蛋白质的合成及转运精选PPT.ppt

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1、关于蛋白质的合成及转运第1页，讲稿共71张，创作于星期三第一第一节 遗传密密码遗传密密码(genetic code):(genetic code):DNA DNA（或（或mRNAmRNA）中的核苷酸序列与）中的核苷酸序列与蛋白蛋白质中氨基酸序列之中氨基酸序列之间的的对应关系称关系称为遗传密密码。密密码子子(codon)(codon)：mRNAmRNA上每上每3 3个相个相邻的核苷酸的核苷酸编码蛋白蛋白质多多肽链中的一个氨基酸，中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称三个核苷酸就称为一个密一个密码子或子或三三联体体(triplet)(triplet)密密码。第2页，讲稿共71张，创作于星期三一、一、遗传

2、密密码密密码的破的破译l19541954年年GamovGamov确确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。l19611961年年CrickCrick等用等用遗传学方法也学方法也证实三三联体密体密码子学子学说是是正确的。正确的。缺失或插入核苷酸引起三缺失或插入核苷酸引起三联体密体密码的改的改变CAT CAT CAT CAT CAT CATCAT CAC ATC ATC ATC ATCCAT CAC AXT CAT CAT CAT CAX TXC ATX CAT CAT CAT-1-1,+1+3第3页，讲稿共71张，创作于星期三 1.1.19611961年美国的年美

3、国的NirenbergNirenberg等人以等人以均聚物均聚物为模板指模板指导多多肽的合成的合成,寻找到了破找到了破译遗传密密码的途径。利用多核苷酸的途径。利用多核苷酸磷酸化磷酸化酶合成一条由相同核苷酸合成一条由相同核苷酸组成的多核苷酸成的多核苷酸链，用它作模板，利用大用它作模板，利用大肠杆菌体外蛋白杆菌体外蛋白质合成系合成系统。以均聚物以均聚物为模板指模板指导多多肽的合的合Poly C Poly C 为模板，模板，产生的多生的多肽链为Poly ProPoly ProPoly U Poly U 为模板，模板，产生的多生的多肽链为Poly PhePoly PhePoly A Poly A 为模

4、板，模板，产生的多生的多肽链为Poly LysPoly Lys 证明三明三联体密体密码的三个著名的三个著名实验第4页，讲稿共71张，创作于星期三2.2.核糖体核糖体结合技合技术 1964 1964年年NirenbergNirenberg等人首先合成一个已知序列的核苷酸三等人首先合成一个已知序列的核苷酸三聚体，然后与大聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨杆菌核糖体和氨酰tRNAtRNA一起温育。由此确一起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体定与已知核苷酸三聚体结合的合的tRNAtRNA上上连接的是那一种氨基接的是那一种氨基酸。酸。该实验确定了确定了5050多种三多种三联体密体密码，对于几种密于几种密码编码

5、同同一个氨基酸提供了直接的、最好的一个氨基酸提供了直接的、最好的证据据第5页，讲稿共71张，创作于星期三3.1964年，年，KhoranaKhorana以以共聚物即含有重复序列的多聚核苷酸指共聚物即含有重复序列的多聚核苷酸指导多多肽的合成，加快了破的合成，加快了破译遗传密密码的步伐。的步伐。以特定的共聚物以特定的共聚物为模板指模板指导多多肽的合成的合成以多聚二核苷酸作模板可合成由以多聚二核苷酸作模板可合成由2 2个氨基酸个氨基酸组成成 的多的多肽 ,如以如以Poly UG Poly UG 为模板模板 UGU GUG UGU UGU GUG UGU 合成合成产物物为Poly Lys-Val Po

6、ly Lys-Val 。以多聚三核苷酸作以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸模板，可得三种氨基酸组成成 的多的多肽 UCG UCG UCG 。Phe Phe Phe Ser Ser Ser Leu Leu Ser第6页，讲稿共71张，创作于星期三Established the chemical structure of tRNADevised methods to synthesize RNAs with definedsequencesEstablished the in vitro system for revealing the genetic codes第7页，讲稿共71张，创作于星

7、期三遗传密码字典遗传密码字典UACGUCAGUCAG第二位第二位 第一位第一位（5）第三位第三位（3）UCAGUCAGUCAG第8页，讲稿共71张，创作于星期三二、二、遗传密密码的基本特性的基本特性1 1、密码是、密码是无标点符号无标点符号的且相邻密码子的且相邻密码子互不重叠互不重叠。2 2、密码的简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为、密码的简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并性（简并性（degeneracydegeneracy），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子码子(Synonymous codon)(Synonym

