分子生物学-第六章课件

分子生物学第六章分子生物学 第六章1本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2.遗传密码的特性。3.原核生物肽合成的过程。4.真核生物与原核生物肽合成的异同。5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2本章内容第一节 蛋白翻译系统第二节 肽合成的过程第三节 蛋白质的加工第四节 蛋白质的定位本章内容第一节 蛋白翻译系统3第一节 蛋白翻译系统一、mRNA（一）结构特点原核生物真核生物mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！第一节 蛋白翻译系统一、mRNA原核生物真核生物mRNA只有4（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开放阅读框。（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子5（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。终止密码子：终止密码子：琥珀石（琥珀石（UAG）赭石（赭石（UAA)卵白石卵白石(UGA)起始密码子：起始密码子：AUG（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个62.特性(1)完整性：有始有完整性：有始有终(2)方向性：方向性：5到到3(3)连续性：不中断、无重叠性：不中断、无重叠(4)简并性：多并性：多对一一(5)统一性：万物一性：万物统一一(6)摆动性：性：3位可位可变(7)偏偏爱性：使用性：使用频率各异率各异2.特性完整性：有始有终 7简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性8摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称为摆动配对。摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称9二、tRNA（一）结构特点 1.二级结构：三叶草三叶草结构构n四环：二氢尿嘧啶环反密码子环额外环胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环n一臂：氨基酸接受臂二、tRNA（一）结构特点四环：102.三级结构“倒L型”2.三级结构“倒L型”11（二）起始tRNA原核生物原核生物 真核生物真核生物密码子AUGAUG氨基酸甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸表示方法fMet tRNAi Met tRNAi（二）起始tRNA原核生物 真核生物密码子AUGAUG氨基酸12三、核糖体（一）结构 1.原核生物三、核糖体（一）结构13（一）结构 2.真核生物（一）结构 2.真核生物14（二）功能n三个重要位点：氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点（二）功能三个重要位点：15四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能n催化tRNA与氨基酸结合形成氨酰-tRNA。四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能16（二）机制1.氨基酸活化（二）机制1.氨基酸活化17（二）机制2.装载氨基酸（二）机制2.装载氨基酸18五、底物五、底物19六、蛋白因子原核生物原核生物真核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFeEF释放因子RFeRF六、蛋白因子原核生物真核生物起始因子IFeIF延伸因子EFe20第二节 肽合成的过程 一、原核生物的肽合成（一）起始是指mRNA、起始氨酰-tRNA与核糖体的大、小亚基结合形成翻译起始复合物的过程。第二节 肽合成的过程 一、原核生物的肽合成21（一）起始 1.起始二元复合物的形成mRNA30S小亚基2.30S起始复合物的形成mRNA30S小亚基fMettRNAi3.70S起始复合物的形成 mRNA30S小亚基fMettRNAi+50S大亚基（一）起始 1.起始二元复合物的形成22n起始因子起始因子23SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5-AGGAGGU-3），该序列可与30S亚基中16S rRNA的3端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮助mRNA从AUG处开始翻译。SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有24（二）延伸1.进位氨酰-tRNA按照mRNA分子的编码信息进入并结合到核糖体A位。（二）延伸1.进位25（二）延伸2.成肽转肽酶催化肽酰-tRNA上的肽酰基转移到A位氨酰-tRNA上的氨基酸-氨基上。（二）延伸2.成肽26（二）延伸3.转位转位酶催化核糖体沿mRNA的3方向移动一个密码子的距离，使mRNA上的下一个密码子进入A位，肽酰-tRNA由A位移入P位。（二）延伸3.转位27n延伸因子延伸因子28n延伸因子延伸因子29n转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的氨基之间形成肽键的酶，叫转肽酶。肽的合成是从N端到C端。转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的30（三）终止1.释放因子释放多肽。2.核糖体循环因子进入A位点。3.转位酶使核糖体循环因子转位。4.核糖体解离。（三）终止释放因子释放多肽。31n释放因子释放因子32二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体；2.mRNA与43S复合体形成48S复合体；3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S33n帽子和尾巴5端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3尾巴能提高翻译的效率。帽子和尾巴5端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3尾34（二）延伸与原核生物的步骤相似。分三步：1.进位 eEF1 （EFTu）,eEF1（EFTs）2.成肽 3.转位 eEF2（EFG）（二）延伸与原核生物的步骤相似。35（三）终止与原核生物的步骤相似。I型型 II型型 原核生物原核生物RF1（UAA、UAG）RF2（UAA、UGA）RF3真核生物真核生物eRF1（UAA、UAG、UGA）eRF3n原核生物与真核生物释放因子的区别（三）终止与原核生物的步骤相似。I型 II型 原核生物R36n常用抗生素抑制多肽链合成的原理 常用抗生素抑制多肽链合成的原理 37第三节 蛋白质的加工一、肽链的折叠 （1）折叠酶二硫键异构酶肽酰脯氨酰顺反异构酶第三节 蛋白质的加工一、肽链的折叠 二硫键异构酶 肽酰脯氨酰38（二）分子伴侣 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白质的总称。大大肠杆菌中的杆菌中的HSP70循循环（二）分子伴侣 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮39二、剪切（一）前体的切除一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才能成为有活性的酶。前胰岛素原的剪切二、剪切（一）前体的切除前胰岛素原的剪切40（二）内含肽的切除指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的肽段称为内含肽。胃蛋白酶原的激活（二）内含肽的切除指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的肽链41三、修饰（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的-磷酸基被转移到蛋白质特定位点上的过程。通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基是发生磷酸化的位点。三、修饰（一）磷酸化 42（二）糖基化是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型连接两种方式。（二）糖基化是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定氨基酸残基43（三）泛素化 1.泛素由76个氨基酸组成，分子量大约8.5kDa。它在真核生物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。泛素化的蛋白质能被特定的蛋白酶识别进而被降解。（三）泛素化 1.泛素442.泛素化泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）的共同作用下，泛素的羧基末端通过异肽键与靶蛋白的赖氨酸残基上-氨基连接在一起，靶蛋白被泛素化。2.泛素化泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶45第四节 蛋白质定位一、信号肽N-端的一段或几段特殊的氨基酸序列，可用于引导蛋白质定向进入细胞中的特定部位，这些特殊的氨基酸序列称为信号肽。第四节 蛋白质定位一、信号肽46二、信号识别颗粒信号识别颗粒存在于真核细胞的细胞液内，由6个多肽亚基和1分子7S RNA组成，7S RNA是形成复合体的结构骨架。蛋白质进入内质网的过程二、信号识别颗粒信号识别颗粒存在于真核细胞的细胞液内，由6个47分子生物学-第六章课件48