第10章 蛋白质的生物合成

1、w 蛋白质合成的直接模板，指导肽链的合成。蛋白质合成的直接模板，指导肽链的合成。w mRNAmRNA分子上的核苷酸顺序决定蛋白质分子分子上的核苷酸顺序决定蛋白质分子的氨基酸顺序。的氨基酸顺序。1 1、信使、信使RNARNAw 3 3个连续的核苷酸代表个连续的核苷酸代表1 1个氨基酸，即每个氨基酸，即每3 3个核苷酸组成个核苷酸组成1 1个密码子，称为个密码子，称为三联体密三联体密码码。 4种碱基如何对应种碱基如何对应20种基本氨基酸？种基本氨基酸？w 1个碱基对应一种个碱基对应一种AA 4w 2个碱基对应一种个碱基对应一种AA 16w 3个碱基对应一种个碱基对应一种AA 64 三联体密码三联体

2、密码（）遗传密码的破译（）遗传密码的破译1 1、方向性、方向性2 2、简并性、简并性 除除Try和和Met各有一个，其他都有两个以上。各有一个，其他都有两个以上。 3 3、通用性与例外、通用性与例外 所有生物共用一套密码。但在真核细胞线粒体中，所有生物共用一套密码。但在真核细胞线粒体中，UAG不是不是终止密码子终止密码子，是，是Trp的密码子；的密码子；AUA不是不是Ile的密码子，而是的密码子，而是Met的密码子；的密码子；AGA和和AGG不是不是Arg密码子，而是密码子，而是终止密码子终止密码子。4 4、读码的连续性、读码的连续性（2）遗传密码的基本特性）遗传密码的基本特性5 5、有起始密

3、码子和终止密码子、有起始密码子和终止密码子起始密码子：起始密码子：AUG终止密码子：终止密码子：UAA、UAG、UGA6 6、变偶性、变偶性tRNA上反密码子的上反密码子的第第1位位碱基与碱基与mRNA密码子的密码子的第第3位位碱基配对时，可以在碱基配对时，可以在一定范围内变动，即并不一定范围内变动，即并不严格遵循碱基配对规律，严格遵循碱基配对规律，这一现象称为这一现象称为摆动性（变摆动性（变偶性）偶性）。二、二、tRNAtRNAw 氨基酸的携带者；氨基酸的携带者；w 每一种氨基酸都有特有每一种氨基酸都有特有tRNAtRNA携带，有的氨基携带，有的氨基酸可以被几种酸可以被几种tRNAtRNA携

4、带称为携带称为w 携带了氨基酸的携带了氨基酸的tRNAtRNA： 原核细胞：起始甲酰甲硫氨酰原核细胞：起始甲酰甲硫氨酰 真核细胞：真核细胞： 核蛋白体的组成核蛋白体的组成核蛋核蛋白体白体原核生物原核生物真核生物真核生物蛋白质蛋白质 S S值值 rRNArRNA 蛋白质蛋白质S S值值rRNArRNA小亚基小亚基2121种种30S30S16S16S3333种种40S40S18S18S大亚基大亚基3434种种50S50S23S23S5S5S4949种种60S60S28S28S5.8S5.8S5S5S核蛋白核蛋白体体70S70S80S80S三、核糖体是蛋白质合成的工厂三、核糖体是蛋白质合成的工厂原核

5、生物核蛋白体结构模式原核生物核蛋白体结构模式多核糖体多核糖体（polysome)一个一个mRNA分子可分子可同时有多个核蛋白体在同时有多个核蛋白体在进行同一种蛋白质的合进行同一种蛋白质的合成，这种成，这种mRNA和多个和多个核蛋白体的聚合物称为核蛋白体的聚合物称为多聚核蛋白体。多聚核蛋白体。四、翻译辅助因子四、翻译辅助因子P349 表表13-5第第2节节 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成w氨基酸的活化氨基酸的活化w肽链合成的起始肽链合成的起始w肽链合成的延伸肽链合成的延伸w肽链合成的终止与释放肽链合成的终止与释放w翻译后加工翻译后加工一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化氨基酸氨基酸 + tRNA氨

