生物化學(xué)中文翻譯PPT課件

1、u蛋白質(zhì)的生物合成，即翻譯，就是將核酸中由 4 種核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過(guò)遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的排列順序 。第1頁(yè)/共116頁(yè)第2頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系Protein Biosynthesis System 第 一 節(jié) 第3頁(yè)/共116頁(yè)原料：20種氨基酸rRNA和蛋白質(zhì)組成的核蛋白體是生產(chǎn)蛋白質(zhì)的工廠。tRNA：結(jié)合、轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸。mRNA：翻譯的直接模板酶：氨基酰-tRNA合成酶 轉(zhuǎn)肽酶蛋白質(zhì)因子：IF、EF、RF能量：ATP、GTP無(wú)機(jī)離子：Mg2+參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)第4頁(yè)/共116頁(yè)第5頁(yè)/共116頁(yè)第6頁(yè)/共116

2、頁(yè)u mRNA是遺傳信息的攜帶者和傳遞者u是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板mRNA種類多，大小不一，半衰期短占RNA總量12第7頁(yè)/共116頁(yè)原核生物的多順?lè)醋诱婧松锏膯雾樂(lè)醋臃蔷幋a序列核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子終止密碼子編碼序列PPP53蛋白質(zhì)PPPmG -53蛋白質(zhì)目 錄一段mRNA編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)一段mRNA僅編碼一種蛋白質(zhì)第8頁(yè)/共116頁(yè)u mRNA上存在遺傳密碼mRNA分子上從5至3方向，由AUG開(kāi)始，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或決定肽鏈合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼(triplet coden)。起始密碼(initiation coden): AUG 終

3、止密碼(termination coden): UAA，UAG，UGA 編碼氨基酸的密碼子：61種第9頁(yè)/共116頁(yè)遺傳密碼表目 錄第10頁(yè)/共116頁(yè)從mRNA 5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框(open reading frame, ORF)。 第11頁(yè)/共116頁(yè)第12頁(yè)/共116頁(yè)u遺傳密碼的特點(diǎn)1. 方向性(directional)翻譯時(shí)遺傳密碼的閱讀方向是53，即讀碼從mRNA的起始密碼子AUG開(kāi)始，按53的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。 NC肽鏈延伸方向53讀碼方向第13頁(yè)/共116頁(yè)2. 連續(xù)性(c

4、ommaless)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼從5 3連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交叉。 AlaValHisMet終止密碼第14頁(yè)/共116頁(yè)u基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致移碼突變(frameshift mutation)。 纈 脯 蘇 天冬纈 丙 酪 甘纈 丙 絲 精（3N1）或者（3N2）個(gè)堿基的插入或者缺失 可以導(dǎo)致移碼突變。第15頁(yè)/共116頁(yè)3. 簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性(degeneracy)遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個(gè)或多至6個(gè)三聯(lián)體密碼子為其編碼。目 錄多個(gè)密碼子編碼一個(gè)AA的，這些密碼子稱為簡(jiǎn)并密碼子或同

5、義密碼子 一種氨基酸具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的密碼子為其編碼，這一特性稱為遺傳密碼的簡(jiǎn)并性。第16頁(yè)/共116頁(yè)同義密碼子減少基因突變對(duì)蛋白質(zhì)功能的影響第17頁(yè)/共116頁(yè)簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性(degeneracy)目 錄第18頁(yè)/共116頁(yè)4. 通用性通用性(universal) 蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。 已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。 密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。 第19頁(yè)/共116頁(yè)5. 擺動(dòng)性擺動(dòng)性(wobble)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼子通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反向配對(duì)結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見(jiàn)的堿基配對(duì)規(guī)

6、律，稱為擺動(dòng)配對(duì)。 第20頁(yè)/共116頁(yè)U擺動(dòng)配對(duì)目 錄反密碼第一位與密碼第三位不嚴(yán)格配對(duì)U第21頁(yè)/共116頁(yè)密碼子、反密碼子配對(duì)的擺動(dòng)現(xiàn)象tRNA反密碼子反密碼子第第1位堿基位堿基IUGACmRNA密碼子密碼子第第3位堿基位堿基U, C, AA, GU, CUG第22頁(yè)/共116頁(yè)二、核蛋白體是多肽鏈合成的場(chǎng)所36種第23頁(yè)/共116頁(yè)核核蛋蛋白白體體的的組組成成目 錄第24頁(yè)/共116頁(yè)原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:A位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位(exit site)目 錄轉(zhuǎn)肽酶(肽酰轉(zhuǎn)移酶)活性部位第25頁(yè)/共

