第38章蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)ppt課件

1、 蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程就是將mRNA分子中由堿基序列組成的遺傳信息，通過(guò)遺傳密碼破譯的方式轉(zhuǎn)變成為蛋白質(zhì)中的氨基酸排列順序，因而稱為翻譯translation)。 蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成 合成場(chǎng)所：核糖體合成場(chǎng)所：核糖體 原料：原料：AA、tRNA 、mRNA 、rRNA 酶、蛋白因子酶、蛋白因子 ATP、GTP、無(wú)機(jī)離子、無(wú)機(jī)離子l 含有密碼子含有密碼子l 閱讀方向閱讀方向5到到3l 起始密碼和終止密碼起始密碼和終止密碼l 3端：真核生物有端：真核生物有PolyA尾巴尾巴l 5端：決定起始密碼的選擇端：決定起始密碼的選擇一、蛋白質(zhì)合成的分子根底一、蛋白質(zhì)合成的分子根底一模板是一模板

2、是mRNAmRNA 1961年，年，Nirenberg 證明證明了了mRNA的模板作用。的模板作用。 mRNA mRNA是遺傳信息的攜帶者是遺傳信息的攜帶者 遺傳學(xué)將編碼一個(gè)多肽的遺傳單位稱為順?lè)醋舆z傳學(xué)將編碼一個(gè)多肽的遺傳單位稱為順?lè)醋觕istroncistron。 原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)構(gòu)造基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)構(gòu)造基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNAmRNA可編碼幾種功能相關(guān)的可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順?lè)醋拥鞍踪|(zhì)，為多順?lè)醋觩olycistronpolycistron。 真核生物一個(gè)真核生物一個(gè)mRNAmRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單只編碼一種蛋白質(zhì)，為

3、單順?lè)醋禹樂(lè)醋觭ingle cistronsingle cistron。 mRNA構(gòu)造簡(jiǎn)圖構(gòu)造簡(jiǎn)圖l mRNA上存在遺傳密碼上存在遺傳密碼mRNA分子上從分子上從5至至3方向，由方向，由AUG開(kāi)場(chǎng)，每開(kāi)場(chǎng)，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止 信 號(hào) ， 稱 為 三 聯(lián) 體 密 碼 止 信 號(hào) ， 稱 為 三 聯(lián) 體 密 碼 t r i p l e t codon。53m7GpppAAAAn3非翻譯區(qū)5非翻譯區(qū)編碼區(qū)AUGUAAORF從從mRNA 5端起始密碼子端起始密碼子AUG到到3端終止密碼子之間的核

4、苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)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)排列編碼一條多肽鏈，稱為開(kāi)放體密碼連續(xù)排列編碼一條多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框架閱讀框架(open reading frame, ORF)。 每種每種AA都至少有一種都至少有一種tRNA負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn) 通常一種通常一種AA具有幾種具有幾種tRNA二二tRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)活化的轉(zhuǎn)運(yùn)活化的AAAA到模板上到模板上tRNA分子具有分子具有4個(gè)位點(diǎn)：個(gè)位點(diǎn)：3CCA-OH氨基酸接受位點(diǎn)氨基酸接受位點(diǎn)識(shí)別氨酰識(shí)別氨酰-tRNA合成酶位點(diǎn)合成酶位點(diǎn)核糖體識(shí)別位點(diǎn)核糖體識(shí)別位點(diǎn)反密碼子位點(diǎn)反密碼子位點(diǎn)核蛋白體的組成核蛋白體的組成核蛋核蛋白體白體原

5、核生物原核生物真核生物真核生物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) S S值值 rRNArRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)S S值值rRNArRNA小亞基小亞基2121種種30S30S16S16S3333種種40S40S18S18S大亞基大亞基3434種種50S50S23S23S5S5S4949種種60S60S28S28S5.8S5.8S5S5S核蛋白核蛋白體體70S70S80S80S三核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠三核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠原核生物核蛋白體構(gòu)造形式原核生物核蛋白體構(gòu)造形式 30S小亞基：有小亞基：有mRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)50S大亞基：大亞基： E位：排出位位：排出位Exit site轉(zhuǎn)肽酶活性轉(zhuǎn)肽酶活性大小亞基共同

