蛋白质的生物合成.ppt

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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.mRNAmRNA蛋白蛋白质质翻译 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蛋白质的生物合成中RNARNA的作用的作用(一一一一)mRNAmRNAmRNAmRNA 是带有是带有DNADNA遗传信息指导蛋白质合遗传信息指导蛋白质合成的直接模板成的直接模板.以以mRNAmRNA为模板为模板,合成一合成一定结构的多肽链的过程定结构的多肽链的

2、过程(翻译翻译),),就是将就是将mRNAmRNA分子中的核苷酸排列顺序转变成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蛋白质分子中的氨基酸排列顺序.如何转变如何转变?密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组成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四种核苷酸编成三联体可形成4 43 3个即个即6464个密码子个密码子.其中：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

3、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.遗传密码的特点遗传密码的特点遗传密码的特点遗传密码的特点:1.1.连续性连续性2.2.简并性简并性3.3.摆动性摆动性4.4.通用性通用性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。(二二二二)tRNAtRNAtRNAtRNA tRNAtRNA是氨基酸的转运工具是氨基酸的转运工具,能能携带活化的氨基酸到核蛋白体携带活化的氨基酸到核蛋白体.tRNAtRNA有特异性有特异性,至少有至少有2020种以种以上上.每种每种tRNAtRNA的反密码环

4、顶端均有的反密码环顶端均有由三个核苷酸组成的反密码由三个核苷酸组成的反密码,能与能与mRNAmRNA上相应的密码互补结合上相应的密码互补结合(碱基碱基互补配对互补配对).).酪酪5 55 53 3AUGGUU UAC ACA酪氨酰酪氨酰-tRNAtRNA反密码反密码mRNA密码与反密码的碱基配对密码与反密码的碱基配对tRNAtRNA的功能的功能tRNA分子上与蛋白质合成有关的位点：1.3端-CCA上的氨基酸接受位点。2.识别氨酰-tRNA合成酶的位点。3.核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上。4.反密码子位点。(三三三三)rRNArRNArRNArRNA rRNArRNA与蛋白质组成核

5、蛋白体与蛋白质组成核蛋白体,是蛋白质合成的场所是蛋白质合成的场所.由大小两个由大小两个亚基组成亚基组成:小亚基小亚基:沿沿mRNAmRNA结合结合,沿沿5 5 3 3 方向移动方向移动.大亚基大亚基:受位受位(A A位位):):结合氨基酰结合氨基酰-tRNAtRNA给位给位(P P位位):):成肽成肽AUG ACA5 5蛋蛋苏苏UGUGUU3 3受受 位位(A A位位)给给 位位(P P位位)大亚基大亚基小亚基小亚基蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程1 1、准备阶段：、准备阶段：氨基酸的活化与转运。氨基酸的活化与转运。2 2、中心环节：、中心环节：核蛋白体

6、循环核蛋白体循环-活化氨基酸活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。在核蛋白体上的缩合组装。氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运1 1、反应式：、反应式：AA +AA +tRNA tRNA +ATP+ATP氨基酰氨基酰-tRNAtRNA合成酶合成酶氨基酰氨基酰-tRNAtRNA+AMP+AMP+PPi PPi 2 2、AAAA结合位置：结合位置：AAAA的的-羧基与羧基与tRNAtRNA活末端腺苷酸中活末端腺苷酸中核糖核糖2 2 或或3 3羟基以酯键相结合。羟基以酯键相结合。tRNAtRNA-CCA-OH-CCA-OH（R-3-OHR-3-OH）核蛋白体循环（三

7、阶段）核蛋白体循环（三阶段）核蛋白体循环（三阶段）核蛋白体循环（三阶段）(1)(1)、起始阶段、起始阶段(2)(2)、延伸阶段、延伸阶段(3)(3)、终止阶段、终止阶段肽链合成的起始阶段肽链合成的起始阶段1)1).mRNAmRNA与小亚基结合与小亚基结合2).2).AUGAUG与蛋氨酰与蛋氨酰-tRNAtRNA结合结合3).3).大小亚基结合大小亚基结合AUG ACA5 53 3AUG ACA5 53 3UACUACAUG ACA5 53 3小亚基小亚基mRNA蛋氨酰蛋氨酰tRNAtRNA GTP大亚基大亚基GDP+Pi受位受位给位给位蛋蛋蛋蛋肽链合成的起始阶段肽链合成的起始阶段肽链合成的延伸

8、阶段肽链合成的延伸阶段1).1).进位进位:氨基酰氨基酰-tRNAtRNA进入受位进入受位;2).2).转肽转肽:形成肽键形成肽键,在转肽酶作用下在转肽酶作用下,给位与受位结合给位与受位结合;3).3).移位移位:核蛋白体向核蛋白体向3 3端移动一个端移动一个 密码子的位置密码子的位置,空出受位空出受位,不断地进位、转肽、移位不断地进位、转肽、移位,使肽链延长使肽链延长.AUG ACA5 53 3UAC蛋蛋苏苏UGUAUG ACA5 5UAC蛋蛋苏苏UGUGUUAUG ACA5 5UAC蛋蛋苏苏UGUGUUAUG ACA5 5蛋蛋苏苏UGUGUU3 33 33 3GTP GDP+PiGDP+P

