大连理工大学生物化学蛋白质合成与转运.pptx

中心法则中心法则第1页/共76页蛋白质合成概述蛋白质合成概述细胞：成千上万个蛋白维持功能细胞：成千上万个蛋白维持功能蛋白质生物合成：最复杂，参与蛋白质生物合成：最复杂，参与300多种大分子、使多种大分子、使用细胞用细胞90%能量；蛋白质占细胞重量的能量；蛋白质占细胞重量的35%细菌：细菌：2万个核糖体（蛋白质合成场所）万个核糖体（蛋白质合成场所）10万个酶因子万个酶因子20万个万个tRNA合成速度：合成速度：20个个aa/s目前研究热点：细胞中的准确定位目前研究热点：细胞中的准确定位蛋白质选择性降解机制蛋白质选择性降解机制第2页/共76页蛋蛋白白质质的的生生物物合合成成过过程程，就就是是将将DNA传传递递给给mRNA的的遗遗传传信信息息，解解译译为为蛋蛋白白质质中中氨氨基基酸酸排排列列顺顺序序的的过过程程，这这一一过过程程被被称称为为翻翻译译(translation)。蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成第3页/共76页参与蛋白质合成的参与蛋白质合成的RNA分子体系分子体系mRNA：蛋白质合成的直接模板：蛋白质合成的直接模板遗传密码存在于遗传密码存在于mRNA分子上，每分子上，每3个碱基决定个碱基决定1个氨基酸个氨基酸起始密码：起始密码：AUG氨基酸码：氨基酸码：61种种终止密码：终止密码：UAA、UAG、UGAtRNA:专一运送氨基酸至专一运送氨基酸至mRNA并于密码子配对并于密码子配对rRNA:与蛋白质构成核糖核蛋白体，是蛋白质合成的场所，核糖体由与蛋白质构成核糖核蛋白体，是蛋白质合成的场所，核糖体由大亚基和小亚基构成大亚基和小亚基构成蛋白质合成的过程蛋白质合成的过程氨基酸的活化氨基酸的活化：氨基酸与：氨基酸与tRNA合成氨基酰合成氨基酰-tRNA1、起始阶段：、起始阶段：mRNA、Met-tRNA、核糖体构成起始复合体、核糖体构成起始复合体2、肽链的延伸：、肽链的延伸：进位、转肽、移位循环、肽链延长进位、转肽、移位循环、肽链延长3、终止阶段：、终止阶段：延伸至终止密码，肽链释放，核糖体大小亚基与延伸至终止密码，肽链释放，核糖体大小亚基与mRNA解离解离蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成第4页/共76页一、参与蛋白质生物合成的物质一、参与蛋白质生物合成的物质生物体内的各种蛋白质都是利用生物体内的氨基酸生物体内的各种蛋白质都是利用生物体内的氨基酸为原料自行合成的。参与蛋白质生物合成的各种因为原料自行合成的。参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系，该体系包括：素构成了蛋白质合成体系，该体系包括：mRNA：作为蛋白质生物合成的模板，决定多肽：作为蛋白质生物合成的模板，决定多肽链中氨基酸的排列顺序；链中氨基酸的排列顺序；tRNA：搬运氨基酸的工具；：搬运氨基酸的工具；核蛋白体：蛋白体生物合成的场所；核蛋白体：蛋白体生物合成的场所；酶及其他蛋白质因子；氨酰酶及其他蛋白质因子；氨酰-tRNA合成酶；合成酶；供能物质及无机离子。供能物质及无机离子。ATP和和GTP，Mg2+、K+；第5页/共76页原核生物和真核生物原核生物和真核生物mRNA的比较的比较1、mRNA(messengerRNA)：蛋白质生物合成过程中蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体遗传信息的载体。第6页/共76页mRNA是是蛋蛋白白质质合合成成的的模模板板mRNA分子中每三个相邻碱基组成一个密码子，分子中每三个相邻碱基组成一个密码子，密码子分为密码子分为起始码、氨基酸码和终止码起始码、氨基酸码和终止码3类。类。mRNA上的四种碱基可组成上的四种碱基可组成64个密码子，其中个密码子，其中61个代表不同的氨基酸，其余三个代表终止信号。个代表不同的氨基酸，其余三个代表终止信号。第7页/共76页连续性：连续性：密码为不重叠、无标点的三联体密码密码为不重叠、无标点的三联体密码简并性：简并性：一种氨基酸有两个或多个密码子的现象。