西北医科大学翻译(本)

1、mRNA蛋白质遗传信息碱基的排列顺序物质基础AA的排列顺序翻译合成体系第一页，共一百七十三页。第二页，共一百七十三页。第三页，共一百七十三页。第四页，共一百七十三页。5 GCAGTAGCATTC.33 c g t c a t g t a c a g .55 GCAGUACAUGUC.3N Ala .Val. His. ValC DNARNA肽转录翻译编码链模板链基因表达第五页，共一百七十三页。（1）氨基酸的活化（2）肽链的生物合成（3）肽链形成后的加工和靶向输送反应过程（1）维持多种生命活动（2）适应环境的变化（3）参与组织的更新和修复生物学意义第六页，共一百七十三页。 第一节蛋白质合成体系P

2、rotein Biosynthesis System第七页，共一百七十三页。 第八页，共一百七十三页。5 GCAGTAGCATTC.33 c g t c a t g t a c a g .55 GCAGUACAUGUC.3N Ala .Val. His. ValC DNARNA肽转录翻译编码链模板链基因表达第九页，共一百七十三页。基本原料：20种编码氨基酸模板：mRNA适配器：tRNA装配机：核蛋白体主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等能源物质：ATP、GTP无机离子：Mg2+、 K+蛋白质生物合成体系第十页，共一百七十三页。 1961年，Nire

3、nberg 证明了mRNA的模板作用。一、翻译模板mRNA及遗传密码第十一页，共一百七十三页。细菌矾土颗粒轻轻研磨细菌液离心，去除细胞壁和膜提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶、离子）DNA水解酶，20种氨基酸等蛋白质第十二页，共一百七十三页。DNase蛋白质合成量时间第十三页，共一百七十三页。mRNA是蛋白质生物合成的直接模板mRNA的基本结构Start of genetic messageCapEndTail5-端非翻译区 533-端非翻译区 开放阅读框架 从mRNA 5-端起始密码子AUG到3-端终止密码子之间的核苷酸序列，称为开放阅读框架(open reading frame

4、, ORF)。第十四页，共一百七十三页。 mRNA是遗传信息的携带者遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子（cistron）。原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子（polycistron）。真核生物一个mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子（single cistron）。 第十五页，共一百七十三页。mRNA结构简图第十六页，共一百七十三页。原核细胞mRNA的结构特点53顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序先导区末端顺序AGGAGGUSD区一条mRNA链编码几种功能相关的蛋白质第十七页，共一百七十三页。真核细胞mRNA的结构特点5

5、“帽子”PolyA 3 顺反子m7G-5ppp-N-3 p AAAAAAA-OH一条mRNA链只能为一种蛋白质编码 第十八页，共一百七十三页。 mRNA上存在遗传密码mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码（triplet codon）。第十九页，共一百七十三页。ORF从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一条多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 第二十页，共一百七十三页。保温蛋白质合成停止poly U，ATP，G

6、TP，氨基酸多聚苯丙氨酸（UUU是Phe的密码子）同样方法证明了CCC是Pro的密码子，AAA是Lys的密码子。提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖 体、酶、离子）遗传密码的破译第二十一页，共一百七十三页。遗传密码表密码子的第一个字母密码子的第二个字母第二十二页，共一百七十三页。密码数目： 43=64起始密码：1个AUG（又为蛋氨酸密码）终止密码：3个（UAA、UAG、UGA） （使翻译终止的密码，不代表任何氨基酸）氨基酸密码：61个（64 - 3 = 61）第二十三页，共一百七十三页。遗传密码的特点1.方向性5 GCAGUACAUGUC.3N Ala .Val. His. ValC RN

7、A肽翻译翻译时遗传密码的阅读方向是53，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始，按53的方向逐一阅读，直至终止密码子。 第二十四页，共一百七十三页。2. 连续性（commaless）编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间隔也无重叠。 5.A U G G C A G U A C A U U A A 3AlaValHisMet终止密码第二十五页，共一百七十三页。重叠密码非重叠连续的密码不连续的密码第二十六页，共一百七十三页。基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。 第二十七页，共一百七十三页。由于对mRNA