6、組成：大小亞基共同組成：A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)一氨酰一氨酰tRNAtRNA的生成氨基酸的活化的生成氨基酸的活化二、翻譯的步驟二、翻譯的步驟氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶第一步反響第一步反響氨基酸氨基酸ATPATPE E 氨基酰氨基酰-AMP-E-AMP-EAMP AMP PPi PPi 第二步反響第二步反響氨基酰氨基酰-AMP-E -AMP-E tRNA tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA -tRNA AMPAMP E E 二氨酰二氨酰tR

7、NAtRNA合成酶識(shí)別：合成酶識(shí)別：AAAA、tRNA tRNA 、ATPATP型和型酶 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶對(duì)氨基酸和合成酶對(duì)氨基酸和tRNA都有都有高度特異性。高度特異性。 氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 氨基酸的活化形式：氨基酰tRNA氨基酸的活化部位：羧基氨基酸與tRNA連接方式：酯鍵氨基酸活化耗能：2個(gè)P三氨酰三氨酰tRNAtRNA合成酶的校正功能合成酶的校正功能 水解非正確組合的水解非正確組合的AAAA和和tRNAtRNA 異亮氨酰異亮氨酰 tRNAIle 纈氨酰纈氨酰 tRNAVal

8、纈氨酰纈氨酰 tRNAIle那么被水解：那么被水解： 纈氨酸纈氨酸+ tRNAIle 翻譯起始于翻譯起始于Met的參與的參與 tRNAMet：攜帶：攜帶Met摻入蛋白內(nèi)部摻入蛋白內(nèi)部 tRNAiMet ：起始：起始Met 摻入摻入 由同一種由同一種tRNA合成酶合成合成酶合成 起始因子識(shí)別起始因子識(shí)別tRNAiMet 延伸因子識(shí)別延伸因子識(shí)別tRNAMet四一個(gè)特殊的四一個(gè)特殊的tRNAtRNA啟動(dòng)蛋白的合成啟動(dòng)蛋白的合成原核生物中的甲酰原核生物中的甲酰Met fMet - tRNAiMet五翻譯起始于五翻譯起始于mRNAmRNA與核糖體的結(jié)合與核糖體的結(jié)合原核生物借助原核生物借助SD序列序列

9、六蛋白因子協(xié)助合成的起始六蛋白因子協(xié)助合成的起始肽鏈合成起始肽鏈合成起始指指mRNA和起始氨基酰和起始氨基酰-tRNA分別分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物 (translational initiation complex)。參與起始過(guò)程的蛋白質(zhì)因子稱起始參與起始過(guò)程的蛋白質(zhì)因子稱起始因子因子initiation factor，IF。S-D序列：序列：在原核生物在原核生物mRNA起始密碼起始密碼AUG上游，上游，存在存在49個(gè)富含嘌呤堿的一致性序列，如個(gè)富含嘌呤堿的一致性序列，如-AGGAGG-，稱為，稱為S-D序列。序列。 又稱為核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)又稱為

10、核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)ribosomal binding site，RBS) 能與能與16S核糖體核糖體RNA識(shí)別，以協(xié)助從起識(shí)別，以協(xié)助從起始始AUG處開(kāi)場(chǎng)翻譯。處開(kāi)場(chǎng)翻譯。 Shine和和DalgarnoS-D序列序列 原核生物原核生物mRNA 5端的端的SD序列序列識(shí)別識(shí)別16S rRNA核糖體結(jié)合位點(diǎn)序列核糖體結(jié)合位點(diǎn)序列 真核生物真核生物 5端有核糖體進(jìn)入部位端有核糖體進(jìn)入部位 帽子構(gòu)造協(xié)助識(shí)別帽子構(gòu)造協(xié)助識(shí)別 向向3掃描至掃描至AUG GCCGCCpurCCAUGG參與起始過(guò)程的蛋白質(zhì)因子稱起始因子參與起始過(guò)程的蛋白質(zhì)因子稱起始因子initiation factor，IF。原核生物起始因