一种氨基酸有两个或多个密码子的现象。对应同一种氨基酸的不同密码子叫对应同一种氨基酸的不同密码子叫同义密码子。同义密码子。减少减少了氨基酸突变的几率，在物种的稳定上起一定作用。了氨基酸突变的几率，在物种的稳定上起一定作用。简并性常表现在密码子的第三位碱基上。简并性常表现在密码子的第三位碱基上。通用性：通用性：（但在线粒体或叶绿体中特殊）（但在线粒体或叶绿体中特殊）方向性：方向性：阅读方向为阅读方向为53；变偶性（摆动性）：变偶性（摆动性）：密码子中第三位碱基可有一定密码子中第三位碱基可有一定的变动。的变动。起始密码：起始密码：AUG（Met）；）；终止密码：终止密码：UAA、UAG、UGA。遗传密码的基本特性遗传密码的基本特性第8页/共76页翻译时须从翻译时须从起始密码起始密码AUG开始确定阅读框架、移开始确定阅读框架、移码码突变是最严重的突变突变是最严重的突变第9页/共76页原核生物的原核生物的mRNA可包含几个基因信息可包含几个基因信息-多顺反子多顺反子真核生物的真核生物的mRNA只有一个基因信息只有一个基因信息-单顺反子单顺反子绝大多数基因不重叠，但少数病毒基因有重叠现象绝大多数基因不重叠，但少数病毒基因有重叠现象噬菌体噬菌体X174：5386bp/10种种pr噬菌体：噬菌体：第10页/共76页密码的简并性和通用性密码的简并性和通用性第11页/共76页密码子的专一性主要由第密码子的专一性主要由第1，2位碱基位碱基决定，第决定，第3位碱基可在一定范围内摆动位碱基可在一定范围内摆动而不影响氨基酸种类。而不影响氨基酸种类。无变偶性的密码子无变偶性的密码子AUG，UGG。之外。之外的其余密码子第的其余密码子第3位碱基可在同类嘌呤位碱基可在同类嘌呤或嘧啶中摆动，如或嘧啶中摆动，如Tyr码码UAU，UAC某些氨基酸码第某些氨基酸码第3位碱基可在任意位碱基可在任意4种种碱基中摆动，如碱基中摆动，如Tyr码码ACU，ACC，ACA，ACG。tRNA反密码子与反密码子与mRNA的第的第1位第位第2位位碱基严格配对（碱基严格配对（AU，CG），但密码），但密码子第子第3位碱基与反密码子第一位碱基有位碱基与反密码子第一位碱基有变偶配对现象。变偶配对现象。密码的简并性和变偶性密码的简并性和变偶性第12页/共76页密码的变偶性（摆动性）密码的变偶性（摆动性）第13页/共76页遗遗传传密密码码的的摆摆动动配配对对第14页/共76页密码的通用性和变异性密码的通用性和变异性绝大多数生物共同使用同一套遗传密码（遗传密码的保守性）绝大多数生物共同使用同一套遗传密码（遗传密码的保守性），这意味着生物有一个共同的祖先，这意味着生物有一个共同的祖先但是在线粒体中发现了少数与通用密码不一致的密码子但是在线粒体中发现了少数与通用密码不一致的密码子其他少数生物中也存在非通用密码其他少数生物中也存在非通用密码第15页/共76页密码的防错系统密码的防错系统第16页/共76页起始密码的选择起始密码的选择第17页/共76页49个嘌呤碱基个嘌呤碱基813个碱基对个碱基对16SrRNA与与SD序列的配对序列的配对第18页/共76页mRNA是蛋白质合成的模板是蛋白质合成的模板辨认起始密码子是翻译（蛋白质合成）起始的必须步骤：确定阅读框架！辨认起始密码子是翻译（蛋白质合成）起始的必须步骤：确定阅读框架！按照不重叠的三联密码子翻译产生对应的氨基酸并形成肽键按照不重叠的三联密码子翻译产生对应的氨基酸并形成肽键当到达终止密码时，合成结束，肽键释放当到达终止密码时，合成结束，肽键释放通常终止密码不止一个，而是连续出现通常终止密码不止一个，而是连续出现2-3个终止密码个终止密码对于某些病毒，如果中间有起始密码，则一条对于某些病毒，如果中间有起始密码，则一条mRNA可产生可产生2条或多条条或多条肽链肽链第19页/共76页2、tRNA在氨酰在氨酰-tRNA合成酶催化下，特定的合成酶催化下，特定的tRNA与相应与相应的氨基酸结合，生成氨酰的氨基酸结合，生成氨酰-tRNA，从而携带氨基，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。酸参与蛋白质的生物合成。