蛋白质翻译以及翻译后修饰

1、关于蛋白质翻译及翻译后修饰第一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月基因在原核和真核细胞中最终得到表达原核真核第二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月原料氨基酸，20种mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）”tRNA是原料氨基酸的“搬运工”rRNA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）”1 蛋白质的翻译系统第三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月蛋白质翻译系统示意图第四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 mRNA是遗传信息的载体（载有遗传密码，genetic code），是合成蛋白质的蓝图（模板），它以一系列三联体密码子（codon）的形式从DNA

2、转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨基酸。 mRNA占细胞总RNA的5-10%，不稳定，寿命短。 原核的mRNA 是多顺反子;真核的mRNA 是单顺反子。1.1 信使RNA (mRNA)第五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 遗传密码 上世纪60年代，利用均聚核苷酸实验，破译了遗传密码。 遗传密码为三联体（每三个碱基代表一个氨基酸），由5到3阅读，无间断。即使在少数重叠基因（如病毒）中，其开放阅读框架（open reading frame, ORF）仍按此原则。 起始密码为AUG, 终止密码为UAA，UAG和UGA。 5AUG CCA UGC ACC CGG GUU .CAA UAG

3、3 Pro Cys Thr Arg Val .Gln 密码有简并性（degeneracy），即一个氨基酸可由几个密码子表示；通用性，大多数生物使用同样的遗传密码，但也会有所偏爱。 第六张，PPT共二十八页，创作于2022年6月遗 传 密 码 表第七张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 原核tRNA有30-40种，真核有50-60种，含70-90个核苷酸， 并有多种稀有碱基。 tRNA是最小的RNA， 占细胞总RNA 的15%左右，其功能是搬运氨基酸和解读密码子。 tRNA 具有“四环一臂”和“三叶草” 形的典型结构。注意：3端CCA氨基酸受位和反密码子环1.2 转运RNA (tRNA)第

4、八张，PPT共二十八页，创作于2022年6月tRNA的结构“四环一臂” 倒L形的三级结构 第九张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 tRNA的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸。 tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即3CCA氨基酸接受位点、氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其相应的tRNA携带, 氨基酸的羧基与tRNA的 3 CCA-OH 以酯键结合。而tRNA的反密码子可以与mRNA上相应的密码 子互补结合, 以使氨基酸正确“对号入座” （因为密码子的序列对应于多肽链上 的氨基酸序列）。 密码子与反密码子的配对方式第十张，PP

5、T共二十八页，创作于2022年6月变偶性或摆动性反密码子5端的碱基与 密码子的第三位配对不严格第十一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 核糖体是rRNA 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、起始因子（IF）、延伸因子（EF）、释放因子（RF）等。 原核的核糖体（70S）= 30S小亚基 + 50S大亚基 30S小亚基: 16S rRNA + 21种蛋白质 50S大亚基: 23S，5SrRNA + 34种蛋白质 真核的核糖体（80S）= 40S小亚基 + 60S大亚基 40S 小亚基: 18S rRNA + 33种蛋白质 60S 大亚基: 28S

6、，5.8S，5SrRNA + 45种蛋白质1.3 核糖体（ribosome）与核糖体rRNA第十二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 沉降系数 S 生物大分子在离心场中沉降，受到三种力的影响，它们是离心力，浮力和摩擦力。物质在单位离心力场的沉降速度是个定值，称为沉降系数（sedimentation coefficient） 。 蛋白质、核酸等的沉降系数在1 X 10-13到 200 X 10-13秒 之间。为方便将10-13秒作为一个单位，称Svedberg单位，用S表示。 其数值不仅与物质分子的质量有关，也与分子的形状有关。 第十三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月rRNA只

7、有4-5种，但占细胞RNA 的大部分 。 图为原核生物的两种RNA16S rRNA和5S rRNA 的结构第十四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月核糖体的结构第十五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 核糖体有4个基本功能1. 容纳mRNA，并能沿着mRNA由53 移动，由tRNA解读其密码；2. 氨基酰位点（A位点），可结合氨基酰-tRNA（AA-tRNA）；3. 肽酰基位点（P位点），可结合肽酰基-tRNA（肽-tRNA）；4. 脱氨基酰tRNA的出口位(E位点) ;5. 肽酰基转移酶中心，是形成肽键的位点等。第十六张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 所有参与合成多肽

8、链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专一的氨基酰-tRNA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tRNA，使两者连接起来（利用ATP）。 反应如下： 氨基酸的羧基与tRNA 的3端CCA-OH 以酯键相连，因此其氨基是自由的。2 蛋白质的生物合成过程2.1 氨基酸的活化第十七张，PPT共二十八页，创作于2022年6月氨基酸与tRNA的 连接方式 翻译起始时，第一个氨基酸一般是甲硫氨酸，其氨基要甲酰化成为甲酰甲硫氨酸，予以保护。甲酰FH4甲酰基MettRNAfmetfMet-tRNA合成酶fMet-tRNA酯键第十八张，PPT共二十八页，创作于2022年6月首先IF

9、3、IF1帮助30S小亚基与mRNA结合，IF2和GTP帮助甲酰甲硫氨酸-tRNA与AUG配对，接着IF3脱离，形成30S起始复合物。50S大亚基进入，IF1和IF2脱离，形成70S起始复合物，需要GTP。甲酰甲硫氨酸-tRNA处于P位。2.2 起始复合物的形成第十九张，PPT共二十八页，创作于2022年6月起始密码AUG上游的S.D序列(一个嘌呤丰富区)与其核糖体小亚基中16S rRNA的3端互补结合有利于30S起始复合物的形成一个嘌呤丰富区 起始密码第二十张，PPT共二十八页，创作于2022年6月2.3 肽键的形成和延伸（注意新的AA-tRNA如何定位，第一个肽键如何形成，核糖体如何移动）

10、 氨酰基tRNA进入A位 新的氨基酸-tRNA的进位依赖Tu-Ts因子和GTP的协助 第二十一张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 肽键的形成 肽键的形成由肽酰基转移酶催化（此酶具有核酶的活性） 第二十二张，PPT共二十八页，创作于2022年6月原核生物肽链的延长 核糖体沿着mRNA 53方向移位，多肽链沿着N端向着C端延伸，须有EF-G因子和GTP参与，空载的tRNA从E位点离开第二十三张，PPT共二十八页，创作于2022年6月 氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的53 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，相应的肽链释放因子R

11、F1（对应UAA、UAG），RF2（对应UAA、UGA）占据A位。肽链的合成终止，并从核糖体上释放。 核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。2.4 肽链的终止第二十四张，PPT共二十八页，创作于2022年6月多个核糖体结合在同一条mRNA上，由53进行翻译，形成多核糖体（polyribosome），以提高翻译的效率第二十五张，PPT共二十八页，创作于2022年6月3 多肽链的修饰和加工 (1)N端修饰 原核生物修饰时是由肽甲酰基酶除去甲酰基，多数情况甲硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸则全部被切除。 (2)多肽链的水解切除 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 (3)氨基酸侧链的修饰 氨基酸侧链的修饰包括羟化、羧化、甲基化及二硫链的形成等。 (4)糖基化修饰 糖蛋白是细胞蛋白质组成的重要成分。它是在翻译后的肽链上以共 价键与单糖或寡聚糖连接而成。糖基化是在酶催化下进行的。第二十