第十四章蛋白质的生物合成

第十四章

蛋白质的生物合成蛋白质的合成在

上进行的，而遗传信息载体DNA存在于

中，因此必然有一种中间物质负责在细胞核和细胞质之间传递DNA上的信息。遗传信息核酸分子中的核苷酸排列顺序或者蛋白质分子中的氨基酸排列顺序翻译以mRNA为模板，将mRNA中的遗传信息转换成蛋白质分子中的氨基酸顺序的过程mRNA分子的

排列顺序决定蛋白质分子的

排列顺序几个基本概念复制：以亲代DNA分子为模板，根据碱基配对的原则合成与亲代相同的子代DNA分子的过程DNA→DNA

RNA也可以复制（病毒）RNA→RNA转录：以DNA为模板，合成RNA的过程。DNA→RNA逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。RNA→DNA翻译：以mRNA为模板，将mRNA的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序的过程。RNA→protein

DNA复制合成起始辨认起始点模板DNA解除高级结构RNA引物的生成链的延伸先导链、后续链合成终止转录合成的起始启动子链的延长合成的终止逆转录逆转录病毒进入宿主细胞在逆转录酶的催化下，以病毒的RNA为模板合成互补DNA，形成RNA-DNA杂合体逆转录酶将杂合体中的RNA降解，以剩下的DNA链为模板合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA双链DNA整合到宿主DNA中潜伏或者利用宿主复制和转录生产大量的病毒RNA分子生物学中心法则第十四章蛋白质生物合成本章内容

蛋白质的合成体系

遗传密码

蛋白质的合成过程第一节蛋白质合成体系蛋白质的合成体系核糖体mRNA氨基酸、ATP、GTPtRNA氨酰tRNA合成酶辅助蛋白因子起始因子、延伸因子、释放因子二、核糖体蛋白质合成的场所游离存在于细胞液中或者附着于内质网上功能识别mRNA上的起始位点并开始翻译使mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子正确配对合成肽键30S亚基：起始50S亚基：延长三、tRNA氨基酸的携带者，游离的氨基酸不能进入核糖体一种tRNA只能携带一种氨基酸，一种氨基酸可以有数种tRNA四、氨酰tRNA合成酶首先氨基酸与ATP反应生成氨酰腺苷酸AA～AMP，释放出焦磷酸（专一性不强）然后与tRNA反应生成氨酰tRNA，释放出AMP消耗2ATP催化的第二步反应具有高度专一性一些氨基酸结构相似，如Ile与Val仅差一个甲基,有时能错误的形成Val–tRNAIle，但是每一种氨酰-tRNA合成酶都有一个校正位点，因此合成酶将Val又从tRNAIle上将其水解下来。避免携带错误的氨基酸参与蛋白质合成，减少合成的错误几率第二节遗传密码一、三联体密码三联体密码mRNA上每三个连续核苷酸对应一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子，或三联体密码实验证据二、密码的破译1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸

1961年Crick等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的Nirenberg以人工合成的mRNA为模板指导多肽的合成,寻找到了破译遗传密码的途径