8、外显子的加工，造成mRNA与其DNA模板序列之间不匹配，使同一mRNA前体翻译出序列、功能不同的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑（mRNA editing)。 mRNA编辑第二十八页，共一百七十三页。3. 简并性（degeneracy）遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有24个或多至6个密码子为之编码。 为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并性密码子，也称同义密码子 。第二十九页，共一百七十三页。遗传密码的简并性第三十页，共一百七十三页。密码子简并性的生物学意义：减少有害突变。 遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基。GCU ACUGCC ACCGCA ACA

9、GCG ACG AlaThr第三十一页，共一百七十三页。4. 通用性（universal）蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 第三十二页，共一百七十三页。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 通用密码 线粒体密码AUA 异亮 蛋、起始AGA 精 终止AGG 精 终止UGA 终止 色第三十三页，共一百七十三页。5. 摆动性（wobble）tRNA上反密码子的第1位碱基与mRNA密码子的第3位碱基配对时，可以在一定范围内变动，即并不严格遵循碱基配对规律，这一现象称为摆动性。第三十四页，共一百七十三页。U3 2 11

10、2 3摆动配对第三十五页，共一百七十三页。第三十六页，共一百七十三页。 核糖体是由几十种蛋白质和几种rRNA组成的亚细胞颗粒,其中蛋白质与rRNA的重量比约为1:2。核糖体是蛋白质合成的场所。二、核蛋白体是多肽链合成的装置第三十七页，共一百七十三页。细胞中的核糖体有：细胞质核糖体(附着核糖体和游离核糖体)、线粒体核糖体、叶绿体核糖体附着于内质网上的核糖体,主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质,如抗体、酶原或蛋白质类的激素等。游离核糖体所合成的蛋白质,多半是分布在细胞基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子(包括酶分子)。此外还合成某些特殊蛋白质,如红细胞中的血红蛋白等。因此,在分裂活动旺

11、盛的细胞中,游离核糖体的数目就比较多,而且分布比较均匀。这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。第三十八页，共一百七十三页。第三十九页，共一百七十三页。核蛋白体的组成第四十页，共一百七十三页。 第四十一页，共一百七十三页。原核生物核蛋白体结构模式 第四十二页，共一百七十三页。原核生物核蛋白体结构模式50S大亚基： E位：排出位 （Exit site）30S小亚基： 有mRNA结合位点 转肽酶活性大小亚基共同组成：A位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位(peptidyl site)第四十三页，共一百七十三页。三、tRNA与氨基酸的活化反密码环氨基酸臂运载氨基酸：氨基酸各由其

12、特异的tRNA携带，一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合在tRNA 3-CCA的位置，结合需要ATP供能；充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。第四十四页，共一百七十三页。识别藕联配对第四十五页，共一百七十三页。第四十六页，共一百七十三页。氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶（一）氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase) 氨基酸的活化第四十七页，共一百七十三页。 第四十八页，共一百七十三页。氨基酰-tRNA合成酶结构氨基酰tRNA合成酶的3个结合位点氨基酸和

13、ATP形成氨基酰腺苷氨基酰转移到tRNA上tRNA负载了氨基酸第四十九页，共一百七十三页。第一步反应氨基酸ATPE 氨基酰-AMP-EAMP PPi 第五十页，共一百七十三页。第二步反应氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰-tRNA AMP E第五十一页，共一百七十三页。氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。特性tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP第五十二页，共一百七十三页。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。动力学校对化学校对特性第五十三页，共一百七十三页。 氨基酸的活化形式：氨基酰tRNA氨基酸的活化部位：羧基氨基酸与tRNA连接方式：酯键氨基酸活化耗能：2个P第五十

14、四页，共一百七十三页。氨基酰tRNA的表示方法丙氨基酰tRNA：ala-tRNAala精氨基酰tRNA：arg-tRNAarg甲硫氨基酰tRNA： met-tRNAmet第五十五页，共一百七十三页。真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-tRNAifMet（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA起始密码子AUG编码的met由tRNAimet （真核） 或tRNAfmet（原核）转运第五十六页，共一百七十三页。 fMet-tRNAifMet的生成：真核细胞起始密码子编码的met不须甲酰化大肠杆菌起始密码子编码的met须甲酰化第五十七页，共一百七十三页。第五十八页，共一百七十三页。

