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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十三章 蛋白质的生物合成,Chapter 13 Biosynthesis of Proteins,第一节 遗传密码,一、三联体密码密码子的概念,mRNA分子中所存储的蛋白质合成信息，是由组成它的四种碱基A、G、C、U以特定顺序排列成三个一组的三联体代表的，即每三个碱基代表一个氨基酸信息。,二、64种密码子,起始密码 AUG,氨基酸密码,终止密码 UAA，UAG，UGA,三联体密码确实定 43=64,AAA AAT AAG AAC,ATA ATT ATG ATC,AGA AGT AGG AGC .,遗传密码的破译,1968年，霍利、尼伦伯格、柯拉纳获诺贝尔奖。,三、遗传密码的根本特性,1、每个密码子三联体决定一种AA。其方向是53。eg. 5-AUG-3。,2、简并性：密码子简并，即一种AA有几种不同密码子的现象。,同义密码子，即编码同一种AA的不同密码子。,3、无标点符号,4、不重叠性有少数例外,5、通用性，所有生物的几乎一样,第二节 核糖体,核糖体是蛋白质合成的部位。,主要成分蛋白质和RNA rRNA是构成核糖体的主要组成局部。,功 能： 按照mRNA 的指令合成多肽链。N端向C端合成,mRNA,核糖体,核糖体是合成蛋白质的细胞器,原核生物细菌、放线菌、蓝绿藻70S,50S 5SrRNA，3SrRNA,30S16SrRNA,A位：氨酰-tRNA结合部位AA位,P位：肽酰-tRNA结合部位 肽位,50S,30S,第三节 转移RNA的功能,一、多肽合成与tRNA的关系,tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的位点至少有4个，即,3一CCAOH，是AA承受位点；,识别氨酰-tRNA合成酶的位点；,核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上；,反密码子位点。每一个tRNA都有一个由3个核苷酸组成的特殊的反密码子,tRNA反密码子与mRNA密码子的配对特点,tRNA反密码子可以根据碱基配对的原那么，与mRNA上对应的密码子相结合,反密码子,密码子,A,U,U,A、G,C,G,I（出现在5位）,U、C、G,G,C、U,密码子与反密码子之间的碱基对,I G C,mRNA 3-A C G-5 (Ala),5 3,储存在mRNA的遗传密码称为第一套密码系统,储存在tRNA的遗传密码称为第二套密码系统,第四节 蛋白质的生物合成,一、蛋白质合成系统的重要组分,1、mRNA的作用机制,2、核糖体的作用机制,3、tRNA的作用机制,二、蛋白质合成过程的分子机制,一氨基酸的活化,COOH被活化酰化反响实现,AA+ tRNA + ATP 氨基酰- tRNA + AMP+PPi,E：氨基酰- tRNA合成酶,二肽链的合成以原核生物为例,1、起始阶段：,在核糖体上合成多肽。,fMet-tRNA占据了核糖体上的P位此过程消耗一个GTP，空的A位准备承受下一个氨酰-tRNA。,起始的完成以核糖体大小亚基、mRNA和 fMet-tRNA形成复合物作为标志。,2、延长阶段,1进位：新的氨酰-tRNA进入A位。消耗一个GTP。,2转肽：形成新的肽键,P位 A位 P位 A位,CHO,NH NH2,R1CH + R2CH tRNA + ？,O=C O=C,O-tRNA O-tRNA,思考：提供COOH的AA在哪一位。,E :exit site,P site,A site,3脱落：空载的tRNA从P位上脱落。,4移位：核糖体沿mRNA的53方向移动，同时，原处于A部位带有肽链的tRNA随即到P部位，使A位空出来。消耗一个GTP,以上4个步骤一再重复，直至肽链增长到必需的长度,3、终止阶段,包括两个事件：,1在mRNA上识别终止密码子UAA、UAG、UGA；,2水解所合成肽链与tRNA间的酯键，释放肽链。,tRNA从P位上脱落下来，70S核糖体也从mRNA上脱落，解离为30S及50S亚基并立即投入下一轮核糖体循环，以合成另一新的蛋白质分子。,思考题：,合成一个五肽至少需要多少能量？能量供体的主要形式是GTP,三翻译后加工,肽链蛋白质有功能的,1、N末端AA或局部肽段的切除,以原核生物为例：,fMet-xx-xx-,脱甲酰基酶,Met-xx-xx-,氨肽酶,切去一个或多个N端AA,2、信号肽的切除:信号肽酶,3、SS的形成,mRNA中没有Cys2的密码子,4、AA的修饰：羟基化、甲基化等,eg 胶原中的羟脯氨酸羟基化,5、亚基之间、亚基与辅基之间的聚合。,6、 多肽链折叠成有活性的构象。,信号肽及识别信号肽的信号识别体的构造特征,目前通常所说的信号肽是指翻译产物，新生肽链N端引导新生肽链进入内质网的肽段。,这种信号肽一般含有约20个氨基酸残基，从其构造看，中间集中了较多的疏水性残基，两端是一些极性的残基。,*信号肽有时也可位于多肽链的中部。,识别信号肽的识别体，称为信号肽识别颗粒SRP。它是7SL RNA和6条不同分子量的肽链组成的复合物。除了和信号肽结合外，识别颗粒还可以和其它一些帮助新生肽穿越内质网膜的蛋白质或复合物结合，后者为停泊蛋白或核糖体受体等。,真核生物与原核生物蛋白质合成过程的不同点,真核生物,原核生物,翻译与转录不偶联，mRNA需加工修饰,翻译与转录偶联，mRNA无“帽”及无“尾”结构,mRNA半寿期约46小时较稳定，易分离,mRNA半寿期约1-3分钟，不稳定，不易分离,mRNA为单顺反子,mRNA为多顺反子,起始阶段需GTP及ATP,起始阶段需GTP,延长阶段GTP水解后可被ATP再磷酸化，两种延长因子可同时与核蛋白体结合,GTP水解后EFTu即从核蛋白体上脱落,只有一种终止因子,有三种终止因子,合成速度慢,合成速度快,合成可被亚胺环己酮、白喉毒素等抑制,可被氯霉素、链霉素、四环素等抑制,真核生物蛋白质合成过程的不同点,起始AA-tRNA为Met-tRNA。,40S亚基首先识别mRNA5端，然后移动到起始位点原核生物起始复合物直接在AUG处形成。,小亚基不首先与mRNA结合。,核糖体各种因子不同于原核生物。,
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