蛋白质生物合成3

翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。现在是1页\一共有54页\编辑于星期五

第一节蛋白质合成体系参与蛋白质生物合成的物质包括:

三种RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）

rRNA（ribosomalRNA,核蛋白体RNA）

tRNA（transferRNA,转移RNA）

20种氨基酸(AA)作为原料酶及众多蛋白因子，如IF、eIFATP、GTP、无机离子现在是2页\一共有54页\编辑于星期五

一、翻译模板mRNA及遗传密码（一）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mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(singlecistron)。现在是3页\一共有54页\编辑于星期五原核生物和真核生物mRNA的比较现在是4页\一共有54页\编辑于星期五

原核生物的多顺反子：真核生物的单顺反子：PPP53蛋白质PPPmG-53蛋白质非编码序列核蛋白体结合位点起始密码子终止密码子编码序列现在是5页\一共有54页\编辑于星期五（二）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。现在是6页\一共有54页\编辑于星期五

遗传密码表现在是7页\一共有54页\编辑于星期五从mRNA5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个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。现在是8页\一共有54页\编辑于星期五（三）遗传密码的特点

1.连续性编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。现在是9页\一共有54页\编辑于星期五基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变。现在是10页\一共有54页\编辑于星期五2.简并性

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2、3、4个或多至6个三联体为其编码。起始密码子：AUG

终止密码子：UAA,UAG,UGA

对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子。现在是11页\一共有54页\编辑于星期五现在是12页\一共有54页\编辑于星期五3.通用性蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。现在是13页\一共有54页\编辑于星期五

4.摆动性转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。多数情况下同义密码子的第一第二个碱基相同，第三个碱基不同，说明密码的专一性主要是由第一第二个碱基所决定。现在是14页\一共有54页\编辑于星期五摆动配对现在是15页\一共有54页\编辑于星期五

密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUG现在是16页\一共有54页\编辑于星期五

二、核糖体是多肽链合成的装置核糖体是由rRNA和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。现在是17页\一共有54页\编辑于星期五核蛋白体的组成现在是18页\一共有54页\编辑于星期五

原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图P位（结合或接受肽基的部位）A位（结合或接受AA-tRNA的部位）50S30S与mRNA结合部位53mRNA现在是19页\一共有54页\编辑于星期五

三、氨基酸转运工具－－tRNAtRNA在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供运送载体。

1、tRNA的结构特征三叶草型二级结构现在是20页\一共有54页\编辑于星期五反密码子密码子mRNAtRNA5353现在是21页\一共有54页\编辑于星期五2、tRNA的功能（1）被特定的氨酰-tRNA合成酶识别，使tRNA接受正确的活化氨基酸。（2）识别mRNA上的密码子（3）在蛋白质合成过程中，tRNA起着连结生长的多肽链与核糖体的作用。现在是22页\一共有54页\编辑于星期五第二节蛋白质生物合成过程一、氨基酸的活化翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。

现在是23页\一共有54页\编辑于星期五（一）氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶现在是24页\一共有54页\编辑于星期五

第一步反应:氨基酸＋ATP-E→氨基酰-AMP-E＋PPi

现在是25页\一共有54页\编辑于星期五

第二步反应:氨基酰-AMP-E

＋

tRNA↓氨基酰-tRNA

＋

AMP

＋

E现在是26页\一共有54页\编辑于星期五1.氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。2.氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。3.氨基酰-tRNA的表示方法：

Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet

现在是27页\一共有54页\编辑于星期五（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA

真核生物：Met-tRNAiMet

原核生物：fMet-tRNAifMetCHO-HN-CH-COO-tRNACH2CH2SCOO-现在是28页\一共有54页\编辑于星期五

二、原核生物蛋白质合成过程翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。整个翻译过程可分为：

肽链合成的起始肽链的延长肽链合成的终止及释放现在是29页\一共有54页\编辑于星期五

（一）起始阶段

1.核蛋白体大小亚基分离；

2.mRNA与小亚基结合；

3.起始氨基酰-tRNA与小亚基结合；

4.核蛋白体大亚基结合；

现在是30页\一共有54页\编辑于星期五30S亚基•mRNAIF3-IF1复合物

mRNA

+30S亚基-IF330S•mRNA•GTP-fMet–tRNA-IF2-IF1复合物70S起始复合物IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S亚基IF2+IF1+GDP+Pi现在是31页\一共有54页\编辑于星期五

原核、真核生物各种起始因子的生物功能现在是32页\一共有54页\编辑于星期五1.核蛋白体大小亚基分离IF-3IF-1现在是33页\一共有54页\编辑于星期五

2.mRNA与小亚基结合IF-3IF-1AUG5'3'现在是34页\一共有54页\编辑于星期五

原核生物蛋白质合成的起始AUG的确定

S-D序列现在是35页\一共有54页\编辑于星期五3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)与小亚基结合IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTP现在是36页\一共有54页\编辑于星期五4.核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成AUG5'3'IF-2GTPGDP70S起始复合物现在是37页\一共有54页\编辑于星期五

（二）延长阶段肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：

1.进位

2.成肽

3.转位现在是38页\一共有54页\编辑于星期五

延伸过程所需蛋白因子称为延长因子原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts)EF-G

真核生物：EF-1、EF-2现在是39页\一共有54页\编辑于星期五

肽链合成的延长因子原核延长因子生物功能对应真核延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTPEF-1-αEF-Ts调节亚基EF-1-βγEFG有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放EF-2现在是40页\一共有54页\编辑于星期五

1.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。

现在是41页\一共有54页\编辑于星期五现在是42页\一共有54页\编辑于星期五

2.成肽是由转肽酶催化的肽键形成过程。现在是43页\一共有54页\编辑于星期五

3.转位现在是44页\一共有54页\编辑于星期五

转位进位成肽现在是45页\一共有54页\编辑于星期五（三）终止阶段终止蛋白合成的因子称为释放因子

原核生物释放因子：

RF-1，RF-2，RF-3现在是46页\一共有54页\编辑于星期五

释放因子的功能：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。现在是47页\一共有54页\编辑于星期五原核肽链合成终止过程

现在是48页\一共有54页\编辑于星期五

多聚核蛋白体现在是49页\一共有54页\编辑于星期五

三、真核生物的翻译过程

1、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂；

2、起始氨基酸为Met，不是fMet；

3、肽链合成的起始：由40S核糖体亚基首先识别mRNA的5’端-帽子，然后沿mRNA移动寻找AUG；现在是50页\一共有54页\编辑于星期五4、起始因子有12种，但只有2种延长因子和1种终止因子；

5、真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合成过程都类似于原核细胞。现在是51页\一共有54页\编辑于星期五第三节蛋白质合成后加工和输送

肽链的折叠：

肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成具有正确三维空间结构的蛋白质的过程。体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋白质参与，称为助折叠蛋白:

（1）酶：蛋白质二硫键异构酶（2）分子伴侣现在是52页\一共有54页\编辑于星期五Lasky于1