6、基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶二、肽链合成起始二、肽链合成起始指指mRNA和起始氨基酰和起始氨基酰-tRNA分别与分别与核蛋白体结合而形成核蛋白体结合而形成翻译起始复合物翻译起始复合物 (translational initiation complex)。参与起始过程的蛋白质因子称起始因参与起始过程的蛋白质因子称起始因子（子（initiation factor，IF）。）。S-D序列：序列：在原核生物在原核生物mRNA起始密码起始密码AUG上游，上游，存在存在49个富含嘌呤碱的一致性序列，如个富含嘌呤碱的一致性序列，如-AGGAGG-，称为，称为S-D

7、序列序列。 又称为又称为核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点（ribosomal binding site，RBS) 能与能与16S核糖体核糖体RNA识别，以帮助从起识别，以帮助从起始始AUG处开始翻译。处开始翻译。 Shine和和Dalgarno（一）、起始密码子识别（一）、起始密码子识别S-D序列序列 （二）、原核生物翻译起始复合（二）、原核生物翻译起始复合物形成物形成核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；mRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的结合；的结合； 核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。IF-3IF-11. 核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大

8、小亚基分离A U G53IF-3IF-12. mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合IF-3IF-1IF-2GTPA U G533. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA与小亚基结合与小亚基结合IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G534. 核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合 A：aminoacyl site P：peptide site E：exit site（大部分在大亚基上）（大部分在大亚基上）IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始过程消耗起始过程消耗1个个GTP。指按照指按照mRNA密码序列的指导，依密码序列的指导，依次添加氨基酸次添加氨基酸

9、从从N端向端向C端端延伸肽链，直延伸肽链，直到合成终止的过程。到合成终止的过程。 三、蛋白质合成的延伸三、蛋白质合成的延伸（elongationelongation） 肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为进行，又称为核蛋白体循环核蛋白体循环（ribosomal cycle)。 每次循环增加一个氨基酸，分为以下三步：每次循环增加一个氨基酸，分为以下三步： 进位进位（entrance） 转肽转肽（peptide bond formation） 移位移位（translocation）进位进位指根据指根据mRNA上一组遗传密码指上一组遗传密码指导，使相应

10、氨基酰导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白进入核蛋白体体A位。位。Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP延长因子延长因子EF-T催化催化进位（原核生物）进位（原核生物）转肽：肽酰转移酶（核糖体参与催化转肽：肽酰转移酶（核糖体参与催化）延长因子延长因子EF-G有转位酶有转位酶（translocase ）活性，可结合并水解）活性，可结合并水解1分分子子GTP，促进核蛋白体向，促进核蛋白体向mRNA的的3侧移动。侧移动。移位：移位：EF-G（EF-2）进进位位移移位位转肽转肽肽酰转移酶活性变为酯酶活性肽酰转移酶活性变为酯酶活性（八）翻译的终止（八）翻译的终止（terminatetermi

11、nate）当当mRNA上终止密码（上终止密码（UAA、UAG、UGA）出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释中释出，出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。链合成终止。原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 U A G53RFCOO- 原核生物蛋白质合成的原核生物蛋白质合成的能量计算能量计算氨基酸活化：氨基酸活化：2个个PATP起始：起始： 1个个GTP延长：延长： 2个个GTP终止：终止： 1个个GTP结论：结论：每合成一个肽键至少消耗每合成一个肽键至少消耗4个个P。w 肽链合成方向肽链合成方向N

12、CN C（同位素证明）（同位素证明）w 以以mRNAmRNA的的5-35-3方向阅读遗传密码方向阅读遗传密码w 该合成过程是一个耗能过程该合成过程是一个耗能过程 从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。程才转变为天然构象的功能蛋白。三、蛋白质的翻译后加工三、蛋白质的翻译后加工1. N端改造端改造 fMet的切除的切除2. 信号肽（能透膜，进行蛋白质的锚定）的切除信号肽（能透膜，进行蛋白质的锚定）的切除3. 氨基酸的修饰氨基酸的修饰/改造改造 肽链

13、内或肽链间的二硫键的形成、乙酰化、甲基化肽链内或肽链间的二硫键的形成、乙酰化、甲基化 氨基酸残基的修饰（氨基酸残基的修饰（Pro-OH/CysPro-OH/Cys-OH-OH）4. 糖基化糖基化 （AspAsp、SerSer、ThrThr、AsnAsn）5. 某些多肽要经特殊的酶切一段肽链后才有生物活性某些多肽要经特殊的酶切一段肽链后才有生物活性(如：如：胰岛素胰岛素)6. 高级结构的形成高级结构的形成 在分子伴侣的协助下形成正确的结在分子伴侣的协助下形成正确的结构构7. 锚定（定位）锚定（定位）w 1. 1. 蛋白质的合成体系。蛋白质的合成体系。w 2. 2. 核糖体的结构。核糖体的结构。w

