第十三章蛋白质的生物合成

1、第十三章第十三章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成中心法则中心法则指出，遗传信息的表达最终指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以这种以mrnamrna上所携带的遗传信息上所携带的遗传信息, ,到多肽到多肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象以链上所携带的遗传信息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称，所以称以以mrnamrna为模板的蛋白质合成过程为模板的蛋白质合成过程为翻译为翻译(translation)(translation)。翻译过程十分复杂，需要翻译过程十分复杂，需

2、要mrnamrna、trnatrna、rrnarrna和多种蛋白因子参与和多种蛋白因子参与。在此过程中。在此过程中mrnamrna为合成的模板为合成的模板，trnatrna为运输氨基酸工具为运输氨基酸工具，rrnarrna和蛋白质构成核糖体，和蛋白质构成核糖体，是合成蛋是合成蛋白质的场所白质的场所，蛋白质合成的方向蛋白质合成的方向为为n nc c端端。遗传信息传递的中心法则遗传信息传递的中心法则蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录逆转录逆转录复制复制复制复制dnarna生物的遗传信息以密码的形式储存在生物的遗传信息以密码的形式储存在dna分子上，表现为特定分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序。在细胞分裂

3、的过程中，通过的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中，通过dna复制复制把把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录转录传递给传递给rna，再由，再由rna通过通过翻译翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后基酸排列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些细胞

4、中一些rna病毒能以自己的病毒能以自己的rna为模板为模板复制复制出新的病毒出新的病毒rna，还有一些，还有一些rna病毒能以其病毒能以其rna为模板合成为模板合成dna，称为，称为逆转录逆转录这是中心法则的补充。这是中心法则的补充。中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革

5、命础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。遗遗传传信信息息流流动动示示意意图图核糖体核糖体dnamrnatrna第一节第一节 rnarna在蛋白质生物在蛋白质生物合成中的重要功能合成中的重要功能一、一、mrnamrna和和遗传密码遗传密码原核生物原核生物mrnamrna的结构：的结构：4 4个特点个特点mrnamrna的半衰期很短的半衰期很短, ,很不稳定很不稳定, ,一旦完成其使命一旦完成其使命后很快就被水解掉。后很快就被水解掉。 mrnamrna的分子大小差异大。的分子大小差异大。mrnamrna的合成是在的合成是在dnadna指导下的指导下的rnarna聚合酶的催化聚合酶的

6、催化下先合成下先合成mrnamrna的前体，即的前体，即核内不均一核内不均一rnarna（hnrnahnrna）。）。 hnrnahnrna在细胞核内加工成在细胞核内加工成mrnamrna，然后转移到细胞质中。然后转移到细胞质中。 mrna(messenger rna)是蛋白质生物合成过程是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。载体。m r n a原核生物和真核生物原核生物和真核生物mrna的比较的比较原核细胞原核细胞mrnamrna的结构特点的结构特点5 3 顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序插入顺序插入顺序

7、先导区先导区末端顺序末端顺序aggaggusd区区帽子结构功能帽子结构功能 半衰期短半衰期短 许多原核生物许多原核生物mrnamrna以多顺反子形式存在以多顺反子形式存在 augaug作为起始密码；作为起始密码；augaug上游上游7 71212个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为sdsd序列的序列的保守区，保守区， 16s rrna3- 16s rrna3- 端反向互补而使端反向互补而使mrnamrna与核糖体结合。与核糖体结合。真核细胞真核细胞mrnamrna的结构特点的结构特点5 “帽子帽子”polya 3 顺反子顺反子m7g-5 ppp-n-3 p帽子结构功能帽子结构功能 使使mr

8、namrna免遭核酸酶的破坏免遭核酸酶的破坏 使使mrnamrna能与核糖体小亚基结合并开始能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质合成蛋白质 被蛋白质合成的起始因子所识别，从被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。而促进蛋白质的合成。 是是mrnamrna由细胞核进入细胞质所由细胞核进入细胞质所必需的形式必需的形式 它大大提高了它大大提高了mrnamrna在细胞质中在细胞质中的稳定性的稳定性aaaaaaa-oh(一)遗传密码的破译1.1.三联体密码与阅读框三联体密码与阅读框 遗传密码遗传密码: dna: dna（或（或mrnamrna）中的核苷酸）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之