8、ous codon)。密码的简并性可以减少有害突变。密码的简并性可以减少有害突变 3 3、密码的摆动性（变偶性）：密码的专一性主要是由第一第二个碱、密码的摆动性（变偶性）：密码的专一性主要是由第一第二个碱基所决定，基所决定，tRNAtRNA上的反密码子与上的反密码子与mRNAmRNA密码子配对时，密码子的第一、密码子配对时，密码子的第一、二位碱基是严格的，第三位碱基可以有一定的变动。二位碱基是严格的，第三位碱基可以有一定的变动。CrickCrick称这一称这一为变偶性（为变偶性（wobblewobble）.4 4、密码的通用性和变异性、密码的通用性和变异性5 5、6464组密码子中，组密码子中

9、，AUGAUG既是既是MetMet的密码，又是起始密码；有三组密码的密码，又是起始密码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAGUAG、UAAUAA、UGAUGA。6 6、密码的防错系统密码的防错系统 第9页，讲稿共71张，创作于星期三反密码子与密码子之间的碱基配对反密码子与密码子之间的碱基配对A UC G反密码子第一位碱基反密码子第一位碱基 密码子第三位碱基密码子第三位碱基GUCUAGIUCA第10页，讲稿共71张，创作于星期三 次黄次黄嘌呤核苷酸呤核苷酸（I I）常常出）常常出现在在tRNAtRNA的的55位，位，I I

10、I I可以与可以与可以与可以与U U U U，C C C C和和和和A A A A形成形成形成形成氢键氢键 。带有有反密反密码子子IGCIGC的的tRNAtRNAAlaAla分子可以与特异分子可以与特异编码AlaAla的三个密的三个密码（GCGCU U，GCGCC C，GCGCA A）中的任一个）中的任一个结合合第11页，讲稿共71张，创作于星期三关于密关于密码的防的防错系系统密密码的的简并性由第三个碱基决定并性由第三个碱基决定 氨基酸的极性由第二个氨基酸的极性由第二个碱碱基决定基决定如：如：中中间U U非极性、疏水、和有支非极性、疏水、和有支链的的aaaa中中间C C非极性或不非极性或不带电

11、极性极性侧链aaaa中中间A or GA or G亲水的水的aaaa第一个第一个A A或或C C、第二个、第二个A A或或G G、第三个任意、第三个任意可离解、可离解、亲水水侧链碱性碱性aaaa前两位前两位AGAG第三个任意第三个任意酸性酸性亲水水侧链aaaa结果：一个碱基果：一个碱基变化后化后相同相同aa或性质相似或性质相似aa，这是进化的结，这是进化的结果果第12页，讲稿共71张，创作于星期三人线粒体中变异的密码子人线粒体中变异的密码子UGA 终止信号终止信号 TrpAUA Ile Met AGA Arg 终止信号终止信号AGG Arg 终止信号终止信号密码子密码子 正常情况下编码正常情况

12、下编码 线粒体线粒体DNA编码编码第13页，讲稿共71张，创作于星期三第二节第二节 蛋白质合成的分子基础蛋白质合成的分子基础蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质的生物合成（翻译）l以氨基酸为原料以氨基酸为原料l以以mRNAmRNA为模板为模板l以以tRNAtRNA为运载工具为运载工具l以核糖体为合成场所以核糖体为合成场所l起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与l合成后加工成为有活性蛋白质合成后加工成为有活性蛋白质第14页，讲稿共71张，创作于星期三原核细胞原核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点53顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子先导区先导区末端顺序末端顺序SD

13、区区特点特点半衰期短半衰期短许多原核生物许多原核生物mRNAmRNA以多顺反子形式存在以多顺反子形式存在AUGAUG作为起始密码；作为起始密码；AUGAUG上游上游7 71212个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为SDSD序列的保守区，序列的保守区，16S rRNA316S rRNA3-端反向互补而使端反向互补而使mRNAmRNA与核糖体结合。与核糖体结合。AUG UAA AUG UAA AUG UAA AUG UAA AUG UAA AUG UAA 读码框架读码框架核糖体识别位点核糖体识别位点一、一、mRNAmRNA是蛋白质合成的模板是蛋白质合成的模板 mRNA(messenger RN

