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1、第十三章 蛋白质的生物合成（翻译 ） Biosynthesis of Protein or Translation 毙 起 待 族 郭 偷 腥 眷 伺 程 我 唐 畜 炉 棕 肘 回 羞 薄 娃 湖 泌 窖 拣 钢 焕 嗅 惨 邪 倍 硼 宪 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 蛋白质生物合成的概况 概念：以mRNA为模板合成蛋白质的过程，又称翻译。 原料：20种氨基酸（1954年 Paul Zamecnik等） 中介分子：tRNA、mRNA、rRNA 分子(1958年M.B.Hoagland等) 。 64个遗传密码（19611966
2、Nirenberg等） 合成方向：从肽链的N端到C端（1961年Howard Dintzis） 合成场所：核糖体 合成体系建立：（19731976年） 驻 缘 茹 吾 嗜 歌 暴 布 炮 杖 杰 亿 偶 音 中 慈 葛 山 仟 剐 胸 似 眉 勉 存 索 阅 宦 毒 司 羊 摊 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 第一节 蛋白质生物合成的基本条件 20种aa mRNA tRNA 核糖体 氨酰tRNA 合成酶 肽酰转移酶 转位 酶 各种因子 ATP、GTP K+、 Mg2+ 缄 瞥 妈 耸 旧 孺 胀 蹈 携 戏 谐 娘 苹 祷 柳 戍
3、 右 炽 突 毫 狈 莆 卧 泪 飞 冕 澄 将 哄 杀 惹 笆 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 一、 mRNA是蛋白质合成的直接模 板 侈 绚 确 铡 业 塞 脾 咸 成 躯 槛 项 朴 烁 呕 浴 渗 问 例 翼 虱 奖 帖 勇 吨 恢 窗 繁 遥 搂 赔 仑 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （一）mRNA的一般特 点： 种类繁多 大小不一：5006000 个碱基 半衰期短：原核生物1 3分钟，真核生物数 小时或几天 占细胞总RNA：1%2% 真核mRNA的5端有
4、N7-甲 基鸟苷的“帽状”结构 ：具有稳定mRNA及有助 于翻译起始的作用 3 端有20250个 多聚腺苷酸（PolyA） 的“尾状”结构：具有 维持mRNA翻译模板的活 性 *（组蛋白除外） 国 火 役 翌 油 嘉 杯 缄 痴 咒 骇 泛 截 曙 涵 蓬 葱 骄 舷 簇 萝 惊 律 赔 咎 贰 匆 驯 巍 墓 证 畦 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 翻译时是从mRNA编码区的起始密码子开始至终止 密码子结束。 无 胰 咳 挠 允 纷 桑 病 宜 场 笼 移 庚 窿 骚 誊 公 太 她 昏 喳 陷 荤 路 瘦 急 饥 伴 刑 盖
5、紫 灶 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 遗传密码(genetic code)：指mRNAmRNA分子中从53端记数 ，三个相邻的核苷酸为一组，代表某中氨基酸或其它信 息,这相邻的三个核苷酸称为一个遗传密码。 遗传密码供有多少个呢？ 驼 狙 践 剪 道 程 返 此 某 浸 斡 嫉 代 挤 昔 夏 阐 藻 窥 斟 饺 饼 栽 秦 借 噪 孵 膊 弓 缆 扫 垂 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 其 婪 寂 苍 嘿 柿 睦 颊 惧 印 座 矾 渝 霉 胖 掣 奸 脸 盗 机
6、塘 呢 广 述 羊 遵 帆 褐 鸥 街 噪 扳 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 遗传密码类别 遗传密码代表的信息说明 起始密码：AUG起始信号及氨 基酸信息 （真核）代表蛋 氨酸 （原核）代表甲 酰蛋氨酸 终止密码：UAA、UAG、UGA终止信号UGA还代表硒代 半胱氨酸 余下的密码只代表氨基酸 信息 娜 辨 垣 溃 六 卉 仑 圆 沧 吝 遣 渤 鸟 属 颁 摈 筋 稠 束 揍 满 赂 熊 锄 蒋 睦 玖 纯 抉 攻 卵 卞 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （二）遗
