【清华】12蛋白质合成习题与答案

1、12蛋白质合成习题1. 为什么真核生物的蛋白质合成速度远远慢于原核生物？2. 为什么将tRNA 称为蛋白合成过程中的 “适配器”？ tRNA 分子有哪些共同的特征？3. E.coli 有两个携带 Met的tRNA,两者有何区别？4. 为什么 50S 核糖体亚基与30S 亚基组成70S 亚基而不是80S 亚基5. 核糖体上的A位点和P位点分别指的是什么结合位点？它们在蛋白质合成中的作用有何相似之处？E 位点是指什么？6. 在反密码子环的摆动位点上哪一个核苷酸不符合碱基互补原则？通常是什么样的碱基？7. Arg的4种密码子分别是：CGU, CGC , CGA和CGG ,写成这些密码子的所有可能反密

2、码子8. 如果一个氨基酸是由（a）模板链上的或（b）编码链上的 5 -GAC-3编码的, 写出对应的同工tRNA上的反密码序列。9将下列左侧的每一生物分子与右侧其相应的功能联系起来：A转甲酰酶1连接fMet-tRNA fMet 和 GTPBIF-12连接密码子UAA 和 UGACEF-Tu3将 fMet-tRNA fMet 中的Met 甲酰化DRF-14连接密码子UAA 和 UAGE肽酰转移酶5连接氨酰-tRNA 和 GTPFIF-26合成氨酰腺苷酸GEF-Ts7核糖体和mRNA 的重新排列HRF-28支持IF-3 因子的结合I氨酰 -tRNA 合成酶9将GDP从EF-TU GDP中替换出来J

3、IF-310结合GTP ；协助释放因子的结合KRF-311与 30S 亚基结合；协助mRNA 的结合L移位酶12合成肽键10 .已知在有氧的条件下，完全氧化一分子葡萄糖可产生36分子的ATP。计算当一分产生的 36 分子 ATP 可以将多少分子氨基酸活化成氨酰-tRNA 。 （包括精品文档PPi 的必要水解）11 给出以下列mRNA 为模板合成的多肽序列，假设翻译是从第一个起始密码子开始的。5 -AUGCCAGACUUCAUGGUCCAACUGUCGAGCGAGAUG-3 12 .如果11题mRNA中的胞喀咤（C）由于脱氨突变成尿喀咤（U）,写出突变分别发 生在下列位点时翻译出的多肽。（ a）

4、 4，（ b） 12，（ c） 1913在蛋白质合成肽链延伸循环中，哪两步反应需要GTP 水解驱动？14.由肽酰转移酶催化的肽键形成需要多少高能磷酸键来提供能量？该反应的G大约是多少？15利用无细胞的氨基酸- 整合系统进行特定蛋白质的合成实验。比较系统内含有或不含有喋吟霉素时，合成出的蛋白质在（ a） N-末端氨基酸，（b） C-末端氨基酸以及（c）合成 的肽链的平均长度各有什么不同？16. 遗传密码具有通用性，那么植物的mRNA 能够被象E.coli 一样的原核细胞翻译码？17. mRNA片段UUUGAAUGG 编码一个三肽 Phe-Glu-Trp,还有哪些 mRNA序列可以 编码这个三肽？

5、18. 计算在 E.coli 中合成 600个氨基酸的蛋白质需要水解多少个高能磷酸键？不包括合 成氨基酸、 mRNA、 tRNA 和核糖体所需的能量。19. （a）写出由具有下列序列的DNA模板合成的mRNA分子的序列。5 ATCGTACCGTTA 3（b）写出由序列 mRNA序列编码的氨基酸序列。假设读码框是从5端开始的。（c）当将聚（UUAC ）加到无细胞的蛋白质合成系统中时，会形成什么样的氨基酸 序列？20. 一条双螺旋DNA 的模板链有如下序列：CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG（a） 写出转录的mRNA 的碱基序列；（b）写出由5端开始，该序列所代表的氨基酸序列；

6、（c）假设此DNA的另一条链被转录和翻译，所得的氨基酸序列会与（b）中的一样吗？ （ b）与（c）得出的答案在生物学上有什么意义？21. 来自一个基因编码区中间的一个E.coli DNA 片段如下所示：5-C C G G C T A A G C C A T G A C T A G C-33-G G C C G A T T C G G T A C T G A T C G-5（a） 写出由该序列转录出的两个mRNA 序列；精品文档b） 确定该 DNA 片段所有可能的读码框中的密码子（参见表12-1），哪种氨基酸序列对应于实际的基因产物？答案1 .原核生物蛋白质合成过程是mRNA专录和翻译同时进行的

7、偶联过程。这可能是由于原核细胞内没有分区的原因。在真核细胞内，mRNA首先在细胞核内转录和加工，只有被导出到细胞质内才能用来进行蛋白质合成。2 tRNA 既能与 mRNA 结合， 也能与氨基酸结合，具有将 mRNA 序列翻译成相应蛋白质氨基酸序列的作用。tRNA的共同特征：所有tRNA的3末端都是-CCA序列；所有tRNA的二级结构是典型的三叶草型，含有碱基配对的四臂和与之相连的四个环，所有tRNA 的三级结构为倒L型；与rRNA和mRNA相比，所有tRNA分子相对来说都比较小（7090核甘酸残基）；所 有 tRNA 都含有稀有碱基。3 . Met与tRNA fmet结合能被甲酰化，而与 tR