14、A)mRNA(messenger RNA)是蛋白是蛋白质生物合成生物合成过程中直接程中直接指令氨基酸指令氨基酸掺入的模板。入的模板。AGGAGGU第15页，讲稿共71张，创作于星期三真核细胞真核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点5“帽子帽子”PolyA 3 顺反子顺反子m7G-5ppp-N-3 p帽子结构功能帽子结构功能使使mRNAmRNA免遭核酸酶的破坏免遭核酸酶的破坏使使mRNAmRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质白质被蛋白质合成的起始因子所识别，从而被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。促进蛋白质的合成。Poly(A)Poly(

15、A)Poly(A)Poly(A)尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能是是mRNAmRNA由细胞核进入细胞质所由细胞核进入细胞质所必需的形式必需的形式它大大提高了它大大提高了mRNAmRNA在细胞质中的在细胞质中的稳定性稳定性AAAAAAA-OH读码框架读码框架核糖体识别位点核糖体识别位点AUG UAAAUG UAA第16页，讲稿共71张，创作于星期三tRNA （transfer ribonucleic asid）在蛋白质合成中起重要作用，它不但为每个三）在蛋白质合成中起重要作用，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中联体密码子译成氨基酸提供

16、接合体，还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中mRNA模板上。模板上。1、tRNA的结构特征的结构特征2、tRNA的功能的功能 （1）tRNA的接头的接头(adaptor)作用作用 3-端上的氨基酸接受位点端上的氨基酸接受位点 识别氨酰识别氨酰-tRNA合成酶的位点合成酶的位点 反密码子位点反密码子位点 （2）tRNA的突变与校正基因的突变与校正基因 (回复突变，回复突变，reverse mutation)二、二、t RNA转运活化的氨基酸至转运活化的氨基酸至mRNA模板上模板上第17页，讲稿共71张，创作于星期三密密码码子子与与反反密密码码子子的的配配对对关关系系反密码子反密码子tRNA

17、5 3 A U C5 mRNA3 密码子密码子1 2 3第18页，讲稿共71张，创作于星期三基基因因间间的的校校正正突突变变GluH2NCOOH 第一个突变：由于第一个突变：由于DNA突变使突变使mRNA分子中分子中GAG变为变为UAGGAG(Glu)UAG（终止密码）（终止密码）H2NCOOHTyrH2NCOOH 第二个突变：第二个突变：tRNA Tyr的反密码子的反密码子GUA突变成突变成CUA突变突变tRNATyr可以将终止密可以将终止密码码 UAG读作读作Tyr3-A-U-C-5 5-U-A-G-3 突变突变tRNA Tyr 的反密码子（正常时应为的反密码子（正常时应为3-A-U-G-

18、5）此终止密码被读作此终止密码被读作Tyr第19页，讲稿共71张，创作于星期三核糖体（核糖体（ribosome）是由）是由rRNA（ribosomal ribonucleic acid）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。进行的。2、核糖体的功能核糖体的功能1、核糖体的结构和组成、核糖体的结构和组成三、核糖体是蛋白质合成的工场三、核糖体是蛋白质合成的工场第20页，讲稿共71张，创作于星期三核核糖糖体体的的组成成34 protein21 protein23S RN

19、A 5S RNA16S RNA50S subunit70S ribosome30S subunit原核生物核糖体结构示意图原核生物核糖体结构示意图30S subunit50S subunit原核生物核原核生物核糖体的组成糖体的组成第21页，讲稿共71张，创作于星期三16S rRNA 16S rRNA 的二的二级结构构第22页，讲稿共71张，创作于星期三多核糖体多核糖体第23页，讲稿共71张，创作于星期三原核细胞原核细胞70S核糖体的核糖体的A位、位、P位及位及mRNA结合部位示意图结合部位示意图30S30S与与mRNA结合部位结合部位P P位位位位（结合结合或接受肽基或接受肽基的部位）的部位）

20、A A位位位位（结合或接结合或接受受AA-tRNA的的部位）部位）50S50S5 5 3 3 mRNA第24页，讲稿共71张，创作于星期三第三节第三节 蛋白质合成的步骤蛋白质合成的步骤氨基酸的活化与氨基酸的活化与转运运肽链合成的起始合成的起始肽链的延的延长肽链合成的合成的终止止第25页，讲稿共71张，创作于星期三氨氨基基酸酸的的活活化化氨基酸氨基酸ATP+氨酰腺苷酸氨酰腺苷酸E-AMPPPiPPi第一步第一步AMP第二步第二步E3-氨酰氨酰-tRNA 一、氨基酸的活化与一、氨基酸的活化与转运运第26页，讲稿共71张，创作于星期三氨氨酰-tRNA-tRNA合成合成酶特点特点专一性一性：1 1）对

