第六章+翻译2-4.ppt

1、第六章 翻译,以mRNA为模板，以tRNA为运载体携带氨基酸在核糖体上合成多肽链，进而产生蛋白质的过程即称为翻译。,一、蛋白质合成的基本问题 二、蛋白质合成的机制 三、原核和真核生物蛋白质合成的异同 四、翻译后事件,一、 蛋白质合成的基本问题,1.密码子和反密码子的相互作用 2.摆动性 3.核糖体结合位点 4.多核糖体（Polysomes） 5.起始tRNA,1.密码子与反密码子相互作用,在核糖体缝隙中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对形成反向平行结构.,2.摆动性,5-反密码碱基 能承受比其他两个碱基更大的移动性，因此只要核糖体距离正常就能够形成非标准的碱基对。,用于解释遗传

2、密码的冗余性. 18 种氨基酸都由一个以上的通常与反密码子5端的碱基不同的密码子所编码。,在摆动位置上所有可能的碱基配对,嘌呤-嘌呤或嘧啶-嘧啶碱基对不能维持核糖体的正常距离，因此这种配对关系是不正确的,A 通过脱氨基酶可转变成I,摆动碱基对: 非Watson-Crick 碱基对,3.核糖体结合位点 (Shine-Dalgarno sequence or element,SD序列 ；8-13 nt),存在于原核生物mRNA起始密码上游区,富含嘌呤的短核苷酸序列 ，通常含有全部或部分5-AGGAGGU-3序列，与 16S rRNA 的3-末端的序列互补；单独用于原核生物翻译。一般位于mRNA的起

3、始密码AUG的上游510个碱基处。,4.多聚核糖体（ polyribosomes or polysomes ）,每个 mRNA 转录物都同时由一个以上的核糖体进行阅读；在第一个核糖体对mRNA尚未阅读完成前，其他核糖体即开始阅读 mRNA；多个核糖体在一条 mRNA上称为多聚核糖体或多核糖体；多核糖体彼此相距不能少于70-80 nt.,5.起始tRNA,起始 tRNAs 是识别真核生物和原核生物起始密码AUG (GUG)的特殊tRNAs.甲硫氨酸是原核生物和真核生物蛋白质合成的第一个氨基酸. 起始 tRNAs 不同于内部的运载Met残基的tRNAs.,大肠杆菌中的起始 tRNA, fMet-t

4、RNAfMet,A 脱烷基化会使碱基识别配对更加灵活 (AUG 和GUG).,大肠杆菌中tRNA 的形成,无论是起始 tRNA 还是非起始 tRNAmet 都是在甲酰-tRNA合成酶的作用下将甲硫氨酸传给tRNAmet形成甲硫氨酰-tRNA的。 只有起始甲硫氨酰-tRNA 在转换酶的作用下修饰成 N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfmet.,二、 蛋白质合成的机制,无论原核生物还是真核生物，蛋白质合成都经历以下三个阶段： A.起始（initiation）：核糖体在一个 mRNA分子上的富集. B.延伸（elongation）：氨基酸重复性添加. C.终止（termination）：新合成的蛋白质的释放

5、.,30S initiation complex,1.原核生物翻译,起始,装配好的核糖体有两个 tRNA结合位点, 分别是 氨酰基（Aminoacyl）和肽酰基（Peptidyl）位点. 只有 fMet-tRNAfMet 能够用于和30S 亚基作用起始翻译; 其他的氨酰 -tRNAs 被用于在70S 核糖体中进行延伸.,当 70S 起始复合物形成后, 延伸循环开始. 延伸包括 EF-Tu (45kD), EF-Ts (30)和EF-G (80) 3个因子参与，加上 GTP, 负载 tRNA 和 70S 起始复合体.,延 伸,延伸的三个步骤,a. 负载 tRNA 与EF-Tu和 GTP 结合成复

