蛋白质生物合成II.ppt

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1、核糖体核糖体真核生物与原核生物核糖体的比较越来越多的证据表明在核糖体许多催化反应中rRNA起主要作用原核生物核糖体组成真核生物核糖体组成大肠杆菌16SrRNA的二级结构16S rRNA的折叠结构30S小亚基中21种蛋白质的分布（中子衍射分析）原核生物蛋白质合成通过甲酰甲硫氨酰原核生物蛋白质合成通过甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAf)起始起始tRNAfMet识别肽链起始密码子AUGtRNAmMet识别肽链内部AUG(Met的密码子)甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成tRNAfMet接受臂茎部与反密码环结构特点可能决定对起始AUG和链内AUG的识别甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成大肠杆菌tRNAf

2、Met三叶草结构中的核苷酸顺序核糖体在核糖体在mRNA上阅读方向上阅读方向5 3蛋白质合成方向从氨基蛋白质合成方向从氨基 羧基羧基原核生物蛋白质合成的三个过程 起始、延伸、终止起始起始：起始因子IF1、IF2和IF3 mRNA上的核糖体结合位点(RBS)也称Shine-Dalgarno顺序 (S.D顺序)使核糖体与mRNA在特定位点结合，形成30s起始 复合物 70s起始复合物的形成 一些细菌和病毒mRNA中S.D顺序比较16SrRNA与蛋白质起始区S.D位点的碱基配对大肠杆菌核糖体上蛋白质合成的起始延伸延伸延伸因子 EF-Tu EF-Ts EF-G延伸的三个步骤 结合 氨酰-tRNA与A位点

3、的结合 延伸因子(EF-Tu和EF-Ts)参与结合反应的循环过程 转肽 肽键的形成(23s rRNA催化)移位 肽基-tRNA从A位转移到P位 无负载tRNA释放 mRNA上下一个密码子进入A位 EF-G因子参与延伸因子Tu(EF-Tu)的循环肽键的形成大肠杆菌核糖体上蛋白质合成延伸阶段终止终止 没有tRNA形式可以正常识别终止密码子三种释放因子 RF1 RF2 RF3RF1识别UAA、UAGRF2识别UAA、UGA大肠杆菌核糖体上蛋白质合成的终止过程真核生物的蛋白质生物合成真核生物的蛋白质生物合成真核生物与原核生物蛋白质合成许多不同机制主要发生在起始阶段 真核起始tRNA不需甲酰化 真核40

4、s核糖体亚基结合在mRNA的5-帽子区，沿mRNA扫描直至 找到合适的AUG 真核生物使用更为复杂起始因子系统(至少有九种起始因子与起始 相关)eIF-3 eIF-2(GTP)+Met-tRNAi 40S 40SeIF-3 40S预起始复合物 40SeIF-3eIF-2(GTP)Met-tRNAi mRNA eIF-4A eIF-4B ATP eIF-4F Pi+ADP eIF-1 40S起始复合物 40SmRNAeIF-4AeIF-4BeIF-4FeIF-1 GTP eIF-5 GDP+Pi 60SeIF-6 eIF-6 eIF-2(GDP)、eIF-3 eIF-4A、eIF-4B eIF-

5、4F、eIF-1 80S起始复合物 40S60SmRNAMet-tRNAi 延伸延伸 延伸因子 eEF-1 eEF-1 eEF-1和eEF-2终止终止 只有一种释放因子eRF识别所有三种终止密码子两种校阅机制提高蛋白质合成的精确性两种校阅机制提高蛋白质合成的精确性氨酰tRNA合成酶的水解作用除去错误氨基酸Kinetic proofreading机制用于提高密码子与反密码子配对的精确性核糖体上Kinetic Proofreading校阅示意图真核生物翻译的控制真核生物翻译的控制一个蛋白质激酶的调控：Heme Controlled Inhibitor(HCI)是一个蛋白质激酶，它使起始因子(eIF

6、-2)磷酸化，从而不能起始蛋白质合成干扰素诱导产生两种酶：蛋白质激酶和2-5-寡腺苷酸合成酶 蛋白质激酶磷酸化eIF-2，阻断蛋白质合成 2-5-寡腺苷酸合成酶催化形成2-5-An，后者激活一个内切酶 RNaseL，导致mRNA和rRNA的降解 真核生物蛋白质起始被eIF2磷酸化阻断干扰素处理细胞后引起翻译起始抑制和mRNA降解多核糖体多核糖体(Polyribosome)数个或数十个核糖体同时在一条mRNA上进行翻译而联系在一起的结构细胞通过多核糖体的方式合成蛋白质，大大提高了mRNA的效率原核生物中转录和翻译是紧密偶联的。在转录完成之前，核糖体就从mRNA5末端开始翻译。真核生物转录的mRNA加工为成熟mRNA，从核转运到细胞质开始翻译多核糖体多核糖体电镜图新生蛋白质的修饰与加工新生蛋白质的修饰与加工(翻译后修饰翻译后修饰)氨基末端和羧基末端的修饰信号肽酶从新生蛋白质除去信号肽蛋白酶水解二硫键形成氨基酸残基修饰前胰岛素原的加工 前胶原的加工前胰岛素原的加工前胶原加工(前肽切除)前胶原加工(氨基酸修饰)蛋白质生物合成的抑制剂蛋白质生物合成的抑制剂抗生素(四环素、氯霉素、链霉素等)嘌呤霉素白喉毒素嘌呤霉素的结构ADP-核糖从NAD转移到白喉酰胺白喉毒素作用机制