第38章蛋白质的合成与转运

,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,*,Chapter38,蛋白质的合成与转运,蛋白质的生物合成,？,Protein biosynthesis,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,一、,蛋白质合成的分子基础,参与蛋白质生物合成的物质,翻译,-以,mRNA,为模板合成蛋白质,mRNA,-,模板,rRNA,-,构成核糖体作为蛋白质合成场所,tRNA,-,搬运工具,氨基酸,-原料,蛋白质因子,(起始因子,IF,，,延伸因子,EF,，,释放因子,RF,，,等等),酶,-氨基酰-,tRNA,合成酶，转肽酶，转位酶，等,无机离子,-,Mg,+,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,一、,蛋白质合成的分子基础,（,一）,mRNA,是翻译的直接模板,原核生物与真核生物,mRNA,的区别,（真核）单顺反子 （原核）多顺反子,（真核）5端帽子结构 3端,polyA,尾巴,三联体密码,-,mRNA,上每三个相邻的碱基构成一个遗传密码，决定一种氨基酸.,蛋白质生物合成的本质是四种核苷酸上所携带的遗传信息转变为由二十种氨基酸组成的多肽的过程。,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,一、,蛋白质合成的分子基础,（,二）,tRNA,转运活化的氨基酸至,mRNA,模板上,tRNA,的反密码子环与,mRNA,的密码配对,tRNA,的,3-端,CCA-OH,是氨基酸的结合位点,氨基酰-,tRNA,合成酶具有绝对专一性和,校正活性,氨基酰-,tRNA,的写法,Arg,-,tRNA,arg,fMet,-,tRNA,f,met,Met-,tRNA,i,met,Met-,tRNA,e,met,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,一、,蛋白质合成的分子基础,（,三）核糖体是肽链合成的场所,核糖体由大,小亚基构成,原核生物:70,s (30s,50s),真核生物:80,s (40s,60s),Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,一、,蛋白质合成的分子基础,（,三）核糖体是肽链合成的场所,多聚核糖体,在一条,mRNA,链上，多个核糖体呈串珠状排列（间隔80个核苷酸），多个核糖体同时在一条,mRNA,上进行翻译，,大大加速蛋白质合成的速度，提高了,mRNA,的利用率,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,二、,蛋白质生物合成过程（翻译的步骤）,（一）肽链延伸的方向及速度,应用放射性同位素示踪技术证明,多肽链的合成是从,N-,端向,C,端进行的。,（二）,mRNA,上翻译的方向,mRNA,上,信息的阅读（翻译）是从,mRNA,的5,末端向3,末端进行的。在细胞内常见转录与翻译同时进行。,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,二、,蛋白质生物合成过程（翻译的步骤）,（三）,氨基酸的活化（氨酰-,tRNA,的合成）,氨酰-,tRNA,合成酶,的特点：,（1）,每种氨基酸都有一个专一的酶和,tRNA,；（2）,只作用于,L-,氨基酸,以上这种严格的专一性大大减少多肽合成中的差错。,（三）肽链合成过程,1、翻译的起始,蛋氨酰-,tRNA,与,mRNA,结合到核糖体形成起始复合物,(1)起始复合物的生成,S-D,序列,-,mRNA,起始密码前的一,段富含嘌呤核苷酸的序列.(9-12,bp,),5-,AGGA,PuPuUUUPuPu,AUG,-3,（2）起始因子,IF,和,eIF,(3)真核生物翻译起始的特点,eIF,111,蛋氨酰-,tRNA,i,met,mRNA,的,5端有帽子结构，3端有,polyA,核糖体为,先结合上,蛋氨酰-,tRNA,i,met,，,再结合,mRNA,（,4）,tRNA,对密码子的识别反密码子的作用,氨基酸臂,tRNA,凭借自身的反密码子与,mRNA,分子上的密码子相识别而把所携带的氨基酸送到肽链的一定位置上。,三叶草型二级结构,折叠成倒写,L-,型三维结构,反密码子与密码子结合时，二者的方向相反，是从,mRNA,的5末端向3末端进行阅读，,mRNA,密码子的第一、二、三位碱基与,tRNA,反密码子的第三、二、一位碱基相对应。