15、第二节蛋白质生物合成过程The Process of Protein Biosynthesis第五十九页，共一百七十三页。蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等（一）重要的酶类氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化；转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离；转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。 第六十页，共一百七十

16、三页。（二）蛋白质因子起始因子（initiation factor，IF）延长因子（elongation factor，EF）释放因子（release factor，RF）第六十一页，共一百七十三页。参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能第六十二页，共一百七十三页。参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能第六十三页，共一百七十三页。蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP;参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、K+ 等。（三）能源物质及离子第六十四页，共一百七十三页。蛋白质合成中mRNA模板的方向：5 3；蛋白质的合成方向：N端 C端。蛋白质合成过程：起始延长终止第六十五页，共

17、一百七十三页。一、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。参与起始过程的蛋白质因子称起始因子（initiation factor，IF）。第六十六页，共一百七十三页。参与起始过程的蛋白质因子称起始因子（initiation factor，IF）。原核生物起始因子有三种：IF-1：占据A位防止结合其他tRNA。IF-2：促进起始tRNA与小亚基结合。IF-3：促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性。第六十七页，共一百七十三页。（一）原核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚

18、基分离；mRNA在小亚基定位结合；起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。第六十八页，共一百七十三页。IF-3IF-11. 核蛋白体大小亚基分离第六十九页，共一百七十三页。AUG53IF-3IF-12. mRNA在小亚基定位结合第七十页，共一百七十三页。S-D序列：在原核生物mRNA起始密码AUG上游，存在49个富含嘌呤碱的一致性序列，如-AGGAGG-，称为S-D序列。又称为核蛋白体结合位点（ribosomal binding site，RBS) 第七十一页，共一百七十三页。S-D序列 第七十二页，共一百七十三页。IF-3IF-1IF-2GTPAUG533. 起始氨基酰tRNA与小

19、亚基结合第七十三页，共一百七十三页。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiAUG534. 核蛋白体大亚基结合第七十四页，共一百七十三页。IF-3IF-1AUG53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始过程消耗1个GTP。第七十五页，共一百七十三页。二、肽链的延长指按照mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 第七十六页，共一百七十三页。肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环（ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，分为以下三步：进位（entrance）成肽（peptide bond formation）转位

20、（translocation）第七十七页，共一百七十三页。肽链合成的延长因子 第七十八页，共一百七十三页。（一）进位指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位。 第七十九页，共一百七十三页。延长因子EF-T催化进位（原核生物） 第八十页，共一百七十三页。第八十一页，共一百七十三页。TuTsGTPGDPAUG53TuTsGTP第八十二页，共一百七十三页。（二）成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的肽键形成过程。第八十三页，共一百七十三页。（三）转位延长因子EF-G有转位酶（translocase ）活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA

21、的3侧移动。第八十四页，共一百七十三页。第八十五页，共一百七十三页。fMetAUG53fMetTuGTP第八十六页，共一百七十三页。进位转位成肽第八十七页，共一百七十三页。 三、肽链合成的终止当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。 第八十八页，共一百七十三页。终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF) 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放。 释放因子的功能原核生物释放因子：RF-1，RF-

22、2，RF-3 真核生物释放因子：eRF RF-3可结合核蛋白体其他部位，有GTP酶活性，能介导RF-1、RF-2与核蛋白体的相互作用。 第八十九页，共一百七十三页。原核肽链合成终止过程 第九十页，共一百七十三页。UAG53RFCOO-第九十一页，共一百七十三页。 原核生物蛋白质合成的能量计算氨基酸活化：2个PATP起始： 1个GTP延长： 2个GTP终止： 1个GTP结论：每合成一个肽键至少消耗4个P。第九十二页，共一百七十三页。 一份原件（DNA），一张蓝图（从DNA长链上转录的遗传密码片段），一个信使（mRNA），一个车间（rRNA），一个译员和搬运工（tRNA），一条多肽链，当然还有做辅