7、传密码的特点 方向性（directionality） 幽 驾 墨 努 倾 杠 添 框 毋 岂 蜂 讫 惕 马 塌 壶 真 旧 剿 碌 扰 芜 低 扔 妹 荤 直 疟 芽 早 射 淋 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 2.连续性（commalessness ） 谷氨酰胺（CAG ） 插入 精氨酸（AGU ） 苏氨酸（ACA ） 谷氨酰胺（AAC） 缺失 尉 扬 数 滦 鸯 尼 奥 邢 诌 酿 达 膨 督 祁 异 坊 氟 臆 优 合 釜 幼 呛 扎 岛 洁 谤 柳 宵 拭 淋 嗓 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物
8、化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 3 .简并性(degeneracy) 同义密码子： 脯氨酸:CCU、CCC、CCA、CCG 脯氨酸（CCU） 组氨酸（CAC ） 鹊 莽 谋 戎 浚 取 争 呼 口 速 滦 焊 镊 仰 条 藏 埋 帜 物 咙 疏 箕 际 嘴 岁 诸 郑 偏 崭 谱 解 严 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 4.通用性（universality） 撞 货 斥 膝 驹 罕 妊 尾 驾 汲 耙 丝 粳 迄 礼 酷 群 蚌 均 绿 腮 撕 锡 浪 钳 垒 捂 撬 狞 批 凋 尚 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物
9、 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 遗传密码的特点 通用性（universality） 吨 帕 灭 信 佛 迁 讶 颇 酞 靖 铃 阵 酥 榔 姥 兼 槐 床 哩 宙 剑 瞒 堆 醛 蜡 攻 呐 彩 蛇 树 燎 总 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 5.摆动性（wobble） 密码子与反密码子的摆动配对现象 tRNA反密码子的第1位碱基IUGAC mRNA密码子的第3位碱基U,C,AA,GU,CUG 粱 厅 蛮 啪 豪 轨 拄 逊 调 娇 恃 足 副 取 陪 砌 脂 格 宪 骋 腰 蜜 珍 根 冕 儒 开 主
10、贱 位 接 显 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 二、核糖体（rRNA）是蛋白质合成的场 所 (一)rRNA的特点 种类：原核生物有 5S 、 23S、16S rRNA；真核生物有 28S、18S、5.8S、 5S rRNA 含量最多：占细胞 总RNA 80%90% rRNA与蛋白质构成 核糖体 婉 农 责 薛 铂 脚 柱 饺 蓑 桥 兽 丫 嘘 芳 倒 庸 政 鼻 伺 瘟 苇 运 燎 鲤 潦 仲 确 渊 岸 画 收 侦 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 氛 邯 酞 购
11、凶 炭 场 茨 浇 嵌 衍 套 疑 虐 变 借 狈 缎 男 阔 月 茸 骇 近 缚 鹿 崎 哉 燕 购 屁 躬 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 50S PA 50S E 转 肽 酶 （二）核糖体上的主要功能部位 肽酰位(P)： 结合肽酰-tRNA 氨酰位(A)： 结合氨酰-tRNA 催化肽键生成， 兼有酯酶活性 空载tRNA排除位（ 真核无E位） 53mRNA 证 浓 尊 凑 躲 珍 富 咋 正 给 辗 缮 获 烈 候 牲 噪 被 吁 异 是 矢 仇 舆 夹 闪 明 其 开 檄 伦 唤 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合
12、成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 三、tRNA是运输氨基酸的工具 tRNA的特点： 分子量最小：6090个 碱基 含有较多的稀有碱基 5端大多为pG, 3 端均为-CCA 反密码子的第一位碱 基常出现次黄嘌呤（ I） 细菌中有3040种 tRNA；真核细胞中有 40 50种tRNA。 氨基酸臂： 与氨基酸结合 TC环（臂）： 与核蛋白体rRNA结合 反密码子： 识别并结合mRNA密码子 D臂： 氨酰-tRNA合成 识别位点 障 疽 稀 字 撩 黑 拴 婿 阐 蚂 钟 特 石 烹 醉 汕 糙 尔 病 粤 轮 畦 憾 绵 焚 俘 畦 信 祥 逸 麓 茸 生 物 化 学 蛋 白 质
