遗传密码蛋白质合成以及转运PPT课件.ppt

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1、关于遗传密码蛋白质的合成及转运第一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月遗传密码遗传密码(genetic code):(genetic code):DNA DNA（或（或RNARNA）中的核苷）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。为遗传密码。密码子密码子(codon)(codon)：mRNAmRNA上每上每3 3个相邻的核苷酸编码蛋个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体一个密码子或三联体(triplet)(triplet)密码。密码。第

2、二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第一节第一节 遗传密码的破译遗传密码的破译l19541954年年GamovGamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。l19611961年年CrickCrick等用遗传学方法等用遗传学方法,通过研究通过研究T4T4噬菌体噬菌体 IIII位点的位点的两个基因变异，证实三联体密码子学说是正确的，并且两个基因变异，证实三联体密码子学说是正确的，并且三联三联体密码是体密码是:非重叠、连续的、无标点的非重叠、连续的、无标点的。缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变CAT CAT CAT

3、 CAT CAT CATCAT CAC ATC ATC ATC ATCCAT CAC AXT CAT CAT CAT CAX TXC ATX CAT CAT CAT-1-1,+1+3第三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 1.1.19611961年美国的年美国的NirenbergNirenberg等人以等人以均聚物均聚物为模板指导多肽为模板指导多肽的合成的合成,寻找到了破译遗传密码的途径。利用多核苷酸磷寻找到了破译遗传密码的途径。利用多核苷酸磷酸化酶合成一条由酸化酶合成一条由相同核苷酸相同核苷酸组成的多核苷酸链，用它组成的多核苷酸链，用它作模板，利用大肠杆菌体外蛋白质合成系统。作模板，

4、利用大肠杆菌体外蛋白质合成系统。以均聚物为模板指导多肽的合以均聚物为模板指导多肽的合Poly C Poly C 为模板，产生的多肽链为为模板，产生的多肽链为Poly ProPoly ProPoly U Poly U 为模板，产生的多肽链为为模板，产生的多肽链为Poly PhePoly PhePoly A Poly A 为模板，产生的多肽链为为模板，产生的多肽链为Poly LysPoly Lys 证明三联体密码的三个著名实验证明三联体密码的三个著名实验第四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月2.2.核糖体结合技术核糖体结合技术 1964 1964年年NirenbergNirenberg等人

5、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，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰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结合的定与已知核苷酸三聚体结合的tRNAtRNA上连接的是那一种氨基上连接的是那一种氨基酸。酸。该实验确定了该实验确定了5050多种多种三联体密码，对于几三联体密码，对于几种密码编码同一个氨种密码编码同一个氨基酸提供了直接的、基酸提供了直接的、最好的证据最好的证据第五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月3.3.以特定的共聚物为模板指导多肽的合成以特定的共聚物为模板指导多肽的合成1964年，年，K

6、horanaKhorana以共聚物即含有重复序列的多聚核苷酸以共聚物即含有重复序列的多聚核苷酸指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。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个氨基酸组成个氨基酸组成 的多肽的多肽 ,如以如以Poly UG Poly UG 为模板为模板 UGU GUG UGU UGU GUG UGU 合成产物为合成产物为Poly Lys-Val Poly Lys-Val 。以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成 的多肽的多肽 UCG UCG UCG 。Phe Phe

7、Phe Ser Ser Ser Leu Leu Leu到到1966年，经过年，经过5年的努力年的努力全部破译了全部破译了20种种aa的密码的密码第六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月Established the chemical structure of tRNADevised methods to synthesize RNAs with definedsequencesEstablished the in vitro system for revealing the genetic codes第七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月遗传密码字典遗传密码字典UACGUCAGU

8、CAG第二位第二位 第一位第一位（5）第三位第三位（3）UCAGUCAGUCAG第八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第二节第二节 遗传密码的基本特性遗传密码的基本特性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简并、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（性（degeneracydegeneracy），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)(Synonymous codon

9、)。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称这一为称这一为变偶性（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，AUGAUG既是