14、 3. 3. 密码子的特点。密码子的特点。w 4. 4. 蛋白质的合成过程。蛋白质的合成过程。w 5. 5. 蛋白质的翻译后加工。蛋白质的翻译后加工。1.真核生物在蛋白质生物合成中的起始真核生物在蛋白质生物合成中的起始tRNA是是A. 亮氨酸亮氨酸tRNA B. 丙氨酸丙氨酸tRNA C. 赖氨酸赖氨酸tRNA D. 甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸tRNA E.甲硫氨酸甲硫氨酸tRNA 4.反密码子反密码子IGG的相应密码子是的相应密码子是A. ACC B. GCC C. UCC D. CCA E.GCG 6.蛋白质合成的方向蛋白质合成的方向A. 由由mRNA的的3端向端向5端进行端进行B.由由mR

15、NA的的3端与端与5端进行端进行C.由肽链的由肽链的C端向端向N端进行端进行D.由肽链的由肽链的N 端向端向C端进行端进行E.由肽链的由肽链的N 端与端与C端进行端进行1.1.三羧环循环酶系全都位于线粒体基质。三羧环循环酶系全都位于线粒体基质。( (- -) )2.2.三羧酸循环是糖，脂肪和氨基酸氧化生能的三羧酸循环是糖，脂肪和氨基酸氧化生能的最终共同通路。最终共同通路。 ( (+ +) ) 3.3.每摩尔葡萄糖经三羧酸循环产生的每摩尔葡萄糖经三羧酸循环产生的ATPATP分子分子数比糖酵解时产生的数比糖酵解时产生的ATPATP多一倍。多一倍。 ( (- -) )4.DNA4.DNA只存在于细胞

16、核中，核外没有。只存在于细胞核中，核外没有。 ( (- -) )5.DNA5.DNA复制时，岗崎片段的合成需要复制时，岗崎片段的合成需要RNARNA引物。引物。 ( (+ +) ) 6.6.水解蛋白质所获得的全部氨基酸均为水解蛋白质所获得的全部氨基酸均为L氨基酸。氨基酸。（-） 7.7.与非酶促反应相比，酶促反应能使更多的底物形成与非酶促反应相比，酶促反应能使更多的底物形成产物。（产物。（-） 8.8.亚基是独立的结构单位，但不是独立的功能单位。亚基是独立的结构单位，但不是独立的功能单位。（+） 9.9.糖酵解过程中，因为葡萄糖和果糖的活化都需要糖酵解过程中，因为葡萄糖和果糖的活化都需要ATP

17、，所以，所以，ATP高时，糖酵解速度会加快。（高时，糖酵解速度会加快。（-）10.10.DNA、RNA和蛋白质合成都不需要引物。（和蛋白质合成都不需要引物。（-）11.11.如果如果DNA样品样品A中的中的Tm低于低于DNA样品样品B中的中的Tm，那么样品，那么样品A中含有的中含有的A-T碱基对碱基对高于样品高于样品B。（。（+） 12.12.线粒体中线粒体中FADH2的的P/O比是比是2。（。（+） 13.13.丙酮酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系与酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶系具有相同的辅因子。（系具有相同的辅因子。（+）14.14.脂肪酸合成的限速酶是乙酰脂肪酸合成的限速酶是乙酰CoA羧化酶。

18、羧化酶。（+） 15.15.一条新链合成开始时，一条新链合成开始时，fMet-tRNAfMet与核糖体的与核糖体的A位结合。（位结合。（-） 16.真核细胞和原核细胞的转录和翻译都是偶联真核细胞和原核细胞的转录和翻译都是偶联的。（的。（-） 17.DNA的半不连续复制是指复制时一条链的合的半不连续复制是指复制时一条链的合成方向是从成方向是从5到到3，而另一条，而另一条 链是链是3到到5。（-） 18.1/Km愈大，表明酶和底物的亲和力越大。愈大，表明酶和底物的亲和力越大。（+） 19.奇数脂肪酸不通过奇数脂肪酸不通过-氧化方式氧化。（氧化方式氧化。（-）20. tRNA分子中存在有胸腺嘧啶核糖