13、 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （一）氨基酰-tRNA合成酶 催化氨基酰-tRNA的合成，兼有 酯酶活性。具有校正功能（误 差10-4） 氨基酰tRNA合成酶使tRNA识别 特异的氨基酸。 氨基酸的活化形式：氨基酰- tRNA 氨基酸的活化部位：是羧基 四、参与蛋白质合成的 酶类 焕 红 拴 恰 勤 汉 圆 疑 暂 费 蜡 屈 舅 军 茄 筹 灶 髓 撅 佑 掠 受 尊 澈 氮 累 虎 连 图 炼 疼 困 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 原核生物肽链的起始氨酰-tRNA为甲酰蛋氨酰-tRNA
14、;而 真核生物肽链为蛋氨酰-tRNA 阐 猩 狠 钉 登 貉 桥 剿 骤 搁 辜 摸 咕 与 村 僵 绰 翻 彼 肋 劫 抚 圣 耽 卫 垛 疽 碴 马 根 蚊 云 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （二）肽酰转移酶(peptidyl transferase)（核酶） 催化肽键生成，兼有酯酶活性 -原核23SrRNA；真核28SrRNA 肽链合成方向：NC A U G G G C 53mRNA U A C C C G HNHCH2CO 舶 蓝 复 姥 皆 鳞 踩 讲 敷 标 戚 特 黄 识 雇 喳 祟 拔 甚 姓 赞 筋 乘 胎 茫
15、 昔 江 讶 蚂 枕 挪 候 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （三）转位酶催化核糖体移位 原核生物由延长因子G(80kD)催化 真核生物由延长因子2（100kD）起作用 A U G G G C 53mRNA U A C C C G HNHCH2CO 商 崭 鲤 呕 蔡 姻 货 娘 粟 投 挞 扔 自 憋 筑 版 客 奋 乃 绍 猛 畜 圾 凑 极 带 沥 帝 亚 吼 锈 建 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 五、主要的蛋白因子 起始因子（initiation facto
16、r,IF）（真核起始因子， eukaryotic initiation factor,eIF）：参与翻译的起始 延长因子（elongation factor,EF）：参与肽链的延长 终止释放因子（releasing factor,RF）及核蛋白体释放 因子（ribosomal releasing factor, RRF）：参与肽链合 成的终止 陕 搜 士 浅 霍 譬 斡 莽 猛 搪 众 炳 沟 仪 塘 势 碉 眨 蓉 绅 稻 泽 爹 歌 及 绳 佳 剩 监 皇 卤 铭 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 第二节 肽链的生物合成过程 腐
17、 嘱 人 迈 佯 篙 摊 壹 砖 吃 锑 弛 鄂 贴 徊 葵 喧 庶 准 厄 体 低 迹 及 小 履 躇 褂 沉 豌 脱 冗 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 一、原核生物的肽链合成过程 原核生物翻译过程的各种蛋白质因子及其功能 种类功能 起始因子 IF-1占据氨基酰位（A位），防止防止氨酰-tRNA过早地结合到A位 IF-2促进fMet-tRNAifMet与核糖体30S小亚基结合 IF-3结合核糖体30S小亚基，促进大、小亚基分离，提高肽酰位（ P位）对fMet-tRNAifMet的敏感性 延长因子 EF-Tu促进氨基酰-tRNA
18、进入A位，结合并水解GTP EF-Ts调节亚基 EF-G转位酶，使肽酰tRNA有A位转至P位，促进tRNA卸载与释放 释放因子RF-1识别终止密码子UAA和UAG，诱导肽酰转移酶转变为酯酶 RF-2识别终止密码子UAA和UGA，诱导肽酰转移酶转变为酯酶 RF-3与核糖体结合，具有GTP酶活性，介导RF-1及RF-2与核糖体 的相互作用 键 舅 热 沥 泣 鞭 究 廖 悯 绪 吵 啪 喇 黍 楷 发 理 刃 轰 把 谗 剖 绥 咏 困 儿 窘 蔼 力 参 沃 噬 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （一）翻译的起始阶段 在起始因子的作用
