生物化学第十一章蛋白质的生物合成.ppt

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1、生物化学第十一章蛋生物化学第十一章蛋白质的生物合成白质的生物合成现在学习的是第1页，共67页第一节第一节蛋白质合成体系蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System Protein Biosynthesis System n n2020种氨基酸种氨基酸种氨基酸种氨基酸(AA)(AA)作为原料作为原料作为原料作为原料n n酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IFIF、eIF eIF n nATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子、无机离子、无机离子n n 三种三种三种三种RNARNAn nmRNAmRNA（messenger

2、 RNA,messenger RNA,信使信使信使信使RNARNA）n nrRNArRNA（ribosomal RNA,ribosomal RNA,核蛋白体核蛋白体核蛋白体核蛋白体RNARNA）n ntRNAtRNA（transfer RNA,transfer RNA,转移转移转移转移RNARNA）是目前已知的最复杂的合成过程，涉及是目前已知的最复杂的合成过程，涉及是目前已知的最复杂的合成过程，涉及是目前已知的最复杂的合成过程，涉及300300300300多种分子多种分子多种分子多种分子现在学习的是第2页，共67页一、翻译模板一、翻译模板mRNAmRNA及遗传密码及遗传密码二、核蛋白体是多肽链

3、合成的装置二、核蛋白体是多肽链合成的装置三、三、tRNAtRNA与氨基酸的活化与氨基酸的活化第一节第一节 蛋白质合成体系蛋白质合成体系现在学习的是第3页，共67页一、翻译模板一、翻译模板mRNAmRNA及遗传密码及遗传密码（一）（一）mRNAmRNA是遗传信息的携带者是遗传信息的携带者1.1.顺顺顺顺反反反反子子子子(cistron):(cistron):将将将将编编编编码码码码一一一一个个个个多多多多肽肽肽肽的的的的遗遗遗遗传传传传单单单单位位位位称称称称为为为为顺顺顺顺反反反反子。子。子。子。2.2.开放阅读框架开放阅读框架(open reading frame,ORF):(open re

4、ading frame,ORF):从从从从mRNA 5mRNA 5 端起始密码子端起始密码子AUG到到到到3 端终止密码子之间的核苷酸序端终止密码子之间的核苷酸序列。列。P602P602P602P602现在学习的是第4页，共67页原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子非编码序列非编码序列非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列编码序列编码序列PPPPPP5 5 3 3 蛋白质蛋白质真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子真核生

5、物的单顺反子真核生物的单顺反子PPPPPPmmG-G-5 5 3 3 蛋白质蛋白质目目目目 录录录录mRNA 的结构的结构ORFORFORFORFORFORF现在学习的是第5页，共67页（二）遗传密码（二）遗传密码密密密密码码码码子子子子：mRNAmRNAmRNAmRNA分分分分子子子子上上上上从从从从5 5 5 5 至至至至3 3 3 3 方方方方向向向向，由由由由AUGAUGAUGAUG开开开开始始始始，每每每每3 3 3 3个个个个核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸为为为为一一一一组组组组，决决决决定定定定肽肽肽肽链链链链上上上上某某某某一一一一个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸或或或或蛋蛋蛋蛋白白

6、白白质质质质合合合合成成成成的的的的起起起起始始始始、终止信号，称为三联体密码终止信号，称为三联体密码终止信号，称为三联体密码终止信号，称为三联体密码(triplet coden)(triplet coden)(triplet coden)(triplet coden)。遗传密码（遗传密码（遗传密码（遗传密码（genetic code)-genetic code)-共共共共6464个遗传密码子个遗传密码子个遗传密码子个遗传密码子遗传密码：遗传密码：遗传密码：遗传密码：指核苷酸序列与氨基酸种类的对应关系指核苷酸序列与氨基酸种类的对应关系指核苷酸序列与氨基酸种类的对应关系指核苷酸序列与氨基酸种类的