氨基酸氨基酸+tRNA+ATP氨酰氨酰-tRNA+AMP+2Pi无机磷酸酶无机磷酸酶氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶第20页/共76页氨氨基基酸酸的的活活化化第21页/共76页tRNA反反密密码码环环中中部部的的三三个个核核苷苷酸酸构构成成三三联联体体，识识别别mRNA上上相相应应的的密密码码，此此三三联联体体称称为为反反密码密码(anticoden)。反反密密码码对对密密码码的的识识别别，也也是是根根据据碱碱基基互互补补原原则则，即即A-U，G-C。但但反反密密码码的的第第一一个个核核苷苷酸酸与与密密码码的的第第三三个个核核苷苷酸酸之之间间的的配配对对，并并不不严严格格遵遵循循碱碱基基互互补补原原则则。如如反反密密码码的的第第一一个个核核苷苷酸酸为为，则则可可与与密密码码的的A、U或或C配配对对，如如为为U，则则可可与与A或或G配配对对，不稳定配对不稳定配对。第22页/共76页能够识别能够识别mRNA中中5端起动密码端起动密码AUG的的tRNA是一种特殊的是一种特殊的tRNA，称为，称为起动起动tRNA。原核生物中，起动原核生物中，起动tRNA是一种携带是一种携带甲酰甲硫氨酸的甲酰甲硫氨酸的tRNA，即，即tRNAifmet；真核生物中，起动真核生物中，起动tRNA是一种携带是一种携带蛋氨酸的蛋氨酸的tRNA，即，即tRNAimet。在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位的蛋，识别非起动部位的蛋氨酸密码，氨酸密码，AUG。第23页/共76页tRNA转运氨基酸至转运氨基酸至mRNA模板模板第24页/共76页氨基酸氨基酸+tRNA+ATP氨酰氨酰-tRNA+AMP+2Pi无机磷酸酶无机磷酸酶氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAifMet的形成的形成CHO-HN-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-+H2N-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-Met-tRNAifMetfMet-tRNAifMetN N1010-CHO-FH-CHO-FH4 4FHFH4 4转甲酰酶转甲酰酶Met+tRNAifMet+ATPMet-tRNAifMet+AMP+PPi第25页/共76页3、rRNA和核蛋白体和核蛋白体原原核核生生物物中中的的核核蛋蛋白白体体大大小小为为70S，可可分分为为30S小小亚亚基基和和50S大大亚亚基基。小小亚亚基基由由16SrRNA和和21种种蛋蛋白白质质构构成成，大大亚亚基基由由5SrRNA，23SRNA和和35种种蛋白质构成。蛋白质构成。真真核核生生物物中中的的核核蛋蛋白白体体大大小小为为80S，也也分分为为40S小小亚亚基基和和60S大大亚亚基基。小小亚亚基基由由18SrRNA和和30多多种种蛋蛋白白质质构构成成，大大亚亚基基则则由由5SrRNA，28SrRNA和和50多多种种蛋蛋白白质质构构成成，在在哺哺乳乳动动物物中中还还含含有有5.8SrRNA。第26页/共76页rRNA与与蛋蛋白白质质构构成成核核糖糖体体第27页/共76页rRNA与与蛋蛋白白质质构构成成核核糖糖体体第28页/共76页核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能：核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能：1小亚基：可与小亚基：可与mRNA、GTP和起动和起动tRNA结合。结合。2大亚基：（大亚基：（1）具有两个不同的）具有两个不同的tRNA结合点。结合点。A位：受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰位：受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；结合；P位：给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基位：给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合。