10、既是MetMet的密码，又是起始密码；有三组密码不的密码，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：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 第九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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第十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸（I I）常常出现在）常常出现在tRNAtRNA反密码子的反密

11、码子的55位，位，I I可以与可以与U U，C C和和A A形成氢形成氢键键 。带有反密码子。带有反密码子IGCIGC的的tRNAtRNAAlaAla分子可以与特分子可以与特异编码异编码AlaAla的三个密码的三个密码（GCGCU U，GCGCC C，GCGCA A）中）中的任一个结合的任一个结合第十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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下编码 线粒体线粒体DNA编码编码l 密码子密码子UG

12、A编码了第编码了第21种氨基酸种氨基酸硒代半胱氨酸，硒代半胱氨酸，l 密码子密码子UAG编码了第编码了第22种氨基酸种氨基酸吡咯赖氨酸。吡咯赖氨酸。第十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月关于密码的防错系统关于密码的防错系统密码的简并性由第三个碱基决定密码的简并性由第三个碱基决定 氨基酸的极性由第二个碱基决定氨基酸的极性由第二个碱基决定如：如：中间中间U U非极性、疏水、和有支链的非极性、疏水、和有支链的aaaa中间中间C C非极性或不带电极性侧链非极性或不带电极性侧链aaaa中间中间A or GA or G亲水的亲水的aaaa第一个第一个A A或或C C、第二个、第二个A A或或G

13、G、第三个任意、第三个任意可离解、亲水可离解、亲水侧链碱性侧链碱性aaaa前两位前两位AGAG、第三个任意、第三个任意酸性亲水侧链酸性亲水侧链aaaa结果：一个碱基变化后结果：一个碱基变化后相同相同aaaa或性质相似或性质相似aaaa，这是进，这是进化的结果化的结果第十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第第3838章章 蛋白质的合成及转运蛋白质的合成及转运第十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第一节第一节 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tRNAtR

14、NA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十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月原核细胞原核细胞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序列序列的保守区

15、，的保守区，16S rRNA3-16S 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 RNA)mRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中直接是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板。指令氨基酸掺入的模板。AGGAGGU第十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月真核细胞真核细胞mRNAmRNA的结构特

16、点的结构特点5“帽子帽子”PolyA 3 顺反子顺反子m7G-5ppp-N-3 pAAAAAAA-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 真核生物的真核生物的18S rRNA18S rRNA与原核生物的与原核生物的16S rRNA16S rRNA在其在其33末端有很大的同源性。末端有很大的同源性。由于由于18S rRNA18S rRNA缺少缺少CCUCCCCUCC序列序列(与与mRNAmRNA上的上的SDSD序列互补序列互补),),因此真核生物因此真核生物mRNAmRNA可能并不存在可能并不存在SDSD序列序列。大多数真核生物。大多数真核生物mRNAmRN

17、A起始密码子起始密码子AUGAUG附近附近“上下文上下文”为为CCACCCCACCAUGAUGG G。在帽子结构上形成的。在帽子结构上形成的40S40S亚基起始复合物向亚基起始复合物向33方向移动时方向移动时,如发如发现现AUGAUG密码子处于这样的密码子处于这样的“上下文上下文”中中,就不再向前移动就不再向前移动,而是与而是与60S60S亚基结合成亚基结合成为完整的核糖体为完整的核糖体,于是从于是从AUGAUG上开始合成蛋白质。上开始合成蛋白质。第十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月tRNAtRNA（transfer ribonucleic asidtransfer ribonuc

18、leic asid）在蛋白质合成中起重要作用，它不但为每个三联）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氨基酸运送到核糖体中体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将活化氨基酸运送到核糖体中mRNAmRNA模板模板上。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

19、mutation)二、二、t RNA转运活化的氨基酸至转运活化的氨基酸至mRNA模板上模板上第十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月核糖体（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）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进行的。这种核糖体上进行的。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十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月