9、间的对应序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。关系称为遗传密码。 密码子密码子(codon)(codon)：mrnamrna上每上每3 3个相邻的个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。三联体密码。2.2.人工合成多核苷酸和人工合成多核苷酸和无细胞体系蛋白质合成无细胞体系蛋白质合成19611961年，年，m.w.nirenbergm.w.nirenberg等人等人, ,大肠杆菌的无细大肠杆菌的无细胞体系中外加胞体系中外加poly(u)poly(u)模板、模板、202

10、0种标记的氨基种标记的氨基酸，经保温后得到了多聚酸，经保温后得到了多聚phe-phe-phephe-phe-phe，于是，于是推测推测uuuuuu编码编码phephe。利用同样的方法得到。利用同样的方法得到cccccc编编码码propro，gggggg编码编码glygly，aaaaaa编码编码lyslys。如果利用如果利用polypoly（ucuc），则得到多聚），则得到多聚ser-leu-ser-leu-ser-leuser-leu，推测，推测ucuucu编码编码serser，cuccuc编码编码leu.leu.到到19651965年就全部破译了年就全部破译了4 43 3 = = 64 64

11、组密码子组密码子。m.w.nirenbergm.w.nirenberg等等,1968,1968年获诺贝尔生理医学奖年获诺贝尔生理医学奖. .遗传密码字典遗传密码字典uacgucagucag第二位第二位 第一位第一位（5） 第三位第三位（3）ucagucagucagtrna对对保温保温 分析留在滤膜上的分析留在滤膜上的-aatrna 确定与核糖体结合的确定与核糖体结合的aa技术要点：人工合成技术要点：人工合成+aa-trna（二）遗传密码的性质（二）遗传密码的性质1 1、密码是、密码是无标点符号无标点符号的且相邻密码子的且相邻密码子互不重叠互不重叠。编码一个肽链的所有密码子是一个接着一个地编码一

12、个肽链的所有密码子是一个接着一个地线形排列，密码子之间线形排列，密码子之间既不重叠也不间隔既不重叠也不间隔，从，从起始密码子到终止密码子（不包括终止子）构起始密码子到终止密码子（不包括终止子）构成一个完整的读码框架，又称开放阅读框架成一个完整的读码框架，又称开放阅读框架（orforf）。方向：）。方向：从从mrnamrna的的55到到33。33起始密起始密码子码子55如果在阅读框中插入或删除一个碱基如果在阅读框中插入或删除一个碱基就会使其后的读码发生移位性错误就会使其后的读码发生移位性错误（称为（称为移码移码）。）。2.密码的简并性密码的简并性由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称由一种以上

13、密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并，对应于同一氨基酸的一组密码子称为简并，对应于同一氨基酸的一组密码子称为为同义密码子同义密码子(synonymous codon)(synonymous codon)。简并性的生物学意义？简并性的生物学意义？a a、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果后果b b、可以使、可以使dnadna上的碱基组成有较达的变化余地，上的碱基组成有较达的变化余地，而仍然保持多肽上氨基酸序列不变（意思基而仍然保持多肽上氨基酸序列不变（意思基本同上）。本同上）。3 3、密码的摆动性：、密码的摆动性：密码子中第三位碱基与反密码子第一位密码

14、子中第三位碱基与反密码子第一位碱基的配对有时不一定完全遵循碱基的配对有时不一定完全遵循a-ua-u、g-cg-c的原则，的原则，crickcrick把这种情况称为把这种情况称为摇摆摇摆性性，有人也称摆动配对或不稳定配对。，有人也称摆动配对或不稳定配对。反密码子第一位的反密码子第一位的g g可以与密码子第三位可以与密码子第三位的的c c、u u配对，配对，u u可以与可以与a a、g g配对，配对，i i可以可以和密码子的和密码子的u u、c c、a a配对，这配对，这使得该类使得该类反密码子的阅读能力更强反密码子的阅读能力更强。trnatrna分子上三个特定的碱基组成一个反密分子上三个特定的碱