7、对应关系P501P501P501P50119541954年物理学家伽莫夫（大爆炸理论）提出了三联体密码子假说年物理学家伽莫夫（大爆炸理论）提出了三联体密码子假说年物理学家伽莫夫（大爆炸理论）提出了三联体密码子假说年物理学家伽莫夫（大爆炸理论）提出了三联体密码子假说现在学习的是第6页，共67页Established Established the chemicalthe chemicalstructure ofstructure oftRNAtRNAEstablished the Established the in in vitrovitro system for system for rev

8、ealing the revealing the genetic codesgenetic codesDevised Devised methods methods to synthesize to synthesize RNAs RNAs with definedwith definedsequencessequences遗传密码的破译具有里程碑式的意义遗传密码的破译具有里程碑式的意义遗传密码的破译具有里程碑式的意义遗传密码的破译具有里程碑式的意义P501P501P501P501现在学习的是第7页，共67页P501P501P501P5012.Nirenberg2.Nirenberg等，两种或

9、三种核苷酸的共聚物，重复上述实验，根据加入等，两种或三种核苷酸的共聚物，重复上述实验，根据加入等，两种或三种核苷酸的共聚物，重复上述实验，根据加入等，两种或三种核苷酸的共聚物，重复上述实验，根据加入核苷酸的比例计算各种密码出现的概率，与翻译产物中氨基酸的掺入比例核苷酸的比例计算各种密码出现的概率，与翻译产物中氨基酸的掺入比例核苷酸的比例计算各种密码出现的概率，与翻译产物中氨基酸的掺入比例核苷酸的比例计算各种密码出现的概率，与翻译产物中氨基酸的掺入比例一致。一致。一致。一致。1.Nirenberg等等,均聚核苷酸，经无细胞蛋白质合成系统翻译均聚核苷酸，经无细胞蛋白质合成系统翻译 polyU，产物

10、只有多聚，产物只有多聚Phe 3.Nirenberg3.Nirenberg等，核糖体结合技术（三核苷酸与对应的氨酰等，核糖体结合技术（三核苷酸与对应的氨酰等，核糖体结合技术（三核苷酸与对应的氨酰等，核糖体结合技术（三核苷酸与对应的氨酰tRNAtRNA结合在核糖体上）结合在核糖体上）结合在核糖体上）结合在核糖体上）4.Khorana4.Khorana等，合成有重复序列的多聚核苷酸。等，合成有重复序列的多聚核苷酸。等，合成有重复序列的多聚核苷酸。等，合成有重复序列的多聚核苷酸。如如如如 poly(UG)UGU poly(UG)UGU 或或或或GUG GUG 产物中只有产物中只有产物中只有产物中只有

11、 CysCys和和和和ValVal。现在学习的是第8页，共67页遗遗传传密密码码表表目目目目 录录录录现在学习的是第9页，共67页1.1.1.1.连续性连续性连续性连续性(commaless)(commaless)（或无标点）（或无标点）（或无标点）（或无标点）（三）遗传密码的特点（三）遗传密码的特点 连续阅读连续阅读连续阅读连续阅读从从mRNAmRNA55 3 3 肽链合成肽链合成肽链合成肽链合成N端端端端 C C端端现在学习的是第10页，共67页重叠密码重叠密码重叠密码重叠密码非重叠非重叠连续的连续的连续的连续的密码密码密码密码不连续的密码不连续的密码不连续的密码不连续的密码少数病毒少数病

12、毒少数病毒少数病毒现在学习的是第11页，共67页n n基因损伤引起基因损伤引起基因损伤引起基因损伤引起mRNAmRNA阅读框架内的碱基发生阅读框架内的碱基发生阅读框架内的碱基发生阅读框架内的碱基发生插入或缺失插入或缺失插入或缺失插入或缺失，可能导，可能导，可能导，可能导致框移突变致框移突变致框移突变致框移突变(frameshift mutation)(frameshift mutation)，蛋白功能丧失。，蛋白功能丧失。，蛋白功能丧失。，蛋白功能丧失。mRNAmRNA编辑编辑编辑编辑现在学习的是第12页，共67页2.2.简并性简并性(degeneracy)(degeneracy)与兼职与兼职