9、iGTP起始复合体起始复合体进位进位转肽转肽移位移位Mg+K+肽链合成的终止阶段肽链合成的终止阶段1).1).出现终止密码并与终止因子结合出现终止密码并与终止因子结合;2).2).肽键水解肽键水解,多肽释放多肽释放;3).3).tRNA,mRNAtRNA,mRNA,大小亚基解离大小亚基解离.AUG UAA5 5UACAUG UAA5 5UAC3 33 3终终终终AUG UAA5 5UAC3 3终终5 53 3UAC终终肽链肽链多核蛋白体循环多核蛋白体循环多核蛋白体循环多核蛋白体循环 多个核蛋白体在一条多个核蛋白体在一条mRNAmRNA链上链上,间隔一定距离间隔一定距离,从从5 5端向端向3 3

10、端移动端移动,同时合成多条肽链同时合成多条肽链.合成后的多肽链合成后的多肽链必须经加工、修饰才能成为具有特定必须经加工、修饰才能成为具有特定生物学活性的蛋白质生物学活性的蛋白质.3.肽链合成后的肽链合成后的“加工处理加工处理”4.蛋白质合成所需的能量蛋白质合成所需的能量5.活性肽合成的特征活性肽合成的特征三、蛋白质合成的调节三、蛋白质合成的调节三、蛋白质合成的调节三、蛋白质合成的调节（一）转录水平的调节（一）转录水平的调节（二）翻译水平的调节（二）翻译水平的调节基因操纵子调节系统示意图基因操纵子调节系统示意图 调节基因调节基因 启动基因启动基因 操纵基因操纵基因 结构基因结构基因 DNA 转录

11、转录 （-）RNA聚合酶聚合酶 （+）转录转录 翻译翻译 mRNA 翻译翻译 阻遏蛋白阻遏蛋白 蛋白质蛋白质 诱导剂诱导剂 控制区控制区 信息区信息区操纵子操纵子血红素对起始因子血红素对起始因子-2-2的调节作用的调节作用 血红素血红素 cAMP+R2C2 2C 2R-cAMP (+)elF-2激酶激酶 elF-2激酶激酶 p （无活性无活性）ATP ADP （有活性有活性）elF-2 (+)elF-2 p 有活性有活性 无活性无活性 ATP ADPcAMP:环磷腺苷环磷腺苷 ；R2C2:无活性蛋白激酶（无活性蛋白激酶（R：调节亚基调节亚基 C：催化亚基）；催化亚基）；2C：活性蛋白激酶；活性

12、蛋白激酶；elF-2：起始因子起始因子干扰素对蛋白质合成的影响干扰素对蛋白质合成的影响 干扰素干扰素 +双股双股RNA 蛋白激酶蛋白激酶 蛋白激酶蛋白激酶 （无活性）（无活性）（有活性）（有活性）P ATP ADP elF-2 elF-2 （有活性）有活性）（无活性）（无活性）P ATP ADP 四、蛋白质生物合成与医学的关系四、蛋白质生物合成与医学的关系四、蛋白质生物合成与医学的关系四、蛋白质生物合成与医学的关系（一）分子病（一）分子病 由于由于DNADNA分子上基因的遗传性缺陷，分子上基因的遗传性缺陷，引起引起mRNAmRNA分子的异常和蛋白质合成障分子的异常和蛋白质合成障碍，导致体内某些

13、结构和功能异常，由碍，导致体内某些结构和功能异常，由此造成的疾病即此造成的疾病即分子病分子病。如：。如：镰刀形红细胞性贫血镰刀形红细胞性贫血镰刀形红细胞性贫血镰刀形红细胞性贫血镰刀形红细胞性贫血病镰刀形红细胞性贫血病HbHb-S-S中遗传信息的异常中遗传信息的异常 DNA .TGT GGG CTT CTT TTT .正正 常常 mRNA ACA CCC GAA GAA AAA .HbA氨基端氨基端.苏苏 脯脯 谷谷 谷谷 赖赖 DNA .TGT GGG CTT CTT TTT .异异 常常 mRNA ACA CCC GUA GAA AAA .HbS氨基端氨基端.苏苏 脯脯 缬缬 谷谷 赖赖（二

14、）抗生素对蛋白质生物合成的影响（二）抗生素对蛋白质生物合成的影响 抗生素可作用于从抗生素可作用于从DNADNA复制到复制到蛋白质合成的各个环节，通过阻抑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，而细菌或肿瘤细胞的蛋白质合成，而发挥药理作用。发挥药理作用。1.1.通过影响转录来抑制细菌蛋白合成通过影响转录来抑制细菌蛋白合成如如:争光霉素争光霉素及及放线菌素放线菌素可抑制可抑制 DNADNA模板活性模板活性;利福霉素利福霉素能抑制细菌的能抑制细菌的RNARNA聚合酶聚合酶.2.2.通过影响翻译来抑制细菌蛋白合成通过影响翻译来抑制细菌蛋白合成如：如：四环素四环素能与细菌核蛋白体小亚能与细菌核蛋白体小亚 基结合基结合,使之变构而抑制进位使之变构而抑制进位;链霉素链霉素抑制细菌蛋白合成起始抑制细菌蛋白合成起始 阶段阶段,干扰蛋白合成干扰蛋白合成.氯霉素氯霉素与细菌核蛋白体大亚基与细菌核蛋白体大亚基 结合结合,抑制转肽酶活性而阻止肽链形成抑制转肽酶活性而阻止肽链形成.