21、氨氨基基酸酸有有极极高高的的专一一性性，每每种种氨氨基基酸酸都都有有专一一的的酶，只作用于，只作用于L-L-氨基酸，不作用于氨基酸，不作用于D-D-氨基酸。氨基酸。2 2）对tRNA tRNA 具有极高具有极高专一性。一性。校校校校对对作用作用作用作用：氨氨酰-tRNA-tRNA合成合成酶的水解的水解 部位可以水解部位可以水解错误活化的活化的氨基酸。氨基酸。第27页，讲稿共71张，创作于星期三二、二、肽链合成的起始合成的起始所需的条件：所需的条件：所需的条件：所需的条件：l l游离的核糖体大小游离的核糖体大小游离的核糖体大小游离的核糖体大小亚亚基基基基l lmRNA 5mRNA 5mRNA 5

22、mRNA 5 端的起始信号端的起始信号端的起始信号端的起始信号l l起始起始起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAtRNAtRNAtRNAtRNAi i i imetmetmetmet （原核生物原核生物原核生物原核生物fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i ifmetfmetfmetfmet）l lGTPGTPGTPGTPl l三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子(IF)(IF)(IF)(IF)第28页，讲稿共71张，创作于星期三N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAiMet的形成的形成CHOCHO-HN-CH

23、-COO-tRNA-HN-CH-COO-tRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S S COO-COO-+H H2 2N-CH-COO-tRNAN-CH-COO-tRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S S COO-COO-Met-tRNAiMetfMet-tRNAtfMetN N1010-CHO-FH-CHO-FH4 4FHFH4 4转甲酰酶转甲酰酶第29页，讲稿共71张，创作于星期三三种起始因子三种起始因子 IFIFIFIF1 1 1 1 IFIFIFIF2 2 2 2 IFIFIFIF3 3 3 3 与与与与IFIFIFIF2 2 2 2一起促一起促一起促一起促进进fmet

24、-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i ifmetfmetfmetfmet 与与与与mRNAmRNAmRNAmRNA及及及及30S30S30S30S小小小小亚亚基基基基结结合合合合 与与与与IFIFIFIF1 1 1 1一起促一起促一起促一起促进进fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i ifmetfmetfmetfmet 与与与与mRNAmRNAmRNAmRNA及及及及30S30S30S30S小小小小亚亚基基基基结结合合合合 有有有有GTPGTPGTPGTP酶酶活性活性活性活性 特异特异特异特异识别识别fmet-t

25、RNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i ifmetfmetfmetfmet 形成形成形成形成fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i ifmetfmetfmetfmet-IF2-GTP-IF2-GTP-IF2-GTP-IF2-GTP 终终止止止止时时：促使核糖体解离：促使核糖体解离：促使核糖体解离：促使核糖体解离（真核生物起始因子（真核生物起始因子（真核生物起始因子（真核生物起始因子eIFeIF有有有有9 91111种）种）种）种）第30页，讲稿共71张，创作于星期三30S30S起始复合物形成起始复合物形成1.1.核糖体

26、核糖体核糖体核糖体亚亚基的拆离基的拆离基的拆离基的拆离2.mRNA2.mRNA2.mRNA2.mRNA在小在小在小在小亚亚基上就位基上就位基上就位基上就位3.3.3.3.fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmetfmetfmet的的结合合 IFIFIFIF3 3 起始序列（起始序列（起始序列（起始序列（SD SD 序列）序列）序列）序列）30S30S30S30S小小亚基与基与mRNAmRNA识别识别、结结合合合合 IFIFIFIF1 1、IFIF3 3 3 3协协助助助助 fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRN

27、Ai ifmetfmetfmetfmet-IF-IF2 2 2 2-GTP-GTP 通通通通过过其反密其反密其反密其反密码码与与与与mRNAmRNA上的起始上的起始上的起始上的起始密密密密码码AUGAUGAUGAUG相配相配对第31页，讲稿共71张，创作于星期三SDSD序列序列(shine-Dalgarnoshine-Dalgarno序列序列):原核生物原核生物1.1.位于起始密位于起始密码上游上游1010个核苷酸左右。个核苷酸左右。2.2.序列富含序列富含嘌呤呤(如如AGGA/GAGGAGGA/GAGG）的一段序列。）的一段序列。3 3.能和原核生物能和原核生物1616s rRNAs rRN