7、116頁(yè)第26頁(yè)/共116頁(yè)反密碼環(huán)氨基酸臂三、tRNA是氨基酸的運(yùn)載工具及蛋白質(zhì)生物合成的適配器tRNA的作用運(yùn)載氨基酸充當(dāng)“適配器”第27頁(yè)/共116頁(yè)第28頁(yè)/共116頁(yè)四、蛋白質(zhì)生物合成需要酶類、蛋白質(zhì)因子等（一）重要的酶類氨基酰-tRNA合成酶：催化氨基酸的活化轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶：EF-G催化核蛋白體向mRNA3端移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離催化肽鏈和氨基酸間形成肽鍵第29頁(yè)/共116頁(yè)（二）蛋白質(zhì)因子起始因子（initiation factor，IF）延長(zhǎng)因子（elongation factor，EF）釋放因子（release factor，RF）第30頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)生物合成的能源物質(zhì)為A

8、TP和GTP;參與蛋白質(zhì)生物合成的無(wú)機(jī)離子有Mg2+、K+ 等。（三）能源物質(zhì)及離子第31頁(yè)/共116頁(yè)第二節(jié)第二節(jié)氨基酸的活化氨基酸的活化Activation of Amino AcidsP208第32頁(yè)/共116頁(yè)催化tRNA的3-末端CCA-OH與氨基酸羧基形成酯鍵，生成：氨基酰-tRNA。氨基酸活化酶：氨基酰-tRNA合成酶氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶一、 氨基酸活化形成氨基酰-tRNA第33頁(yè)/共116頁(yè)第一步反應(yīng)氨基酸 ATP-E 氨基酰-AMP-E PPi目 錄第34頁(yè)/共116頁(yè)第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰-

9、tRNA AMP E目 錄第35頁(yè)/共116頁(yè)第36頁(yè)/共116頁(yè)n氨基酰-tRNA合成酶 結(jié)構(gòu)氨基酰tRNA合成酶的3個(gè)結(jié)合位點(diǎn)氨基酸和ATP形成氨基酰AMP 氨基酰轉(zhuǎn)移到tRNA上tRNA負(fù)載了氨基酸第37頁(yè)/共116頁(yè)氨基酰-tRNA合成酶對(duì)底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。tRNA氨基酰-tRNA合成酶氨基酸特性20種氨基酸, 故有20種氨基酰-tRNA合成酶。 第38頁(yè)/共116頁(yè)氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。特性第39頁(yè)/共116頁(yè)氨基酰-tRNA的表示方法丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla精氨酰-tRNA：Arg-tRNAArg甲硫氨酰-tRNA： Met-tRNA

10、Met各種氨基酸和對(duì)應(yīng)的tRNA結(jié)合后形成的氨基酰-tRNA表示為：氨基酸的三字母縮寫-tRNA氨基酸的三字母縮寫 例如：第40頁(yè)/共116頁(yè)真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-tRNAifMet二、起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA參與肽鏈延長(zhǎng)的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet第41頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程 The Process of Protein Biosynthesis 第 三 節(jié) 第42頁(yè)/共116頁(yè)u蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程包括三大步驟：氨基酸的活化與搬運(yùn)；活化氨基酸在核蛋白體上的縮合；多肽鏈合成后的加工修飾。u本節(jié)主要介紹活化氨基

11、酸在核蛋白體上的縮合過(guò)程，這一過(guò)程包括多肽鏈合成的起始、延長(zhǎng)和終止三個(gè)階段。 第43頁(yè)/共116頁(yè)指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始 復(fù) 合 物 ( t r a n s l a t i o n a l i n i t i a t i o n c o m p l e x ) 。一、肽鏈合成的起始第44頁(yè)/共116頁(yè)原核生物各種起始因子的生物功能 促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對(duì)結(jié)合起始tRNA的敏感性IF-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合IF-2占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNA,促進(jìn)大小亞基分離IF-1生物學(xué)功能種類第45頁(yè)/共116頁(yè)（一）原核生物翻譯起始核蛋白體大小亞基分

