生物化学第十三章蛋白质生物合成课件

第十三章

蛋白质的生物合成学习目的与要求：1.遗传信息传递方式-中心法则2.蛋白质合成中各RNA及辅助因子的作用3.遗传密码及其性质4.蛋白质合成的机制及过程5.蛋白质合成后的折叠与加工方式重点：1.中心法则2.核糖体的组成及功能3.tRNA的功能及摆动性假说4.遗传密码及其性质5.蛋白质合成的机制及过程难点：1.遗传密码的性质2.蛋白质合成的过程第一节、遗传信息的表达方式一.中心法则生物的遗传信息从DNA传递给mRNA的过程称为转录mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的过程称为基因表达1958年Crick将生物遗传信息的这种传递方式称为中心法则。1972年Crick将中心法则作进一步修改，补充了逆转录。ReversetranscriptionReplication原核生物核糖体组成真核生物核糖体组成2.核糖体的组成及其成分rRNA60-65%Proteins30-35%rRNA55%Proteins45%1.tRNA的功能三.tRNA结合携带氨基酸：一种氨基酸有几种tRNA携带，氨基酸结合在tRNA3‘-CCA的位置。反密码子：每种tRNA的反密码子，决定了所带氨基酸能准确的在mRNA上对号入座。核糖体的识别位点：将氨基酸准确地带到核糖体上。氨基酰-tRNA合成酶的识别位点：将氨基酸准确地与tRNA特异性结合。2.摆动性假说

反密码子与mRNA的第1,2个核苷酸配对时，严格遵从碱基配对原则,但反密码子与mRNA的第三个核苷酸配对时，不严格遵从碱基配对原则,出现U-G,I-U.C.A配对现象,表现出一定的灵活性,摆动性.1.起始(译)因子2.延长(伸)因子3.终止因子真核生物原核生物IF1,IF2,IF3eIF1,eIF2A,eIF2B,eIF3,eIF4A-,E,eIF5EF-TU,EF-TS,EF-1,EF-2,RF1,RF2,RF3RF4.能量ATP，GTPATP，GTP5.G因子(移位酶)有EF-26.无机离子Mg2+/K+Mg2+/K+五.参与蛋白质合成的辅助因子1.确立41=4,42=16,43=64,44=2562.证明UUUUUUUUUUUU----------Phe-Phe-UUCUUCUUCUUCUUCUUC---------Phe-Phe-UCU---------Ser-Ser-CUU---------Leu-Leu-第二节、遗传密码一.密码子的概念mRNA分子中为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置的三个核苷酸单位称为密码子（Coden）或三联体密码或遗传密码。二.密码子的确立及证明核糖体结合试验证明:1960-1965年，Nirenberg用polyU加入14C标记的20种aa,仅有苯丙氨酸的寡肽,UUU=苯丙氨酸,用此法破译了全部密码，编出遗传密码表。遗传密码5.通用性绝大多数密码子对各种生物都适用，某些线粒体中遗传密码有例外6.起始密码与终止密码起始密码:AUG-真核/原核,真核中起始为Met、原核中起始为fMet,翻译中间为Met.GUG-原核起始为fMet,翻译中间为Val.终止密码:

UAG、UAA、UGA氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨基酰-tRNA+AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶第三节、蛋白质生物合成的机制合成体系：以mRNA为模板，20种氨基酸经活化获得的氨酰tRNA为原料，酶和因子,以及无机离子，ATP、GTP供能等作用下在核糖体中完成蛋白质的合成。合成方向：N→C端。一.氨基酸的活化tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的帮助下，能够识别相应的氨基酸，并通过tRNA氨基酸臂的3’-OH与氨基酸的羧基形成活化(酯)氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA的形成是一个两步反应过程：第一步是氨基酸与ATP作用,形成氨基酰腺嘌呤核苷酸；第二步是氨基酰基转移到tRNA的3’-OH端上,形成氨基酰-tRNA。--CCA-OH3’+AMPtRNA氨基酰-tRNA合成酶氨基酰-tRNA合成酶(一).氨基酸活化过程1.每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰-tRNA合成酶。它既催化氨基酸与ATP的作用,也催化氨基酰基转移到tRNA。2.氨基酰-tRNA合成酶具有高度的专一性。每一种氨基酰-tRNA合成酶只能识别一种相应的tRNA。3.tRNA分子能接受相应的氨基酸,决定于它特有的碱基顺序,而这种碱基顺序能够被氨基酰-tRNA合成酶所识别。(三).氨基酰-tRNA合成酶的特点：(一).多肽链合成的起始二.原核生物多肽链的合成1.核糖体的活化2.30s起始复合物的形成

核糖体小亚基上的16SrRNA和mRNA的SD序列（位于起始位点上游4－13个核苷酸）结合,辨认出mRNA链上的起始点（AUG）。3.70s起始复合物的形成1.进位

（氨酰tRNA进入A位点）参与因子：延长因子EFTu（Tu）、EFTs（Ts）、GTP、氨酰tRNA进位肽链的形成转肽（二）.肽链的延长2.转肽---肽链的形成肽酰基从P位点转移到A位点，形成新的肽链核糖体移位3.移位（translocase）在移位因子（移位酶）EF－G的作用下，核糖体沿mRNA（5’-3’）作相对移动，使原来在A位点的肽酰－tRNA回到P位点核糖体移动方向P位点A位点肽链的延伸过程1.核糖体为80S，由60S的大亚基和40S的小亚基组成2.起始密码AUG3.起始tRNA为Met－tRNA4.起始复合物结合在mRNA5’端AUG上游的帽子结构，真核mRNA无富含嘌呤的SD序列（除某些病毒mRNA外）5.已发现的真核起始因子有近9种（eukaryoteInitiationfactor,eIF）eIF4A.eIF4E.P220复合物称为帽子结构结合蛋白复合物（CBPC）6.肽链终止因子及释放因子（RF）,只有一种,无特异性.线粒体、叶绿体内蛋白质的合成同于原核细胞三、真核细胞蛋白质合成的特点(三).亚胺环己酮（放线菌酮）(二).白喉霉素（diphtheriatoxin）由白喉杆菌所产生的白喉霉素是真核细胞蛋白质合成抑制剂。它对真核生物的延长因子-2（EF-2）起共价修饰作用，生成EF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，从而使EF-2失活，它的催化效率很高，只需微量就能有效地抑制细胞整个蛋白质合成，而导致细胞死亡只抑制真核60S亚基的肽酰转移酶活性1.N端改造fMet/Met的切除2.信号肽（能透膜，进行蛋白质的锚定）的切除3.氨基酸的修饰/改造肽链内