗传信息指导蛋白质合 成的直接模板.以mRNA为模板,合成一 定结构的多肽链的过程(翻译),就是将 mRNA分子中的核苷酸排列顺序转变成 蛋白质分子中的氨基酸排列顺序.,如何转变?,密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组成

2、的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一个氨基酸。,遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码是通用的。,四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中：,1.一个起始密码:AUG 位于mRNA的5末端,并兼作 蛋氨酸的密码.,2.三个终止密码:UAA UGA UAG 位于mRNA的3末端,3.多数氨基酸拥有2-4个密码.,遗传密码的特点:,1.连续性 2.简并性 3.摆动性 4.通用性,SD序列,在起始密码上游约10个核苷酸处，通常有一段富含嘌呤的序列，称为SD序列。SD序列使mRNA与小亚基结合。,

3、(二) tRNA,tRNA是氨基酸的转运工具,能 携带活化的氨基酸到核蛋白体.,tRNA有特异性,至少有20种以 上.每种tRNA的反密码环顶端均有 由三个核苷酸组成的反密码,能与 mRNA上相应的密码互补结合(碱基 互补配对).,酪,5,5,3,AUG,GUU UAC ACA,酪氨酰- tRNA,反密码,mRNA,密码与反密码的碱基配对,tRNA的功能,tRNA分子上与蛋白质合成有关的位点：,3端-CCA上的氨基酸接受位点。 识别氨酰-tRNA合成酶的位点。 核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上。 反密码子位点。,(三) rRNA,rRNA与蛋白质组成核蛋白体, 是蛋白质合成的场所.

4、由大小两个 亚基组成:,小亚基:沿mRNA结合,沿5 3 方向移动.,大亚基:受位(A位):,结合氨基酰- tRNA,给位(P位):成肽,AUG ACA,5,蛋,苏,UGU,GUU,3,受 位 (A位),给 位 (P位),大亚基,小亚基,蛋白质生物合成过程,1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。,2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。,氨基酸的活化与转运,1、反应式：,AA + tRNA + ATP,氨基酰-tRNA合成酶,氨基酰-tRNA+AMP+PPi,2、AA结合位置：,AA的-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 或3羟基以酯键相结合。 tRNA-CCA-OH

5、（R-3-OH）,核蛋白体循环（三阶段）,(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段,肽链合成的起始阶段,1).mRNA与小亚基结合 2).AUG与蛋氨酰-tRNA结合 3).大小亚基结合,AUG ACA,5,3,AUG ACA,5,3,UAC,UAC,AUG ACA,5,3,小亚基,mRNA,蛋氨酰tRNA GTP,大亚基,GDP+Pi,受位,给位,蛋,蛋,肽链合成的起始阶段,肽链合成的延伸阶段,1).进位:氨基酰-tRNA进入受位; 2).转肽:形成肽键,在转肽酶作用下, 给位与受位结合; 3).移位:核蛋白体向3端移动一个 密码子的位置,空出受位, 不断地进位、转肽、移位, 使

6、肽链延长.,AUG ACA,5,3,UAC,蛋,苏,UGU,AUG ACA,5,UAC,蛋,苏,UGU,GUU,AUG ACA,5,UAC,蛋,苏,UGU,GUU,AUG ACA,5,蛋,苏,UGU,GUU,3,3,3,GTP GDP+Pi,GDP+Pi,GTP,起始复合体,进位,转肽,移位,Mg+ K+,肽链合成的终止阶段,1).出现终止密码并与终止因子结合; 2).肽键水解,多肽释放; 3).tRNA,mRNA,大小亚基解离.,AUG UAA,5,UAC,AUG UAA,5,UAC,3,3,终,终,AUG UAA,5,UAC,3,终,5,3,UAC,终,肽链,多核蛋白体循环,多个核蛋白体在

7、一条mRNA链上, 间隔一定距离,从5端向3端移动, 同时合成多条肽链.合成后的多肽链 必须经加工、修饰才能成为具有特定 生物学活性的蛋白质.,3.肽链合成后的“加工处理”,4.蛋白质合成所需的能量,5.活性肽合成的特征,三、蛋白质合成的调节,（一）转录水平的调节 （二）翻译水平的调节,基因操纵子调节系统示意图,调节基因 启动基因 操纵基因 结构基因 DNA 转录 （-） RNA聚合酶 （+） 转录 翻译 mRNA 翻译 阻遏蛋白 蛋白质 诱导剂,控制区 信息区,操纵子,血红素对起始因子-2的调节作用,血红素 cAMP + R2C2 2C 2R-cAMP (+) elF-2激酶 elF-2激酶

8、 p （无活性） ATP ADP （有活性） elF-2 (+) elF-2 p 有活性 无活性 ATP ADP cAMP: 环磷腺苷 ；R2C2: 无活性蛋白激酶（R：调节亚基 C：催化亚基）；2C：活性蛋白激酶； elF-2：起始因子,干扰素对蛋白质合成的影响,干扰素 + 双股RNA 蛋白激酶 蛋白激酶 （无活性） （有活性） P ATP ADP elF-2 elF-2 （有活性） （无活性） P ATP ADP,四、蛋白质生物合成与医学的关系,（一）分子病,由于DNA分子上基因的遗传性缺陷， 引起mRNA分子的异常和蛋白质合成障 碍，导致体内某些结构和功能异常，由 此造成的疾病即分子病。

9、如：,镰刀形红细胞性贫血,镰刀形红细胞性贫血病Hb-S中遗传信息的异常,DNA . TGT GGG CTT CTT TTT . 正 常 mRNA ACA CCC GAA GAA AAA . HbA氨基端. 苏 脯 谷 谷 赖 DNA . TGT GGG CTT CTT TTT . 异 常 mRNA ACA CCC GUA GAA AAA . HbS氨基端. 苏 脯 缬 谷 赖,（二）抗生素对蛋白质生物合成的影响,抗生素可作用于从DNA复制到 蛋白质合成的各个环节，通过阻抑 细菌或肿瘤细胞的蛋白质合成，而 发挥药理作用。,1.通过影响转录来抑制细菌蛋白合成,如: 争光霉素及放线菌素可抑制 DNA模板活性; 利福霉素能抑制细