12、離；mRNA在小亞基定位結(jié)合；fMet-tRNAfMet的結(jié)合； 核蛋白體大亞基結(jié)合。第46頁(yè)/共116頁(yè)IF-3IF-11. 核蛋白體大小亞基分離目 錄起始因子IF3使大小亞基分離，IF1協(xié)助70s核糖體30s小亞基+50s大亞基 第47頁(yè)/共116頁(yè)A U G53IF-3IF-12. mRNA在小亞基定位結(jié)合S-D序列第48頁(yè)/共116頁(yè)S-D序列 mRNA上起始密碼子AUG上游富含嘌呤的4-6個(gè)核苷酸序列，其核心：AGGA。又稱核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)（RBS）mRNA AUG上游S-D序列（AGGA）與小亞基16srRNA上UCCU序列互補(bǔ)，緊接S-D序列的小段又可以被核糖體小亞基蛋白（rps

13、-1）辨認(rèn)結(jié)合，即RNA-RNA、RNA-蛋白質(zhì)相互辨認(rèn)。第49頁(yè)/共116頁(yè)IF-3IF-1IF-2GTP3. 起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAifmet )結(jié)合到小亞基A U G53 IF2（GTP）作用下，fMet-tRNAfMet反密碼子與mRNA分子中密碼子AUG配對(duì)結(jié)合，形成30S起始復(fù)合物，需要GTP和Mg2+參與。第50頁(yè)/共116頁(yè)4. 核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成 50S大亞基與上述的30S起始復(fù)合物結(jié)合，同時(shí)IF2脫落，形成70S起始復(fù)合物，即核糖體大小亞基mRNAfMet-tRNAfMet復(fù)合物。 fMet-tRNAfMet占據(jù)著50S大亞基的P位。A位留

14、空 。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G53第51頁(yè)/共116頁(yè)IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi目 錄第52頁(yè)/共116頁(yè)u核蛋白體大小亞基分離；uMet-tRNAMet結(jié)合小亞基；umRNA在核蛋白體小亞基就位；u核蛋白體大亞基結(jié)合。真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程P214第53頁(yè)/共116頁(yè)eIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E、eIF-3和PolyA 結(jié)合蛋白eIF-4G促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合大亞基eIF-5促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基eIF-6eIF-4F復(fù)合物成分，有RNA解螺旋酶活性，能解除mRNA5-端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)

15、，使其與小亞基結(jié)合eIF-4A結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF-4BeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA 5帽子eIF-4E結(jié)合小亞基，促進(jìn)大小亞基分離eIF-2B促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2多功能因子，參與多個(gè)翻譯步驟eIF-1生物學(xué)功能種類參與真核生物翻譯的各種起始因子及其生物學(xué)功能結(jié)合小亞基，促進(jìn)大小亞基分離; 介導(dǎo)eIF-4F復(fù)合物-mRNA與核糖體小亞基結(jié)合eIF-3第54頁(yè)/共116頁(yè)1、核蛋白體大小亞基分離第55頁(yè)/共116頁(yè)2、Met-tRNAMet結(jié)合小亞基eIF2，真核翻譯起始最重要的因子先生成 Met-tRNAMetelF-2GTP三元復(fù)合物再

16、與40S小亞基P位結(jié)合MetMet-tRNAiMet-elF-2 -GTP第56頁(yè)/共116頁(yè)3、mRNA在核蛋白體小亞基就位mRNAATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B第57頁(yè)/共116頁(yè)mRNA在核蛋白體小亞基就位第58頁(yè)/共116頁(yè)4、核蛋白體60S大亞基結(jié)合（翻譯起始復(fù)合物形成） GDP+PielF-580S核蛋白體Met-tRNAmetmRNA起始復(fù)合物 第59頁(yè)/共116頁(yè)mRNAGDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4BMetMet-tRNAiMet-elF-2 -GTP真核生物翻譯起始復(fù)合物形成

