生物化学蛋白质生物合成的过程.pptx

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1、二多 肽 链 合 成 的 起 始一氨 基 酸 的 活 化蛋白质生物合成的过程三多 肽 链 的 延 长四多 肽 链 合 成 的 终 止 蛋白质生物合成可分为氨基酸的活化、多肽链合成的起始、延长和终止，蛋白质合成后的加工修饰五个阶段。本次课主要介绍前四个阶段。一、氨基酸的活化 氨基酸在合成多肽链之前，必须先进行活化，然后再与其特异的tRNA结合，并带到mRNA相应的位置上，这个过程靠氨基酰-tRNA合成酶催化，此酶催化特定的氨基酸与特异的tRNA相结合，生成各种氨基酰-tRNA。氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP AMP PPi氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRN

2、A都有高度特异性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。真核生物中的起始氨基酸为甲硫氨酸，而原核生物中起始氨基酸活化，还要甲酰化，形成甲酰甲硫氨酸tRNA。tRNAiMet：起始者tRNAtRNAeMet：肽链延长中携带Met的tRNAtRNAifMet：起始者tRNA携带N-甲酰甲硫氨酸（fMet）真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet氨基酰-tRNA的合成肽链合成起始阶段延长阶段终止阶段二、多肽链合成的起始（原核生物）指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物。有多种蛋白质因子参与这一过程，称为起始因子（IF）。IF-3IF-1（

3、一）核蛋白体大小亚基分离 首先起始因子IF-3 与核糖体30S 小亚基结合，这种结合阻止了30S小亚基与50S 大亚基的聚合，使核糖体大、小亚基分离。复合物有助于fMet-tRNAffMet与核糖体小亚基的结合。30S小亚基上的16SrRNA3末端序列可与mRNA启动密码子上游的一段富含嘌呤的序列通过互补配对结合。mRNA上的这段特殊序列称为SD序列。（二）起始因子TF-2和GTP形成复合物IF-3IF-11、mRNA在小亚基定位结合A U G53mRNAmRNA与小亚基的结合依赖于：（1）SD序列与16S rRNA 3端部分序列的互补（2）rps-1与mRNA上SD序列后的一段序列识别结合I

4、F-2 GTP2、fMet-tRNAifmet 结合到小亚基IF-3IF-1A U G53 结合于IF-2的GTP水解成GDP和Pi，核糖体大亚基与小亚基重新结合，IF-1、IF-2和IF-3从核糖体上释放出来，起始密码子与fMet-tRNAffMet的反密码子配对的位置恰好为核糖体上的P位。这样形成了fMet-tRNAffMetmRNA-核糖体大小亚基翻译起始复合物。（三）形成翻译起始复合物核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成。50SIF-3IF-1A U G53IF-2 GTPIF-3IF-1A U G53GDP PiIF-2mRNA50SIF-1IF-350S50SA U G53mRNAI

5、F-2 GTPIF-3IF-1A U G53GDP PiIF-2mRNA50S三、多肽链的延长指根据mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延长肽链，直到合成终止的过程。肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：进位成肽转位 需要延长因子（EF）和GTP的参与。延长过程所需蛋白因子称为延长因子(EF)原核生物：EF-T(EF-Tu、EF-Ts)，EF-G真核生物：EF-1、EF-2（一）进位在延伸因子EF-Tu和EF-Ts协助下，GTP水解为GDP，下一个能与A位上的密码子配对的氨基酰-tRNA进入核糖体A位。延长因子EF-T催化

6、进位（原核生物）延长因子EF-T催化进位（原核生物）Tu TsGTPGDPA U G 5 3TuTsGTP（二）转肽在转肽酶催化作用下，结合于核糖体P位的fMet-tRNAffMet或已合成的肽酰-tRNA上活化的羧基与相应的tRNA解离，解离下的fMet或肽链转移到A位新结合的氨基酰-tRNA的氨基上，形成肽键，生成新的肽酰-tRNA。此时P位仅剩下无负载的tRNA。肽链合成延长阶段的肽键形成过程转 肽（三）移位在延长因子EF-G作用下，由GTP水解提供能量，核糖体沿mRNA5-3方向移动3个核苷酸距离，结果使新生成的肽酰-tRNA从A位移到P位，A位则与下一个新的密码子结合，为下一轮肽链延长做好了准备，原来在P位上结合的无负荷tRNA与核糖体脱离。移 位fMetA U G 5 3fMetTu GTP进位移位转肽核蛋白体循环 从5AUG开始直至终止密码子 核蛋白体从53方向阅读mRNA遗传密码 肽链的合成是从N端到C末端 每进行一次核蛋白体循环，肽链延长一个氨基酸四、多肽链合成的终止需终止因子RF参与，RF使P位的转肽酶变成水解作用，合成好的肽链被水解并从核蛋白体上释放。从mRNA脱落的核蛋白体，在启动因子IF-3作用下水解为大、小两个亚基。原核肽链合成终止过程 U A G 5 3RFCOO-