20、核核糖糖体体的的组组成成34 protein21 protein23S RNA 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二十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月16S rRNA 16S rRNA 的二级结构的二级结构第二十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月多核糖体多核糖体第二十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月原核细胞原核细胞70S核糖体的核糖体的A位、位、P位及位及mRNA结合部位

21、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（结合结合肽基的部位肽基的部位肽酰基位肽酰基位点）点）A A位位位位（结合结合AA-tRNA的部位的部位氨酰基位点）氨酰基位点）50S50S5 5 3 3 mRNA第二十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第二节第二节 蛋白质合成的步骤蛋白质合成的步骤氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运肽链合成的起始肽链合成的起始肽链的延长肽链的延长肽链合成的终止肽链合成的终止第二十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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-AMPPPi第一步第一步AMP第二步

22、第二步E3-氨酰氨酰-tRNA 一、氨基酸的活化与转运一、氨基酸的活化与转运第二十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月氨酰氨酰-tRNA-tRNA合成酶特点合成酶特点专一性：专一性：1 1）对对氨氨基基酸酸有有极极高高的的专专一一性性，每每种种氨氨基基酸酸都都有有专专一一的的酶酶，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）对tRNA tRNA 具有极高专一性。具有极高专一性。校对作用：校对作用：氨酰氨酰-tRNA-tRNA合成酶的水解部位可以水解错误活化的合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。氨基酸。第二十六张，PPT共六十九页，创

23、作于2022年6月二、肽链合成的起始二、肽链合成的起始所需的条件：所需的条件：l游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基lmRNA 5mRNA 5端的起始信号端的起始信号l起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAi imetmet （原核生物原核生物fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet）lGTPGTPl三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子(IF)(IF)第二十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAiMet的形成的形成CHOCHO-HN-CH-COO-tRNA-HN-CH-COO-tRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S

24、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二十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月三种起始因子三种起始因子IFIF1 1IFIF2 2 IFIF3 3与与IFIF2 2一起促进一起促进fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet 与与mRNAmRNA及及30S30S小亚基结合小亚基结合与与IFIF1 1一起促进一起促进fmet-tRNAf

25、met-tRNAi ifmetfmet 与与mRNAmRNA及及30S30S小亚基结合小亚基结合有有GTPGTP酶活性酶活性(起始时消耗起始时消耗1GTP)1GTP)特异识别特异识别fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet形成形成fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet-IF-IF2 2-GTP-GTP终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离（真核生物起始因子（真核生物起始因子eIF有有911种）种）第二十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月30S30S起始复合物形成起始复合物形成1.1.核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离2.mRNA2.mRNA在

26、小亚基上就位在小亚基上就位3.fmet-tRNA3.fmet-tRNAi ifmetfmet的结合的结合 IFIF3 3起始序列（起始序列（SD SD 序列）序列）30S30S小亚基与小亚基与mRNAmRNA识别、结识别、结合合IFIF1 1、IFIF3 3协助协助 fmet-tRNAfmet-tRNAi ifmetfmet-IF-IF2 2-GTP-GTP 通通过其反密码与过其反密码与mRNAmRNA上的起始上的起始密码密码AUGAUG相配对相配对第三十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月SDSD序列序列(shine-Dalgarnoshine-Dalgarno序列序列):):原核生物

27、原核生物1.1.位于起始密码上游位于起始密码上游1010个核苷酸左右。个核苷酸左右。2.2.序列富含嘌呤序列富含嘌呤(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16s rRNA316s rRNA3端端7 7个相应的富含嘧啶个相应的富含嘧啶序列互补。序列互补。4.4.在在IFIF3 3、IFIF1 1促进下和促进下和30S30S亚基结合。亚基结合。第三十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月起始密码起始密码SD序列序列第三十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月70s70s起始复合物形成起始复合物形成1.IF1.IF3 3脱落

28、脱落2.50S2.50S大亚基结合大亚基结合3.GTP GDP+Pi3.GTP GDP+Pi 4.IF4.IF2 2、IFIF1 1脱落脱落70s70s起始复合物组成起始复合物组成1.1.小亚基小亚基2.mRNA2.mRNA3.fmet-tRNA3.fmet-tRNAi ifmetfmet 结合于核糖体的结合于核糖体的P P位位第三十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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

