《蛋白质合成》PPT课件

1、蛋白质生物合成、基因表达：亲本的遗传信息经历了DNA、转录、逆转录、核糖核酸、翻译、蛋白质、生物作用、复制、复制、第13章蛋白质生物合成、因子蛋白质合成等过程，涉及蛋白质合成，有300多个生物分子参与蛋白质多肽合成。它可以概括如下：模板：核糖核酸(基因在脱氧核糖核酸分子上的决定)位点：核糖体(核糖核酸和蛋白质复合物)载体：核糖核酸(氨基酸的载体，衔接子)原料：氨基酸各种蛋白质因子：干扰素能量：三磷酸腺苷，GTP，1，与蛋白质合成有关的因子，1，三联体编码和密码表，密码子：在核糖核酸分子中，一个氨基酸由从5到3的每3个核苷酸决定，3个相邻的核苷酸(碱基)被称为三联体编码，或简称密码子。代码的阅读

2、方向是从5到3，阅读代码时没有标点符号，也就是说，相邻密码子之间没有核苷酸间隔。因此，正确的密码翻译必须从正确的起点开始。遗传密码的特征1)64个密码子中的61个由氨基酸编码，其中AUG不仅是Met的密码子，也是起始密码子。另外，三个密码子(UAAUAGUGA)不编码氨基酸，是终止密码子。(3)兼并除了蛋氨酸和色氨酸，大多数氨基酸有多个密码子(2-6)。代码的不可连接性：一个氨基酸有两个或多个密码子。同义密码子：编码相同氨基酸的不同密码子称为同义密码子。(4)突变代码的柔性主要涉及第三碱基的变化。前两个核苷酸在确定氨基酸中起主要作用，第三个核苷酸可以在一定范围内变化。1966年，克里克根据立体

3、化学原理提出了“可变配对假说”(摇摆假说):密码子和反密码子配对时，前两个碱基严格遵循碱基互补配对原则(A/U；G/C)，第三个碱基配对允许一定的自由度，称为配对假设。特异性主要取决于第一和第二碱基。自由限制：tRNA反密码子第一位：A，c-只能识别一个(U，G)G，U-可以识别两个(c，U)(A，G)I-可以识别U，c，A，5)共同性几乎是普遍的。在哺乳动物线粒体中，UGA不是终止密码子，而是色氨酸代码。AUA是蛋氨酸的编码，不是异亮氨酸，CUA是亮氨酸的编码，但苏氨酸是线粒体的编码。(2)核糖体核糖体是细胞质中的球形颗粒，存在于或结合于内质网。核糖体是蛋白质合成的场所。2 .核糖体组成，包

4、含60%rRNA和40%蛋白质。1)原核核糖体：18nm，70s，2.81062)真核核糖体：20-22nm，80s，4.0106，3)核糖体结构各种rRNA和核糖体蛋白质巧妙地结合在一起，形成具有一定空间构象的复合体。核糖体结构图，GTP酶位点，转肽酶位点，信使核糖核酸位点，信使核糖核酸位点，氨酰基位点(A)位点，肽基位点(P)位点，大亚基，小亚基，4，核糖体功能管理，参与，选择和控制蛋白质合成成分。核糖体启动、延伸、终止和释放肽链合成。当核糖体在温和的条件下小心地从细胞中分离出来时，可以在一串称为多聚体的一个mRNA上发现多个核糖体。在多聚体上，两个核糖体之间有40Nt的距离，这是裸露的m

5、RNA。(3)tRNA的天然氨基酸都有自己的特异性tRNA，一个氨基酸可以有几个tRNA，所以有几十个tRNA。*例如，如果Met位于起始位点，而f Met由肽链中间的tRNA携带，则携带Met的tRNA的5末端(注)tRNAfMet具有可被起始因子识别的序列。1.功能1)在三磷酸腺苷能量供应和酶的作用下，tRNA可以分别与特定的氨基酸结合。-第二套密码系统2)通过密码子和反密码子的互补碱基配对原理与核糖体结合。-衔接子效应，2，tRNA的活性位点，氨基酸接收位点，反密码子位点，识别氨酰tRNA合成酶位点，核糖体识别位点，3，第二套编码系统的信使核糖核酸分子上的遗传密码被称为第一套编码系统。自