11、。原核生物起始因子有三種：子有三種：IF-1：占據(jù)：占據(jù)A位防止結(jié)合其他位防止結(jié)合其他tRNA。IF-2：促進(jìn)起始：促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合。與小亞基結(jié)合。IF-3：促進(jìn)大小亞基分別，進(jìn)步：促進(jìn)大小亞基分別，進(jìn)步P位對(duì)位對(duì)結(jié)合起始結(jié)合起始tRNA敏感性。敏感性。原核生物翻譯起始復(fù)合物形成原核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分別；核蛋白體大小亞基分別；mRNA在小亞基定位結(jié)合；在小亞基定位結(jié)合；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；的結(jié)合； 核蛋白體大亞基結(jié)合。核蛋白體大亞基結(jié)合。IF-3IF-11. 核蛋白體大小亞基分別核蛋白體大小亞基分別A U G53IF-3IF-12. mRNA

12、在小亞基定位結(jié)合在小亞基定位結(jié)合IF-3IF-1IF-2GTPA U G533. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G534. 核蛋白體大亞基結(jié)合核蛋白體大亞基結(jié)合 A：aminoacyl site P：peptide site E：exit site大部分在大亞基上大部分在大亞基上IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始過(guò)程消耗起始過(guò)程消耗1個(gè)個(gè)GTP。真核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分別；核蛋白體大小亞基分別；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA結(jié)合；

13、結(jié)合；mRNAmRNA在核蛋白體小亞基就位；在核蛋白體小亞基就位；核蛋白體大亞基結(jié)合。核蛋白體大亞基結(jié)合。真核生物翻譯起始因子真核生物翻譯起始因子 起始因子起始因子生物功能生物功能eIF-2促進(jìn)起始促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合eIF-2B, eIF-3 促進(jìn)大小亞基分離促進(jìn)大小亞基分離eIF-4AeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)mRNA結(jié)合小亞基結(jié)合小亞基eIF-4B促進(jìn)促進(jìn)mRNA掃描定位起始掃描定位起始AUGeIF-4EeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA 5帽子帽子eIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合復(fù)合物成分，

14、結(jié)合eIF-4E和和PABeIF-5促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合大亞基大亞基eIF-6促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基mRNAGDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PAB真核生物翻譯起始真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程復(fù)合物形成過(guò)程Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP 真核生物翻譯起始的特點(diǎn)核蛋白體是80S；起始因子品種多；起始tRNA的Met不需甲?；?；mRNA的5帽子和3poly A尾構(gòu)造與mRNA在核蛋白體就位有關(guān)；起始tRNA先與核蛋白體小亞基結(jié)合，然后再

15、結(jié)合mRNA指依照指依照mRNA密碼序列的指導(dǎo)，依密碼序列的指導(dǎo)，依次添加氨基酸從次添加氨基酸從N端向端向C端延伸肽鏈，直端延伸肽鏈，直到合成終止的過(guò)程。到合成終止的過(guò)程。 七蛋白質(zhì)合成的延伸七蛋白質(zhì)合成的延伸elongationelongation 肽鏈的延長(zhǎng)是在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式肽鏈的延長(zhǎng)是在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)展，又稱為核蛋白體循環(huán)進(jìn)展，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，分為以下三步：每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸，分為以下三步： 進(jìn)位進(jìn)位entrance 轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽peptide bond formation 移位移位translocation