28、A相相应的富含的富含嘧啶序列序列 互互补。4.4.在在IFIF3 3、IFIF1 1促促进下和下和30S30S亚基基结合。合。第32页，讲稿共71张，创作于星期三起始密码起始密码SD序列序列第33页，讲稿共71张，创作于星期三70s70s起始复合物形成起始复合物形成1.IF1.IF3 3脱落脱落2.50S2.50S2.50S2.50S大大大大亚亚基基基基结结合合合合3.3.3.3.GTP GDP+PiGTP GDP+Pi 4.IF4.IF4.IF4.IF2 2、IFIFIFIF1 1 1 1脱落脱落脱落脱落70s70s70s70s起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物组组成成成成1.1.大小

29、大小亚基基2.mRNA2.mRNA2.mRNA2.mRNA3.3.fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet （结结合于核糖体的合于核糖体的合于核糖体的合于核糖体的 给给位位位位 ）第34页，讲稿共71张，创作于星期三30S亚基亚基 mRNA IF3-IF1复合物复合物30S mRNA GTP-fMet tRNA-IF2-IF1复合物复合物70S起始复合物起始复合物codoncodonanticodonanticodonA A位位位位P P位位位位 mRNA+30S亚基亚基-IF3A A A A位位位位IF-35 5 3 3 IF2GTPP P P P位位位位IF3 IF2 I

30、F1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S50S亚基亚基IF2+IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始复起始复合物合物第35页，讲稿共71张，创作于星期三 三三.肽链的延的延长（进位、成位、成肽、移位）、移位）所需的条件所需的条件所需的条件所需的条件l l70S70S起始复合物起始复合物l ltRNAtRNAtRNAtRNA转运氨基酸运氨基酸l l延延长因子因子(EF(EF(EF(EF）l l原核生物原核生物EFEFTuTuTuTu、EFEFTsTsTsTs （真核生物（真核生物EF1EF1EF1EF1，多，多，多，多亚亚基，基，基，基，具有具有Tu Tu 和和和和TsTsTsT

31、s的功能）的功能）l l2GTP2GTP2GTP2GTP第36页，讲稿共71张，创作于星期三1.1.进位位 氨基氨基酰-tRNA-tRNA根据根据遗传密密码的指引，的指引，进入入核糖体的核糖体的A A位。位。l l参与的延参与的延参与的延参与的延长长因子因子因子因子lEF-TuEF-Tul lEF-TsEF-TsEF-TsEF-Tsl协助助AA-tRNAAA-tRNA进入入A A位位 具有具有GTPGTP酶酶活性活性活性活性l促促进EF-TuEF-TuEF-TuEF-Tu的再利用的再利用的再利用的再利用第37页，讲稿共71张，创作于星期三TuTs循环循环TsTs-GDP核糖体第38页，讲稿共7

32、1张，创作于星期三2.2.转肽l肽键肽键l位置位置l转肽酶（大（大亚基上）催化形成基上）催化形成肽键lP P位：位：位：位：f-met-f-met-f-met-f-met-（肽酰）的）的-COO-COO-COO-COO-+A A位：氨基位：氨基酰的的-NH-NH4 4 4 4+形成形成形成形成肽键肽键lA A位：反位：反位：反位：反应应在此位上在此位上在此位上在此位上进进行行行行 生成的二生成的二肽在在A A A A位上。位上。l lP P P P位：无位：无负载tRNAtRNA第39页，讲稿共71张，创作于星期三 肽基基转移移酶（peptidyl transferasepeptidyl tr

33、ansferase）使一个）使一个酯键变成成了了肽键。肽基基转移移酶的活性由核糖体大的活性由核糖体大亚基的基的23s rRNA23s rRNA承担承担（肽基基转移移酶是一种是一种ribozymeribozyme）。）。嘌呤霉素呤霉素对蛋白蛋白质的抑的抑制作用就制作用就发生在生在肽键形成形成这一步。一步。嘌呤霉素的呤霉素的结构非常构非常类似于氨似于氨酰-tRNA-tRNA的的3 3末端的末端的结构。构。因因为结构上的相似，构上的相似，嘌呤霉素可以呤霉素可以进入核糖体的入核糖体的A A位。位。肽酰转移移酶催化新生成的多催化新生成的多肽转移至移至嘌呤霉素的游离的氨基上。由于呤霉素的游离的氨基上。由于

