分子生物学原理--蛋白质的生物合成.

1、第十二章翻译翻译：iranslailoii即蛋白质生物合成。把核酸中四种符号IMCT/m组成的遗传信息，以遗传密码破读的手段转变2013-4-17分犷生物学原理第一节、参与蛋白质合成的物质为蛋白质的氨基酸排列顺序的过程。2013-4-17分/生物知京理各种|赫、核糖体、氨基酸、酶起始阶段：起始因子延长阶段：延长因子终止阶段：核糖体释放因子、mRNAM翻译的模板原核生物的一种inllNA往往编码几种功 能相近的蛋白质。真核生物的IMRNA比原核生物多，但一 个RNA分子一般只带有一种蛋白质的编 码信息。2013-4-17分犷生物学原理遗传密码的特点连续性（commaless：密码之间没有间断 简

2、并性（degeMncyi：大多数氨基酸有个密码摆动性（wobbtol：密码的第三位碱基与反 密码的第一位碱基配对不严格通用性lunlversaD：全世界生物共用2013-4-17分犷生物学原理连续性GCA G U A C A U G U C不连续的读法：GCAC A G密码之间没有核昔酸间断2013-4-17除了色氨酸和蛋氨酸分了生物7原理简并性外，其 余氨基 酸均有2-6个三 联体为其编码。1st positi on (5* end)2nd positionG3rd positior (3* end)UCAFtieSerTyrCysFtieSerTyrCysuLeuSerStopStopLe

3、uSerStopTpLeuProHisArgULeuProHisArgccLeuProGinArgALeuProGinArgGlieThrAsnSerlieThrAsnSerAlieThrLysArgMet*ThrLysArgVaiAlaAspG>yVaiAlaAspGlyGVaiAlaGluGlyVaiAlaGluGly2013-4-17摆动性密码与反密码配对辨认 时，有时并不完全按照 碱基互补规律。尤其是 密码的第三碱基对反密 码的第一位碱基，更常 出现这种摆动现象。C-G-I反密码子GC-C密码子mRNAi密码子IM A £ S R « IICn R N A t

4、 M iA C UA . G201芬QL物学丿京网通用性LocationSpeciesCodonMitochondriaVertebrates?JGA >Trp ; AGA.AGGStopinvertebrates1JGA > Trp, AG A, AG G SerYeastLlGA->TT； CUA.CUU.CUC.CUGThr :ProtistaJjGA->Trp： NucleusBacteriafcUG.UUGAUU.CUG ->lmtiationYeastCUG f Ser XDiliatesIJAA.UAGGIn除了动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体

5、外,从最简单的病毒、原核生物到人类都使用一套遗传密2013-4-17分f生物学原理氨基酸首先在分生物7原理八核糖体是肽链合成的场所转位酶二、核糖体是肽链合成的场所核糖体内合成 蛋白质，再输 送至细胞其它 组分中。核糖体由大、 小亚基构成。亚基中含有不 同的蛋白质和RNAo2013-4-17大亚基：UIIIA结合位点：P位：给出释放(RNA位：接受dHUbM转肽酶，合成肽键小亚基： 识别起始位点与mRIW形成复合物Nearly comp eteaproteint p<>l nFx M.mttme> in<je alon iht L 5' (til VLtlOI.n

6、 indcpcndciiilv ol eh三、tRNA和氨基酰tRN*tRNA在蛋白质翻译中起接合的作用otRNA的氨基酸臂上携带氨基酸。tRNA分子的反密码环与mRNA±的密码配密码反密码氨基酸三联体保证了翻译的准确性。2013-4-17分了生物7原理氨基酰的生成氨基 M-AMP-E+tRNA 氨基 M-1RNA+AMP+E氨基酸+ATP-E=> 氨基酰一AMP-E+PPI&氨基酰"tmm合成酶，具高度专一性1. 存在于胞质中2. 需ATP供能.需脚节Mr*3. 有二个识别位点2013-4-17氨基酰-tmiA的书写 Arg-tRNAarg Met-tRNA