17、過(guò)程elF-2是關(guān)鍵因子第60頁(yè)/共116頁(yè) 真核生物 原核生物1.起始因子： eIF，10多種 IF，三種2.起始tRNA： Met-tRNA fMet-tRNA N端甲?；?.mRNA結(jié)合： 有帽、尾 SD序列 4.核蛋白體： 80S（40S60S） 70S （30S50S）5.結(jié)合順序：原核生物與真核生物翻譯起始比較 :原核：小亞基mRNAIF2-fmet-tRNAfmet-GTP真核：小亞基eIF2-met-tRNAmet-GTP mRNA第61頁(yè)/共116頁(yè)二、肽鏈合成延長(zhǎng)指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，按順序添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈，直到合成終止的過(guò)程。 u 肽鏈延長(zhǎng)在核蛋白體

18、上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomal cycle)，每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸，包括以下三步：u 進(jìn)位(entrance)u 成肽(peptide bond formation)u 轉(zhuǎn)位(translocation)P211第62頁(yè)/共116頁(yè)原核延長(zhǎng)原核延長(zhǎng)因子因子生物功能生物功能對(duì)應(yīng)真核延對(duì)應(yīng)真核延長(zhǎng)因子長(zhǎng)因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位，位，GTPaseeEF-1EF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基eEF-1EF-G有有轉(zhuǎn)位酶活性轉(zhuǎn)位酶活性eEF-2延長(zhǎng)過(guò)程所需蛋白因子稱為延長(zhǎng)因子(elongation factor, EF) P213第63頁(yè)/共116頁(yè)

19、又稱注冊(cè)又稱注冊(cè)(registration)（一）進(jìn)位指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導(dǎo)，使相應(yīng)氨基酰-tRNA進(jìn)入核蛋白體A位。目 錄第64頁(yè)/共116頁(yè)延長(zhǎng)因子EF-T催化進(jìn)位（原核生物）目 錄第65頁(yè)/共116頁(yè)第66頁(yè)/共116頁(yè)目 錄Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP第67頁(yè)/共116頁(yè)（二）成肽（二）成肽由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化P位上氨?；螂孽；cA位氨基酸的-NH2形成肽鍵。第68頁(yè)/共116頁(yè)第69頁(yè)/共116頁(yè)（三）轉(zhuǎn)位延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶( translocase )活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進(jìn)核蛋白體向mRNA的3側(cè)移動(dòng)。第

20、70頁(yè)/共116頁(yè)fMetA U G53fMetTuGTP目 錄核蛋白體循環(huán)（狹義）第71頁(yè)/共116頁(yè)進(jìn)位轉(zhuǎn)位成肽第72頁(yè)/共116頁(yè)第73頁(yè)/共116頁(yè)真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核基本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長(zhǎng)因子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒(méi)有E位，轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的tRNA直接從P位脫落。（四）真核生物延長(zhǎng)過(guò)程P212第74頁(yè)/共116頁(yè)延長(zhǎng)時(shí)的能量消耗：延長(zhǎng)時(shí)的能量消耗：氨基酸 + tRNA氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰-tRNA合成酶P215第75頁(yè)/共116頁(yè) 三、肽鏈合成的終止當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體

21、等分離，這些過(guò)程稱為肽鏈合成終止。P212第76頁(yè)/共116頁(yè)終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子 (release factor, RF) 原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物釋放因子：eRF P213第77頁(yè)/共116頁(yè)RF-3可結(jié)合核蛋白體其他部位，有GTP酶活性，能介導(dǎo)RF-1、RF-2與核蛋白體的相互作用。 釋放因子的功能識(shí)別終止密碼子RF-1特異識(shí)別UAA、UAG； RF-2特異識(shí)別UAA、UGA。誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚源呋律逆溑ctRNA之間的酯鍵水解，使肽鏈從核蛋白體上釋放。第78頁(yè)/共116頁(yè)原核肽鏈合成終止過(guò)程 第79頁(yè)/共116頁(yè)U A G53RFCOO