16、原核延原核延長(zhǎng)因子長(zhǎng)因子生物功能生物功能對(duì)應(yīng)真核對(duì)應(yīng)真核延長(zhǎng)因子延長(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，結(jié)合分解結(jié)合分解GTPEF-1-EF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基EF-1-EFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位前移到位前移到P位，位，促進(jìn)卸載促進(jìn)卸載tRNA釋放釋放EF-2肽鏈合成的延長(zhǎng)因子肽鏈合成的延長(zhǎng)因子 進(jìn)位進(jìn)位指根據(jù)指根據(jù)mRNA上一組遺傳密碼指上一組遺傳密碼指導(dǎo)，使相應(yīng)氨基酰導(dǎo)，使相應(yīng)氨基酰-tRNA進(jìn)入核蛋白進(jìn)入核蛋白體體A位。位。 延長(zhǎng)因子延長(zhǎng)因子EF-T催化催化進(jìn)位原核生物進(jìn)位原核生物 Tu TsGTPGDPA

17、U G53TuTsGTP轉(zhuǎn)肽：肽酰轉(zhuǎn)移酶核糖體參與催化轉(zhuǎn)肽：肽酰轉(zhuǎn)移酶核糖體參與催化延長(zhǎng)因子延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶有轉(zhuǎn)位酶translocase 活性，可結(jié)合并水解活性，可結(jié)合并水解1分分子子GTP，促進(jìn)核蛋白體向，促進(jìn)核蛋白體向mRNA的的3側(cè)挪動(dòng)。側(cè)挪動(dòng)。移位：移位：EF-GEF-2進(jìn)進(jìn)位位移移位位轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核根本類似，但有不同的反響體系和延長(zhǎng)因根本類似，但有不同的反響體系和延長(zhǎng)因子。子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒(méi)有另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒(méi)有E E位，轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的位時(shí)卸載的tRNAtRNA直接從直接從P P位脫落。位脫落。真

18、核生物延長(zhǎng)過(guò)程真核生物延長(zhǎng)過(guò)程肽酰轉(zhuǎn)移酶活性變?yōu)轷ッ富钚噪孽＾D(zhuǎn)移酶活性變?yōu)轷ッ富钚园朔g的終止八翻譯的終止terminateterminate當(dāng)當(dāng)mRNA上終止密碼上終止密碼UAA、UAG、UGA呈現(xiàn)后，多肽鏈合成停頓，肽鏈從肽酰呈現(xiàn)后，多肽鏈合成停頓，肽鏈從肽酰-tRNA中釋中釋出，出，mRNA、核蛋白體等分別，這些過(guò)程稱為肽、核蛋白體等分別，這些過(guò)程稱為肽鏈合成終止。鏈合成終止。 終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子 (release factor, RF) 識(shí)別終止密碼，識(shí)別終止密碼， RF-1特異識(shí)別特異識(shí)別UAA、UAG； RF-2可識(shí)別可識(shí)別UAA、UGA。

19、 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕闺逆湉暮说罢T導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，使肽鏈從核蛋白體上釋放。白體上釋放。 釋放因子的功能釋放因子的功能原核生物釋放因子：原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物釋放因子：真核生物釋放因子：eRF 原原核核肽肽鏈鏈合合成成終終止止過(guò)過(guò)程程 U A G53COO- 原核生物蛋白質(zhì)合成的能量計(jì)算原核生物蛋白質(zhì)合成的能量計(jì)算氨基酸活化：氨基酸活化：2個(gè)個(gè)PATP起始：起始： 1個(gè)個(gè)GTP延長(zhǎng)：延長(zhǎng)： 2個(gè)個(gè)GTP終止：終止： 1個(gè)個(gè)GTP結(jié)論：每合成一個(gè)肽鍵至少消耗結(jié)論：每合成一個(gè)肽鍵至少消耗4個(gè)個(gè)P。 多聚核蛋白體多聚核蛋白體多核糖體多核糖體polyso

20、me)一個(gè)一個(gè)mRNA分子分子可同時(shí)有多個(gè)核蛋白可同時(shí)有多個(gè)核蛋白體在進(jìn)展同一種蛋白體在進(jìn)展同一種蛋白質(zhì)的合成，這種質(zhì)的合成，這種mRNA和多個(gè)核蛋白和多個(gè)核蛋白體的聚合物稱為多聚體的聚合物稱為多聚核蛋白體。核蛋白體。多核糖體多核糖體polysome九蛋白質(zhì)合成的抑制劑九蛋白質(zhì)合成的抑制劑抗菌素抗菌素antibiotics毒素毒素抗代謝物抗代謝物干擾素干擾素蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某蛋白質(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、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