34、肽酰嘌呤霉素在呤霉素在A A位位处的的结合弱，很快就从核糖体上解离，因合弱，很快就从核糖体上解离，因此就可此就可终止蛋白止蛋白质的合成。的合成。第40页，讲稿共71张，创作于星期三第41页，讲稿共71张，创作于星期三3.3.移位移位 在在A A位的二位的二肽链连同同mRNAmRNA从受位从受位进入入P P位位n n移位移位移位移位因子因子因子因子n位置位置n n方向方向方向方向l lEFEFEFEFG G G G（真核生物（真核生物（真核生物（真核生物EFEF2 2）l有有GTPGTPGTPGTP酶活性活性l游离游离tRNAtRNAtRNAtRNA释释放放放放lP P位：位：位：位：肽肽-tR

35、NA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNAl lA A A A位：空留位：空留位：空留位：空留,下一个下一个AAAAAAAA进入入 l lmRNAmRNAmRNAmRNA：从从5 5 3 3 移移动l1 1个个个个带带有有有有肽链肽链的的的的tRNAtRNA：从：从A A位位位位 P P P P位位l肽链合成：合成：从从N N N N端端 C C端延端延长第42页，讲稿共71张，创作于星期三4.4.肽链延延长过程的能量消耗程的能量消耗l l每合成一个每合成一个每合成一个每合成一个肽键肽键，消耗消耗4 4个高能磷酸个高能磷酸个高能磷酸个高能磷酸键键l l活化：活化

36、：活化：活化：2 2 2 2个个ATPATPl l进进位：位：位：位：1 1个个个个GTPGTPl移位：移位：1 1 1 1个个GTPGTPGTPGTP第43页，讲稿共71张，创作于星期三肽链的延长1 12 21 12 22 23 32 23 3进位进位进位进位转肽转肽转肽转肽移位移位移位移位进位进位进位进位(TuTs)(TuTs)GTPGTPGTPGTPN-N-端端端端2 23 35 5 3 3 C-C-端端端端转肽转肽转肽转肽1 15 5 3 3（EF-GEF-G）第44页，讲稿共71张，创作于星期三四四.肽链合成的合成的终止止l l终终止密止密止密止密码码的辨的辨的辨的辨认认l l肽链肽

37、链从从从从肽酰肽酰-tRNA-tRNA-tRNA-tRNA水解水解出出l lmRNAmRNAmRNAmRNA从核糖体中分离及从核糖体中分离及从核糖体中分离及从核糖体中分离及大小大小大小大小亚亚基的拆开基的拆开基的拆开基的拆开l l蛋白蛋白蛋白蛋白质质因子的参与因子的参与因子的参与因子的参与 （释释放因子）放因子）放因子）放因子）l lUAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAG、UGAUGAUGAUGAl lGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pil lIFIFIFIF3 3 3 3结结合合合合30303030小小小小亚亚基基基基l lRFRFRF

38、RF1 1 1 1：作用于作用于作用于作用于UAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAGl lRFRFRFRF2 2 2 2：作用于：作用于：作用于：作用于UGA UGA UGA UGA l lRFRFRFRF3 3 3 3：刺激：刺激：刺激：刺激RF1RF1RF1RF1、RF2RF2RF2RF2活性活性活性活性 第45页，讲稿共71张，创作于星期三肽链合成的合成的终止止（1 1）释释放放因因子子RFRF1 1或或 RFRF2 2进入核糖体进入核糖体A A位。位。（2 2）多肽链的释放）多肽链的释放（3 3）70S70S核糖体解离核糖体解离5 5 3 3 UAGUAG30S30S亚基亚基

39、亚基亚基50S50S亚基亚基亚基亚基5 5 3 3 UAGUAGtRNARFRF第46页，讲稿共71张，创作于星期三五、真核生物多五、真核生物多肽链的合成的合成1.1.真核真核细胞核糖体比原核胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复胞核糖体更大更复杂；2.2.起始氨基酸起始氨基酸为MetMet，不是，不是fMetfMet；3.3.肽链合成的起始：由合成的起始：由40S40S核糖体核糖体亚基首先基首先识别mRNAmRNA的的5 5端端-帽帽 子，然后沿子，然后沿mRNAmRNA移移动寻找找AUGAUG（扫描），描），这过程要消耗程要消耗ATPATP；4.4.起始因子有起始因子有9-119-11种，但只有