19、核苷酸。分子中存在有胸腺嘧啶核糖核苷酸。（+）21. 只有只有DNA作为遗传信息。（作为遗传信息。（-）22. 辅基与酶结合不紧，很容易除去。（辅基与酶结合不紧，很容易除去。（-）23. 分子内的氢键使分子内的氢键使螺旋稳定。（螺旋稳定。（+）24. 6-磷酸葡萄糖和磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖都是磷酸磷酸果糖都是磷酸酯且不含高能键。（酯且不含高能键。（+）25. -氧化途径是脂肪酸合成的逆反应。氧化途径是脂肪酸合成的逆反应。（-）26.在脂肪酸合成过程中，中间产物是以共价在脂肪酸合成过程中，中间产物是以共价键与键与ACP相联。相联。 （+）27.蛋白质分子中因含有蛋白质分子中因含有Phe、Tyr

20、、Trp，所以，所以在在260nm处有最大吸收。（处有最大吸收。（-）28.蛋白质是稳定的亲水胶体，其稳定因素是蛋白质是稳定的亲水胶体，其稳定因素是由于蛋白质表面具有相反电荷与水膜。（由于蛋白质表面具有相反电荷与水膜。（-）29.蛋白质合成中，终止密码子不编码任何氨蛋白质合成中，终止密码子不编码任何氨基酸。基酸。 （+）30.酶活力随反应温度升高而不断加大。（酶活力随反应温度升高而不断加大。（-）31.反竞争性抑制剂不会改变酶的最大反应速度。反竞争性抑制剂不会改变酶的最大反应速度。 （-）32.酮体的生成和利用都是在肝脏中进行。酮体的生成和利用都是在肝脏中进行。 （-）33. L-谷氨酸脱氢酶

21、可以催化谷氨酸脱氢酶可以催化L-谷氨酸的氧谷氨酸的氧 化脱氨，它的辅助因子是化脱氨，它的辅助因子是NAD+。（。（+）34.催化催化ATP分子中的磷酰基转移到受体上的酶分子中的磷酰基转移到受体上的酶 称为激酶。称为激酶。 （+）35.淀粉、糖原、纤维素的合成均需引物存在。淀粉、糖原、纤维素的合成均需引物存在。 （+） 36.呼吸链中呼吸链中E0值越小，夺取电子的倾向越值越小，夺取电子的倾向越 大。大。 （-）37.脂肪酸合成的直接前体是丙二酸单酰脂肪酸合成的直接前体是丙二酸单酰 CoA。 （+）38. FAD和和FMN是维生素是维生素B2的衍生物。（的衍生物。（+）39.参与尿素循环的酶都位于

22、线粒体内。（参与尿素循环的酶都位于线粒体内。（-）40.生物体内转运一碳单位的载体是四氢叶酸。生物体内转运一碳单位的载体是四氢叶酸。 （+）41.在大肠杆菌中在大肠杆菌中DNA聚合酶聚合酶I主要起聚合复制主要起聚合复制作用。（作用。（-）42. Sephadex G 25中的数字中的数字“25”表示每克干表示每克干胶能吸收胶能吸收250ml水。水。 （+）43.用定磷法测定核酸含量，样品若消化不完用定磷法测定核酸含量，样品若消化不完全，则会使测定结果偏低。全，则会使测定结果偏低。 （+）44.糖酵解中间产物磷酸丙糖的实验中，酵母糖酵解中间产物磷酸丙糖的实验中，酵母能提供糖酵解所需要的酶和无机物

23、。能提供糖酵解所需要的酶和无机物。 （+）45.稀碱法提取酵母稀碱法提取酵母RNA时，应避免在时，应避免在2070 之间停留时间过长。之间停留时间过长。 （+）w Tm值值 w 等电点等电点 w 酶的活性中心酶的活性中心 w 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 w 三羧酸循环三羧酸循环 w 底物磷酸化底物磷酸化 w 必需氨基酸必需氨基酸 w 辅酶和辅基辅酶和辅基w 不对称转录不对称转录 w 中心法则中心法则 必需氨基酸：必需氨基酸：机体需要但不能自身合成，机体需要但不能自身合成，必须由食物中获取的一类氨基酸必须由食物中获取的一类氨基酸(0.5分分)，包，包括：赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮括：赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸8种种(1.5分分) 。Tm值：值：DNA变性过程中，紫外吸收值达到最大变性过程中，紫外吸收值达到最大值的值的50%或或50%的双链结构被解开时的温度称为的双链结构被解开时的温度称为DNA的解链温度的解链温度 (1.5分分) 。Tm值与值与DNA的分子的分子大