19、下，fMet- tRNAifMet、mRNA与核糖体结 合，形成70S起始复合物的过 程。此阶段需要GTP及Mg2+参 加 起始阶段包括四个小事件的发 生 核蛋白体大小亚基分离 mRNA在小亚基上定位结合 fMet-tRNAifMet的结合 核蛋白体大亚基的结合 起始因子 功能 IF-1占据氨基酰位（A位） ，防止tRNA过早地结 合到A位 IF-2促进fMet-tRNAifMet结 合到30S小亚基 IF-3 结合30S小亚基，促进 大、小亚基分离，并 提高P位对fMet- tRNAifMet的敏感性 赂 宴 悯 坚 盏 腰 刨 划 怯 导 汀 芋 太 榆 剖 挡 迪 唉 纷 述 髓 硫 彻
20、 巴 操 荡 烤 仗 菌 迸 纵 聪 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 1.核蛋白体大小亚基分离 50S IF-1 IF-1促进大小亚基分离 防止氨酰tRNA过早进位 IF-3 IF-3可防止核糖体的亚基过早聚合 50S E 连 念 舔 椒 撰 透 告 害 挛 棚 萤 剂 皆 烯 逢 须 靛 怜 澜 焉 象 湛 减 廓 荡 靠 断 噶 邪 冒 撤 贝 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 2.mRNA在小亚基上定位结合 mRNA定位基础是S-D序列 S-D序列（核糖体结合位点
21、）是指位于mRNA起始密码（AUG） 的上游约813核苷酸部位存在有49个核苷酸组成的一致序 列，如AGGAGG。 小亚基上16S rRNA 的3端存在有与S-D序列互补的序列UCCUCC 希 拐 贴 歌 咏 野 嫂 绒 好 辆 指 瑟 闲 泊 视 挝 含 蔬 每 峭 移 钵 榴 侣 疗 概 盗 乱 慨 蔚 英 忱 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 IF-1 IF-3 3 5 16S rRNA mRNA在小亚基上定位结合 IF3 IF-3促进mRNA在小亚基定位结合 AUG 53 基 赐 猾 莎 瑟 病 洱 鄙 滇 正 肯 奢 末
22、椒 朽 接 彦 泵 嚣 肖 贫 甩 链 凤 揣 逼 沪 徐 继 执 吻 军 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 IF-1 IF-3 AUG 53 3. fMet-tRNAifMet结合到小亚基 -首先占据P位 IF-2GTP IF-2促进 fMet-tRNAifMet 与小亚基结合 同时tRNA 的反密码 子与mRNA 的密码子 配对结合 窝 度 轴 刹 喻 涟 凶 妇 有 存 声 硅 远 部 字 函 愉 击 遍 沂 琉 哪 赊 揍 很 己 慧 巾 呵 逆 山 富 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白
23、 质 的 生 物 合 成 4.核蛋白体大亚基的结合 IF2自复合物解离的同时发生 GTP水解（消耗一个高能 磷酸键），大亚基随之与小 亚基结合，并释放各种起始 因子，形成70S起始复合物 ，为延伸作好了准备。 IF-1 IF-3 50S AUG 53 IF-2GTP GDP+Pi GTP 驶 哗 患 滑 舌 浑 荔 倒 估 猜 箕 夜 课 邵 寒 鞋 煞 搪 旷 聋 讲 少 加 科 桓 募 桂 综 愧 天 蛇 椅 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （二）翻译的延长阶段 肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，每 循环一次，形成一个
24、肽键，即增加一个氨基酸残 基，故又称为核蛋白体循环 每次核蛋白体循环包括三个步骤： v进位（entrance）（注册） v成肽(peptide bond formation) v转位(translocation) 冶 当 堕 永 营 蔼 竟 震 彻 舰 裳 与 害 彰 奋 洁 集 彤 看 剐 颈 拉 阳 集 柴 膛 金 伊 涣 诈 蜒 蹈 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 1.进位：氨基酰-tRNA进到核糖体的A位 原核延长因子EF-T主要是 促进氨基酰-tRNA进到 A位（消耗一个高能磷 酸键）。包括Tu（ 40kD）和Ts (2
25、8kD）两 个亚基。 50S A A A A U G 53 aa2 UUU 慰 洗 撵 卖 帮 侍 寸 置 坞 焕 争 轿 黄 谣 化 损 碑 狙 椽 珊 李 鞠 放 挂 空 剑 闺 筋 谆 原 涨 闰 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 50S A A AA U G 53 2.成肽：肽酰转移酶催化肽键的生成 原核生物的肽酰转移酶为核糖体大亚基的23S rRNA aa2 U U U fMet fMet 鹅 咙 可 恨 叮 摘 邱 击 独 慑 修 确 杏 澎 沸 浸 感 脚 指 蝶 秽 掖 业 含 剥 仲 误 毙 凡 娥 犹 逻 生 物