21、合成過(guò)程而起作用的。和抑制蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程而起作用的。 1 1抗菌素抗菌素鏈霉素、卡那霉素、新霉素鏈霉素、卡那霉素、新霉素 主要抑制主要抑制G-G-菌菌PrPr合成三個(gè)階段：合成三個(gè)階段：起始復(fù)合物形成起始復(fù)合物形成使氨基酰使氨基酰tRNAtRNA從復(fù)合物從復(fù)合物脫落；脫落；肽鏈延伸階段肽鏈延伸階段使氨基酰使氨基酰tRNAtRNA與與mRNAmRNA錯(cuò)配；錯(cuò)配；終止階段終止階段阻礙終止因子與核蛋白體結(jié)合，阻礙終止因子與核蛋白體結(jié)合， 已合成的多肽鏈無(wú)法釋放，已合成的多肽鏈無(wú)法釋放， 抑制抑制70S70S核糖體的解離核糖體的解離四環(huán)素土霉素、金霉素四環(huán)素土霉素、金霉素作用于細(xì)菌作用于細(xì)菌30S

22、30S小亞基，抑制起始復(fù)合物小亞基，抑制起始復(fù)合物形成形成抑制氨酰抑制氨酰tRNAtRNA進(jìn)入核糖體進(jìn)入核糖體A A位，阻滯肽鏈位，阻滯肽鏈延伸；延伸；影響終止因子與核糖體的結(jié)合影響終止因子與核糖體的結(jié)合四環(huán)素類抗生素對(duì)真核細(xì)胞核糖體也有抑四環(huán)素類抗生素對(duì)真核細(xì)胞核糖體也有抑制制但不能通過(guò)真核生物細(xì)胞膜但不能通過(guò)真核生物細(xì)胞膜對(duì)對(duì)70S70S核糖體的敏感性更高核糖體的敏感性更高氯霉素氯霉素廣譜抗生素廣譜抗生素與核糖體與核糖體A A位嚴(yán)密結(jié)合，阻礙氨基酰位嚴(yán)密結(jié)合，阻礙氨基酰tRNAtRNA進(jìn)入進(jìn)入抑制肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，肽鏈延伸受到影抑制肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，肽鏈延伸受到影響響50S大亞基蛋白組分四四環(huán)

23、環(huán)素素族族氯霉素氯霉素鏈霉素和卡那霉素鏈霉素和卡那霉素嘌呤霉素嘌呤霉素放線菌酮放線菌酮抗生素抗生素作用點(diǎn)作用點(diǎn)作用原理作用原理應(yīng)用應(yīng)用四環(huán)素族（金霉素四環(huán)素族（金霉素 新霉素、土霉素）新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素鏈霉素、卡那霉素氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素紅霉素紅霉素梭鏈孢酸梭鏈孢酸 放線菌酮放線菌酮嘌呤霉素嘌呤霉素原核小亞基原核小亞基原核小亞基原核小亞基原核大亞基原核大亞基原核大亞基原核大亞基原核大亞基原核大亞基真核大亞基真核大亞基真核、原核真核、原核核蛋白體核蛋白體 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA與小亞與小亞基結(jié)合基結(jié)合改變構(gòu)象引起讀碼錯(cuò)誤、改變構(gòu)象引起讀碼錯(cuò)誤、抑制起始抑制起始抑