40、种，但只有2 2种延种延长因子和因子和1 1种种终止因子；止因子；5.5.真核真核细胞种胞种线粒体、叶粒体、叶绿体的核糖体大小、体的核糖体大小、组成及蛋白成及蛋白质合合 成成过程都程都类似于原核似于原核细胞。胞。第47页，讲稿共71张，创作于星期三真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子阶段阶段阶段阶段原核原核原核原核 真核真核真核真核 功功功功 能能能能IF1IF1IF2IF2 eIF2 eIF2 参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成参与起始复合物的形成IF3IF3 eIF3eIF3、eIF4CeIF4C起始起始起始起始CBP I CBP

41、I 与与与与mRNAmRNA帽子结合帽子结合帽子结合帽子结合 eIF4A B F eIF4A B F 参与寻找第一个参与寻找第一个参与寻找第一个参与寻找第一个AUGAUGeIF5 eIF5 协助协助协助协助eIF2 eIF2、eIF3eIF3、eIF4CeIF4C的释放的释放的释放的释放eIF6 eIF6 协助协助协助协助60S60S亚基从无活性的核糖体上解离亚基从无活性的核糖体上解离亚基从无活性的核糖体上解离亚基从无活性的核糖体上解离EF-TuEF-Tu eEF1eEF1 协助氨酰协助氨酰协助氨酰协助氨酰-tRNA-tRNA进入核糖体进入核糖体进入核糖体进入核糖体延长延长延长延长EF-TsE

42、F-Ts eEF1 eEF1 帮助帮助帮助帮助EF-Tu EF-Tu、eEF1eEF1 周转周转周转周转 EF-GEF-G eEF2 eEF2 移位因子移位因子移位因子移位因子RF-1RF-1终止终止终止终止 eRF eRF 释放完整的肽链释放完整的肽链释放完整的肽链释放完整的肽链RF-2RF-2第48页，讲稿共71张，创作于星期三六、蛋白六、蛋白质生物合成抑制生物合成抑制剂1 1、抗菌素抗菌素类阻断阻断剂 氯霉素霉素:与与50S（70S）核糖体）核糖体结合合,抑制抑制肽酰转移移酶。链霉素、新霉素、卡那霉素：霉素、新霉素、卡那霉素：与与30S 核核 糖体糖体结合。合。可以广泛用作治可以广泛用作

43、治疗细菌感染的菌感染的药物。物。环己己亚胺：与胺：与80S核糖体核糖体结合合 可抑制真核生物蛋白可抑制真核生物蛋白质合成。合成。第49页，讲稿共71张，创作于星期三2、作、作为蛋白蛋白质合成阻断合成阻断剂的毒素的毒素 细菌毒素菌毒素白喉毒素：是已知的毒性最大的白喉毒素：是已知的毒性最大的毒素，只要一分子的白喉毒素就足可以使真核毒素，只要一分子的白喉毒素就足可以使真核细胞内的延伸因子胞内的延伸因子eEF-2失活，失活，对真核生物有真核生物有剧毒的毒的毒素，抑制毒素，抑制蛋白蛋白质的合成，几个微克即可致人于的合成，几个微克即可致人于死死命。命。第50页，讲稿共71张，创作于星期三第三节第三节 蛋白

44、质的翻译后修饰、加工及运输蛋白质的翻译后修饰、加工及运输一、蛋白质的翻译后修饰、加工一、蛋白质的翻译后修饰、加工1 1、肽链末端的修饰：、肽链末端的修饰：N-N-端端fMetfMet或或MetMet的切除的切除2 2、信号序列的切除、信号序列的切除3 3、二硫键的形成、二硫键的形成4 4、部分肽段的切除、部分肽段的切除5 5、个别氨基酸的修饰、个别氨基酸的修饰6 6、糖基侧链的添加、糖基侧链的添加7 7、辅基的加入、辅基的加入 这这些些翻翻译译后后修修饰饰、加加工工多多数数是是在在内内质质网网和和高高尔尔基基体体中中完成的。完成的。第51页，讲稿共71张，创作于星期三二、蛋白质的运输二、蛋白质