结合。第29页/共76页（2）具有转肽酶活性）具有转肽酶活性：将给位上的肽酰基转移给受位上：将给位上的肽酰基转移给受位上的氨酰的氨酰-tRNA，形成肽键。，形成肽键。（3）具有）具有GTPase活性，水解活性，水解GTP，获得能量。，获得能量。（4）具有起动因子、延长因子及释放因子的结合部位。）具有起动因子、延长因子及释放因子的结合部位。在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一合在同一mRNAmRNA分子上，同时进行翻译，但每两个相分子上，同时进行翻译，但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。邻核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。由若干核蛋白体结合在一由若干核蛋白体结合在一条条mRNA上同时进行多肽上同时进行多肽链的翻译，所形成的念球链的翻译，所形成的念球状结构称为状结构称为多核蛋白体。多核蛋白体。第30页/共76页一一一一条条条条mmR RN NA A上上上上有有有有多多多多个个个个有有有有多多多多个个个个核核核核糖糖糖糖体体体体第31页/共76页4、起动因子（、起动因子（IF）这是一些与多肽链合成起动有关的蛋白因子。原核这是一些与多肽链合成起动有关的蛋白因子。原核生物中存在生物中存在3种起动因子，分别称为种起动因子，分别称为IF13。在真。在真核生物中存在核生物中存在9种起动因子（种起动因子（eIF）。其作用主要是）。其作用主要是促进核蛋白体小亚基与起动促进核蛋白体小亚基与起动tRNA及模板及模板mRNA结结合。合。5、延长因子（、延长因子（EF）l原核生物有原核生物有3种延长因子（种延长因子（EFTU，EFTS，EFG），），真核生物中存在真核生物中存在2种（种（EF1，EF2）。其作用主要促）。其作用主要促使氨酰使氨酰-tRNA进入核蛋白的受体，并可促进移位过进入核蛋白的受体，并可促进移位过程。程。第32页/共76页6、释放因子（、释放因子（RF）原核生物中有原核生物中有4种，在真核生物中只有种，在真核生物中只有1种。其主要作用是识别终止密码，协助多肽种。其主要作用是识别终止密码，协助多肽链的释放。链的释放。第33页/共76页7、氨酰、氨酰tRNA合成酶合成酶该酶存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及氨该酶存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及氨酰酰tRNA的合成有关。的合成有关。每种氨酰每种氨酰tRNA合成酶，对相应氨基酸以及携带氨合成酶，对相应氨基酸以及携带氨基酸的数种基酸的数种tRNA具有高度特异性，这是保证具有高度特异性，这是保证tRNA能够携带正确的氨基酸对号入座的必要条件。能够携带正确的氨基酸对号入座的必要条件。该酶对该酶对tRNA的识别，是因为在的识别，是因为在tRNA的氨基酸臂的氨基酸臂上存在特定的识别密码，即上存在特定的识别密码，即第二套遗传密码第二套遗传密码。第34页/共76页8、供能物质和无机离子、供能物质和无机离子多肽链合成时，需多肽链合成时，需ATP、GTP作为供能物质，并作为供能物质，并需需Mg2+、K+参与。参与。氨基酸活化氨基酸活化时需消耗时需消耗2分子高能磷酸键分子高能磷酸键，肽键形成，肽键形成时又消耗时又消耗2分子高能磷酸键，故缩合一分子氨基酸分子高能磷酸键，故缩合一分子氨基酸残基需消耗残基需消耗4分子分子高能磷酸键。高能磷酸键。氨基酸氨基酸+tRNA+ATP氨酰氨酰-tRNA+AMP+2Pi无机磷酸酶无机磷酸酶氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶第35页/共76页二、蛋白质生物合成过程二、蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程包括三大步骤：蛋白质生物合成过程包括三大步骤：氨基酸的活化与搬运；氨基酸的活化与搬运；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；多肽链合成后的加工修饰。