15、基组成一个反密码子，位于反密码子环上。码子，位于反密码子环上。35icca-oh53cca-ohg g cc c g密码子与反密码子的密码子与反密码子的阅读方向均为阅读方向均为55 3 3，两者反向平行配对。两者反向平行配对。4 4、密码子是近于完全通用的、密码子是近于完全通用的。这是如火如荼的转基因的前提。这是如火如荼的转基因的前提。目前只发现目前只发现线粒体和叶绿体内有列外情况线粒体和叶绿体内有列外情况。6464组密码子中，组密码子中，augaug既是编码蛋氨酸的密既是编码蛋氨酸的密码码，又是，又是起始密码起始密码；有三组密码不编码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的任何氨基酸，

16、而是多肽链合成的终止密终止密码子：码子：uaguag、uaauaa、ugauga。 trnatrna在蛋白质合成中处于关键地位，它不但在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供运送载体。提供运送载体。同工受体同工受体trnatrna: :一种氨基酸可以有一种以上一种氨基酸可以有一种以上trnatrna作为运载工具。把作为运载工具。把携带相同氨基酸而携带相同氨基酸而反密码子不同的一组反密码子不同的一组trnatrna称为同功受体称为同功受体t

17、rnatrna 二、二、t rnatrnatrna的结构特征的结构特征三叶草型二级结构三叶草型二级结构trnatrna的功能的功能（一）被特定的（一）被特定的氨酰氨酰- trna- trna合成酶合成酶识别，识别，使使trnatrna接受正确的活化氨基酸接受正确的活化氨基酸。（二）识别（二）识别mrnamrna链上的密码子。链上的密码子。（三）在蛋白质合成过程中，（三）在蛋白质合成过程中，trnatrna起着起着连结生长的多肽链与核糖体连结生长的多肽链与核糖体的作用。的作用。氨基酸氨基酸 + atp酶酶/ mg2+氨酰氨酰amp-酶酶 + ppi氨酰氨酰amp-酶酶trna 氨酰氨酰trna

18、+ amp + 酶酶(一一)、接受正确的活化氨基酸接受正确的活化氨基酸（二）识别（二）识别mrna链上的密码子链上的密码子。trnatrna分子上三个特定的碱基组成一个反密分子上三个特定的碱基组成一个反密码子，位于反密码子环上。码子，位于反密码子环上。35icca-oh53cca-ohg g cc c g密码子与反密码子的密码子与反密码子的阅读方向均为阅读方向均为55 3 3，两者反向平行配对。两者反向平行配对。密密码码子子与与反反密密码码子子的的配配对对关关系系反密码子反密码子trna5 3 a u c5 mrna3 密码子密码子1 2 3ltrnatrna有两个关键部位有两个关键部位： 3

19、3端端ccacca：接受氨基酸，形成氨酰接受氨基酸，形成氨酰- -trnatrna。需需atpatp提供活化氨基酸所需的能量。提供活化氨基酸所需的能量。 与与mrnamrna结合部位结合部位反密码子部位反密码子部位（trnatrna的接头作用）的接头作用）氨基酸一旦与氨基酸一旦与trnatrna形成氨酰形成氨酰trnatrna后，进一后，进一步的去向就由步的去向就由trnatrna来决定了。来决定了。trnatrna凭借自身凭借自身的反密码子与的反密码子与mrnamrna上的密码上的密码子相识别，从子相识别，从而把所携带的而把所携带的氨基酸送到肽氨基酸送到肽链的一定位置链的一定位置上。上。从从

20、trnatrna的功能的功能，可以看出，可以看出：（1 1）氨基酸的活化和氨酰）氨基酸的活化和氨酰trnatrna的合成是蛋的合成是蛋白质生物合成的第一步，每一种氨基酸白质生物合成的第一步，每一种氨基酸在被掺入肽链之前都首先被活化和连接在被掺入肽链之前都首先被活化和连接在专一在专一trnatrna上，活化和连接都发生在氨上，活化和连接都发生在氨基酸的羧基上。基酸的羧基上。（2 2）载体）载体trnatrna凭借自身的反密码子与凭借自身的反密码子与mrnamrna上的密码子相识别而把所携带的氨基酸上的密码子相识别而把所携带的氨基酸送到肽链的一定位置上送到肽链的一定位置上（3 3）遗传信息是通过）

