动物生物化学第十五章蛋白质翻译ppt课件

1、NoImageNoImageNoImage本章主要内容：本章主要内容：4 翻译系统翻译系统4 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程4 多肽链翻译后的修饰多肽链翻译后的修饰4 蛋白质的到位蛋白质的到位 基因在原核和真核细胞中最终得到表达基因在原核和真核细胞中最终得到表达原料氨基酸，原料氨基酸，2020种种mRNAmRNA是合成蛋白质的是合成蛋白质的“蓝图或模板蓝图或模板tRNAtRNA是原料氨基酸的是原料氨基酸的“搬运工搬运工rRNArRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机操作台配机操作台1 1、蛋白质的翻译系统、蛋白质的翻译系统蛋白质

2、翻译系统表示图蛋白质翻译系统表示图 mRNA mRNA是遗传信息的载体载有遗传密码，是遗传信息的载体载有遗传密码，genetic codegenetic code，是合成蛋白质的蓝图模板，它以一系列三联体密码子是合成蛋白质的蓝图模板，它以一系列三联体密码子codoncodon的方式从的方式从DNADNA转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨基酸。基酸。 mRNAmRNA占细胞总占细胞总RNARNA的的5-10%5-10%，不稳定，寿命短。，不稳定，寿命短。 原核的原核的mRNA mRNA 是多顺反子是多顺反子; ;真核的真核的mRNA mRNA 是单顺反子。是

3、单顺反子。1.11.1、mRNAmRNA，信使，信使RNARNA 原核原核tRNAtRNA有有30-4030-40种，真核有种，真核有50-6050-60种，含种，含70-9070-90个核苷酸，个核苷酸， 并有多种稀有碱基。并有多种稀有碱基。 tRNA tRNA是最小的是最小的RNARNA， 占细胞总占细胞总RNA RNA 的的15%15%左右，其功能是搬运氨左右，其功能是搬运氨基酸和解读密码子。基酸和解读密码子。 tRNA tRNA 具有具有“四环一臂和四环一臂和“三叶草三叶草 形的典型构造。形的典型构造。留意：留意：3 3端端CCACCA氨基酸受位和反密码子环氨基酸受位和反密码子环1.2

4、、tRNA，转运，转运RNAtRNA的构造的构造“四环一臂四环一臂 倒倒L形的三级构造形的三级构造 tRNA tRNA的功能是解读的功能是解读mRNAmRNA上的密码子和搬运氨基酸上的密码子和搬运氨基酸 tRNA tRNA上至少有上至少有4 4 个位点与多肽链合成有关：即个位点与多肽链合成有关：即3 3CCACCA氨基酸接受位点、氨基酸接受位点、氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其本身的每一个氨基酸有其本身的tRNAtRNA。氨基酸的羧基与。氨基酸的羧基与tRNAtRNA的的 3 3 CC

5、A-OH CCA-OH以以酯键结合。酯键结合。 氨基酸与氨基酸与mRNAmRNA相应的密码子正确相应的密码子正确“对号须依赖于对号须依赖于tRNAtRNA的反密码子。的反密码子。 密码子与反密码子的配对方式密码子与反密码子的配对方式变偶性变偶性反密码子反密码子5 5端的碱基与密码子的第三位配对不严厉端的碱基与密码子的第三位配对不严厉 核糖体是核糖体是rRNA rRNA 与几十种蛋白质的复合体，有大、小与几十种蛋白质的复合体，有大、小两个亚基构成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起两个亚基构成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子始因子IFIF、延伸因子、延伸因子EFEF、释放因子、释放因子

6、RFRF等。等。 原核的核糖体原核的核糖体70S70S= 30S= 30S小亚基小亚基 + 50S+ 50S大亚基大亚基 其中其中 30S30S小亚基含小亚基含16S rRNA 16S rRNA 和和2121种蛋白质种蛋白质 50S50S大亚基含大亚基含23S23S，5SrRNA5SrRNA和和3434种蛋白质种蛋白质 真核的核糖体真核的核糖体80S80S= 40S= 40S小亚基小亚基 + 60S+ 60S大亚基大亚基 其中其中 40S 40S 小亚基含小亚基含18S rRNA 18S rRNA 和和3333种蛋白质种蛋白质 60S 60S 大亚基含大亚基含28S28S，5.8S5.8S，5