29、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 IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S50S亚基亚基IF2+IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始复起始复合物合物第三十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 三三.肽链的延长（进位、成肽、移位）肽链的延长（进位、成肽、移位）所需的条件所需的条件l70S70S起始复合物起始复合物ltRNAtRNA转运氨基酸转运氨基酸l延长因子延长因子(EF(EF）l原核生物原核生物EFEFTuTu、EFEFTsTs （真核生物（真核生物EF1

30、EF1，多亚基，多亚基，具有具有Tu Tu 和和TsTs的功能）的功能）lGTPGTP第三十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月1.1.进位进位 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA根据遗传密码的指引，进入核根据遗传密码的指引，进入核糖体的糖体的A A位。位。参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子l lEF-TuEF-TuEF-TuEF-TulEF-TsEF-TsEF-TsEF-Tsl协助协助AA-tRNAAA-tRNAAA-tRNAAA-tRNA进入进入A A位位 具有具有GTPGTP酶活性酶活性l l促进促进促进促进EF-TuEF-TuEF-TuEF-Tu的再利用的再

31、利用的再利用的再利用第三十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月TuTs循环循环TsTs-GDP第三十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月2.2.转肽转肽肽键肽键位置位置l转肽酶（大亚基上）催化形成肽键转肽酶（大亚基上）催化形成肽键lP P位：位：f-met-f-met-（肽酰）的（肽酰）的-COO-COO-+A A位：氨基酰的位：氨基酰的-NH-NH4 4+形成肽键形成肽键lA A位：反应在此位上进行位：反应在此位上进行 生成的二肽在生成的二肽在A A位上。位上。lP P位：无负载位：无负载tRNAtRNA第三十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 肽基转移酶（肽基转移

32、酶（peptidyl transferasepeptidyl transferase）使一个酯键变成）使一个酯键变成了肽键了肽键。肽基转移酶的活性由核糖体大亚基的肽基转移酶的活性由核糖体大亚基的23s rRNA23s rRNA承担承担（肽基转移酶是一种（肽基转移酶是一种ribozymeribozyme）。）。嘌呤霉素嘌呤霉素对蛋白质的抑制作对蛋白质的抑制作用就发生在肽键形成这一步。用就发生在肽键形成这一步。嘌呤霉素的结构非常类似于氨酰嘌呤霉素的结构非常类似于氨酰-tRNA-tRNA的的33末端末端AMPAMP的结的结构。因为结构上的相似，嘌呤霉素可以进入核糖体的构。因为结构上的相似，嘌呤霉素可

33、以进入核糖体的A A位。肽酰位。肽酰转移酶催化新生成的多肽转移至嘌呤霉素的游离的氨基上。转移酶催化新生成的多肽转移至嘌呤霉素的游离的氨基上。由于肽酰嘌呤霉素在由于肽酰嘌呤霉素在A A位处的结合弱，很快就从核糖体上解位处的结合弱，很快就从核糖体上解离，因此就可终止蛋白质的合成。离，因此就可终止蛋白质的合成。第三十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第四十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月3.3.移位移位 在在A A位的二肽链连同位的二肽链连同mRNAmRNA进入进入P P位位n移位因移位因子子n位置位置n方向方向lEFEFG G（真核生物（真核生物EFEF2 2）l有有GTPGT

34、P酶活性酶活性l游离游离tRNAtRNA释放释放lP P位：肽位：肽-tRNA-mRNA-tRNA-mRNAlA A位：空留位：空留,下一个下一个AAAA进入进入 lmRNAmRNA：从从5 3 5 3 移动移动l1 1个带有肽链的个带有肽链的tRNAtRNA：从从A A位位 P P位位l肽链合成：肽链合成：从从N N端端 C C端延长端延长第四十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月4.4.肽链延长过程的能量消耗肽链延长过程的能量消耗l每合成一个肽键，每合成一个肽键，消耗消耗4 4个高能磷酸键个高能磷酸键l活化：活化：2 2个个ATPATPl进位：进位：1 1个个GTPGTPl移位：移