21、遗传信息是通过mrnamrna上的密码子与上的密码子与trnatrna上的反密码子间碱基配对作用翻译上的反密码子间碱基配对作用翻译出来的。出来的。三、核三、核 糖糖 体体是由是由rrna（ribosomal ribonucleic asid）和多）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质与蛋白质与rrnarrna的重量比约为的重量比约为1:21:2。蛋白质肽键蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。的合成就是在这种核糖体上进行的。1、核糖体的结构和组成、核糖体的结构和组成2、核糖体的功能核糖体的功能不同来源核糖体的大小和不同来源核糖体的大

22、小和rnarna组成组成原核生物原核生物核糖体（核糖体（s)s)亚基（亚基（s)s)rrna (s)rrna (s)真核生物真核生物806040285.851850703023516核糖体的核糖体的组成组成原核生物核糖体原核生物核糖体的组成的组成原核生物核糖体结构示意图原核生物核糖体结构示意图大肠杆菌中大肠杆菌中30s30s的亚基能单独与的亚基能单独与mrnamrna结合结合成成30s30s核糖体核糖体-mrna-mrna复合体，后者与复合体，后者与trnatrna可以专一性结合。可以专一性结合。50s50s亚基不能单亚基不能单独与独与 mrnamrna结合，但可以非专一地与结合，但可以非专一

23、地与trnatrna结合，结合， 50s50s亚基上有两个亚基上有两个trnatrna结结合位点：氨酰基位点合位点：氨酰基位点- -a a位点位点；肽酰基；肽酰基位点位点- -p p位点位点。还有一个。还有一个gtpgtp结合位点。结合位点。原核细胞原核细胞70s70s核糖体的核糖体的a a位、位、p p位位及及mrnamrna结合部位示意图结合部位示意图30s与与mrna结合部位结合部位结合结合或接受肽基或接受肽基的部位）的部位）结合或接结合或接受受aa- trna的的部位）部位）50smrna核糖体基本结构动画核糖体基本结构动画第二节第二节 蛋白质合成的机理蛋白质合成的机理氨氨基基酸酸的的

24、活活化化eeaaeaatrnaaaetrnaaaetrnaaa氨基酸氨基酸氨酰腺苷酸氨酰腺苷酸第一步第一步第二步第二步氨氨基基酸酸的的活活化化3-氨酰氨酰-trna氨基酸氨基酸 + atp酶酶/ mg2+氨酰氨酰amp-酶酶 + ppi氨酰氨酰amp-酶酶trna 氨酰氨酰trna + amp + 酶酶活化反应方程式：活化反应方程式：一个氨基酸活化需要消耗一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键氨酰氨酰- trna合成酶特点合成酶特点：对：对氨基酸氨基酸有极高的专一性，每种有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于氨基酸都有专一的酶，只作用于l-l-氨基氨基酸，不作用于酸，不作用

25、于d-d-氨基酸。氨基酸。 对对trnatrna 具有极高专一性。具有极高专一性。校对作用校对作用：氨酰：氨酰-trna-trna合成酶的水解部位可以水合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。解错误活化的氨基酸。氨酰氨酰trnatrna合成酶合成酶：每一种氨基酸都有至少一种专一的氨酰每一种氨基酸都有至少一种专一的氨酰trnatrna合成合成酶，它即能识别氨基酸，又能识别酶，它即能识别氨基酸，又能识别trnatrna，从而，从而把特定的氨基酸连到对应的把特定的氨基酸连到对应的trnatrna上，有人也把上，有人也把氨酰氨酰trnatrna合成酶的双向识别功能称为合成酶的双向识别功能称为第二遗传

26、第二遗传密码密码。trnatrna与氨酰与氨酰trnatrna合成酶的主要集中在氨基酸臂和合成酶的主要集中在氨基酸臂和反密码子臂上的有关序列。此外，反密码子臂上的有关序列。此外，trnatrna上的受上的受体茎环（体茎环（acceptor stemacceptor stem）也是识别特征。）也是识别特征。不同的氨酰不同的氨酰trnatrna合成酶在分子量、氨基酸序列、合成酶在分子量、氨基酸序列、亚基组成上差异较大。它是如何识别氨基酸的亚基组成上差异较大。它是如何识别氨基酸的呢？呢？二、合成起始二、合成起始起始密码：起始密码：augaug；起始氨基酸：甲硫氨酸；起始氨基酸：甲硫氨酸；多肽链延伸方