7、SrRNA5SrRNA和和4545种蛋白质种蛋白质1.3、rRNA与核糖体与核糖体ribosome rRNA 只需只需4-5种占细胞种占细胞RNA 的大部分的大部分 。 图为原核生物的两种图为原核生物的两种16S rRNA和和5S rRNA 的构的构造造小亚基大亚基tRNA核糖体核糖体原核原核70S70S核糖体和真核核糖体和真核80S80S核糖体的构造和组成核糖体的构造和组成 核糖体有核糖体有4 4个根本功能个根本功能1. 1. 包容包容mRNAmRNA，并能沿着，并能沿着mRNAmRNA由由5 53 3 挪动，由挪动，由tRNAtRNA解读其密码；解读其密码；2. 2. 氨基酰位点氨基酰位点

8、A A位点，可结合氨位点，可结合氨基酰基酰-tRNA-tRNAAA-tRNAAA-tRNA；3. 3. 肽酰基位点肽酰基位点P P位点，可结合肽位点，可结合肽酰基酰基-tRNA-tRNA肽肽-tRNA-tRNA；4. 4. 肽酰基转移酶中心，是构成肽键的肽酰基转移酶中心，是构成肽键的位点等。位点等。 一切参与合成多肽链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专注的一切参与合成多肽链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专注的氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶催化。该酶由两个识别位点，它们能识别特定的合成酶催化。该酶由两个识别位点，它们能识别特定的氨基酸和选择其所对应的氨基酸和选择其所对应的tRNAtRN

9、A，使两者衔接起来利用，使两者衔接起来利用ATPATP。 反响如下：反响如下： 氨基酸的羧基与氨基酸的羧基与tRNA tRNA 的的3 3端端CCA-OH CCA-OH 以酯键相连，因此其氨以酯键相连，因此其氨基是自在的。基是自在的。2 2、蛋白质的生物合成过程、蛋白质的生物合成过程2.12.1、氨基酸的活化、氨基酸的活化tRNAAAtRNAATPAA tRNAAMPPPi 氨酰基-合成酶-氨基酸与氨基酸与tRNAtRNA的的 衔接方式衔接方式 翻译起始时，翻译起始时，第一个氨基酸第一个氨基酸普通是蛋氨酸，普通是蛋氨酸，其氨基要甲酰其氨基要甲酰化，予以维护。化，予以维护。甲酰FH4甲酰基Met

10、tRNAfmetfMet-tRNA合成酶fMet-tRNA酯键首先首先IF3IF3、IF1IF1协助协助30S30S小亚基小亚基与与mRNAmRNA结合，结合，IF2IF2和和GTPGTP协助协助甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸-tRNA-tRNA与与AUGAUG配配对，接着对，接着IF3IF3脱离，构成脱离，构成30S30S起始复合物。起始复合物。50S50S大亚基进入，大亚基进入，IF1IF1和和IF2IF2脱离，构成脱离，构成50S50S起始起始复合物，需求复合物，需求GTPGTP。甲酰甲硫。甲酰甲硫氨酸氨酸-tRNA-tRNA处于处于P P位。位。2.22.2、起始复合物的构成、起始复合物的构

11、成起始密码起始密码AUGAUG上游的上游的S.DS.D序列与序列与16S rRNA316S rRNA3端互补端互补结合有利于结合有利于30S30S起始复合物的构成起始复合物的构成一个嘌呤丰富区一个嘌呤丰富区 起始密码起始密码2.32.3、肽键的构成和延伸、肽键的构成和延伸留意新的留意新的AA-tRNAAA-tRNA如何定位，第一个肽键如何构成，核糖体如何挪动如何定位，第一个肽键如何构成，核糖体如何挪动氨酰基氨酰基tRNAtRNA进入进入A A位位 新的氨基酸新的氨基酸-tRNA-tRNA的进位依赖的进位依赖EF-TuEF-Tu和和TsTs因子的协助因子的协助肽键的构成肽键的构成 肽键的构成由肽