22、-目 錄第80頁(yè)/共116頁(yè)原核生物與真核生物肽鏈合成過(guò)程的主要差別原核生物原核生物真核生物真核生物mRNA一條一條mRNA編碼幾種蛋白質(zhì)（多順?lè)醋樱┚幋a幾種蛋白質(zhì)（多順?lè)醋樱?一條一條mRNA編碼一種蛋白質(zhì)（單順?lè)醋樱┚幋a一種蛋白質(zhì)（單順?lè)醋樱┺D(zhuǎn)錄后很少加工轉(zhuǎn)錄后很少加工轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行首尾修飾及剪接轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行首尾修飾及剪接轉(zhuǎn)錄、翻譯可同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯可同時(shí)發(fā)生mRNA在核內(nèi)合成，加工后進(jìn)入胞液，再在核內(nèi)合成，加工后進(jìn)入胞液，再作為模板指導(dǎo)翻譯作為模板指導(dǎo)翻譯核蛋白體核蛋白體30S小亞基小亞基50S大亞基大亞基 70S核蛋白體核蛋白體40S小亞基小亞基60S大亞基大亞基 80S核蛋白體核蛋白體起

23、始階段起始階段起始氨基酰起始氨基酰-tRNA為為fMet-tRNAifMet起始氨基酰起始氨基酰-tRNA為為Met-tRNAiMet核蛋白體小亞基先與核蛋白體小亞基先與mRNA結(jié)合結(jié)合,再與再與fMet-tRNAfMet結(jié)合結(jié)合核蛋白體小亞基先與核蛋白體小亞基先與Met-tRNAiMet結(jié)合，結(jié)合，再與再與mRNA結(jié)合結(jié)合mRNA以以S-D序列結(jié)合小亞基序列結(jié)合小亞基mRNA以帽子與以帽子與 PolyA尾結(jié)合小亞基尾結(jié)合小亞基有有3種種IF參與起始復(fù)合物的形成參與起始復(fù)合物的形成有至少有至少10種種eIF參與起始復(fù)合物的形成參與起始復(fù)合物的形成延長(zhǎng)階段延長(zhǎng)階段延長(zhǎng)因子為延長(zhǎng)因子為EF-Tu、

24、EF-Ts和和EF-G延長(zhǎng)因子為延長(zhǎng)因子為eEF-1、eEF-1和和eEF-2終止階段終止階段釋放因子為釋放因子為RF-1、RF-2和和RF-3釋放因子為釋放因子為eRF第81頁(yè)/共116頁(yè)多聚核蛋白體(polysome)使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。原因：mRNA壽命較短目 錄P215第82頁(yè)/共116頁(yè)多聚核蛋白體第83頁(yè)/共116頁(yè)電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象目 錄第84頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)翻譯后修飾和蛋白質(zhì)翻譯后修飾和靶向靶向輸輸送送Posttranslational Processing & Protein Transportation第 四 節(jié)第85頁(yè)/共116頁(yè)從核蛋白體釋放出

25、的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過(guò)不同的翻譯后修飾過(guò)程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。主要包括主要包括u多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu) u肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾u高級(jí)結(jié)構(gòu)修飾 翻譯后修飾使得蛋白質(zhì)組成更加多樣化，從而使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)更大的復(fù)雜性。第86頁(yè)/共116頁(yè)一、多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)u新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中開(kāi)始、合成后完成，新生肽鏈的N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開(kāi)始。u一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。u細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白輔助。 第87頁(yè)/共116頁(yè)幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的幾種有促

26、進(jìn)蛋白折疊功能的酶、蛋酶、蛋白白1.分子伴侶 (molecular chaperon) 是一類保守蛋白，促進(jìn)肽鏈天然構(gòu)象的形成。2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 催化正確二硫鍵的形成 3. 肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)促進(jìn)順?lè)磧煞N異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換，維持二者的比例。 第88頁(yè)/共116頁(yè)1. 熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和GrpE族 2. 伴侶素(chaperonins) GroEL和GroES家族分子伴侶

27、分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。 第89頁(yè)/共116頁(yè)蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。第90頁(yè)/共116頁(yè)肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶 多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順?lè)磧煞N異構(gòu)體，空間構(gòu)象差別明顯。 肽脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶可促進(jìn)上述順?lè)磧煞N異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。 第91頁(yè)/共116頁(yè)二、 一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾（一）肽鏈N端的修飾1.去除N-甲?；騈-甲硫氨酸A、脫甲?；福喝コ齆-甲酰基B、氨基肽酶：N端水解，去除氨基端甲硫氨酸 或一段肽（信號(hào)肽） 第