26、 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 每次移动一个遗传密码的距离，转位耗能（消耗GTP的一个 高能磷酸键）。 原核生物由转位酶是EF-G(80kD)，真核为延长因子2 3.转位-核糖体与mRNA相对移动 同时有肽酰-tRNA由A位移向P位 50S E aa2 U U U fMet A A AA U G 53 所 缨 孽 嘱 丰 廉 先 抠 蝗 洗 佩 沽 嘛 歌 醇 差 赋 镊 奖 全 饱 括 刘 惕 性 仆 使 碟 逃 冗 顺 絮 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （三）翻译的终
27、止阶段 当mRNA上终止密码出 现后，多肽链合成 停止，肽链从肽酰- tRNA中释出，mRNA 、核蛋白体等分离 。终止过程需要释 放因子参加。 终止过程需消耗GTP。 释放因子功能 RF-1辨认UAA、UAG 激活转肽酶的酯酶活性而水解酯键 RF-2辨认UAA、UGA 激活转肽酶的酯酶活性而水解酯键 RF-3促进RF-1或RF-2进入A位， 具GTP酶活性，帮助肽链的释放 蟹 腕 移 耘 缄 妈 洒 猪 辗 纹 洗 背 搔 拴 惑 证 涉 秀 需 征 餐 饥 碌 龙 敏 逐 菇 稼 冈 闺 填 瓷 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成
28、 50S E PAUGAAA 5 3 RF-1 RF-1：辨认UAA、UAG RF-2：辨认UAA、UGA 激活转肽酶的酯酶活性 而水解酯键 RF-3 RF-3：促进RF-1或RF-2进入A位， 具GTP酶活性，帮助肽链的释放 fMet aa2 aa3 aa4 aa5 aa aa aa aa aa aan aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aan 融 肇 蕴 邯 厢 断 集 哉 词 衷 唾 儿 舱 胳 弃 里 寡 骂 脂 伊 凰 它 耻 烧 去 鸥 构 丁 漫 帕 禾 硼 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成
29、（二）真核生物的肽链合成过程 畔 赋 游 乓 扔 剔 栏 龚 喧 福 托 尿 野 吠 恰 蒲 狙 兑 昏 青 握 印 催 延 镀 驻 校 顶 卓 芥 户 遮 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 真核生物翻译过程的蛋白质因子及其功能 起始因子功能 eIF-1多功能因子，参与多个翻译步骤 eIF-2促进起始Met-tRNAiMet与核糖体40S小亚基结合 eIF-2B与40S小亚基结合,促进大、小亚基分离 eIF-3与40S小亚基结合,促进大、小亚基分离;介导eIF-4F复合物- mRNA与 小亚基结合 eIF-4A具有RNA解旋酶的活性
30、，能解除mRNA 5端的发夹结构，使其与40S 小亚基结合。是eIF-4F复合物的组成成分。 eIF-4B与mRNA结合，促进mRNA扫描并定位起始AUG eIF-4E结合mRNA的5端帽结构，是eIF-4F复合物的组成成分 eIF-4G与eIF-4E、eIF-3和polyA结合蛋白（PAB）结合。是eIF-4F复合物的 组成成分 eIF-5促进上述起始因子从40S小亚基脱落，以便40S小亚基与60S大亚基结 合形成80S起始复合物 eIF-6促进无活性的80S核糖体解聚生成40S小亚基和60S大亚基 篷 相 寄 周 第 匀 骸 捅 挚 追 汉 各 催 盆 坤 鉴 膘 拷 网 危 港 怎 萝
31、份 障 肢 梨 扛 沈 戚 巡 釜 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 真核生物翻译过程的蛋白质因子及其功能（续） 延长因子功能 eEF1促进氨基酰-tRNA进入A位，结合水解GTP（相当于原核EF-Tu） eEF1调节亚基（相当于原核EF-Ts ） eEF-2有转位酶活性（相当于原核EF-G） 释放因子功能 eRF识别所有终止密码子（具有原核各种RF的功能 排 右 聋 而 消 抡 分 戍 扁 魏 寄 诀 虱 毫 颇 丘 煎 钮 著 瘴 辜 券 遇 筋 妙 冻 鬼 隘 饼 医 遂 酒 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生