45、的运输 尽尽管管蛋蛋白白质生生物物合合成成中中遗传密密码只只指指导2020种种（2222种种？）氨氨基基酸酸掺入入，而而成成熟熟的的蛋蛋白白质中中有有上上百百种种氨氨基基酸酸存存在在，它它们都都是是在在这2020种种氨氨基基酸酸基基础上上衍衍生生出出来来的的。这种种翻翻译后后的的修修饰和和加加工工使使得蛋白得蛋白质的的组成更加多成更加多样化。化。在在核核糖糖体体上上新新合合成成的的多多肽被被送送往往细胞胞的的各各个个部部分分，以以行行使使各各自自的的生生物物功功能能。大大肠杆杆菌菌新新合合成成的的多多肽，一一部部分分仍仍停停留留在在胞胞浆之之中中，一一部部分分则被被送送到到质膜膜、外外膜膜或或

46、质膜膜与与外外膜膜之之间的的空空隙隙。有有的的也也可可分分泌泌到到胞胞外外。真真核核细胞胞中中新新合合成成的的多多肽被被送送往往溶溶酶体体、线粒粒体体、叶叶绿体体、胞胞核核等等细胞胞器器。所所以以新新合合成成的的多多肽的的输送是有目的地、定向地送是有目的地、定向地进行的。行的。第52页，讲稿共71张，创作于星期三1.1.蛋白质通过信号肽引导到目的地蛋白质通过信号肽引导到目的地信号信号肽(signal peptide):(signal peptide):未成熟蛋白未成熟蛋白质中中可被可被细胞胞转运系运系统识别的特征性氨基酸序列。的特征性氨基酸序列。特征：特征：l通常在通常在N N末端。末端。lN

47、 N末端至少有一个末端至少有一个带正正电荷的氨基酸。荷的氨基酸。l10104040个氨基酸范个氨基酸范围内，其中部由内，其中部由10-1510-15个疏水氨个疏水氨 基酸基酸组成。成。l在在C C末端有一个可被信号末端有一个可被信号肽酶识别的位点。的位点。作用：作用：l把合成的蛋白把合成的蛋白质移向粗面内移向粗面内质网膜。网膜。l信号信号肽对靶向靶向输送有决定作用送有决定作用。第53页，讲稿共71张，创作于星期三 一些真核细胞多肽链上一些真核细胞多肽链上N-端的信号肽的结构端的信号肽的结构第54页，讲稿共71张，创作于星期三 识 别 信信 号号 肽 的的 是是 一一 种种 核核 蛋蛋 白白 体

48、体,称称 为信信 号号 识 别 体体(signal(signal recognition particle,SRP)recognition particle,SRP)。SRPSRP的的分分子子量量为396 396 kDkD，由由一一分分子子7SL 7SL RNA(300 RNA(300 bp)bp)和和6 6个个不不同同的的多多肽分分子子组成成，有有两两个个功功能能域域(domain)(domain)，一一个个用用以以识别信信号号肽，另另一一个个用用以以干干扰进入入的的氨氨酰-tRNA-tRNA和和肽酰移移位位酶的的反反应，以以终止止多多肽链的的延延伸伸作作用用。信信号号肽与与SRPSRP的的

49、结合合发生生在在蛋蛋白白质合合成成刚一一开开始始时，即即N-N-端端的的新新生生肽链刚一一出出现时，一一旦旦SRPSRP与与带有有新新生生肽链的的核核糖糖体体相相结合合，肽链的的延延伸伸作作用用暂时终止止，或或延延伸伸速速度度大大大大减减低低。SRP-SRP-核核糖糖体体复复合合体体就就移移动到到内内质网网上上并并与与那那里里的的SRPSRP受受体体停停泊泊蛋蛋白白(docking(docking protein)protein)相相结合合。一一旦旦与与此此受受体体相相结合合后后，蛋蛋白白质合合成成的的延延伸伸作作用用又又重重新新开开始始，SRPSRP受受体体是是一一个个二二聚聚体体蛋蛋白白，

50、由由69 69 kDkD的的亚基基与与30 30 kDkD的的亚基基组成成。然然后后，带有有新新生生肽链的的核核糖糖体体被被送送入入多多肽移移位位装装置置(translocation(translocation machinery)machinery)，同同时，SRPSRP又又被被释放放到到胞胞浆中中，新新生生肽链又又继续延延长。移移位位装装置置含含有有两两个个膜膜本本体体蛋蛋白白(integral membrane protein)；ribophorin和和(ribophorin)。第55页，讲稿共71张，创作于星期三7S RNA of the SRP has two domains.Pro