28、92頁(yè)/共116頁(yè)1、羥化：羥脯氨酸，羥賴氨酸2、磷酸化：絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸的羥基磷酸化介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)3、二硫鍵的形成：二個(gè)半胱氨酸的巰基氧化形成鏈內(nèi)二硫鍵，鏈間二硫鍵4、糖基化 5、甲基化 6、親脂性修飾（二）個(gè)別氨基酸的共價(jià)修飾第93頁(yè)/共116頁(yè)例：鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾（三）多肽鏈的水解修飾中間葉促皮質(zhì)樣肽促腎上腺皮質(zhì)激素促黑激素 第94頁(yè)/共116頁(yè)三、高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾（一）亞基聚合 四級(jí)結(jié)構(gòu) Hb(22) （二）輔基連接 結(jié)合蛋白第95頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)合成后去路：1、保留在胞漿2、進(jìn)入線粒體、細(xì)胞核等細(xì)胞器3、分泌到細(xì)胞外或成為膜蛋白四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸

29、送穿膜u蛋白質(zhì)合成后被定向輸送到其發(fā)揮作用的靶位點(diǎn)的過(guò)程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送(protein targeting)。 第96頁(yè)/共116頁(yè) 所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號(hào)，主要為N端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號(hào)序列。 信號(hào)序列(signal sequence)（一）靶向輸送的蛋白質(zhì)存在特異的信號(hào)序列 靶向輸送到溶酶體，質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外的蛋白，其肽鏈的N端存在13-36氨基酸的信號(hào)序列，叫信號(hào)肽第97頁(yè)/共116頁(yè) N-端含1個(gè)或幾個(gè)帶正電荷的堿性氨基酸殘基，如賴氨酸、精氨酸； 中段為疏水核心區(qū)，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、異亮氨酸等； C

30、-端加工區(qū)由一些側(cè)鏈較短或極性相對(duì)較大氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸）組成，緊接著是被信號(hào)肽酶(signal peptidase)裂解的位點(diǎn) 。信號(hào)肽有以下共性第98頁(yè)/共116頁(yè)（二）分泌蛋白，溶酶體蛋白，膜蛋白及（二）分泌蛋白，溶酶體蛋白，膜蛋白及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的靶向輸送內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的靶向輸送真核細(xì)胞分泌型蛋白，膜蛋白，溶酶體蛋白和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。第99頁(yè)/共116頁(yè)真核細(xì)胞分泌型蛋白質(zhì)的靶向輸送過(guò)程為： 核蛋白體上合成的肽鏈先由信號(hào)肽引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔并被折疊成為具有一定功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)，在高爾基復(fù)合體中被包裝進(jìn)分泌小泡，轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜，再分泌到細(xì)胞外。第100頁(yè)/

31、共116頁(yè) 蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)肽引導(dǎo)機(jī)制蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)肽引導(dǎo)機(jī)制核蛋白體受體肽轉(zhuǎn)位復(fù)合物第101頁(yè)/共116頁(yè)信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 目 錄第102頁(yè)/共116頁(yè)分泌型蛋白質(zhì)第103頁(yè)/共116頁(yè)蛋白質(zhì)生物合成與醫(yī)學(xué)關(guān)系蛋白質(zhì)生物合成與醫(yī)學(xué)關(guān)系Interference & Inhibition of Protein Biosynthesis第 五 節(jié)第104頁(yè)/共116頁(yè)u蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點(diǎn)。它們就是通過(guò)阻斷真核、原核生物蛋白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程而起作用的。 u可針對(duì)蛋白質(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點(diǎn)。同時(shí)盡量利用真核、原核生物蛋白質(zhì)合成體系的任何差異，以設(shè)計(jì)、篩選僅對(duì)病原微生物特效而不損害人體的藥物。 第105頁(yè)/共116頁(yè)u抗生素(antibiotics)是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細(xì)菌的一類藥物。u抗代謝藥物指能干擾生物代謝過(guò)程，從而抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)的藥物，如：6-MP。第106頁(yè)/共116頁(yè) 影響翻譯起始的抗生素 影響翻譯延長(zhǎng)的抗生素 干擾進(jìn)位的抗生素引起讀碼錯(cuò)誤的抗生素 影響肽鍵形成的抗生素 影響轉(zhuǎn)位的抗生素 一、抗生素類第107頁(yè)/共116頁(yè)抗生素抗生素 作