23、助工作的酶，这就是一个蛋白质合成的全部工序，也是遗传信息的流向图。第九十三页，共一百七十三页。二、真核生物的肽链合成过程第九十四页，共一百七十三页。 真核生物翻译起始的特点核蛋白体是80S；起始因子种类多；起始tRNA的Met不需甲酰化；mRNA的5帽子和3poly A尾结构与mRNA在核蛋白体就位有关；起始tRNA先与核蛋白体小亚基结合，然后再结合mRNA（一）起始第九十五页，共一百七十三页。真核生物翻译起始因子 第九十六页，共一百七十三页。第九十七页，共一百七十三页。真核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰-tRNA结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合。

24、第九十八页，共一百七十三页。Met40SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、 eIF-6 elF-3GDP+Pi各种elF释放elF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PAB真核生物翻译起始复合物形成过程Met-tRNAiMet-elF-2 -GTPMet60S第九十九页，共一百七十三页。真核生物肽链合成的延长过程与原核基本相似，但有不同的反应体系和延长因子。另外，真核细胞核蛋白体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。（二）真核生物延长过程第一百页，共一百七十三页。多聚核蛋白体在一条mRNA分子上可同时附着几个到几十个核蛋白

25、体，同时进行翻译的多聚体，称多核蛋白体。其作用是：(1)提高了mRNA的利用率(2)增加了翻译效率第一百零一页，共一百七十三页。电镜下的多聚核蛋白体第一百零二页，共一百七十三页。（三）真核生物终止过程 只有一个释放因子eRF，可识别所有终止密码。第一百零三页，共一百七十三页。原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别第一百零四页，共一百七十三页。真核与原核蛋白质合成的异同 真核 原核 核蛋白体 80S 70S 含蛋白数量 多于80 少于60 小亚基结构 无嘧啶区和互补区 含嘧啶区与互补 tRNA tRNAimet tRNAfmet 启动 eIF 9-10种 需ATP 小亚基先与tRNA结合，在与

26、mRNA结合延长 EF1,EF2 EFTu EFTs 终止 RF 需 GTP RF1，RF2，RF3 第一百零五页，共一百七十三页。比较：原核生物复制、转录、翻译的共同点及不同点。（提示：原料、模板、酶、引物、碱基配对、合成方向、产物、产物加工修饰、供能物质、无机离子）第一百零六页，共一百七十三页。第一百零七页，共一百七十三页。第一百零八页，共一百七十三页。1原核生物起始tRNA是（ ） A.甲硫氨酰-tRNA B.缬氨酰- tRNA C.甲酰甲硫氨酰- tRNA D.任何氨酰- tRNA 2蛋白质生物合成的方向是（ ） A.从C端到N端 B.从N端到C端 C.定点双向进行 D.从5端到3端

27、E.从3端到5端 第一百零九页，共一百七十三页。3蛋白质生物合成的部位是( ) A.核小体 B.线粒体 C.核蛋白体 D.细胞体 E.细胞浆4蛋白质生物合成过程中,终止密码子为( ) A.AUG B.UGG C.AGG D.UUG E.UGA第一百一十页，共一百七十三页。5.有关遗传密码的正确描述是( )A.每种氨基酸至少有一个遗传密码 B.位于mRNA分子上C.有起始密码和终止密码 D.由DNA排列顺序决定的E.以上都正确6核蛋白体循环过程中,需要碱基配对的步骤是( ) A.移位 B.转肽 C.进位 D.结合终止因子 E.释放肽链第一百一十一页，共一百七十三页。下列关于氨基酸密码的描述哪一项

28、是错误的（ ） A.密码有种属性特异性，所以不同生物合成不同的蛋白质 B.阅读有方向性，5端起始，3端终止 C.氨基酸可有一组以上的密码 D.一组密码只代表一种氨基酸 E.码第3位（即3端）碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面最重要性较小第一百一十二页，共一百七十三页。原核生物和真核生物翻译起始的不同之处在于（ ） A.真核生物靠shine-Dalgarno序列使mRNA结合蛋白体 B.真核生物帽子结合蛋白是翻译起始因子之一 C.原核生物和真核生物使用不同的起始密码子 D.原核生物有TATAAT作为翻译起始序列，真核生物则是TATA E.真核生物mRNA与核蛋白体小亚基蛋白rpS-1识别结合第一百

