第十三蛋白质的生物合成PPT课件

.,1,第12章蛋白质的生物合成,ProteinBiosynthesis，Translation,(翻译),.,2,DNARNA蛋白质,反转录,DNA复制,RNA复制,转录,翻译,.,3,翻译（translation）,蛋白质生物合成即翻译过程，是以mRNA作为模板、由氨基酸通过肽键结合，形成特定多肽链的过程。这样，mRNA分子中的遗传信息被具体地翻译成为蛋白质的氨基酸排列顺序,.,4,第一节蛋白质合成体系,三种RNA：mRNA模板tRNA特异的“搬运工具”rRNA“装配机”20种氨基酸原料酶与蛋白质因子：如IFeIF、EF、RF必要的无机离子及能量：ATP、GTP,.,5,mRNA是遗传信息的携带者,一、mRNA及遗传密码,mRNA的作用：翻译的直接模板,遗传密码,?,.,6,在mRNA分子上，从5端3端，每相邻的3个核苷酸组成一组，在蛋白质合成时，对应某一种氨基酸，这就是遗传密码。相邻的三个核苷酸称为密码子(codon)。64个密码子中只有61个密码代表相应的氨基酸,遗传密码mRNA上的密码语言,.,7,遗传密码表,.,8,起动信号与终止信号,起动信号,AUG,蛋氨酸（真核生物）甲酰蛋氨酸（原核生物）,终止信号不代表任何氨基酸密码子,.,9,遗传密码的特点：,编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。,1.连续性,.,10,密码子阅读框即无间隔也不重叠,蛋氨酸,一个碱基突变,会如何？,后续全变移码突变,一个碱基突变,一个氨基酸改变,第三个碱基改变氨基酸有可能不变,、具有一定的防突变功能,C,.,11,2.简并性,遗传密码中，除色氨酸和蛋氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码。,一种氨基酸对应多个密码子的现象称为简并性,.,12,遗传密码举例：,.,13,3通用性,从病毒、细菌到人，所有生物均使用同一套密码子说明各种生物在进化上具有同源性通用性是相对的，哺乳动物线粒体除外线粒体中：UAG不代表终止信号而是代表色氨酸AGA、AGG：终止密码子AUA：起始密码子；蛋氨酸某些细菌：GUG也可作启动信号,.,14,4密码子的方向性,从mRNA5端起始密码子AUG到3端终止密码子,翻译具有方向性的,.,15,1.作为终止信号的密码子有(C)A.1个B.2个C.3个D.4个E.5个,2.生物体编码氨基酸的密码子，为(E)A.4B.16C.20D.64E.61,.,16,3.密码子AUG可能的功能，是(A，C)A.启动密码子B.终止密码子C.蛋氨酸密码子D.Val密码子,4.关于密码子，错误的叙述是(A)A.AUG表示蛋白质生物合成的启动B.密码子AUG代表甲酰蛋氨酸C.除AUG外，有时GUG是原核生物的启动信号D.并非所有的AUG都是启动信号E.密码子AUG代表蛋氨酸,.,17,二氨基酸的“搬运工具”tRNA,.,18,tRNA功能区,氨基酸臂：3-CCA-OH直接与活化的氨基酸结合，携带氨基酸反密码环：识别密码子,1,3,.,19,tRNA转运特点,tRNA转运氨基酸具有特异性一种tRNA对应一种氨基酸一种氨基酸可有多种tRNA转运,氨基酸结合于tRNA的3末端(CCA-OH)而活化,.,20,tRNA上的反密码子识别mRNA上的密码子,使所携带的氨基酸准确对号入座,反密码子与密码子的配对：（1）反向（2）不稳定（摆动性）,tRNA转运特点,.,21,摆动性,tRNA反密码子与mRNA上的遗传密码间不严格遵守常见的碱基互补配对规律，称为摆动配对常见于mRNA密码子的第3位碱基与tRNA反密码子第1位碱基配对时,I-C,U-G,I-A,.,22,1,3,亮氨酸,.,23,（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA,下标“f”:formyl代表甲酰化；有时下标“i”:initiate代表起动,真核生物：Met-tRNAiMet（蛋氨酰tRNA）原核生物：fMet-tRNAifMet（甲酰蛋氨酰tRNA）,.,24,三肽链合成的“装配机”核糖体,.,25,核糖体组成,大、小两个亚基主要成分是多种蛋白质rRNA,.,26,核糖体的组成,.,27,受位：氨基酰位,A位结合氨基酰-tRNA给位(肽位,P位):结合肽酰-tRNA和fMet-tRNAfmet,核糖体功能区：,.,28,原核生物核糖体结构模式,A位：受位,P位：给位,5,3,.,29,2.原核生物在蛋白质生物合成中的启动tRNA是(D)A.亮氨酸tRNAB.丙氨酸tRNAC.赖氨酸tRNAD.甲酰蛋氨酸tRNAE.蛋氨酸tRNA,1.多肽链的氨基酸顺序直接取决于(D)A.rRNAB.tRNAC.DNAD.mRNAE.