7、melm fMet-tRNAmetf原核生物起始密码子需要在Met-tRNAme(f±进行甲酰化， 而真核生物不需要。 Met-tRNAmVFH4-CHOCrICH.Mothionyl tRNAf(Met iRKA.i。心e tie 丿。? ? flC卜 C C 0 iRSA.转甲酰基酶Ch.IFfMet-tRNAmctfCnjFormylmtih onyl tRKA.Figure 30-27 t-oiiiuih n «»i torii：xline iliMunb (k 2013-4-17分/生物学原理第二节、蛋白质生物合成过程起始延长终止2013-4-17分孑生

8、物学原理原核生物的翻译起始起始因子旧：胞液中的可溶性因子。 已知有三种：IF-1：促进12与小亚基结合IF-2：使flVLet-tRNAmetf与小亚基结合IF-3：使大小亚基分离核糖体结合序列：原核生物的mRNA<- 非常保守的序列，与核糖体的16S4BM结 合，引导liRNA进入核糖体，这样的序列 称为S4I序列，也叫核糖体结合序列。2013-4-17分孑生物学原理核糖体结合序列AGCACGAGGGGAAAJCGAUGGAACGCACLUJGGA.GGAG.GAAACGAUGGCGAlGCAGGAACCAGGLAACAACCAUGCGAGLGLCGCAAJCAGGGUGGUGAAcG

9、UGAAACCAG.A£ coli trpAE cot araBE coh tnrAE coh ladFigureScqui i (tin 狀Midi KAALCL.GGAGGCUlLLLAJGGJICGUCLLAACUAAGGA.GAAAJGCAUGlCAAGACA uccaggaggjgaccjalgcgagclul ajgacuaaggaggujgalggaacaacgccX1 74 phage A prote n Q，phage repi case R1 7 phage A prote n phage croPa r$ a tr16SPa($ a tnn t ator tPN

10、A2013-4-17分/生物学原理原核生物起始过程70$核糖体+IF34-IF130$小亚基IFSdFI* 50$大亚基fnwMRNA严3GTP+IF2一 fnwWRNA严5F2 GTP +mRNA 30SemRNA»fmet etRNAret >GTP »IF1 >IF2 »IF3 + 50S -IHJF2JF3,GDP+Pi兀$起始复合物 fmet-tRNA先形成fnwZtRNA严'IF2 GTP,再与 小亚基和mRNA形成复合物，最后形成70S起始复合物。 P位为mRNA上的AUG及ftneWtRNA严，所占据，A位里亂分子生物学原理原核

11、生物起始过程1>TF3 TF1真核生物的翻译起始起始因子(elF):有10种 起始甲硫氨酰tRNA吹无甲酰化 RIIA结构有所不同核糖体有所不同原核生物与真核生物的翻译起始比较2013-4-17分/生物/原理80S鏑体十eIF340S M數IF3+60S大建MW+GTP+血気MW 旳GT樽真核生物的翻译起始40SMet【RNATGTP+mRNA elFlATP eIF4A,4Bi髀合酣ADP+Pfl40S MatRNATmRNAGTP+60S ldF-5 GDP+P/ 並80S Met tRNA,- uRNA二、肽链的延长核糖体循环：翻译过程中的肽链延长,延长因子：延长过程所需的蛋白质因

12、子称田。核糖体循环分为注册、成肽和转位三个2013-4-17分了生物学原理2013-4-17:、肽链的延长j原核生物功能真核生物EF-TyEF-TS曲助氨基酰MI A进 入1位，给合1 TFEF-1 |p1 7EF-G曹位酵，协助 IIA 前移，由A位进至f 位；释放tillEF-22013-4-17分了生物学原理注册注册：氨 基酰tRU根据遗传密码的指引，进入核糖体的 A位。R oosome a tr aa -RKA2013-4-17成肽和转位成肽由转肽酶催化，反应在砸上进行， 即P位上的蛋氨酸退位到A位成肽。成肽 后无负载的IRNA从核糖体上脱落下来。转位：在A位上的肽连同 RNA从A位进