13、除除除除TrpTrp、MetMet（还有硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸）仅有一个密码子外，（还有硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸）仅有一个密码子外，（还有硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸）仅有一个密码子外，（还有硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸）仅有一个密码子外，简并性简并性简并性简并性：多个密码子编码：多个密码子编码：多个密码子编码：多个密码子编码同一氨基酸的现象。可降同一氨基酸的现象。可降同一氨基酸的现象。可降同一氨基酸的现象。可降低突变伤害低突变伤害低突变伤害低突变伤害同义密码子同义密码子同义密码子同义密码子起始密码起始密码起始密码起始密码(initiation coden):(initiation coden):A

14、UG GUG UUGAUG GUG UUG终止密码终止密码终止密码终止密码(termination coden):(termination coden):现在学习的是第13页，共67页3.3.通用性通用性(universal)(universal)和变异性和变异性蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先

15、。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。但已发现少数例外，如但已发现少数例外，如但已发现少数例外，如但已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。现在学习的是第14页，共67页ArgArgIleIleP506P506P506P506现在学习的是第15页，共67页4.4.摆动性摆动性(wobble)(wobble)或变偶性或变偶性61616161个编码氨基酸的密码子需要多少个个编码氨基酸的密码子需要多少个个编码氨基酸的密码子需要多少个个编码氨基酸的密码子需要多少个tRNA

16、tRNAtRNAtRNA来与其相互识别？来与其相互识别？来与其相互识别？来与其相互识别？aa现在学习的是第16页，共67页密码子密码子密码子密码子 mRNAmRNA55333355反密码子反密码子反密码子反密码子 tRNAtRNAGCUCGICA1 12 23 31 12 23 3摆动配对：摆动配对：摆动配对：摆动配对：tRNAtRNAtRNAtRNA的反密码子通过碱基互补与的反密码子通过碱基互补与的反密码子通过碱基互补与的反密码子通过碱基互补与mRNAmRNAmRNAmRNA上的密码子反向配上的密码子反向配上的密码子反向配上的密码子反向配对结合，但反密码与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律

17、，称为摆对结合，但反密码与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆对结合，但反密码与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆对结合，但反密码与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。动配对。动配对。动配对。现在学习的是第17页，共67页摆动配对规则摆动配对规则摆动配对规则摆动配对规则tRNAtRNA反密码子反密码子反密码子反密码子第第第第1 1位碱基位碱基位碱基位碱基I IU UGGA AC CmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子第第第第3 3位碱基位碱基位碱基位碱基U,C,AU,C,AA,GA,GU,CU,CU UGG摆动的大小由摆动的大小由摆动的大小由摆动的大小由t

18、RNAtRNAtRNAtRNA反密码子第反密码子第反密码子第反密码子第1 1 1 1位碱基的种类决定。位碱基的种类决定。位碱基的种类决定。位碱基的种类决定。由于摆动配对识别由于摆动配对识别由于摆动配对识别由于摆动配对识别64646464个密码子只需要个密码子只需要个密码子只需要个密码子只需要32323232种种种种摆动配对规则不适用于摆动配对规则不适用于摆动配对规则不适用于摆动配对规则不适用于线粒体翻译系统线粒体翻译系统线粒体翻译系统线粒体翻译系统，因为只有，因为只有，因为只有，因为只有2121种种种种tRNAtRNA却要识却要识却要识却要识别别别别6060多种密码子，因此遵守规则更为宽松的多

19、种密码子，因此遵守规则更为宽松的多种密码子，因此遵守规则更为宽松的多种密码子，因此遵守规则更为宽松的超摆动规则超摆动规则超摆动规则超摆动规则。现在学习的是第18页，共67页5.5.5.5.不重叠不重叠不重叠不重叠同一个开放性阅读框架中，前后两个密码子不共用核苷同一个开放性阅读框架中，前后两个密码子不共用核苷同一个开放性阅读框架中，前后两个密码子不共用核苷同一个开放性阅读框架中，前后两个密码子不共用核苷酸。酸。酸。酸。6.6.6.6.同义密码子使用频率不同同义密码子使用频率不同同义密码子使用频率不同同义密码子使用频率不同大肠杆菌编码大肠杆菌编码大肠杆菌编码大肠杆菌编码ThrThrThrThr的密