27、向：从多肽链延伸方向：从n n末端向末端向c c末端；末端； mrnamrna阅读方向：阅读方向： 5 5/ / 3 3/ /，原核生物起始原核生物起始trna： trnafmet,起始氨基酸起始氨基酸： fmet(甲酰甲硫氨酸）甲酰甲硫氨酸）n-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-trnafmet的形成的形成chocho-hn-ch-coo-trna-hn-ch-coo-trna ch ch2 2 ch ch2 2 s s coo- coo- + +h h2 2n-ch-coo-trnan-ch-coo-trna ch ch2 2 ch ch2 2 s s coo- coo-met-trnafmetf

28、met-trnafmet转甲酰酶转甲酰酶1.小亚基与if1和if3结合。2.30s起始复合物形成，if2、gtp参与，16srrna与mrna的sd序列结合。3. 30s复合物与50s亚基结合形成70s亚基，起始氨酰trna进入p位点，它的反密码子与mrna上的起始密码子aug碱基配对。30s亚基亚基 mrna if3- if1复合物复合物30s mrna gtp- fmet trna- if2- if1复合物复合物70s起始复合物起始复合物 mrna +30s亚基亚基-if3if-3if2gtpif3 if2 if1if2-gtp-fmet-trnaif350s50s亚基亚基if2+ if1

29、+gdp+piif-1if170s起始起始复合物复合物三、肽链的延长三、肽链的延长（一）进入（一）进入：第二个氨酰：第二个氨酰trnatrna通过密码子通过密码子反反密码子的配对作用进入核糖体的密码子的配对作用进入核糖体的a a位点（氨位点（氨基位点）。基位点）。ef-tuef-tu、ef-tsef-ts和和gtpgtp参与。参与。 tutstuts循环。循环。（ 二 ） 转 肽（ 二 ） 转 肽 ： 在 大 亚 基 上 肽 酰 转 移 酶： 在 大 亚 基 上 肽 酰 转 移 酶（peptidyl transferasepeptidyl transferase）的作用下，）的作用下，a a位

30、位点氨基酸的点氨基酸的a-a-氨基亲核攻击氨基亲核攻击p p位点氨基酸的位点氨基酸的羧基基团并形成肽键，结果两个氨基酸均连羧基基团并形成肽键，结果两个氨基酸均连到了到了a a位点的位点的trnatrna上，该过程称为转肽作用上，该过程称为转肽作用（transpeptidationtranspeptidation），此时，），此时，p p位点上卸位点上卸载的载的trnatrna从核糖体上离开。从核糖体上离开。（三）移位（三）移位（translocationtranslocation，也可称，也可称转位）：核糖体沿着转位）：核糖体沿着mrna5mrna5/ /3 3/ /方向方向移动移动1 1个密

31、码子位置，携带肽链的个密码子位置，携带肽链的trnatrna转位到转位到p p位点，位点，a a位点空出以便位点空出以便接纳下一个氨基酸。移位要求移位接纳下一个氨基酸。移位要求移位酶参与和水解酶参与和水解1 1分子分子gtpgtp供能。供能。tuts循环循环三、肽链的延长转肽转肽tuts（1 1）识别终止密码子：）识别终止密码子：uaauaa、uaguag和和ugauga，释放因，释放因子子rfrf1 1或或rfrf2 2进入核糖体进入核糖体a a位位，rfrf3 3与与gtpgtp结合促进结合促进rfrf1 1或或rfrf2 2与与a a位结合。位结合。 （2 2）多肽链的释放）多肽链的释放