13、入 P位。由转位酶催化。这实际上是肽 IRNA-nRNA核糖体位置的相对变更。注册、成肽和转位三个步骤多次反复, 肽链就不断延长。2013-4-17分/生物了原理*mIMAfor-Oe<»wrv * TuGTP GDP Met Arg1、肽链合成的终止肽链合成终止包括: 终止密码的辨认 肽链从肽4RNA上水解 mRIIA从核糖体中分离 核糖体大小亚基的拆分2013-4-17分/生物了原理三、肽链合成的终止释放因子RF：终止过程中的蛋白质因子 辨认终止密码促进联链C端与1RIU3-0H酯键的水解，使 肽链从翻译中的核糖体上释放下来。 RF-1： RF-2： UM和UGA； RF-

14、3：结合GIF,促进和R卜2对核糖体 的结合。2013-4-17分/生物学原理翻译的终止过程当翻译到A位出 WRNA的终止密码时， 由或RR2识别终止密码，进入位。释放因子的结合诱导核糖体上的转肽酶 将合成的肽链转移到水分子，将P位上肽 链从IRNA分离出来。通过GTP水解GDP及PI,使残留在核糖体 上的tRNA和各种释放因子脱离，最后核 糖体从mRNA上脱落下来。2013-4-17分/生物7原理2013420134翻译的终止示意图Nasceni polypeptide chainmRNATermination cZmi20134翻译的终止示意图2013-4-17aitmg occupati

15、onRelcom factiM- bincis to翻译的终止示意图IntKixion codon (AVG>Termination5<>S多聚核糖体在一条RIIA上常 有多个核糖体呈 串珠状排列，核 糖体是以多核糖 体形式存在。多核糖体的形成 是由于一条HIRIUI 链上多个部位有 核糖体在进行蛋 白质合成，这样 可以大大加速蛋 白质合成的速度， mRNA得到充分的2013利?用o翻译全过程起始IF-2IF-1rGTPIF-3fMet2013-4-17分了生物7廉理IF-2翻译全过程核糖体循环GTPrfMetIF3fMet2013-4-17分子生物学原理2013-4-17分

16、子生物学原理翻译全过程核糖体循环2013-4-17分子生物学原理2013-4-17分子生物学原理2013-4-17分子生物学原理fMetBlet2013-4-17分子生物学原理翻译全过程终止IF-1IF-3分子生物学原理核糖体循环后加工。原核生物中： 复制、转录、翻译同步, 多肽合成后，进入大亚基的管腔内，经滑面内 质网进高尔基体，进行2013-4-17分了生物学氐理翻译后加工:posuransliitoinl procssslon蛋白质合成后，还必须进行后加工， 才能表现出生理活性，这些蛋白质的 修饰过程称为翻译后加工。2013-4-17分子生物学廉理翻译后加工去除甲酰基或N蛋氨酸个别氨基酸

17、的修饰亚基聚合辅基连接水解修饰分泌性蛋白质去除n甲mN-蛋氨酸-由脱甲酰基酶或氨基肽酶催化 可与翻译同步2013-4-17分f生物了原理个别氨基酸的修饰脯氨酸=径脯氨酸赖氨酸=轻赖氨酸 磷酸化：Ser. Thr> TVr 二硫键的形成：空间相邻的二个创$氧化而成2013-4-17分f生物了原理亚基聚合U!具有四级结构的蛋白质由两条以上肽链 通过非共价键聚合，形成寡聚体，才有 生物活性。 Hb： a2p2 PKG： R2C22013-4-17分了生物学原理辅基连接蛋白质分为单纯蛋白质和结 合蛋白质两类。如糖蛋白、脂 蛋白等都需要 加工后才能生 成。水解修饰信号肽在真核生物中，往往会有一条已合成的 多肽链经翻译后加工产生多种不同活性 的蛋白质或肽。POMC103肽ACTHa-MSH2013-4-17p LTp -MSH r 1Endophin出细胞。分泌性蛋白质分泌蛋白质：合成后分泌到血液循环中，或再到靶细胞去发挥功能的蛋白质。信号肽：具疏水性的肽段，可使蛋白质移向细胞膜并与细结合，然后将合成的蛋白质送分了生物学原理大多数分泌性蛋白质是一种蛋白质前身。肽类激素、血浆蛋白、凝血因子.抗体蛋白、蛋白酶等2013-4-17分f生物7廉理第四节、抗生素对翻译的抑制作用抗生素一般是细菌或真菌所产生的具有 抑制其它生物生长的物质。