6、1988年以来，已经发现tRNA分子上的一个碱基或一些碱基对可以决定tRNA携带的氨基酸的特异性。例如，Ala-tRNA氨基酸受体臂中的G3U70碱基对识别Ala。如果这个碱基对被另一个碱基对取代，tRNA不能携带Ala。如果碱基对G3U70被引入Cys-tRNA分子，该tRNA携带Ala。(2)蛋白质合成的过程(分子机制)、氨基酸的活化、肽链的合成、肽链的延伸、肽链合成的终止以及释放的肽链的折叠和加工。蛋白质合成的过程可分为五个阶段：以下是以原核生物Ecoli为例对蛋白质合成机理的描述。(1)氨基酸的活化，1)作用位点：细胞质，2)参与因子和效应1)各种氨基酸-原料2)tRNA-转运3)三磷

7、酸腺苷-能量供应4)Mg2-酶的激活剂5)氨酰tRNA合成酶-特异性激活剂系统每个氨基酸都有一种特异性激活剂，有些有一种以上。特点：高特异性-氨基酸的两次特异性选择和识别：每个氨基酸都有自己的酶识别tRNA:确保携带的氨基酸与反密码子一致。3.反应过程分两步完成：1) OO活化反应H2N-CH-C-OH ATPEH 2N-CH-C-AMPEPIRO 2)H2N-CH-C-AMPETRNAEH 2N-CH-C-TRNA AMP转移反应RR、总反应：三磷酸腺苷AMPPIO 2N-CH-COOH TRNA 2N-CH-C-TRNA氨酰tRNA合成酶R反应平衡常数为1，在氨酰tRNA中几乎没有自由能减

8、少和能量。肽链合成的起始和参与因素是30s小亚基、50s大亚基、mRNA(包括起始密码子AUG)、fMettRNA、IF1、IF2、IF3(起始因子)和GTP和Mg2反应，分三步进行： ，mRNA， ，小亚基IF3，AUG，Mg2， SD序列：在信使核糖核酸起始密码子上游-10区的一个富含嘌呤的片段可以与小亚基16SRRNA 3端的序列互补，而将信使核糖核酸与小亚基结合的序列最初是由Shine-Dalgiano发现的，所以它被称为SD序列。 形成1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.3

9、0S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.30S的1.3 、a、if-1和结节：氨基酸激活是指具有初始功能的核糖体(初始复合物)GTP能量供应的形成，它分三步完成。 1.产生30s-mRNA-IF_3复合物2和30s-mRNA-IF_3复合物，然后以结合状态3与GTP-fMettRNAi-IF-2结合。GTPGDP Pi、IF-2和IF-3与50s大亚基结合，离开复合物形成生物活性初始复合物(70s)。真核细胞中肽链的起始更加复杂，具有独特的起始t

10、RNA，需要大量的起始因子(至少9个)，除了GTP、三磷酸腺苷和起始氨基酸Met。(3)肽链的延伸。肽链的延伸分四步进行：1 .携带2。转移肽3。下降4。轮班。70s核糖体参与因子基因的密码子(连续出现)各种氨酰-tRNA。真核细胞伸长因子中的伸长因子(EFTu、EFTs、EFG)有T1、T2GTP和Mg2。1.携带下一个氨酰-tRNA与70s核糖体的位点A结合。Aa， ，a， ，OOO，XXX，aa，OOO，tu-GTP，tu，ts，tu-GTP，OOO，aa，pi，GTP，国内生产总值，-国内生产总值，新输入的氨酰-tRNA上的反密码子必须与位点a上的基因密码子互补，这一过程需要延伸因子t