20、码子的密码子ACU 36ACU 36ACU 36ACU 36次，次，次，次，ACC 26ACC 26ACC 26ACC 26次，次，ACA 3ACA 3次次次次 ，ACG 0ACG 0ACG 0ACG 0次次次次现在学习的是第19页，共67页二、二、tRNAtRNA与氨基酸的活化与氨基酸的活化反密码子环反密码子环反密码子环反密码子环氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂（一）（一）tRNA1.1.接头分子接头分子接头分子接头分子2.2.同工受体同工受体同工受体同工受体tRNAtRNA：携带同一氨基酸的不携带同一氨基酸的不携带同一氨基酸的不携带同一氨基酸的不同同同同tRNAtRNA分子分子分子分子P6

21、00P600P600P600现在学习的是第20页，共67页氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶（二）氨基酸的活化（二）氨基酸的活化氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase(aminoacyl-tRNA synthetase，AARS)AARS)：具有具有具有具有高度特异性高度特异性高度特异性高度特异性，只催化一种，只催化一种，只催化一种，只催化一种AAAA的的的的所有同工受体所有同工受体所有同工受体所有同工受体与与与与AAAA结合，并具有结合，并具有结合

22、，并具有结合，并具有校正活性。这也决定了翻译的忠实性。如何识别？校正活性。这也决定了翻译的忠实性。如何识别？校正活性。这也决定了翻译的忠实性。如何识别？校正活性。这也决定了翻译的忠实性。如何识别？大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌2121种种种种AARSAARS（LysLys有有有有2 2种）种）种）种）现在学习的是第21页，共67页 tRNA tRNA与酶结与酶结与酶结与酶结合的模型合的模型合的模型合的模型tRNAtRNA氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNAtRNA合成酶合成酶合成酶合成酶ATPATP现在学习的是第22页，共67页1.1.起始起始tRNA 真核生物真核生物：tRNAtRNAi i

23、MetMet原核生物原核生物原核生物原核生物：tRNAtRNAf fMetMet2.tmRNA2.tmRNA（兼有（兼有mRNAmRNA功能）功能）功能）功能）3.3.校正校正校正校正tRNAtRNA（保持忠实性）（保持忠实性）（保持忠实性）（保持忠实性）（三）（三）特殊的特殊的tRNAtRNA真核生物延伸过程中真核生物延伸过程中真核生物延伸过程中真核生物延伸过程中：tRNAtRNAe eMetMet现在学习的是第23页，共67页三、核蛋白体是多三、核蛋白体是多肽链合成的装置肽链合成的装置P597P597P597P597现在学习的是第24页，共67页原核生物原核生物原核生物原核生物真核生物真核

24、生物真核生物真核生物核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基70S70S30S30S50S50S80S80S40S40S60S60SrRNArRNA16S-16S-rRNArRNA5S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA23S-rRNA18S-18S-rRNArRNA28S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5S-rRNA5.8S-5.8S-rRNArRNAPrPrrpS 21rpS 21种种种种rpL 34rpL 34种种种种rpS 34rpS 34种种种种rpL

25、50rpL 50种种种种 （一）不同生物细胞核蛋白体的组成（一）不同生物细胞核蛋白体的组成 现在学习的是第25页，共67页（二）原核生物翻译过程中核蛋白体（二）原核生物翻译过程中核蛋白体功能部位功能部位（P599P599）2.A2.A位：氨酰基部位位：氨酰基部位位：氨酰基部位位：氨酰基部位(aminoacyl site)(aminoacyl site)1.P1.P位：肽酰基部位位：肽酰基部位位：肽酰基部位位：肽酰基部位(peptidyl site)(peptidyl site)3.E3.E位：排出位位：排出位位：排出位位：排出位(exit site)(exit site)目目目目 录录录录4.

