蛋白质的生物合成（生物化学课件）

蛋白质生物合成010203目录蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成过程蛋白质合成与医学蛋白质的生物合成—知识点翻译的概念、模板、原料遗传密码的概念、特点、起始密码、终止密码蛋白质生物合成的过程（三个阶段）肽链延伸的三个阶段0102030405翻译后的加工修饰的类型06蛋白质的生物合成（翻译）将核酸中由4种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的序列蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质生物合成的原料和所需酶类mRNA（信使RNA）rRNA（核糖体RNA）tRNA（转运RNA）合成原料三种RNA

20种编码氨基酸作为原料ATP、GTP、无机离子蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质生物合成的原料和所需酶类氨基酰-tRNA合成酶转肽酶ATP存在下合成氨基酰-tRNA，具有绝对特异性催化核糖体向mRNA的3′端移动定位于“A位”催化核糖体“P位”上的肽酰基转移至“A位”的氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基缩合形成肽键酶及蛋白因子蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质生物合成的原料和所需酶类起始因子（initiationfactor，IF）延长因子（elongationfactor，EF）释放因子（releasingfactor，RF）蛋白因子酶及蛋白因子蛋白质的生物合成（翻译）mRNA与遗传密码顺反子(cistron)遗传学将编码一个多肽链的遗传单位称为顺反子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）蛋白质的生物合成（翻译）mRNA与遗传密码非编码序列核糖体结合位点起始密码子终止密码子编码序列原核生物的多顺反子PPP5

3

蛋白质蛋白质真核生物的单顺反子mG-5

3

PPP蛋白质的生物合成（翻译）mRNA与遗传密码遗传密码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(tripletcoden)UAAUGA蛋白质的生物合成（翻译）第一个核苷酸第二个核苷酸第三个核苷酸UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止密码终止密码半胱氨酸半胱氨酸终止密码色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG遗传密码表蛋白质的生物合成（翻译）遗传密码的特点从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）连续性（commaless）蛋白质的生物合成（翻译）遗传密码中，除色氨酸和蛋氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸均有多个密码子简并性（degeneracy）氨基酸密码子数目氨基酸密码子数目Ala4Leu6Arg6Lys2Asn2Met1Asp2Phe2Cys2Pro4Gln2Ser6Glu2Thr4Gly4Trp1His2Tyr2Ile3Val4蛋白质的生物合成（翻译）起始密码子位于mRNA链的5′-端，终止密码子位于3′-端，翻译时沿5′→3′方向进行，直到终止密码子为止，相应多肽链的合成从N端向C端延伸方向性（direction）整套密码从原核生物到人类都通用，但动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体例外密码的通用性证明各种生物进化自同一祖先通用性（universal）蛋白质的生物合成（翻译）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，称为摆动配对摆动性（wobble）tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUG密码子、反密码子配对的摆动现象蛋白质的生物合成（翻译）rRNA与核糖体核糖体由大、小两个亚基组成，是蛋白质合成的场所密码子、反密码子配对的摆动现象原核生物真核生物核糖体小亚基大亚基核糖体小亚基大亚基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白质rpS21种rpL36种rpS33种rpL49种蛋白质的生物合成（翻译）rRNA与核糖体原核生物翻译过程中核糖体结构模式P位肽酰位（给位）A位氨基酰位（受位）蛋白质的生物合成（翻译）tRNA功能携带氨基酸（氨基酸臂）识别mRNA上密码子（反密码环）双重功能蛋白质生物合成010203目录蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成过程蛋白质合成与医学蛋白质的生物合成—知识点翻译的概念、模板、原料遗传密码的概念、特点、起始密码、终止密码蛋白质生物合成的过程（三个阶段）肽链延伸的三个阶段0102030405翻译后的加工修饰的类型06蛋白质的生物合成（翻译）tRNA与氨基酸的活化氨基酸的活化氨基酰-tRNA合成氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶对氨基酸和tRNA特异性高；具有校正活性氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla

、Ser-tRNASer、Met-tRNAMet氨基酰-tRNA合成酶蛋白质的生物合成（翻译）tRNA与氨基酸的活化起始肽链合成的氨基酰-tRNA第一步反应真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet蛋白质的生物合成（翻译）tRNA与氨基酸的活化起始肽链合成的氨基酰-tRNA第二步反应氨基酰-AMP-E＋

tRNA

氨基酰-tRNA＋AMP＋E蛋白质的生物合成（翻译）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，直至终止密码出现翻译过程起始（initiation）终止（termination）延长（elongation）蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程起始mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物(translationalinitiationcomplex)核糖体大小亚基分离起始氨基酰-tRNA的结合蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程起始复合体蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程延长肽链延长包括进位、成肽、转位三步，在核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环（ribosomalcycle），每次循环增加一个氨基酸进位（注册，registration）第2个密码子相应的氨基酰-tRNA与EF-Tu-GTP结合，其反密码子识别密码子，进入A位蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程成肽由转肽酶（transpeptidase）催化的肽键形成过程转位延长因子EF-G有转位酶活性，可结合并水解1分子GTP促进核蛋白体向mRNA的3'侧移动蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程进位成肽蛋白质的生物合成（翻译）原核生物翻译过程终止当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、核糖体等分离的过程识别终止密码诱导转肽酶改变为酯酶蛋白质的生物合成（翻译）UAG5'3'RFCOO-蛋白质的生物合成（翻译）翻译后加工一级结构的修饰肽链N端的修饰多肽链的水解修饰个别氨基酸的修饰多肽链折叠为天然构象的功能蛋白质亚基的聚合疏水脂链的共价连接蛋白质生物合成010203目录蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成过程蛋白质合成与医学的关系蛋白质的生物合成—知识点翻译的概念、模板、原料遗传密码的概念、特点、起始密码、终止密码蛋白质生物合成的过程（三个阶段）肽链延伸的三个阶段0102030405翻译后的加工修饰的类型06蛋白质的生物合