35、位：1 1个个GTPGTP第四十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月肽链的延长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）第四十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月四四.肽链合成的终止肽链合成的终止l终止密码的辨认终止密码的辨认l肽链从肽酰肽链从肽酰-tRNA-tRNA水解水解出出lmRNAmRNA从核糖体中分离及从核糖体中分离及大小亚基的拆开大小亚

36、基的拆开l蛋白质因子的参与蛋白质因子的参与 （释放因子）（释放因子）l lUAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAG、UGAUGAUGAUGAl lGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pil lIFIFIFIF3 3 3 3结合结合结合结合30303030小亚基小亚基小亚基小亚基l lRFRFRFRF1 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UAAUAAUAAUAA、UGA UGA UGA UGA l lRFRFRFRF3 3 3

37、3：刺激：刺激：刺激：刺激RF1RF1RF1RF1、RF2RF2RF2RF2活性活性活性活性 第四十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月肽链合成的肽链合成的终止终止（1 1）释放因子）释放因子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亚基亚基亚基亚基50S50S亚基亚基亚基亚基5 5 3 3 UAGUAGtRNARFRF第四十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月五、真核生物多肽链的合成五、真核生物多肽链的合成1.1.真核细胞核糖体比原

38、核细胞核糖体更大更复杂；真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂；2.2.起始氨基酸为起始氨基酸为MetMet，不是，不是fMetfMet；3.3.肽链合成的起始：肽链合成的起始：由由40S40S核糖体亚基首先识别核糖体亚基首先识别mRNAmRNA的的55端端-帽帽 子，然后沿子，然后沿mRNAmRNA移动寻找移动寻找AUGAUG（扫描（扫描,AUG,AUG附近附近“上下文上下文”为为 CCACCAUGGCCACCAUGG），这过程要消耗），这过程要消耗ATPATP，核糖体结合位点（，核糖体结合位点（RBSRBS）在在AUGAUG附近附近；4.4.起始因子起始因子(IF)(IF)有有9-119

39、-11种，但只有种，但只有2 2种延长因子和种延长因子和1 1种终止因子种终止因子5.5.真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合 成过程都类似于原核细胞。成过程都类似于原核细胞。第四十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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IFIF11IFIF22 eIFeIF22 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IFIF33 eIFeIF33、eIF4Ce

40、IF4C起始起始起始起始CBP I CBP I 与与与与mRNAmRNA帽子结合帽子结合帽子结合帽子结合 eIFeIF44A B F A 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AUGAUGeIFeIF55 协助协助协助协助eIFeIF22 、eIFeIF33、eIFeIF44CC的释放的释放的释放的释放eIFeIF66 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 eEFeEF11 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

41、体进入核糖体延长延长延长延长EF-TsEF-Ts eEFeEF11 帮助帮助帮助帮助EF-Tu EF-Tu、eEFeEF11 周转周转周转周转 EF-GEF-G eEFeEF22 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第四十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月六、蛋白质生物合成抑制剂六、蛋白质生物合成抑制剂1 1、抗菌素类抗菌素类阻断剂阻断剂 氯霉素氯霉素:与与50S（70S）核糖体结合）核糖体结合,抑制肽抑制肽 酰转移酶。酰转移酶。链霉素、新霉素、卡那霉素：链霉素、新霉

42、素、卡那霉素：与与30S 核核 糖糖 体结合。体结合。可以广泛用作治疗细菌感染的药物。可以广泛用作治疗细菌感染的药物。环己亚胺：环己亚胺：与与80S核糖体结合核糖体结合 可抑制真核生物蛋白质合成。可抑制真核生物蛋白质合成。第四十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月2、作为蛋白质合成阻断剂的毒素、作为蛋白质合成阻断剂的毒素 细菌毒素细菌毒素白喉毒素：白喉毒素：是已知的毒性最大的毒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细胞素，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内的延伸因子eEF-2失活，对真核生物有剧毒的毒失活，对真核生物有剧毒的毒素，抑制素，抑制蛋白质

