蛋白质的生物合成-分子生物学原理--课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,ppt课件,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,蛋白质的生物合成,1,ppt课件,第十二章 翻译,翻译：,translation,即蛋白质生物合成。,把核酸中四种符号,(AGCT/U),组成的遗传信息，以遗传密码破读的手段转变为蛋白质的氨基酸排列顺序的过程。,2,ppt课件,第一节、参与蛋白质合成的物质,各种,RNA、核糖体、氨基酸、酶,起始阶段：起始因子,延长阶段：延长因子,终止阶段：核糖体释放因子,3,ppt课件,一、,mRNA,是翻译的模板,原核生物的一种,mRNA,往往编码几种功能相近的蛋白质。,真核生物的,mRNA,比原核生物多，但一个,RNA分子一般只带有一种蛋白质的编码信息。,4,ppt课件,遗传密码的特点,连续性,(commaless,),：密码之间没有间断,简并性,(degeneracy),：大多数氨基酸有,26,个密码,摆动性,(wobble),：密码的第三位碱基与反密码的第一位碱基配对不严格,通用性,(universal),：全世界生物共用,5,ppt课件,连续性,G C A,G U A,C A U,G U C,不连续的读法：,G C A,C A G,A G U,G U A,.,密码之间没有核苷酸间断,6,ppt课件,简并性,除了色氨酸和蛋氨酸外，其余氨基酸均有,2,-6,个三联体为其编码。,*,7,ppt课件,摆动性,密码与反密码配对辨认时，有时并不完全按照碱基互补规律。尤其是密码的第三碱基对反密码的第一位碱基，更常出现这种摆动现象。,mRNA,密码子,CGI 反密码子,GCC 密码子,8,ppt课件,通用性,除了动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体外，从最简单的病毒、原核生物到人类都使用一套遗传密码。,9,ppt课件,二、核糖体是肽链合成的场所,氨基酸首先在核糖体内合成蛋白质，再输送至细胞其它组分中。,核糖体由大、小亚基构成。亚基中含有不同的蛋白质和,RNA,。,10,ppt课件,三、,tRNA,和氨基酰,tRNA,tRNA,在蛋白质翻译中起接合的作用。,tRNA,的氨基酸臂上携带氨基酸。,tRNA,分子的反密码环与,mRNA,上的密码配对。,密码,-,反密码,-,氨基酸三联体保证了翻译的准确性。,11,ppt课件,氨基酰,-tRNA,的生成,氨基酰-,AMP-E+tRNA,氨基酰,-tRNA,+AMP+E,氨基酸,ATP,E,氨基酰,AMP-E+PPi,E:,氨基酰,-tRNA,合成酶，具高度专一性,1.,存在于胞质中,2.,需,ATP,供能,需,Mg,+,Mn,+,3.,有二个识别位点,12,ppt课件,第二节、蛋白质生物合成过程,起始,延长,终止,13,ppt课件,原核生物的翻译起始,起始因子,(IF),：胞液中的可溶性因子。已知有三种：,IF-1,：促进,IF-3,与小亚基结合,IF-2,：使,fMet-tRNA,met,f,与小亚基结合,IF-3,：使大小亚基分离,核糖体结合序列,：原核生物的,mRNA,有一非常保守的序列，与核糖体的,16S-rRNA,结合，引导,mRNA,进入核糖体，这样的序列称为,S-D,序列，也叫核糖体结合序列。,14,ppt课件,核糖体结合序列,15,ppt课件,原核生物起始过程,70S核糖体,IF3,IF1,30S小亚基,IF3 IF1+50S,大亚基,f,met,-tRNA,f,met,先形成,f,met,tRNA,f,met,IF2 GTP，再与小亚基和,mRNA,形成复合物，最后形成,70S起始复合物。,P位为,mRNA,上的,AUG及,f,met,tRNA,f,met,所占据,A位空缺。,70S mRNA fmet tRNA,f,met,70S,起始复合物,fmet-tRNA,f,met,+GTP+IF2 fmet tRNA,f,met,IF2 GTP +mRNA,30S mRNA fmet tRNA,f,met,GTP IF1 IF2 IF3,50S,IF1,IF2,IF3,GDP+Pi,16,ppt课件,真核生物的翻译起始,起始因子,（,eIF,）：有,10,种,起始甲硫氨酰,tRNA,met,无甲酰化,mRNA,结构有所不同,核糖体有所不同,原核生物与真核生物的翻译起始比较,17,ppt课件,二、肽链的延长,核糖体循环：,翻译过程中的肽链延长，,延长因子：,延长过程所需的蛋白质因子称,(EF),。,核糖体循环,分为,注册,、,成肽,和,转位,三个步骤。,18,ppt课件,注册,注册：氨基酰,-tRNA,根据遗传密码的指引，进入核糖体的,A位。