11、u和Ts的参与，消耗一分子GTP，2，2，将肽转化成肽键。在50s亚基转肽酶(肽酰基转移酶)的催化下，fMet与fMet-tRNA的羧基脱离，与新进入位点A的氨酰-tRNA携带的第二个氨基酸的氨基形成肽键。需要更高浓度的kA位点来产生二肽-tRNA 2，HC=ohch3-S-C2H4CHC=OPO，NH2R2-CHC=OAO，肽基转移酶，fMet-tRNA，氨酰基-tRNA 2，HC=ohch 3-S-C2H4CHC=ONR2CHC=OO，OH，空tRNA AFMET，二肽tRNA 2，3，在脱去肽后，P位点变成从核糖体上卸载的tRNA AFMET， 。携带肽基团的TRNA从位点a移动到位点p

12、。这个过程涉及转运酶，需要GTP能量供应和EFTu和EFTs的帮助。结果下一个密码子进入位点A，并准备接受第三个氨酰tRNA的进入。在将氨基酸残基添加到肽链后，重复以下四个步骤：携带(新的氨酰基-tRNA进入位点a)肽转移(新的肽键形成)脱落(肽转移后p位点的空tRNA脱落)移位(核糖体移动一个编码单位)直到肽链生长至所需长度。肽链的延伸方向是NC。每个额外的氨基酸残基消耗两个高能磷酸键，肽链的延伸速度为每秒20个氨基酸残基，延伸一个氨基酸。(4)肽链合成的终止和释放，70s核糖体参与因子信使核糖核酸终止密码子(UAA，UAG，UGA)释放因子(R1，R2，R3，RR)(真核释放因子GTP和M

13、g2只有一个)，肽链合成的终止阶段包括两个步骤：1。终止密码子的识别。2.水解合成肽链和tRNA之间的酯键，释放新生蛋白多肽。mRNA上终止密码子的识别。终止代码：UAA，UAG，UGA当终止代码出现在mRNA上时，终止释放因子R1识别UAA，UAGR2识别UAA，UGA。这个识别过程是R2 R1被绑定到出现终止代码的站点A。 ，R1/R2，2，水解肽链和tRNA之间的酯键释放新生蛋白。在R1或R2与A位点结合后，它具有在P位点将转肽酶作用转化为水解酶，水解tRNA携带的多肽链和tRNA之间的酯键，并释放新生多肽的活性。R3影响多肽链的释放速率。肽链水解后，卸载的tRNA立即脱落。一旦脱落，7

14、0s核糖体也从信使核糖核酸中分离出来，并分解成30s和50s亚单位。R1/R2、H2O、R3、R1/r2r3和(5)加工在肽链合成-转移后加工之后，由mRNA产生的初始多肽链不具有生物活性，并且需要经过几个加工和修饰过程才能转化为具有生物活性的蛋白质。退，主要包括：1、N-末端的fMet甲酰化，氨基肽酶除去一个或多个氨基酸(真核生物也需要除去Met)2、二硫键的形成胱氨酸、半胱氨酸被特定的酶氧化。3.肽链或几个氨基酸残基的切除以激活蛋白质，例如信号肽的切除、酶原的激活、前激素和信号肽的激活：由蛋白质合成过程中在N-末端产生的15-30个额外氨基酸组成的信号序列，以将合成的蛋白质导向细胞的固定部分。4。多肽链与辅基(辅酶)结合。结合蛋白亚基结合形成复合物。(糖基化)5。肽链中氨基酸的修饰。(磷酸化、羟基化、甲基化)6。新生的多肽链折叠成活性构象。辅助蛋白质参与(分子伴侣)分子伴侣；生物体中蛋白质多肽链的精确折叠和组装过程需要一些辅助蛋白质的参与，这些辅助蛋白质被称为分子伴侣或前监控蛋白质。3.真核生物和原核生物蛋白质合成的差异。1.真核生物至少有9种起始因子。2.起始复合物形成复合物43s起始复合物：小亚基elF3/e