多肽链合成后的加工修饰。第36页/共76页核糖体主要存在于粗面核糖体主要存在于粗面ER（1）粗面内质网（主要）粗面内质网（主要）（2）细胞溶液）细胞溶液（3）线粒体和叶绿体）线粒体和叶绿体一个细菌细胞内约有一个细菌细胞内约有20000个核糖体个核糖体真核细胞内可达真核细胞内可达106个个在未成熟的蟾蜍卵细胞内则高达在未成熟的蟾蜍卵细胞内则高达1012个个核糖体存在的场所核糖体存在的场所第37页/共76页1、氨基酸的活化与搬运、氨基酸的活化与搬运氨基酸的活化以及活化氨基酸与氨基酸的活化以及活化氨基酸与tRNA的结合，的结合，均由氨基酰均由氨基酰tRNA合成酶催化完成。合成酶催化完成。在在此此反反应应中中，特特异异的的tRNA 3端端CCA上上的的2或或3位位自自由由羟羟基基与与相相应应的的活活化化氨氨基基酸酸以以酯酯键键相相连连接接，形形成成氨氨酰酰-tRNA，从从而而使使活活化化氨氨基基酸酸能能够够被被搬搬运运至核蛋白体上参与多肽链的合成。至核蛋白体上参与多肽链的合成。氨酰氨酰-tRNA的合成，可使氨基酸的合成，可使氨基酸：活化；活化；搬运；搬运；定位。定位。第38页/共76页MMe et t t tR RN NA A 启启启启动动动动蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质合合合合成成成成第39页/共76页2、活化氨基酸的缩合、活化氨基酸的缩合核蛋白体循环核蛋白体循环活化氨基酸缩合生成多肽链的过程在核蛋白体上活化氨基酸缩合生成多肽链的过程在核蛋白体上进行。活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译进行。活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程，称上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程，称为为核蛋白体循环。核蛋白体循环。核蛋白体循环过程可分为核蛋白体循环过程可分为起动、延长和终止起动、延长和终止三个三个阶段，这三个阶段在原核生物和真核生物类似，阶段，这三个阶段在原核生物和真核生物类似，现以原核生物中的过程加以介绍。现以原核生物中的过程加以介绍。第40页/共76页多多多核糖体与核糖体循多核糖体与核糖体循环环合成完毕合成完毕的肽链的肽链多核糖体多核糖体3mRNA延伸中的肽链延伸中的肽链5核糖体循环核糖体循环第41页/共76页一一一一条条条条mmR RN NA A上上上上有有有有多多多多个个个个有有有有多多多多个个个个核核核核糖糖糖糖体体体体第42页/共76页（一）起动阶段：（一）起动阶段：1、30S起动复合物的形成：起动复合物的形成：起动因子促进下，起动因子促进下，30S小亚基与小亚基与mRNA、起动、起动tRNA（fmet-tRNAfmet）和和GTP结合，形成复合体。结合，形成复合体。原核原核mRNA的起动部位由一段富含嘌呤的特殊核的起动部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸顺序组成，称为苷酸顺序组成，称为SD序列（核蛋白体结合位点，序列（核蛋白体结合位点，RBS），），可被核蛋白体小亚基辨认结合。可被核蛋白体小亚基辨认结合。真核生物中的真核生物中的mRNA具有帽具有帽子结构，已知需一种特殊的子结构，已知需一种特殊的帽帽子结合蛋白（子结合蛋白（CBP）以识别此以识别此结构。结构。第43页/共76页49个嘌呤碱基个嘌呤碱基813个碱基对个碱基对16SrRNA与与SD序列的配对序列的配对第44页/共76页形形形形成成成成起起起起始始始始复复复复合合合合体体体体第45页/共76页2、70S起动前复合体的形成：起动前复合体的形成：IF3从从30S起动复合体上起动复合体上脱落；脱落；50S大亚基与复合体结合，形成大亚基与复合体结合，形成70S起动前复合起动前复合体。体。3、70S起动复合体的形成：起动复合体的形成：GTP被水解，被水解，IF1和和IF2从从复合物上脱落。