26、4.肽基转移酶：肽基转移酶：肽基转移酶：肽基转移酶：23SrRNA23SrRNA5.mRNA5.mRNA结合部位：结合部位：结合部位：结合部位：30S30S亚基上亚基上亚基上亚基上16SrRNA 316SrRNA 3 端富含嘧啶的序列（与端富含嘧啶的序列（与端富含嘧啶的序列（与端富含嘧啶的序列（与mRNAmRNAmRNAmRNA上上上上的的的的SDSDSDSD序列互补）序列互补）序列互补）序列互补）还有一些还有一些还有一些还有一些PrPr因子的结合部位因子的结合部位因子的结合部位因子的结合部位现在学习的是第26页，共67页n n多聚核糖体多聚核糖体多肽多肽多肽多肽多肽多肽多肽多肽现在学习的是第

27、27页，共67页第第 二二 节节 蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程 The Process of Protein The Process of Protein BiosynthesisBiosynthesis n n翻译的起始翻译的起始(initiation)n n翻译的延长翻译的延长翻译的延长翻译的延长(elongation)(elongation)n n翻译的终止翻译的终止(termination)(termination)整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为：翻翻翻翻译译译译过过过过程程程程从从从从阅阅阅阅读读读读框框框框架架架架的的的的5 5 5 5 -AUG-AUG-AUG-AU

28、G开开开开始始始始，按按按按mRNAmRNAmRNAmRNA模模模模板板板板三三三三联联联联体体体体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。现在学习的是第28页，共67页一、肽链合成起始一、肽链合成起始指指mRNA和和起起始始氨氨酰酰-tRNA分分别别与与核核蛋蛋 白白 体体 结结 合合 而而 形形 成成翻翻 译译 起起 始始 复复 合合 物物(translational initiation complex)。现在学习的是第29页，共67页原核、真核生物各种起始因子的生物功能原核、

29、真核生物各种起始因子的生物功能原核、真核生物各种起始因子的生物功能原核、真核生物各种起始因子的生物功能 现在学习的是第30页，共67页（一）原核生物翻译起始复合物形成（一）原核生物翻译起始复合物形成（P606）n n核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；n nmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；n n起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的结合；的结合；n n核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。现在学习的是第31页，共67页IF-3IF-3IF-1IF-11.核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离IF1IF1：与：与：与：与A A位结合防止其它位结合防止其它位结合防止其它位结合防止

30、其它tRNAtRNA进入进入进入进入;协助协助协助协助IF3IF3IF3IF3：促进亚基解离、小亚基与：促进亚基解离、小亚基与：促进亚基解离、小亚基与：促进亚基解离、小亚基与mRNAmRNA的结合的结合的结合的结合现在学习的是第32页，共67页A A U U GG5 5 3 3 IF-3IF-3IF-1IF-12.mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合目目目目 录录录录（如何实现）（如何实现）（如何实现）（如何实现）现在学习的是第33页，共67页mRNA的的S-D序列序列 在起始密码子上游约在起始密码子上游约在起始密码子上游约在起始密码子上游约1010个核苷酸处通常有一段富含个核苷酸处通常有

31、一段富含个核苷酸处通常有一段富含个核苷酸处通常有一段富含PuPu的序列的序列的序列的序列”AGGAGGAGGAGG”。这一序列最初由。这一序列最初由。这一序列最初由。这一序列最初由ShineShineDalgainoDalgaino首先发现的，因此称为首先发现的，因此称为首先发现的，因此称为首先发现的，因此称为SDSD序列。序列。序列。序列。SDSD序列可以与小亚基序列可以与小亚基序列可以与小亚基序列可以与小亚基16SrRNA316SrRNA3 末端的序列互补（反末端的序列互补（反末端的序列互补（反末端的序列互补（反SDSD序列），使序列），使序列），使序列），使二者结合形成二者结合形成二者结