32、（3 3）70s70s核糖体解离核糖体解离trnarfrf肽键的形成肽键的形成多核糖体与核糖体循环多核糖体与核糖体循环合成完毕合成完毕的肽链的肽链多核糖体多核糖体3mrna延伸中的肽链延伸中的肽链5核糖体循环核糖体循环翻译的基本过程翻译的基本过程五、蛋白质合成中五、蛋白质合成中gtpgtp的作用的作用1. 一个氨基酸活化需要消耗一个氨基酸活化需要消耗2个个高能磷酸键高能磷酸键（atp提供提供）。）。2. 起始起始阶段需水解阶段需水解1分子分子gtp；3. 肽链延长的肽链延长的进入进入阶段要水解阶段要水解1分子分子gtp；4. 肽链延长的肽链延长的移位移位也水解也水解1个个gtp；5. 终止阶段

33、水解终止阶段水解1个个gtp；6. 整个肽链中整个肽链中一个肽键的生成至少需要一个肽键的生成至少需要4个高个高能键能键。原核生物蛋白质合成中的能量计算（合成一个二肽）原核生物蛋白质合成中的能量计算（合成一个二肽）例：合成例：合成200个个a.a残基的多肽，需消耗多少高能键？（理由）残基的多肽，需消耗多少高能键？（理由）一个肽键的生成至少需要一个肽键的生成至少需要4个高能键，起始甲酰个高能键，起始甲酰-甲硫氨甲硫氨酰酰-trna合成，消耗合成，消耗2个高能键，起始阶段需要个高能键，起始阶段需要1个高能个高能键，终止阶段需要键，终止阶段需要1个高能键。个高能键。（200-1）4 + 2 + 1 +

34、 1=800 atp（gtp）高能键高能键甲酰甲酰-甲硫氨酰甲硫氨酰-trna合成合成atp-amp2起始（起始（if-2）gtp-gdp1第二个第二个a.a-trna合成合成atp-amp2第二个第二个a.a-trna进入核糖体（进入核糖体（ef-tu）gtp-gdp1核糖体移位（核糖体移位（ef-g）gtp-gdp1终止（终止（rf3）gtp-gdp1第三节第三节 真核生物真核生物多肽链的合成（自学）多肽链的合成（自学）1、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂；2、真核细胞的蛋白质翻译需要大量的蛋白因子，翻译后加工和定向输送比原核复杂得多。起始氨基酸为met，不是fmet；3、蛋白质的

35、合成与mrna的转录生成不偶联；4、合成过程中有不同的抑制剂；5、真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合成过程都类似于原核细胞。(一一)、 翻译起始翻译起始真核的翻译起始比原核更复杂，因为：真核的翻译起始比原核更复杂，因为：（1 1）真核）真核mrnamrna的二级结构更为多样和复杂的二级结构更为多样和复杂（2 2）真核）真核mrnamrna是经过多重加工的，它被转录后是经过多重加工的，它被转录后首先要经过各种加工才能从细胞核进入细胞首先要经过各种加工才能从细胞核进入细胞质中，并形成各种各样的二级结构。一些质中，并形成各种各样的二级结构。一些mrnamrna与几种类型的蛋白质结合

36、在一起形成一与几种类型的蛋白质结合在一起形成一种复杂的颗粒状，有时称核糖核蛋白粒种复杂的颗粒状，有时称核糖核蛋白粒（ribonucleoprotein particleribonucleoprotein particle）, ,在翻译之在翻译之前，它的二级结构必须改变，其中的蛋白质前，它的二级结构必须改变，其中的蛋白质必须被去掉。必须被去掉。(一一)、 翻译起始翻译起始（3 3）核糖体需要扫描）核糖体需要扫描mrnamrna以寻找翻译起始位点以寻找翻译起始位点真核真核mrnamrna没有没有sdsd序列来帮助识别翻译起点，因序列来帮助识别翻译起点，因此核糖体要扫描每一个此核糖体要扫描每一个mr

37、namrna。核糖体结合到。核糖体结合到mrnamrna的的55端的帽子结构并向端的帽子结构并向33端移动一寻端移动一寻找起始位点。这种扫描过程很复杂，知之甚找起始位点。这种扫描过程很复杂，知之甚少，少，真核的翻译起始用到的起始因子（真核的翻译起始用到的起始因子（eifeif）至少有）至少有9 9种种 ，多数的功能仍需进步研究。，多数的功能仍需进步研究。（1）40s小亚基小亚基-(eif-3)结合到结合到(eif-2-gtp)-met-trnai复合复合物上形成物上形成40s前起始复合物前起始复合物（40s preinitiation complex）（2）mrna结合到结合到40s前起始前起