29、一十三页，共一百七十三页。蛋白质合成的终止是由于（ ） A.特异的tRNA识别了终止密码 B.已经到达mRNA分子的尽头 C.释放因子能识别终止密码并进入受位 D.mRNA上的终止密码阻止了核蛋白体的移动 E.因子识别终止密码第一百一十四页，共一百七十三页。翻译延长过程的描述中，正确的是（ ） A.氨基酸-tRNA进入受体 B.成肽是在延长因子催化下进行的 C.每延长一个氨基酸都要按照注册-转位-成肽的次序 D.转位是肽链同mRNA从P位转到A位 E.进位的时候需要延长因子EF-G的参与第一百一十五页，共一百七十三页。有关蛋白质合成的叙述，正确的是A终止密码子不编码氨基酸B每种tRNA只运转一

30、种氨基酸CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D核糖体可在mRNA上移动ABD 第一百一十六页，共一百七十三页。有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是 A两种过程都可在细胞核中发生 B两种过程都有酶参与反应 C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D两种过程都以DNA为模板C第一百一十七页，共一百七十三页。下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率A第一百一十八页，共一百七十三页。如图表示在一条m

31、RNA上有多个核糖体同时在合成肽链，下列说法正确的是A该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸C最终合成的肽链在结构上各不相同D合成的场所是细胞核答案A第一百一十九页，共一百七十三页。中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是 、 、 和 。（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 （用图中的字母回答）。（3）a过程发生在真核细胞分裂的 期。（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是 。（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ，后

32、者所携带的分子是 。第一百二十页，共一百七十三页。（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：； 。第一百二十一页，共一百七十三页。蛋白质合成后加工和输送Posttranslational Processing & Protein Transportation第 三 节第一百二十二页，共一百七十三页。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程才转变为天然构象的功能蛋白。主要包括多肽链折叠为天然的三维结构 肽链一级结构的修饰高级结构修饰 靶向运输第一百二十三页，共一百七十三页。一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质新生肽链的折叠

33、在肽链合成中、合成后进行，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模体、结构域到形成完整的空间构象。一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。大多数天然蛋白质折叠都需要其他酶和蛋白质的辅助。第一百二十四页，共一百七十三页。几种有促进蛋白折叠功能的大分子1. 分子伴侣 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI)3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans isomer

34、ase, PPI)第一百二十五页，共一百七十三页。1. 分子伴侣:分子伴侣是细胞内一类可识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠的保守蛋白质。 分子伴侣有以下功能：封闭待折叠蛋白质的暴露的疏水区段；创建一个隔离的环境，可以使蛋白质的折叠互不干扰；促进蛋白质折叠和去聚集；遇到应激刺激，使已折叠的蛋白质去折叠。 第一百二十六页，共一百七十三页。(1) 热休克蛋白(heat shock protein, HSP) (2) 伴侣蛋白(chaperonin) 分子伴侣主要有： 特点：分子伴侣并不加速折叠反应速度，而是通过消除不正确折叠，增加功能性蛋白质的折叠率，促进天然蛋白质折叠。第一百

35、二十七页，共一百七十三页。(1) 热休克蛋白(heat shock protein, HSP)热休克蛋白属于应激反应性蛋白质，高温应激可诱导该蛋白质合成。热休克蛋白功能：多某些能自发折叠的蛋白质；可促进需要折叠的多肽折叠为有天然空间构象的蛋白质。 热休克蛋白包括HSP70、HSP40和GrpE三族。第一百二十八页，共一百七十三页。它有两个主要功能域：一个是存在于N-端的高度保守的ATP酶结构域，能结合和水解ATP；另一个是存在于C-端的多肽链结合结构域。蛋白质的折叠需要这两个结构域的相互作用。 大肠杆菌的HSP70 (DnaK)ATP酶肽链结合结构域H2NEEVD-COOHGrp E结合部位D