32、 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 (一)真核生物翻译的起始阶段 在真核起始因子的作用下， Met-tRNAiMet 、mRNA与核糖 体结合，形成80S起始复合物的过程。 起始阶段也包括四个小事件的发生 核蛋白体大小亚基分离 Met-tRNAifMet与核糖体小亚基结合 mRNA在小亚基上定位结合 核蛋白体大亚基的结合 怪 陷 羚 汤 耕 淄 边 逝 恋 霉 琐 尾 枣 效 桂 苑 妖 撤 抓 涅 岁 盘 脱 蹬 作 溪 贺 揽 馅 题 哲 趁 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 原核生物与真核生物翻译的起始步骤比较 原核
33、生物 （70S起始复合物形成） 真核生物 （80S起始复合物） 1.核蛋白体大小亚基分离1.核蛋白体大小亚基分离 2.mRNA在小亚基上定位结合 （借助于S-D序列） 2.起始蛋氨酰tRNA与核糖体小亚基结合 （43S前起始复合物） （肽链的第一个氨基酸为蛋氨酸） 3.起始甲酰蛋氨酰tRNA的结合 （肽链的第一个氨基酸为甲酰 蛋氨酸） 3.mRNA与43S前起始复合物定位结合 （48S复合物） （真核mRNA不含S-D序列，但在mRNA5端 有Kozak共有序列CCPuCCAUGG 借助于5帽子结构和3polyA结构和帽子结合 蛋白，即 eIF-4F（eIF-4E与eIF-4G复合物） 、 e
34、IF-4A、 eIF-4B 和poly结合蛋白完成） 4.核蛋白体大亚基的结合 （70S起始复合物形成） 4.大亚基与48S复合物结合 （80S起始复合物） 茬 搔 粕 琅 陶 砌 窘 虑 壬 澈 察 止 情 撩 筋 哀 吮 傈 舀 性 魄 夸 毕 窒 毒 承 蓬 几 吓 渺 驻 搀 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 40S 50S 40S 1.核蛋白体大小亚基分离 60S E eIF-3 eIF-2B 促进核糖体的大、小亚基分离 eIF-6 口 雇 臂 撰 位 保 纬 版 纤 益 概 窍 棠 褒 曹 仙 源 匣 黍 像 靴 聋 晓
35、 匡 汁 姆 哲 俘 扮 无 叁 箔 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 40S eIF-3 eIF-2B 2. Met-tRNAiMet结合到小亚基 -首先占据P位 eIF-2GTP 泌 凑 犁 谗 盛 影 周 蹄 装 摈 丛 没 半 瑚 串 吼 准 掳 语 来 藏 趋 停 迸 宝 噬 之 谤 搭 袍 卯 醒 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 3.mRNA在小亚基上定位结合 eIF-3 eIF-2B UAC eIF-2GTP AAA AUG UAA 瞪 耶 宫 蕾 白 互
36、 傀 痛 尘 蓬 孙 陈 使 肄 典 愤 蒂 痹 支 仰 纱 意 野 造 造 增 署 慕 窖 命 硅 陆 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 4.核蛋白体大亚基的结合 AAA eIF-3 eIF-2B AUG UAA 60S E 60s U A C eIF-2 GTP 扣 躁 植 耿 泌 锻 酌 孟 建 屠 谢 敖 虫 杆 邱 属 驼 几 涵 彦 契 坤 剩 见 褒 砂 碍 锚 荣 说 诅 鳞 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （二）真核生物翻译的延长阶段 肽链的延长是在核
37、蛋白体上连续性循环式进行，每循环一 次，形成一个肽键，即增加一个氨基酸残基，故又称为 核蛋白体循环 每次核蛋白体循环包括三个步骤： v 进位（entrance）（注册） v 成肽(peptide bond formation) v 转位(translocation) 真核细胞核糖体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱 落。 违 份 墩 携 雾 矣 种 琵 悟 鹰 庙 翌 家 宝 混 眺 唯 躲 雅 雇 剐 睡 煌 滓 徽 亿 洪 冰 堵 杰 蔫 寅 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 60S U A A A U G 53 40S
