《蛋白质生物合成》PPT课件.ppt

Protein Biosynthesis,第十五章 蛋白质的生物合成,mRNA中碱基的排列顺序,蛋白质中的氨基酸的排列顺序,翻译,蛋白质的生物合成,第 一 节 参与蛋白质合成的主要物质,蛋白质生物合成体系,氨基酸 蛋白质,mRNA、tRNA、rRNA,酶、蛋白质因子、ATP、GTP,一、mRNA从DNA传递遗传信息,（一）mRNA的一级结构 1、5非翻译区 2、编码区(开放阅读框，可读框） 原核生物多顺反子mRNA 真核生物单顺反子mRNA 3、3非翻译区,原核生物的多顺反子,真核生物的单顺反子,（二）密码子,三联体密码（triplet code) 5-AUG- CAA CGU CAG ACA AUG AUA CAA UUU-UAG-3 起始-Gln-ArgGln-Thr-Met-Ile-GlnPhe-终止,AUG 起始密码,UAG UGA UAA,终止密码,initiation coden,termination coden,遗传密码表,同一氨基酸具有多种密码子,同义密码,第1、2位,第3位,决定密码的特异性,摆动,1、方向性： 53 2、通用性：在线粒体或叶绿体中特殊 3、简并性： 4、连续性：,（三）密码子特点,（四）阅读框（reading frame）,从mRNA5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。,二、tRNA既是氨基酸转运工具 又是读码器,反密码环,氨基酸臂,tRNA的作用,（1）辨认mRNA上密码子 （2）3CCA-OH可接受 氨基酸,A C C,tRNA读码存在摆动性,三、核糖体是蛋白质合成的机器,rRNA + 蛋白质 = 核糖体，是蛋白质合成的场所,不同细胞核糖体的组成,核糖体的组成,原核生物翻译过程中核糖体结构模式:,A位：氨基酰位 (aminoacyl site),P位：肽酰位 (peptidyl site),E位：排出位 (exit site),第二节 氨基酸负载,氨基酸 + ATP+ tRNA,氨基酰-tRNA合成酶,氨基酰-tRNA + AMP +PPi,Mg2+,一、负载由氨基酰tRNA合成酶催化,二、原核生物起始甲硫氨酰tRNA需要甲酰化,N10-甲酰基四氢叶酸+甲硫氨酰tRNA,甲酰甲硫氨酰tRNA+四氢叶酸,三、氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet,第 三 节 大肠杆菌蛋白质的合成,整个翻译过程可分为 ： 翻译起始(initiation) 翻译延长(elongation) 翻译终止(termination ),一、肽链合成起始,起始复合体,大亚基,mRNA,Met-tRNA (fMet-tRNA),小亚基,IF-1，2，3 GTP,IF-3,IF-1,（一）核糖体大小亚基分离,IF-3,IF-1,（二） 30S小亚基与mRNA结合,IF-3,IF-1,（三） fMet-tRNAfmet 与mRNA小亚基结合形成复合体,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,GDP,Pi,（四）50S大亚基与30S复合体结合形成70S核糖体复合物,IF-3,IF-1,IF-2,-GTP,GDP,Pi,二、肽链合成延长,进位 成肽 易位,1 延长因子（EF）,条件：,EF-T EF-G,(Tu+Ts),过程：,2 GTP,二聚体,（elongation factor）,肽链合成的延长因子,（一）进位（entrance）,相应氨基酰-tRNA进入核糖体A位,消耗GTP,延长因子EF-T催化进位（原核生物）,Tu,Ts,GTP,GDP,Tu,Ts,GTP,（二）成肽,由转肽酶催化的肽键形成过程,（三）易位,延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。,消耗GTP,fMet,fMet,三、肽链合成的终止,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、核糖体等分离，这些过程称为肽链合成终止。,终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF),原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3,原核肽链合成终止过程,RF,使蛋白质合成高速、高效进行,四、多聚核糖体循环,第 四 节 蛋白质的翻译后修饰,主要包括：,肽链部分切除 氨基酸修饰 肽链折叠和亚基装配,一、肽链部分切除,（一）氨基端切除 （二）蛋白激活,二、氨基酸修饰,（一）羟化 （二）甲基化 （三）羧化 （四）磷酸化 （五）乙酰化,三、肽链折叠和亚基装配,（一）折叠酶类 （二）蛋白伴侣 （三）亚基装配,第五节 真核生物蛋白质的靶向转运,蛋白质的靶向输送(protein targeting),蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。,一、信号肽,分泌性蛋白结构中存在特异信号，主要是N末端特异氨基酸序列可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一氨基酸序列称为信号肽（signal peptide）。,信号肽的一级结构,二、信号识别颗粒和信号识别颗粒 受体 三、分泌蛋白的共翻译转运过程,信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网,第六节 蛋白质生物合成的抑制剂,蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。,一、抗生素(antibiotics) 是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。,四环素族,二、干扰素(interferon),（一） 干扰素诱导eIF2磷酸化而失活,（二） 干扰素诱导病毒RNA降解,三、白喉毒素（diphtheria toxin）,白喉毒素,+,+,丙 精 天 天 半 谷 谷