38、始复合物上形成复合物上形成40s起始复合物。起始复合物。（3）40s起始复合物扫描起始复合物扫描mrna寻找适当的起始密码子寻找适当的起始密码子（通常是（通常是5端附近的端附近的aug）。）。（4）40s复合物与复合物与60s大亚基大亚基结合形成结合形成80s起始复合物。起始复合物。(二二)、 延伸延伸与原核类似，也可分为与原核类似，也可分为aa-trnaaa-trna的入位、转肽、的入位、转肽、核糖体移位三步反应。核糖体移位三步反应。 eefeef、gtpgtp等参与等参与. .(三三)、 终止终止真核细胞中有两个释放因子真核细胞中有两个释放因子erf-1erf-1和和erf-3erf-3（

39、gtpgtp结合蛋白）介导终止。结合蛋白）介导终止。当当gtpgtp结合到结合到erf-3erf-3后它的后它的gtpasegtpase活性就被激活，活性就被激活，erf-1erf-1和和erf-3-gtperf-3-gtp形成一个复合物，当形成一个复合物，当uaguag，ugauga，uaauaa进入进入a a位点时，该复合物就结合到位点时，该复合物就结合到a a位点上，接着位点上，接着gtpgtp水解促使释放因子离开核水解促使释放因子离开核糖体，糖体，mrnamrna被释放，核糖体解体成大小亚基，被释放，核糖体解体成大小亚基，新生肽在肽酰转移酶催化下被释放。新生肽在肽酰转移酶催化下被释放。

40、第四节第四节 蛋白质生物合成的调控蛋白质生物合成的调控一、翻译起始的调控一、翻译起始的调控二、稀有密码子对翻译的影响二、稀有密码子对翻译的影响三、重叠基因对翻译的影响三、重叠基因对翻译的影响四、四、poly(a)poly(a)对翻译的影响对翻译的影响五、翻译的阻遏五、翻译的阻遏六、魔斑核苷酸水平对翻译的影响六、魔斑核苷酸水平对翻译的影响 肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成具有正确三维空间结构的蛋白质的过程。具有正确三维空间结构的蛋白质的过程。 体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋白质参与，称为助折叠蛋白白质参与，称为助折

41、叠蛋白: （1）酶：蛋白质）酶：蛋白质二硫键异构酶（二硫键异构酶（pdi）；）； （2）分子伴侣）分子伴侣肽肽 链链 的的 折折 叠叠 lasky于于1978年首先提出分子伴侣（年首先提出分子伴侣（molecular chaperone）的概念，这是一类在细）的概念，这是一类在细胞内能帮助新生肽链正确折叠与装配组装成为胞内能帮助新生肽链正确折叠与装配组装成为成熟蛋白质，但其本身并不构成被介导的蛋白成熟蛋白质，但其本身并不构成被介导的蛋白质组成部分的一类蛋白因子，在原核生物和真质组成部分的一类蛋白因子，在原核生物和真核生物中广泛存在。核生物中广泛存在。1、肽链末端的修饰：、肽链末端的修饰：n-端

42、端fmet或或met的切除的切除2、信号序列的切除、信号序列的切除3、氨基酸残基的修饰、氨基酸残基的修饰4、糖基侧链的添加、糖基侧链的添加5、异戊二烯基团的附加、异戊二烯基团的附加6、辅基的加入、辅基的加入7、蛋白酶水解修饰：部分肽段的切除、蛋白酶水解修饰：部分肽段的切除8、二硫键的形成、二硫键的形成9、蛋白合成受许多抗生素和毒素抑制、蛋白合成受许多抗生素和毒素抑制胰岛素原的加工胰岛素原的加工a链区链区b链区链区间插序列（间插序列（c肽区）肽区）hsshshshhshs信号肽信号肽nc核糖体上合成出无规核糖体上合成出无规则卷曲的则卷曲的前胰岛素原前胰岛素原切除切除c肽后，形成肽后，形成成熟的胰岛素分子成