,mRNA,19,ppt课件,成肽和转位,成肽由,转肽酶,催化，反应在,A位上进行，即P位上的,蛋氨酸退位到,A位成肽。成肽后无负载的,tRNA,从核糖体上脱落下来。,转位：在,A位上的肽连同mRNA从A位进入P位。由,转位酶,催化。这实际上是,肽,-tRNA-mRNA,与核糖体位置的相对变更。,注册,、,成肽,和,转位,三个步骤多次反复，肽链就不断延长。,20,ppt课件,三、肽链合成的终止,肽链合成终止包括：,终止密码的辨认,肽链从肽,-tRNA,上水解,mRNA,从核糖体中分离,核糖体大小亚基的拆分,21,ppt课件,三、肽链合成的终止,释放因子,RF,：终止过程中的蛋白质因子,辨认终止密码 促进肽链C端与,tRNA 3-OH,酯键的水解，使肽链从翻译中的核糖体上释放下来。,RF-1：UAA和,UAG,；,RF-2：UAA和,UGA,；,RF-3,：结合,GTP，促进,RF-1,和,RF-2,对核糖体的结合。,22,ppt课件,翻译的终止过程,当翻译到,A位出现,mRNA,的终止密码时，由,RF-1,或,RF-2,识别终止密码，进入,A位。,释放因子的结合诱导核糖体上的转肽酶将合成的肽链转移到水分子，将P位上肽链从,tRNA,分离出来。,通过,GTP,水解,GDP及,Pi，使残留在核糖体上的,tRNA,和各种释放因子脱离，最后核糖体从,mRNA,上脱落下来。,23,ppt课件,翻译的终止示意图,24,ppt课件,多聚核糖体,在一条,mRNA,上常有多个核糖体呈串珠状排列，,核糖体是以多核糖体形式存在,。,多核糖体的形成是由于一条,mRNA,链上多个部位有核糖体在进行蛋白质合成，这样可以大大加速蛋白质合成的速度，,mRNA,得到充分的利用。,25,ppt课件,翻译全过程,IF-1,IF-3,IF-2,GTP,fMet,起始,26,ppt课件,翻译全过程,IF-1,IF-3,IF-2,GTP,fMet,fMet,核糖体循环,27,ppt课件,翻译全过程,fMet,核糖体循环,fMet,28,ppt课件,翻译全过程,终止,IF-1,IF-3,29,ppt课件,核糖体循环,原核生物中：,复制、转录、翻译同步，,多肽合成后，进入大亚,基的管腔内，经滑面内,质网进高尔基体，进行,后加工。,30,ppt课件,翻译后加工,翻译后加工：,posttranslational procession,蛋白质合成后，还必须进行后加工，才能表现出生理活性，这些蛋白质的修饰过程称为,翻译后加工,。,31,ppt课件,辅基连接,蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类。,如糖蛋白、脂蛋白等都需要加工后才能生成。,32,ppt课件,水解修饰,在真核 生物中，往往会有一条已合成的多肽链经翻译后加工产生多种不同活性的蛋白质或肽。,信号肽,ACTH,-LT,-MSH,Endophin,-MSH,103,肽,POMC,33,ppt课件,分泌性蛋白质,分泌蛋白质：,合成后分泌到血液循环中，或再到靶细胞去发挥功能的蛋白质。,信号肽：,具疏水性的肽段，可使蛋白质移向细胞膜并与细胞膜结合，然后将合成的蛋白质送出细胞。,大多数分泌性蛋白质是一种蛋白质前身。,肽类激素、血浆蛋白、凝血因子、抗体蛋白、蛋白酶等,34,ppt课件,第四节、抗生素对翻译的抑制作用,抗生素,一般是细菌或真菌所产生的具有抑制其它生物生长的物质。,抗生素因具有杀菌或抑制细菌生长的作用而被广泛用于临床，部分用于科研。,某些抗生素可抑制翻译,35,ppt课件,四环素,抑制起始氨基酰,-tRNA,与原核生物或真核细胞的核糖体小亚基的结合而抑制翻译,由于不能透过真核细胞膜，故只能对原核细胞的翻译过程发生抑制。,36,ppt课件,氯霉素,能与原核生物的核糖体大亚基结合，抑制转肽酶活性而阻断翻译的延长过程。,37,ppt课件,链霉素和卡那霉素,能与原核生物核糖体小亚基结合，改变其构象，引起读码错误，使毒素类的细菌蛋白失活。,结核杆菌敏感,38,ppt课件,嘌呤霉素,结构与酪氨酸,-tRNA,相似，从而取代一些氨基酰,-tRNA,进入翻译进入翻译中的核糖体的,A位。,对原核和真核都有作用,39,ppt课件,放线菌酮,抑制核糖体转肽酶,只对真核生物有特异性作用,用于科研,40,ppt课件,白喉毒素,白喉杆菌产生,对真核生物有剧毒的毒素蛋白质,共价修饰,EF-2,，生成,EF-2,的腺苷二磷酸核糖衍生物，使,EF-2,失活。,41,ppt课件,抗生素对翻译的抑制作用,四环素族,氯霉素,放线菌酮,嘌呤霉素,链霉素和卡那霉素,42,ppt课件,小结,翻译中的三种,RNA:m RNA,、,t RNA,、,r RNA,对,RNA,的讨论共有三次,1.,结构上,2.,生物合成,3.,功能上,翻译的三个过程,:1.,起始：,IF,、,eIF,2.,延长：,EF 3.,终止：,RF,、,RR,相关的三个三,43,ppt课件,