36、naJ/HSP40结合部位第一百二十九页，共一百七十三页。HSP40结合待折叠多肽片段 HSP70-ATP复合物 HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物 ATP水解GrpE ATPADP复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠 第一百三十页，共一百七十三页。大肠杆菌中的HSP70 反应循环HSP70辅助：HSP40辅助第一百三十一页，共一百七十三页。新生肽链的折叠第一百三十二页，共一百七十三页。伴侣素系统促进蛋白质折叠过程 伴侣素的主要作用:为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。 第一百三十三页，共一百七十三页。2. 蛋白二硫键异构酶（PDI） 二硫键异构酶在内质网腔活性

37、很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。第一百三十四页，共一百七十三页。3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象明显差别。 肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。 肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。 第一百三十五页，共一百七十三页。二、一级结构的修饰（一）肽链N端的修饰（二）个别氨基酸的修饰（三）多肽链的水解修饰第一百三十六页，共一百七十三页。（一） N端加工 原核生物脱甲酰基酶Me

38、t-fMet-氨基肽酶真核细胞第一百三十七页，共一百七十三页。（二）氨基酸残基的修饰： 磷酸化、羟基化、乙酰化、糖基化第一百三十八页，共一百七十三页。例：鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰（三）多肽链的水解修饰促肾上腺皮质激素促黑激素第一百三十九页，共一百七十三页。三、高级结构的修饰（一）亚基聚合 （二）辅基连接（三）疏水脂链的共价连接 第一百四十页，共一百七十三页。蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。 四、蛋白质合成后的靶向输送蛋白质的靶向输送（protein targeting）保留在细胞液进入细胞器分泌到细胞外第一百四十

39、一页，共一百七十三页。真核生物中蛋白质的转运和后加工第一百四十二页，共一百七十三页。所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要是N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这类序列称为信号序列(signal sequence)。信号序列是决定蛋白质靶向输送特性的最重要元件，提示指导蛋白质靶向输送的信息存在于蛋白质自身的一级结构中。 （一）靶向输送的蛋白质N-端存在信号序列第一百四十三页，共一百七十三页。信号肽的一级结构N端侧碱性区 疏水核心区 C端加工区 第一百四十四页，共一百七十三页。靶向输送到细胞核的蛋白质其多肽链内含有特异信号序列，称为核定位序列(nuclear loca

40、lization sequence, NLS) 。核定位序列第一百四十五页，共一百七十三页。靶向输送蛋白的信号序列或成分 第一百四十六页，共一百七十三页。（二）分泌蛋白的靶向输送真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输送过程首先要进入内质网，再分别被包装成分泌小泡而分泌出细胞。 第一百四十七页，共一百七十三页。DP、核蛋白受体、肽转位复合物1.信号肽被SRP识别2.SRP把核糖体带至内质网膜胞浆面3.信号肽带动蛋白质穿膜而出4.信号肽反折回膜被信号肽酶水解信号肽识别颗粒第一百四十八页，共一百七十三页。信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网 信号肽识别颗粒第一百四十九页，共一百七十三页。（三）蛋白质6-磷酸

41、甘露糖基化是靶向输送至溶酶体的信号 第一百五十页，共一百七十三页。 第一百五十一页，共一百七十三页。（二）线粒体蛋白的靶向输送 第一百五十二页，共一百七十三页。 第一百五十三页，共一百七十三页。（三）细胞核蛋白的靶向输送第一百五十四页，共一百七十三页。 第一百五十五页，共一百七十三页。蛋白质生物合成的干扰和抑制Interference & Inhibition of Protein Biosynthesis第 四 节第一百五十六页，共一百七十三页。蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。

42、 第一百五十七页，共一百七十三页。抗生素(antibiotics)是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。一、抗生素类第一百五十八页，共一百七十三页。一、抗生素类抗生素抑制蛋白质生物合成的原理 第一百五十九页，共一百七十三页。四环素族氯霉素链霉素和卡那霉素嘌呤霉素放线菌酮通过抑制蛋白质生物合成发挥作用第一百六十页，共一百七十三页。抗生素抑制蛋白质生物合成的原理 第一百六十一页，共一百七十三页。 嘌呤霉素作用示意图第一百六十二页，共一百七十三页。二、其他干扰蛋白质生物合成的物质毒素(toxin)干扰素(interferon)第一百六十三页，共一百七十三页。 白喉毒素(diphtheria toxin)的