转肽酶,.,30,第二节蛋白质的合成过程,1氨基酸的活化2活化氨基酸的转运3活化氨基酸在核糖体上的缩合（核糖体循环）肽链合成启动肽链延长肽链合成的终止,.,31,一氨基酸的活化与转运,（一）氨基酸的活化与转运是酶促需能反应,.,32,二肽链合成的起始,需要因子：Mg2、GTP、ATP、起始因子(IF),（一）原核起始复合物形成,Met,.,33,1核糖体大小亚基分离2mRNA在小亚基定位结合3起始氨基酰-tRNA的结合（30S起始复合物形成）4核糖体大亚基结合（70S起始复合物形成）,起始复合体形成过程,.,34,IF-3,IF-1,1.核糖体大小亚基分离,.,35,IF-3,IF-1,2.mRNA在小亚基定位结合,.,36,IF-3,IF-1,3.起始氨基酰tRNA结合到小亚基,30S起动复合体形成,.,37,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,4.核糖体大亚基结合,70S起动复合体形成,.,38,核糖体自mRNA5端向3端推进翻译过程，需延长因子(EF)、GTP和无机离子,循环进行肽链延长,肽链延长过程：1.进位2.成肽3.脱落，移位,三肽链延长,.,39,蛋白质翻译过程中，核糖体大小亚基聚合完成肽链起始、延长及终止过程后解离，它们还可以再聚合成完整的核糖体，开始新的肽链合成，循环往复,核糖体循环,.,40,1.进位,指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核糖体A位,Ts,.,41,2.转肽,是由转肽酶催化的肽键形成过程,.,42,3.脱落、移位,延长因子EF-G有转位酶(translocase)活性，可结合并水解1分子GTP，促进核糖体向mRNA的3侧移动,.,43,.,44,每一循环生成一个肽键每生成一个肽键消耗4个高能磷酸键（活化:2；进位:1；转位:1）密码子阅读方向：53多肽链延长方向：N端C端,肽链延长过程特点：,.,45,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,四肽链合成的终止,.,46,终止因子辨认终止密码子（UAA、UGA、UAG）转肽酶活性转变：转肽酶酯酶（水解酶）肽链释放mRNA释放大小亚基分离,终止过程：,.,47,终止因子（RF）,原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3真核生物释放因子：eRF,一识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。二诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。,.,48,原核肽链合成终止过程,.,49,蛋白质合成动画,.,50,5.在蛋白质合成中不消耗高能磷酸键的步骤是(C)A.起动B.移位C.转肽D.氨基酰tRNA进位E.氨基酸活化,6.多肽链是(A)A.翻译的产物B.转录的产物C.反转录的产物D.复制的产物E.以上都不是,.,51,7.肽键合成的场所是(E)A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.细胞核E.核蛋白体,8.哺乳类动物核蛋白体大亚基的沉降常数(E)A.40SB.70SC.30SD.80SE.60S,.,52,9.密码子UAA的功能是(A，C，D)A.终止信号B.谷氨酸密码子C.可为RF因子所识别D.不代表氨基酸,10.多核蛋白体指(C)A.多个核蛋白体B.多个核蛋白体小亚基C.多个核蛋白体附着在一条mRNA上合成多肽链的复合物D.多个核蛋白体大亚基E.多个携有氨基酰tRNA的核蛋白体小亚基,.,53,真核与原核生物蛋白质合成的异同：,相同点：密码相同；组分相似：核糖体，tRNA，各种蛋白因子合成途径相似,不同点：（见下表）,五真核生物与原核生物蛋白质合成的异同,.,54,.,55,从核糖体释放出的新生多肽链需经过各种翻译后加工过程才转变为天然构象的功能蛋白,六翻译后加工,（一）肽链合成的加工和修饰,.,56,个别氨基酸残基的化学修饰,磷酸化：Ser、Thr、Tyr残基等乙酰化：组蛋白甲基化：Lys残基羟化：,.,57,在核糖体合成的肽链大多数是蛋白质前体，需水解切除部分肽段，才能形成有活性功能的蛋白质,.,58,（二）亚单位的聚合,含多个亚基的蛋白质聚合成有生物活性的蛋白质,.,59,第三节蛋白质合成与医学,一分子病,由于DNA分子上的基因缺陷，使RNA和蛋白质合成异常，导致机体某些结构与功能的障碍而造成的疾病。此病可随个体繁殖而传给后代,例：镰刀形红细胞贫血（Hb链N端第6位aa突变）,.,60,.,61,临床症状：骨严重受损；内脏器官损伤：心脏、肺脏、肾脏损伤；脑血管意外；严重的慢性溶血性贫血等患者多在成年期死亡,.,62,二蛋白质合成的阻断剂,作用于不同环节：复制过程：多数抗肿瘤药物转录过程：利福平等翻译过程：多数抗生素作用于不同生物：原核生物：抗生素真核生物：毒素,.,63,与核糖体结合，直接作用于翻译过程,（一）抗生素类阻断剂,.,64,.,65,作用于哺乳动物细菌毒素：白喉毒素：作用