12、酰基转移酶催化肽键的构成由肽酰基转移酶催化 此酶具有核酶的活性此酶具有核酶的活性原核生物肽链的延伸原核生物肽链的延伸 核糖体沿着核糖体沿着mRNA 53方向移位方向移位EF-G因子和因子和GTP参与参与空载的空载的tRNA从从E位点分开位点分开 氨基酸进位，肽链构成和延伸，核糖体沿着氨基酸进位，肽链构成和延伸，核糖体沿着mRNAmRNA的的5 533 方向移位，循环往复，新合成的肽链由氨方向移位，循环往复，新合成的肽链由氨基端向着羧基端不断延伸，直至基端向着羧基端不断延伸，直至mRNAmRNA上出现终止密码，上出现终止密码，相应的肽链释放因子相应的肽链释放因子RF1RF1对应对应UAAUAA、

13、UAGUAG，RF2RF2对对应应UAAUAA、UGAUGA占据占据A A位。肽链的合成终止，并从核糖体位。肽链的合成终止，并从核糖体上释放。上释放。 核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。2.42.4、肽链的终止、肽链的终止蛋白质合成的终止蛋白质合成的终止 多个核糖体结合在同一条多个核糖体结合在同一条mRNA上，由上，由53进展翻译，构成多核糖体进展翻译，构成多核糖体polyribosome，翻译速率得以提高，翻译速率得以提高3.3.多肽链的修饰和加工多肽链的修饰和加工 (1)N (1)N端修饰端修饰 原核生物修饰时是由肽甲酰基酶除去甲酰基，多原核生

14、物修饰时是由肽甲酰基酶除去甲酰基，多数情况甲数情况甲 硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸那么全部被硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸那么全部被切除。切除。 (2) (2)多肽链的水解切除多肽链的水解切除 水解切除其中多余的肽段，使之折叠成水解切除其中多余的肽段，使之折叠成为有活性的酶或蛋白质。如酶原激活为有活性的酶或蛋白质。如酶原激活 (3) (3)氨基酸侧链的修饰氨基酸侧链的修饰 氨基酸侧链的修饰包括羟化、羧化、甲氨基酸侧链的修饰包括羟化、羧化、甲基化及二硫链的构成等。基化及二硫链的构成等。 (4) (4)糖基化修饰糖基化修饰 糖蛋白是细胞蛋白质组成的重要成分。它是在糖蛋白是细胞

15、蛋白质组成的重要成分。它是在翻译后的肽链上以共翻译后的肽链上以共 价键与单糖或寡聚糖衔接而成。糖基化是在酶价键与单糖或寡聚糖衔接而成。糖基化是在酶催化下进展的。催化下进展的。信号肽信号肽signal peptidesignal peptide未成熟蛋白中，可被细胞识别系统识别未成熟蛋白中，可被细胞识别系统识别的特征性氨基酸序列。的特征性氨基酸序列。本章终了本章终了 动物生物化学练习动物生物化学练习31无论是在无论是在DNA复制、还是复制、还是RNA的转录或者是蛋白质翻译的过程，的转录或者是蛋白质翻译的过程，我们都能看到碱基互补配对的原那么贯穿在遗传信息从我们都能看到碱基互补配对的原那么贯穿在遗传信息从DNA传送到蛋传送到蛋白质的各个环节。请做简要地引见并评价其生物学意义。白质的各个环节。请做简要地引见并评价其生物学意义。 2.DNA的复制包括哪些主要阶段？为什么复制具有半保管性？为什的复制包括哪些主要阶段？为什么复制具有半保管性？为什么说子链的合成是半不延续的？么说子链的合成是半不延续的？3.转录的终止出如今转录的终止出如今DNA分子中特定的碱基顺序上。原核分子中特定的碱基顺序上。原核DNA转录转录的终止顺序有明显的构造特点，请予描画。除此以外，还有什么其的终止顺序有明显的构造特点，请予描画。除此以外，还有什么其它的终止转录的方式？它的终止