1965年Khorana用了四年时间破译了遗传密码1961年美国的M.Nirenberg利用多核苷酸磷酸化酶合成了一条由相同核苷酸组成的多核苷酸链，用它作模板，利用大肠杆菌蛋白提取液和GTP在体外合成蛋白质:多聚（U）编码多聚Phe；多聚（A）编码多聚Lys；多聚（C）编码多聚Pro。Khorana等利用有机化学和酶法制备了已知的核苷酸重复序列，以此多聚核苷酸作模板，在体外进行蛋白质合成，发现可以生成三种重复的多肽链。这是因为体外合成是无调控的合成，可以随机地从A、或U、或C翻译，所以有三种重复的多肽链生成。1964年M.Nirenberg等人首先合成一个已知序列的核苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA一起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA上连接的是哪一种氨基酸。该实验对于几种密码编码同一个氨基酸提供了直接的、最好的证据。EstablishedthechemicalstructureoftRNAEstablishedtheinvitrosystemforrevealingthegeneticcodesDevisedmethodstosynthesizewelldefinednucleicacids终止密码子UAA、UAG、UGA起始密码子AUG（Met）AUG、GUG、UUG（原核生物）同义密码子（简并密码子）UUU、UUC（Phe）密码表中没有天然蛋白质中常见的胱氨酸、羟脯氨酸？三、密码的性质不重叠阅读方向为mRNA的5’→3’通用性所有的生物共用一套密码染色质DNA的密码与线粒体、叶绿体DNA的密码不同简并性一种氨基酸具有两个以上的密码子多为第三位核苷酸不同（稳中有变）不同生物往往偏爱某一种密码子连续性移码突变摆动性一个反密码子可辨认几个密码子第一、二个碱基为标准配对，第三个碱基为非标准配对反密码子第一位的G可以与密码子第三位的C、U配对，U可以与A、G配对，另外反密码子中还经常出现罕见的I，可以和密码子的U、C、A配对填空题蛋白质合成的终止密码子是

、

和

，起始密码子是

。第十四章蛋白质生物合成蛋白质的生物合成中，

是合成的场所，

是合成的模板，

是模板与氨基酸之间的连接。判断题遗传密码的简并性是指一个密码可以对应一种以上的氨基酸。第十四章蛋白质生物合成第三节蛋白质的合成机制一、合成方向实验反应中间加入用3H标记的某种氨基酸从氨基端开始向羧基端延伸二、密码子的识别tRNA还是氨基酸？三、蛋白质的合成步骤avi合成起始核糖体的激活起始复合物的形成50S亚基与起始复合物的结合肽链延伸第二个氨基酸的进入、肽键合成、移位合成终止1、合成起始1）核糖体的激活起始因子IF3：促进核糖体激活；促进30S亚基与mRNA的结合；2）起始复合物的形成（P位）IF1、IF2、GTP起始位点的识别原核生物mRNA通常编码多个蛋白质真核生物mRNA通常只编码一个蛋白质SD序列（原核生物）起始密码子的上游存在一个以AGGA或GAGG为核心的富含嘌呤的共同序列与核糖体30S亚基的16SrRNA的一段序列互补（原核生物）3）50S亚基与起始复合物的结合释放出起始因子A位（接受氨基酰tRNA）2、肽链延伸第二个氨基酰tRNA进入A位（进位）肽链延伸因子EF-Tu、EF-Ts消耗GTP2）转肽肽酰转移酶，酯键转化为肽键P位的tRNA成为无负载3）移位由mRNA5’→3’移位酶（G因子）、GTPP位tRNA转移到E位并释放出来3、合成终止终止密码子进入A位，无对应的tRNA发生肽链酯键的水解，释放出肽链和P位tRNA释放因子RF蛋白质合成抑制剂嘌呤霉素氯霉素四环素白喉毒素结合于70S核糖体，使之失活结合于30S亚基上，使之失活与真核eEF2结合，抑制肽链延伸氨酰tRNA类似物，可使肽链合成中断四、多聚核糖体一条mRNA可同时合成多条肽链生物学意义五、翻译后的修饰作用肽链末端修饰切除Met肽链的共价修饰磷酸化、乙酰化、糖基化肽链的水解修饰高级结构的形成构象的形成：在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下，形成特定的空间构象亚基的聚合辅基的连接本章总结核糖体遗传密码（起始、终止、特点）蛋白质的合成过程第十四章蛋白质生物合成选择题氨酰tRNA合成酶可以识别（） A.密码子 B.反密码子 C.mRNA D.氨基酸

第十四章蛋白质生物合成选择题下述叙述正确的是（） A.tRNA与氨基酸通过反密码子相互识别

B.氨酰tRNA合成酶催化氨基酸与mRNA结合 C.tRNA的作用是携带相应的氨基酸到核糖体上，参与蛋白质的合成 D.蛋白质的生物合成发生在线粒体内

第十四章蛋白质生物合成计算题某个mRNA编码分子量为75000的蛋白质，氨基酸残基的平均分