32、合形成二者结合形成mRNAmRNA 核糖体，使核糖体，使核糖体，使核糖体，使mRNAmRNA正确定位。正确定位。正确定位。正确定位。P602P602现在学习的是第34页，共67页IF-3IF-3IF-1IF-1IF-2IF-2GTPGTP3.起始氨基酰起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAf)结合到小亚基结合到小亚基A A U U GG5 5 3 3 目目目目 录录录录IF2IF2：小分子：小分子：小分子：小分子G G蛋白，与蛋白，与蛋白，与蛋白，与GTPGTP结合，促进结合，促进结合，促进结合，促进fMet-tRNAfMet-tRNAf fMetMet进入进入进入进入P P位位位位现在学习的

33、是第35页，共67页IF-3IF-3IF-1IF-1IF-2IF-2GTPGTPGDPGDPPiPi4.核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成A A U U GG5 5 3 3 目目目目 录录录录现在学习的是第36页，共67页IF-3IF-3IF-1IF-1A A U U GG5 5 3 3 IF-2IF-2GTPGTPIF-2IF-2-GTP-GTPGDPGDPPiPi目目目目 录录录录原核生物蛋白质合成起始过程原核生物蛋白质合成起始过程原核生物蛋白质合成起始过程原核生物蛋白质合成起始过程现在学习的是第37页，共67页（二）真核生物翻译起始复合物形成（二）真核生

34、物翻译起始复合物形成n n核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；n n起始氨基酰起始氨基酰起始氨基酰起始氨基酰-tRNA结合；结合；结合；结合；n nmRNAmRNA在核蛋白体小亚基就位；在核蛋白体小亚基就位；n n核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。P606P606P606P606现在学习的是第38页，共67页二、肽链合成延伸二、肽链合成延伸指指指指根根根根据据据据mRNAmRNA密密密密码码码码序序序序列列列列的的的的指指指指导导导导，次次次次序序序序添添添添加加加加氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸从从从从N N端端端端向向向向C C端端端端延

35、伸肽链，直到合成终止的过程。延伸肽链，直到合成终止的过程。延伸肽链，直到合成终止的过程。延伸肽链，直到合成终止的过程。n n肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋核蛋核蛋核蛋白体循环白体循环白体循环白体循环(ribosomal cycle)(ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，每次循环增加一个氨基酸，每次循环增加一个氨基酸，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：包括以下三步：包括以下三步：包括以下三步：n n进位进位进位进位(ent

36、rance)(entrance)n n成肽成肽成肽成肽(peptide bond formation)(peptide bond formation)n n转位转位转位转位(translocation)(translocation)现在学习的是第39页，共67页原核延长原核延长原核延长原核延长因子因子因子因子生物功能生物功能生物功能生物功能对应真核延对应真核延对应真核延对应真核延长因子长因子长因子长因子EF-TuEF-Tu促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰-tRNA-tRNA进入进入进入进入A A位，位，位，位，结合分解结合分解结合分解结合分解GTPGTPeEF-1-AeEF-1-AEF

37、-TsEF-Ts再生再生再生再生EF-TuEF-TueEF-1-BeEF-1-BEFGEFG有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进mRNA-mRNA-肽肽肽肽酰酰酰酰-tRNA-tRNA由由由由A A位前移到位前移到位前移到位前移到P P位，促位，促位，促位，促进卸载进卸载进卸载进卸载tRNAtRNA释放释放释放释放eEF-2eEF-2肽链合成的延长因子肽链合成的延长因子 n n延伸过程所需蛋白因子称为延长因子延伸过程所需蛋白因子称为延长因子延伸过程所需蛋白因子称为延长因子延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor,EF)elonga