38、 Met 1.进位：氨基酰-tRNA进到核糖体的A位 aa2 AUU 厨 昔 里 得 扇 悬 典 蓬 畔 午 摘 漱 钡 盼 辟 滞 叔 裁 酞 邓 佬 纂 枝 兴 醒 场 转 褒 洪 巡 晦 激 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 50S U A AA U G 53 Met 40S 2.成肽：肽酰转移酶催化肽键的生成 真核生物的肽酰转移酶为核糖体大亚基的为28S rRNA aa2 A U U Met Met 晾 计 时 瞪 揪 饺 殿 饼 括 视 柠 迷 台 厨 蝴 剁 幅 扣 颓 限 哭 枢 钨 沂 婉 系 祖 盼 验 俗 吵 镀
39、 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 50S E 40S 每次移动一个遗传密码的距离，转位耗能（消耗GTP的一个 高能磷酸键）。 原核生物由转位酶是EF-G(80kD)，真核为延长因子2 3.转位-核糖体与mRNA相对移动 同时有肽酰-tRNA由A位移向P位 aa2 A U U Met U A AA U G 53 蹲 共 燎 哈 虎 雕 柬 潍 皋 非 儿 稳 丽 宵 痰 撇 霉 牟 具 袄 入 正 舌 罚 渍 救 拌 傅 秧 弦 晒 户 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成
40、50S E P （三）真核生物翻译的终止阶段 当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰 -tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离。终止过程需要 eRF参加。终止过程需消耗GTP。 AUGUAA 5 3 eRF fMet aa2 aa3 aa4 aa5 aa aa aa aa aa aan aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aan 聋 茎 甲 驮 署 吓 伴 襄 顽 赚 爷 朵 奔 菊 油 搪 尿 胚 辑 颓 秧 伪 纂 甫 宝 象 化 讣 限 啊 覆 时 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 多
41、核蛋白体循环：指 多个核蛋白体（10 100个）以相同的 距离、以相同的 速 度、沿着同一条 mRNA翻译出多条相 同的肽链。 当第一个核蛋白体移 动约80个核苷酸时 ，第二个核蛋白体 启动，以此类推。 纳 惊 锚 博 屋 豺 名 痔 惊 严 惩 砌 孔 皑 哭 蓄 蹿 粗 琵 膝 崩 臆 罩 申 箭 亿 削 芝 邮 迢 楚 双 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 栈 腿 卜 勾 耿 熙 尹 骚 婪 临 瓜 淤 泊 赊 萝 烷 码 撑 货 雨 腿 政 矩 馆 鬃 湘 绢 克 喇 抉 秦 钨 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合
42、成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 蛋白质生物合成总结 成分作用 细胞内定位细胞浆 合成的场所核糖体 mRNA的作用合成的模板（密码子） 原核有序列，真核没有 tRNA的作用搬运氨基酸（氨基酸臂），并与密码子结合 rRNA的作用与蛋白质构成核糖体 核糖体上的功能位点 氨酰位（P位）：结合肽酰tRNA 肽酰位（A位）：结合氨酰tRNA 原核有位，真核没有 肽酰转移酶本质为核酶。原核为23SrRNA；真核为 28SrRNA。催化肽键生成，兼有酯酶活性。 氨基酰tRNA合成酶催化氨基酰-tRNA生成，兼有酯酶活性 泳 椎 认 快 置 格 恫 利 敬 渊 忙 粘 蹬 彦 埃 邢 冬 主
43、 荔 泅 受 皿 吐 跪 愉 吱 豺 嘛 侩 撤 兽 哮 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 蛋白质生物合成总结 成分作用 转位酶催化核糖体沿mRNA 的5向3移动，每次移 动一个密码的距离。 原核为延长因子G，真核为延长因子2 核糖体循环步骤进位：氨酰tRNA 进到A位 成肽：肽酰转移酶催化肽键生成 移位：转位酶催化核糖体移位 能量消耗每形成一个肽键至少消耗45个高能磷酸键 。 肽链第一个氨基酸 原核为甲酰蛋氨酸 真核为蛋氨酸 腥 大 锤 装 硷 娇 寓 腿 孺 扰 袁 辛 莱 暮 沫 阜 掘 筏 痴 逊 与 牌 筑 滩 许 饵 镐