8、NA met结合则不能。4 50s 与 30s 指的是超速离心时的相对沉降速度，不可以直接加，很多除了分子量之外的因素影响沉降特性，比如形状与密度。5 . 核糖体上的A 位点和 P 位点都是蛋白质合成中的装载的tRNA 结合位点。P 位点结合延伸中的肽链上的tRNA ， A 位点结合氨酰tRNA 。 E 位点结合卸载的tRNA 直到它被核糖体释放。6 .反密码子的5/端第一个核甘酸，摆动碱基可以是尿喀咤、鸟喋吟或者次黄喋吟。7根据摆动学说密码子：反密码子：5 -CGU- 33 -GCA- 53 -GCG- 53 -GCI- 5 5 -CGC- 33 -GCG- 53 -GCI- 5 5 -CG

9、A- 33 -GCU- 53 -GCI- 55 -CGG- 33 -GCC- 53 -GCU- 58 . (a) 3-CAG-5; (b) 3-CUG-5。9 A 3； B 8； C 5； D 4； E 12； F 1； G 9； H 2； I 6； J 11； K 10；L 7。10 .由于使一分子氨基酸活化时，PP水解又相当于消耗一个 ATP,所以实际上相当于消耗2个ATP,所以36分子的ATP可以使18个分子的氨基酸活化为氨酰 -tRNA。11 Met-Pro-Asp-Phe-Met-Val-Gln-Leu-Ser-Ser-Glu-Met 。精品文档12 （a）Met-Ser-Asp-P

10、he-Met-Val-Gln-Leu-Ser-Ser-Glu-Met；（b） Met-Pro-Asp-Phe-Met-Val-Gln-Leu-Ser-Ser-Glu-Met；（c） Met-Pro-Asp-Phe-Met-Val 。13氨酰tRNA 结合 A 位点和核糖体移位。14 .该步骤不需要耗费高能磷酸键， G0。15 . （a）有无喋吟霉素，合成出的所有蛋白质都具有相同的N-末端氨基酸。（b）没有喋吟霉素的实验中，所有蛋白质都具有相同的C-末端氨基酸；而在有喋吟霉素时，合成的部分肽链终止于不同的C-末端氨基酸。（ c）有嘌呤霉素存在时，平均链长变短，因为肽链合成提前终止了。16.不能。

11、因为 E.coli细胞中正确的翻译起始需要在mRNA的5端非翻译区域有 SD序列。由于真核生物的核糖体没有这个要求，植物细胞的mRNA 不可能在正确的位置存在SD 序列。但是， 如果植物的基因融合上细菌的SD 序列， 那么植物的基因就可以在细菌细胞中被正确表达。17尽管一个给定的mRNA 序列编码一个特异多肽序列，但除了2 个氨基酸外，其他的氨基酸都可以被不只一个密码子所编码，因而很多mRNA 序列可以编码同一个三肽，共计有 4 个 mRNA 序列编码Phe-Glu-Trp ：Phe（ UUU 或 UUC） ， Glu（ GAA 或 GAG） ， Try（UGG）UUU-GAA-UGGUUU-

12、GAG-UGGUUC-GAA-UGGUUC-GAG-UGG18一个氨酰-tRNA 合成酶激活一个氨基酸要水解两个磷酸酐键：氨基酸 + tRNA + ATP -氨酰基-tRNA + AMP + PPiPPi + H2O f 2Pi合成该蛋白质所需要的其余能量是由水解GTP 来提供的：在形成70S 起始复合物时水解一个高能键；在将每个氨基酸插入到核糖体A位点时消耗另一个 GTP;每一步移位操作要另外消耗一个 GTP,因为最初的甲硫氨酰-tRNA被插入P位点，在合成一个 600个氨基酸残基构成的蛋白质时，将发生 599 次新的插入和599 次位移， 最后在将完整的多肽链从核糖体上释放出来时要水解一个

13、磷酸酐键，在合成一个600 个残基的蛋白质时所需水解的全部磷酸酐键为：激活（600 X 2）起始 1精品文档 插入599位移599结束1总计2 40019. (a) 5UAACGGUACGAU 3,(b) Leu-Pro-Ser-Asp-Trp-Met,(c)聚(Leu-Leu-Thr-Tyr )20. (a) 5 -CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAG-3 ;(b) Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys ;(c)不一样，DNA互补的双螺旋反平行链的两个方向的碱基顺序是不同的，RNA的转录是以其中特殊的一条为模板，所以RNA聚合酶就必须识别正

14、确的链为 模板。21. .(a)因为每一条链都可以作为转录的模板链使用，所以可以转录出两条 mRNA序歹U：5 -C C G G C U A A G C C A U G A C U A G C-3 和5 -G C U A G U C A U G G C U U A G C C G G-3 (b)每一条mRNA序列可以按3个不同的读码框进行翻译，对于第一个mRNA序歹U,可能的编码为：阅读框 15|c c g|g c uia ag|cc a|c u a|g Pro Ala Lys Pro STOP阅读框 2-i* g g|c u a|agc|c a u|g a c|u -rArg Lea Ser ，His - Asp ，rOP阅读框 3乎iC c|gg c|u a a|gc c|al g|ac u|agGly STOP对于第二个 mRNA序列，3条可能的多肽序列为：阅读框 15*|g c u|agu|c a u|gg c|u u