38、tion factor,EF)原核生物：原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts);EF-GEF-T(EF-Tu,EF-Ts);EF-G真核生物：真核生物：真核生物：真核生物：EF-1 EF-1、EF-2 现在学习的是第40页，共67页又称注册又称注册又称注册又称注册(registration)(registration)（一）进位（一）进位（P607 609P607 609）指根据指根据mRNA下一组遗传密下一组遗传密码指导，使相应氨基酰码指导，使相应氨基酰-tRNA进入进入核蛋白体核蛋白体A位。位。EF-TuEF-Tu：促进氨基酰：促进氨基酰：促进氨基酰：促进氨基酰-tRNA-tRNA进

39、入进入进入进入A A位，结位，结位，结位，结合并分解合并分解合并分解合并分解GTPGTP，确保准确性，确保准确性，确保准确性，确保准确性三三三三元元元元复复复复合合合合物物物物现在学习的是第41页，共67页延长因子延长因子EF-T催化进催化进位（原核生物）位（原核生物）EF-TsEF-TsEF-TsEF-Ts：再生：再生：再生：再生EF-Tu-GTPEF-Tu-GTPEF-Tu-GTPEF-Tu-GTP现在学习的是第42页，共67页（二）成肽（二）成肽（P609P609）由转肽酶由转肽酶由转肽酶由转肽酶(transpeptidase)(transpeptidase)（23SrRNA23SrRN

40、A）催化肽键形成过程。催化肽键形成过程。催化肽键形成过程。催化肽键形成过程。空载空载空载空载肽链的延伸方向是肽链的延伸方向是肽链的延伸方向是肽链的延伸方向是NN端向端向端向端向C C端端端端现在学习的是第43页，共67页 嘌呤霉素作嘌呤霉素作嘌呤霉素作嘌呤霉素作用示意图用示意图用示意图用示意图试用于肿瘤的治疗试用于肿瘤的治疗试用于肿瘤的治疗试用于肿瘤的治疗它有与它有与它有与它有与tRNAtRNAtRNAtRNA分子末端分子末端分子末端分子末端AMPAMPAMPAMP类类类类似的结构似的结构似的结构似的结构,能够同能够同能够同能够同氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸结合，代替氨酰化的结合，代替氨酰化的结合

41、，代替氨酰化的结合，代替氨酰化的tRNAtRNAtRNAtRNA与与与与A A A A位点位点位点位点结合，结合，结合，结合，现在学习的是第44页，共67页（三）移位（三）移位延长因子延长因子延长因子延长因子EF-GEF-G有转位酶有转位酶有转位酶有转位酶(translocase translocase)活性，可结合并水活性，可结合并水活性，可结合并水活性，可结合并水解解解解1 1 1 1分子分子分子分子GTPGTP，促进核蛋白体向，促进核蛋白体向，促进核蛋白体向，促进核蛋白体向mRNAmRNA的的的的3 3 3 3侧移动侧移动侧移动侧移动 。现在学习的是第45页，共67页fMetfMetA

42、A U U GG5 5 3 3 fMetfMetTuTuGTPGTP现在学习的是第46页，共67页进进位位转转位位成肽成肽现在学习的是第47页，共67页真真真真核核核核生生生生物物物物肽肽肽肽链链链链合合合合成成成成的的的的延延延延长长长长过过过过程程程程与与与与原原原原核核核核基基基基本本本本相相相相似似似似，但有但有但有但有不同的反应体系和延长因子不同的反应体系和延长因子不同的反应体系和延长因子不同的反应体系和延长因子。另另外外，真真核核细细胞胞核核蛋蛋白白体体没没有有E E位位位位，转转转转位位位位时时时时卸卸卸卸载的载的载的载的tRNAtRNA直接从直接从直接从直接从P P位脱落。位脱

43、落。位脱落。位脱落。（四）真核生物延长过程（四）真核生物延长过程现在学习的是第48页，共67页 三、肽链合成的终止和释放三、肽链合成的终止和释放当当mRNAmRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA-tRNA中中释出，释出，mRNAmRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。终止相关的蛋白因子称为终止相关的蛋白因子称为终止相关的蛋白因子称为终止相关的蛋白因子称为释放因子释放因子释放因子释放因子 (release factor,RF)(release factor,RF)原核生物释