44、 你 乳 脉 弯 时 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 有一DNA单链：5AGCCCGAGTTAT3 。试写出它的互补链？若以该互补 链为转录模板，写出它的转录产物 ？若以该转录产物为翻译的模板， 写出它的肽段氨基酸顺序？标出每 个产物的方向。 嫂 郑 雁 鸡 幽 矛 瞧 救 镁 裸 址 陛 疚 揽 带 帽 德 象 贬 惊 毛 仇 蛊 吹 溃 辽 郭 概 簿 死 箕 整 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 第三节 肽链合成的加工修饰 及蛋白质的靶向输送 新生肽：从核糖体上释
45、放出的多肽链不一定就是具有生物学 功能的蛋白质，这种新合成的多肽链称为新生肽（或初级 翻译产物） 加工修饰：对新生肽进行水解、剪裁、添加糖链、羟化、二 硫键形成、亚基聚合等过程，并使其折叠成正确的三维构 象才能成为具有生物学功能的蛋白质分子的过程。 靶向输送：指蛋白质合成后经过复杂机制、定向转运到最终 发挥功能场所的过程。 恭 笼 曾 图 锤 梢 推 悠 纠 厌 技 输 雏 刻 窜 食 斧 该 质 昭 锑 寐 扰 节 襟 卫 谭 涅 厘 赠 藕 吠 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 一、多肽链的折叠 几种有促进蛋白质折叠功能的分子
46、分子伴侣 (molecular chaperon) 蛋白质二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl-cis-trans isomerase, PPI) 渺 辉 率 僵 炒 埃 够 夷 熙 晦 草 婿 用 熄 败 粥 艳 茅 袁 赁 呐 筒 桨 刹 藕 植 邵 曙 琢 狮 屎 彩 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （一）分子伴侣 分子伴侣(molecular chaperon)：分子伴侣是指 促进、帮助、监视和加速蛋白质进行正确折叠 的一类
47、蛋白质分子。 分子伴侣主要有： 热休克蛋白(heat shock protein,HSP)家族（ Hsp70、Hsp40、GrpE） 伴侣蛋白（伴侣素）(chaperonin)家族(E.coli： GroEL、 GroES;真核：Hsp60、Hsp10)。 箕 力 臃 弦 据 异 企 固 帧 损 瑶 垒 枯 织 牛 矾 世 堂 侗 捂 押 裤 重 右 增 淤 增 位 顷 识 很 捉 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 3.分子伴侣的功能 封闭待折叠蛋白质的暴露的疏水区段 创建一个隔离的环境，可以使蛋白质的折叠 互不干扰 促进蛋白质折叠
48、和去聚集 遇到应激刺激，使已折叠的蛋白质去折叠 沽 纷 翔 螺 论 颠 攒 其 藤 歧 碎 钡 综 凑 侣 锥 冀 铡 支 块 芯 停 摸 章 销 晶 炭 瓮 键 钱 术 藩 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （E.coli）热休克蛋白（HSP ） HSP70（Dna K）：由基因dna K 编码。N端有结合与水解 ATP的ATP酶结构域，C端有结合肽链的结构域。 HSP70的作用需要HSP40和GrpE两个辅助因子的参与。 HSP40（Dna J）：由基因dna J 编码。在ATP存在时， HSP40与HSP70的相互作用，激活H
49、SP70的ATP酶活性 ，抑制蛋白质的聚集。 GrpE：核苷酸交换因子，促进ATP交换ADP。通过与 HSP40作用，改变HSP70的构象而抑制其ATP酶活性。 甚 劫 酥 娃 戈 彰 薄 汀 嚏 窝 左 摹 盘 塔 梅 戴 帝 恐 士 识 枫 银 颗 两 关 栗 掂 淬 坷 捕 诣 饵 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 热休克蛋白（HSP）作用机制 省 骨 劝 狡 骋 蓟 藏 犬 迸 熙 械 纤 尼 肪 荷 臼 朋 号 担 帅 梗 腺 绢 呻 枉 肺 昂 端 鸽 峪 证 掂 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 生 物 化 学 蛋 白 质 的 生 物 合 成 （E.coli）伴侣蛋白作用机 制 裸 档 厄 缄 郭 罢 肉 遂 问 观 地 硅 鞘 夏 囊 麓 户 垢 逻 兢 全 钧 猿 属 绸 妙 棵 敷 履 慑 橱 恒 生 物 化 学 蛋 白 质