43、的合成，几个微克即可致人于蛋白质的合成，几个微克即可致人于死死命。命。第四十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月第三节第三节 蛋白质的运输及翻译后修饰蛋白质的运输及翻译后修饰第五十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月一、蛋白质的运输一、蛋白质的运输 在在核核糖糖体体上上新新合合成成的的多多肽肽被被送送往往细细胞胞的的各各个部分，以行使各自的生物功能。个部分，以行使各自的生物功能。大大肠肠杆杆菌菌新新合合成成的的多多肽肽，一一部部分分仍仍停停留留在在胞胞浆浆之之中中，一一部部分分则则被被送送到到质质膜膜、外外膜膜或或质质膜膜与与外外膜膜之间的空隙。有的也可分泌到胞外。之间的空隙。有

44、的也可分泌到胞外。真真核核细细胞胞中中新新合合成成的的多多肽肽被被送送往往溶溶酶酶体体、线线粒体、叶绿体、胞核等细胞器。粒体、叶绿体、胞核等细胞器。所所以以新新合合成成的的多多肽肽的的输输送送是是有有目目的的地地、定定向向地地进行的。进行的。第五十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月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肽信号肽(signal peptide):signal peptide):未成熟白质中可被细胞转运未成熟白质中可被细胞转运 系统识别的特征性氨基酸序。系统识别的特征性氨基酸序。特征：特征：l通常在通常在N N末端。末端。lN N末端至少有一

45、个带正电荷的氨基酸。末端至少有一个带正电荷的氨基酸。l10104040个氨基酸范围内，其中部由个氨基酸范围内，其中部由10-1510-15个疏水氨个疏水氨 基酸组成。基酸组成。l在在C C末端有一个可被信号肽酶识别的位点。末端有一个可被信号肽酶识别的位点。作用：作用：l把合成的蛋白质移向粗面内质网膜。把合成的蛋白质移向粗面内质网膜。l信号肽对靶向输送有决定作用信号肽对靶向输送有决定作用。第五十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 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五十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月 识识别别信信号号肽肽的的是是一

46、一种种核核蛋蛋白白体体,称称为为信信号号识识别别体体(signal(signal recognition recognition particle,SRP)particle,SRP)。分子量分子量:396 kD:396 kD 由一分子由一分子7SL RNA(300 bp)7SL RNA(300 bp)6 6个不同的多肽分子个不同的多肽分子 两个功能域两个功能域(domain):(domain):一个用以识别信号肽，一个用以识别信号肽，一个用以干扰进入的氨酰一个用以干扰进入的氨酰-tRNA-tRNA和和 肽酰移位酶的反应，以终止多肽链肽酰移位酶的反应，以终止多肽链 的延伸作用。的延伸作用。第五十

47、四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月(docking protein)第五十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月2.2.新合成多肽的定向运输新合成多肽的定向运输Proteins are synthesized in two types of location:The vast majority of proteins are synthesized by ribosomes in the cytosol.A small minority are synthesized by ribosomes within organelles(mitochondria or chloropl

48、asts).Proteins synthesized in the cytosol can be divided into two general classes with regard to localization:q Those that are not associated with membranes;q Those that are associated with membranes第五十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月Proteins that are localized post-translationally are released into the cytos

49、ol after synthesis on free ribosomes.Some have signals for targeting to organelles such as the nucleus or mitochondria.Proteins that are localized cotranslationally associate with the ER membrane during synthesis,so their ribosomes are membrane-bound.The proteins pass into the endoplasmic reticulum,

50、along to the Golgi,and then through the plasma membrane,unless they have signals that cause retention at one of the steps on the pathway.They may also be directed to other organelles,such as endosomes or lysosomes.第五十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月Proteins that enter the ER-Golgi pathway may flow through to