密码子的第一、二位碱基与反密码子的第三、二位碱基严格配对，而其第三位碱基与反密码子第一位碱基配对则不严格，可出现,UI、IC、IA,等配对摆动现象，叫“摆动配对”。,2、肽链的延长,延长因子(,EF),核糖体循环,:,进位，成肽，移位,（1）进位,氨基酰,tRNA,进入,A,位,需要,EF-T,协助 （-,GTP）,（2）成肽,转肽酶,（3）移位,移位酶,（消耗1分子,GTP）,mRNA,向前移动一个密码子的位置,耗能,3、肽链合成的终止,终止密码的辨认，肽链从肽链-,tRNA,上水解出，,mRNA,从核糖体中分离，大小亚基拆开。,都需要,RF(1,2,3),和,RR,参与终止，,RF,的作用是,辨认终止密码,促进肽链,C,端与,tRNA3-OH,酯键的水解。,RR,的作用,把,mRNA,从核蛋白体上游离出来,原核生物：,RF-1,识别,UAA,及,UAG,RF-2,识别,UAA,及,UGA,RF-3,能促进,RF-1,和,RF-2,对核糖体的结合。,是酯酶的激活物,转肽酶,酯酶活性,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,三、,蛋白质的运输及翻译后的修饰,（一）翻译后加工,-肽链从核蛋白体释放后，经过细胞内各种修饰处理过程，成为有活性的成熟蛋白质,1、高级结构的修饰,（1）亚基聚合,四级结构,Hb,(,2,2,),（2）,辅基连接,结合蛋白,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,三、,蛋白质的运输及翻译后的修饰,（一）翻译后加工,2,、一级结构的修饰,（1）切除,N-,端的甲酰基或,N-,蛋氨酸,:脱甲酰基酶或氨基肽酶,（2）个别氨基酸的修饰,羟脯氨酸,羟赖氨酸的羟化;,含-,OH,的丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸的磷酸化;,多肽链二硫键的形成,（3）水解修饰,鸦片促黑皮质素原(,POMC),Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,三、,蛋白质的运输及翻译后的修饰,（二）蛋白质合成后的靶向输送,1、,蛋白质合成后的去向,留在胞浆,进入核、线粒体或其它细胞器,分泌至体液，输送至靶器官,靶向输送,-蛋白质合成后，定向地到达其执行功能的目标地点,Chapter38,蛋白质的生物合成与转运,Protein biosynthesis（,翻译,Translation）,三、,蛋白质的运输及翻译后的修饰,（二）蛋白质合成后的靶向输送,2、,分泌性蛋白质,蛋白质透过膜性结构的条件,信号肽,蛋白质自身的结构特点,转运的机构,蛋白质一经产生，去向就被决定。通过安装一段信号序列，被信号识别体识别和固定。,信号肽与信号肽的识别,N-,端的一段疏水氨基酸,1040,N,端,带正电荷的碱性氨基酸,疏水核心区,中性氨基酸,C,端,小分子氨基酸（信号肽酶裂解部位）,多数为酶原,四、,蛋白质生物合成的干扰和抑制,1、抗生素,四、,蛋白质生物合成的干扰和抑制,2、干扰蛋白质生物合成的生物活性物质,白喉毒素,对真核生物剧毒,可对,EF-2,起共价修饰作用,干扰素(,interferon，IF),是细胞感染病毒后产生的一类蛋白质。可抑制病毒繁殖，保护宿主。,本章小节,1、掌握遗传密码的特点，,mRNA,、,tRNA,及核糖体在蛋白质合成中的作用。,2、熟悉 核糖体循环。,3、了解蛋白质生物合成的主要过程。蛋白质翻译后加工，抗生素对翻译的抑制作用。,思考题,1、下列关于氨基酸密码子的描述哪一项是错误的？,A、,密码子有种属特异性，故不同生物合成不同的蛋白质,B、,密码子阅读有方向性，53,C、,一种氨基酸可有一组以上的密码子,D、,一组密码子只代表一种氨基酸,E、,密码子第三位碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小,2、下列关于蛋白质合成的描述哪一项是错误的？,A、,氨基酸须活化成活性氨基酸,B、,氨基酸的羧基被活化,C、,体内所有的氨基酸都有密码,D、,活化的氨基酸被搬运到核糖体上,E、,tRNA,的反密码子与,mRNA,密码子按碱基配对原则结合,3、名词解释,：翻译；遗传密码的简并性 三联体密码,4、试述核酸在蛋白质合成中的作用,。,5、试述蛋白质翻译后加工的生物学意义，并列出有哪些加工方式？,