此时复合物上脱落。此时tRNAfmet的反密码的反密码UAC与与mRNA上的起动密码上的起动密码AUG互补结合，互补结合，tRNAfmet结合在核蛋白结合在核蛋白的给位（的给位（P位）。位）。第46页/共76页（二）肽链延长阶段：（二）肽链延长阶段：1进位：进位：与与mRNA下一个密码相对下一个密码相对应的氨基酰应的氨基酰tRNA进入核蛋白体的受位进入核蛋白体的受位（A位），需位），需GTP，Mg2+，和，和EF参与。参与。2成成肽肽：在在转转肽肽酶酶的的催催化化下下，将将给给位位上上的的tRNA所所携携带带的的甲甲酰酰蛋蛋氨氨酰酰基基或或肽肽酰酰基基转转移移到到受受位位上上的的氨氨基基酰酰tRNA上上，与与其其-氨氨基基缩缩合合形形成成肽肽键键。此此步步骤骤需需Mg2+，K+。给给位位上上已已失失去去蛋蛋氨氨酰酰基基或或肽酰基的肽酰基的tRNA从核蛋白上脱落。从核蛋白上脱落。第47页/共76页核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白体体体体循循循循环环环环：进进进进位位位位第48页/共76页核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白体体体体循循循循环环环环：转转转转肽肽肽肽第49页/共76页3、移位：、移位：核蛋白体向核蛋白体向mRNA的的3-端滑动相当于一个密码的距离，端滑动相当于一个密码的距离，同时使肽酰基同时使肽酰基tRNA从受体移到给位。此步骤需从受体移到给位。此步骤需EF（EFG）、）、GTP和和Mg2+参与。此时，核蛋白体的受位留空，与下一个密码相参与。此时，核蛋白体的受位留空，与下一个密码相对应的氨基酰对应的氨基酰tRNA即可再进入，重复以上循环过程，使多肽链即可再进入，重复以上循环过程，使多肽链不断延长。不断延长。第50页/共76页核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白体体体体循循循循环环环环：移移移移位位位位第51页/共76页（三）肽链终止阶段：（三）肽链终止阶段：核蛋白体沿核蛋白体沿mRNA链滑动，不断使多链滑动，不断使多肽链延长，直到终止信号进入受位。肽链延长，直到终止信号进入受位。1识别：识别：RF识别终止密码，进入核识别终止密码，进入核蛋白体的受位。蛋白体的受位。2水解：水解：RF使转肽酶变为水解酶，使转肽酶变为水解酶，多肽链与多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多之间的酯键被水解，多肽链释放。肽链释放。3解离：解离：通过水解通过水解GTP，使核蛋白，使核蛋白体与体与mRNA分离，分离，tRNA、RF脱落，脱落，核蛋白体解离为大、小亚基。核蛋白体解离为大、小亚基。第52页/共76页RF1:UAG/UAARF2:UGA/UAARF3:?蛋蛋白白质质合合成成的的终终止止第53页/共76页肽肽链链延延长长：核核蛋蛋白白体体循循环环第54页/共76页三、多肽链合成后的加工修饰三、多肽链合成后的加工修饰（一）一级结构的加工修饰：1N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：N端甲酰蛋氨酸，必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。去甲酰化：蛋氨酸氨基肽酶蛋氨酸氨基肽酶 甲酰化酶甲酰化酶甲酰蛋氨酸甲酰蛋氨酸-肽肽 甲酸甲酸+蛋氨酸蛋氨酸-肽肽 去蛋氨酰基：去蛋氨酰基：蛋氨酰蛋氨酰-肽肽 蛋氨酸蛋氨酸+肽肽 第55页/共76页2氨基酸的修饰：氨基酸的修饰：由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。基化、磷酸化、甲酰化等。3二硫键的形成：二硫键的形成：由专一性的氧化酶催化，将由专一性的氧化酶催化，将-SH氧化为氧化为-S-S-。4肽段的切除：肽段的切除：由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。