44、放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1RF-1，RF-2RF-2，RF-3 RF-3 真核生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRF eRF P610P610现在学习的是第49页，共67页RF3RF3：小分子：小分子GTPGTP结合蛋白（水解结合蛋白（水解GTPGTP），促进），促进RF1RF1和和RF2RF2的脱落。的脱落。（一）识别终止密码（一）识别终止密码RF-1RF-1、RF-2RF-2三级结构与三级结构与tRNAtRNA类似。类似。RF-1RF-1特异识别特异识别UAAUAA、UAGUAG；RF-2RF-2可识别可识别U

45、AAUAA、UGAUGA。（二二）活活化化肽肽基基转转移移酶酶活活性性，诱诱导导转转肽肽酶酶改改变变为为酯酯酶酶活活性性，将将肽肽基基转转到到水水分分子上。子上。核糖体与核糖体与tRNAtRNA和和mRNAmRNA的解离还需要的解离还需要核糖体再循环因子（核糖体再循环因子（RRFRRF）等，水）等，水解解1GTP1GTP。现在学习的是第50页，共67页U U A A GG5 5 3 3 RFRFCOOCOO-目目目目 录录录录现在学习的是第51页，共67页n n氨基酸的活化氨基酸的活化 -2ATP-2ATPn n起始阶段起始阶段起始阶段起始阶段 -GTP-GTPn n延伸阶段（进位、移位）延伸

46、阶段（进位、移位）-2GTP-2GTPn n终止阶段终止阶段 -GTP-GTPn n核糖体、核糖体、核糖体、核糖体、tRNAtRNA、mRNAmRNA的解离的解离的解离的解离 -GTP每合成一个肽键至少消耗每合成一个肽键至少消耗每合成一个肽键至少消耗每合成一个肽键至少消耗4 4 4 4个个PPPP蛋白质生物合成是高耗能过程蛋白质生物合成是高耗能过程蛋白质生物合成是高耗能过程蛋白质生物合成是高耗能过程现在学习的是第52页，共67页第三节第三节 蛋白质合成后加工和输送蛋白质合成后加工和输送一、蛋白质合成后加工一、蛋白质合成后加工二、蛋白质合成后的靶向输送二、蛋白质合成后的靶向输送现在学习的是第53

47、页，共67页从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。主要包括主要包括n n多肽链折叠为天然的三维结构多肽链折叠为天然的三维结构多肽链折叠为天然的三维结构多肽链折叠为天然的三维结构 n n肽链一级结构的

48、修饰肽链一级结构的修饰n n高级结构修饰高级结构修饰高级结构修饰高级结构修饰 一、蛋白质合成后加工一、蛋白质合成后加工现在学习的是第54页，共67页（一）新生多肽链的折叠（一）新生多肽链的折叠n n一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。即一级结构是空间构象的基础。即一级结构是空间构象的基础。即一级结构是空间构象的基础。n n新生肽链的折叠在肽链新生肽链的折叠在肽链新生肽链的折叠在肽链新生肽链

49、的折叠在肽链合成中合成中合成中合成中、合成后合成后合成后合成后完成。并需要不断调整其完成。并需要不断调整其完成。并需要不断调整其完成。并需要不断调整其已折叠的结构，直至产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完已折叠的结构，直至产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完已折叠的结构，直至产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完已折叠的结构，直至产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。整空间构象。整空间构象。整空间构象。n n细胞中环境复杂，多肽链的折叠易受到干扰而产生非天然构象。细胞中环境复杂，多肽链的折叠易受到干扰而产生非天然构象。细胞中环境复杂，多肽链的折叠易受到干扰而产生非天然构

50、象。细胞中环境复杂，多肽链的折叠易受到干扰而产生非天然构象。因此大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋因此大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋因此大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋因此大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋白辅助。白辅助。白辅助。白辅助。P610P610现在学习的是第55页，共67页几种有促进蛋白折叠功能的大分子几种有促进蛋白折叠功能的大分子2.2.蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase,PDI)(protein disulfide