6、合物被传送. b. 肽基转移酶 (50S ribosomal subunit) 在不需要能量的情况下将两个比邻的氨基酸连接形成肽键. c.在GTP提供能量下, 转位酶 (EF-G) 将核糖体沿着mRNA 移动一个密码子的位置，逐出空载tRNA并将核糖体多肽链从mRNA上转移。,EF-Tu-Ts 交换循环,在P位点的肽酰-tRNA的多肽与A位点的氨酰-tRNA的氨基酸之间形成肽键,转位,在细菌中, 卸载 tRNA 经过另一位点the E site离开核糖体. 在真核生物中, 卸载 tRNA 直接离开核糖体进入细胞液中. EF-G (translocase)和 GTP 与 ribosome结合,

7、并且卸载 tRNA 从 P-site被排出需要消耗能量。 肽酰-tRNA 从 A-site 移动到P-site并且mRNA 相对于核糖体移动一个密码子的位置,终止,释放因子与终止密码相互作用引起完整多肽链的释放,RF1 和RF2 在RF3的帮助下识别终止密码,释放因子作用于肽基转移酶转移多肽链进入溶液中，蛋白质被释放。,释放因子和 EF-G: 移动卸载 tRNA 并释放 mRNA.,RF1: UAA/UAG; RF2: UAA/UGA,2.真核生物的翻译,与原核生物相比较，在真核生物中需要更多量的eIFs 和一个扫描过程. 真核生物中的 Met 起始 tRNA 不发生甲基化.,Initiati

8、on,扫描机制,真核生物的40s核糖体亚单位复合物识别mRNA 的5-cap并且沿着它扫描AUG起始密码.,真核 mRNAs特征,单顺贩子 5-帽子和3-poly(A) 尾 特征性序列: 5-GCCCCAUG-3,ORF,AUG,TAG,AAAAA,cap,与原核生物相比较，真核生物的起始在40S亚单位结合mRNA之前，起始tRNA先结合到40S亚单位上. 运载起始 tRNA的eIF2发生磷酸化， eIF2 是一个重要的调控点 (virus 羟基化作用 （Pro, Lys）; 磷酸化作用 （Y,T,S）;甲基化作用;糖基化作用: oligosaccharide to NH2 group of

9、N (Asn-X-Ser or Asn-X-Thr) (N-linked glycosylation ER-Golgi) and to OH group of S & T (O-linked glycosylation).核苷的添加.,磷酸化,4.蛋白质降解,不同的蛋白质具有不同的半衰期. 调节蛋白趋于迅速的转变，而且细胞必须能够处理缺陷和受损的蛋白，才能维持细胞的正常生命活动.,蛋白质降解过程：缺陷或受损的蛋白（具有不稳定的N端残基）与泛素粘附 (泛素化). 26S 蛋白酶复合体 (proteasome)所降解， 此过程需要 ATP 并且释放泛素以被重新利用。,在真核生物中，已经发现N-末端

10、残基在蛋白固有的稳定性方面具有重要的作用。 8 N-末端氨基酸与稳定性相关: Ala Cys Gly Met Pro Ser Thr Val (t1/2 20h) Arg His Ile Leu Lys Phe Trp Tyr (t1/2 =2-30min) 4 N-末端氨基酸通过化学修饰变得不稳定: Asn Asp Gln Glu,判断 1、核不均一RNA是mRNA和rRNA的前体，而不是tRNA的前体。 （ ） 2、真核生物RNA不需要加工的是5S rRNA （ ） 3、核糖体是生物体中最大的RNA-蛋白复合体，是蛋白质合成的场所。 （ ） 4、无论是原核生物还是真核生物都有多聚核糖体的存在，真核生物中的多聚核糖体发现于细胞质中，而原核生物中由于转录和翻译同时进行，多聚核糖体被发现于活化基因上。（ ）,1、一种突变细菌从群落形态学（即表型）不能与其野生型相区别，这一突变可能是（ ） A. 一个点突变或错义突变 B. 一个无义突变或错义突变 C. 密码子第三个碱基的替换 D. 一个点突变或无义突变 2、遗传密码的兼并性是指 （） A.蛋氨酸密码用作起始密码 B. mRNA上的密码子与tRNA上