第56页/共76页蛋蛋白白质质肽肽链链的的修修饰饰第57页/共76页肽肽链链的的切切割割与与修修饰饰第58页/共76页胰岛素原的加工胰岛素原的加工A链区链区B链区链区间插序列（间插序列（C肽区）肽区）HSSHSHSHHSHS信号肽信号肽NC核糖体上合成核糖体上合成出无规则卷曲出无规则卷曲的的前胰岛素原前胰岛素原切除切除C肽后，形成肽后，形成成熟的胰岛素分子成熟的胰岛素分子切除信号肽后切除信号肽后折叠成稳定构折叠成稳定构象的胰岛素原象的胰岛素原SSSSNNCCA链链B链链胰岛素胰岛素CNSSSS胰岛素原胰岛素原SS第59页/共76页（二）高级结构的形成：（二）高级结构的形成：1构象的形成：构象的形成：在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下，形在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下，形成特定的空间构象。成特定的空间构象。2亚基的聚合。亚基的聚合。3辅基的连接。辅基的连接。第60页/共76页新新生生肽肽链链的的折折叠叠第61页/共76页新新生生肽肽链链的的折折叠叠第62页/共76页（三）靶向输送：（三）靶向输送：蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所称为称为靶向输送靶向输送。大多数情况下，被输送的蛋白质分。大多数情况下，被输送的蛋白质分子需穿过膜结构，才能到达特定的地点。因此，在子需穿过膜结构，才能到达特定的地点。因此，在这些蛋白质分子的氨基端，一般都带有一段疏水的这些蛋白质分子的氨基端，一般都带有一段疏水的肽段，称为肽段，称为信号肽信号肽。第63页/共76页蛋蛋白白质质合合成成后后的的靶靶向向运运输输第64页/共76页信号肽的共同结构信号肽的共同结构第65页/共76页常见的信号肽由常见的信号肽由1040个氨基酸残基组成，个氨基酸残基组成，N端为带正电荷的氨基酸残基，中间为端为带正电荷的氨基酸残基，中间为疏水的核心区，而疏水的核心区，而C端由小分子氨基酸残基组成，可被信号肽酶识别并裂解。端由小分子氨基酸残基组成，可被信号肽酶识别并裂解。分泌型蛋白质的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的分泌型蛋白质的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的信号肽识别粒子（信号肽识别粒子（SRP）识别识别并特异结合，然后再通过并特异结合，然后再通过SRP与膜上的对接蛋白（与膜上的对接蛋白（DP）识别并结合后，将所携带的）识别并结合后，将所携带的蛋白质送出细胞。蛋白质送出细胞。第66页/共76页蛋蛋白白质质靶靶向向运运输输到到内内质质网网第67页/共76页蛋白质的分泌蛋白质的分泌第68页/共76页蛋白质合成的物质条件蛋白质合成的物质条件蛋白质合成的物质条件蛋白质合成的物质条件第69页/共76页MMe et t t tR RN NA A 启启启启动动动动蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质合合合合成成成成第70页/共76页形形形形成成成成起起起起始始始始复复复复合合合合体体体体第71页/共76页49个嘌呤碱基个嘌呤碱基813个碱基对个碱基对16SrRNA16SrRNA与与与与SDSD序列的配对序列的配对序列的配对序列的配对第72页/共76页蛋蛋白白质质合合成成后后的的靶靶向向运运输输第73页/共76页1、试述遗传中心法则的主要内容。、试述遗传中心法则的主要内容。2、遗传密码如何编码？简述其基本特点。、遗传密码如何编码？简述其基本特点。3、mRNA、tRNA、rRNA在蛋白质生物合成中各具什么作用？在蛋白质生物合成中各具什么作用？4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？5、试比较下列生物分子结构单元的激活机制：、试比较下列生物分子结构单元的激活机制：蛋白质蛋白质脂肪酸脂肪酸多糖多糖名词解释名词解释中心法则遗传密码密码子简并性中心法则遗传密码密码子简并性翻译翻译多核糖体多核糖体第74页/共76页结 束！第75页/共76页感谢您的观看。第76页/共76页