24、制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長(zhǎng)抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長(zhǎng)抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位與與EFG-GTP結(jié)合，抑制結(jié)合，抑制肽鏈延長(zhǎng)肽鏈延長(zhǎng)抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長(zhǎng)抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長(zhǎng)氨基酰氨基酰-tRNA類似物，進(jìn)類似物，進(jìn)位后引起未成熟肽鏈脫落位后引起未成熟肽鏈脫落抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥醫(yī)學(xué)研究醫(yī)學(xué)研究抗腫瘤藥抗腫瘤藥抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理 2 2毒素毒素白喉霉素白喉霉素共價(jià)修飾使共價(jià)修飾使EF-2EF-2失活失活一條多肽單鏈，一條多肽單鏈，2 2個(gè)二硫鍵，個(gè)二硫鍵，2 2個(gè)構(gòu)造個(gè)構(gòu)造域域 構(gòu)造域與細(xì)胞外表受體結(jié)合構(gòu)造域與細(xì)胞

25、外表受體結(jié)合毒素蛋白水解斷裂毒素蛋白水解斷裂二硫鍵復(fù)原，產(chǎn)生二硫鍵復(fù)原，產(chǎn)生A A、B B兩片段：兩片段：B B協(xié)助協(xié)助A A通過(guò)細(xì)胞膜，通過(guò)細(xì)胞膜，A A為蛋白修飾酶為蛋白修飾酶催化蛋青絲生催化蛋青絲生ADP-核糖基化核糖基化 白喉毒素(diphtheria toxin)的作用機(jī)理OOHOHCH2OADPNCNH2O白喉毒素NCNH2O+OOHOHCH2OADP延延長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子- -2 2( (無(wú)無(wú)活活性性) )延延長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子- -2 2( (有有活活性性) )+3 3抗代謝物抗代謝物 構(gòu)造與天然代謝物類似構(gòu)造與天然代謝物類似 競(jìng)爭(zhēng)性抑制代謝中酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制代謝中酶/ /反響反響 嘌呤霉素嘌

26、呤霉素 構(gòu)造與構(gòu)造與Tyr-tRNA TyrTyr-tRNA Tyr類似，進(jìn)入核糖體類似，進(jìn)入核糖體A A位位 連于肽鏈的連于肽鏈的C C端，形成肽酰嘌呤霉素，端，形成肽酰嘌呤霉素， 容易脫落，肽鏈合成提早終止容易脫落，肽鏈合成提早終止 嘌呤霉素對(duì)原嘌呤霉素對(duì)原/ /真核生物翻譯過(guò)程均有干真核生物翻譯過(guò)程均有干擾擾 用于腫瘤治療用于腫瘤治療 嘌呤霉素嘌呤霉素作用示意圖作用示意圖4 4干擾素干擾素interferoninterferon，IFNIFN 病毒感染的宿主細(xì)胞產(chǎn)生病毒感染的宿主細(xì)胞產(chǎn)生 白細(xì)胞白細(xì)胞、成纖維、成纖維、免、免疫疫 干擾素結(jié)合于細(xì)胞膜，活化抗病毒蛋白基干擾素結(jié)合于細(xì)胞膜，活

27、化抗病毒蛋白基因因 誘導(dǎo)產(chǎn)生：誘導(dǎo)產(chǎn)生： 蛋白激酶使蛋白激酶使eIF2eIF2磷酸化失活；磷酸化失活； 2 255腺嘌呤寡聚核苷酸合成酶腺嘌呤寡聚核苷酸合成酶 2 255A A激活磷酸二酯酶水解激活磷酸二酯酶水解mRNA mRNA 干擾素的作用機(jī)理干擾素dsRNA誘導(dǎo)蛋白激酶eIF2eIF2-PATPADP( (有有活活性性) )( (無(wú)無(wú)活活性性) ) 干擾素dsRNA誘導(dǎo)2,5-A合成酶ApppATPAppppp25525AA2,5-ARNaseLRNaseL( (無(wú)無(wú)活活性性) )( (有有活活性性) )降解mRNA三、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及翻譯后修飾三、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及翻譯后修飾蛋白質(zhì)合成后需要

28、經(jīng)過(guò)復(fù)雜機(jī)制，定蛋白質(zhì)合成后需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜機(jī)制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位，這一過(guò)程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。位，這一過(guò)程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。 一、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送一、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送蛋白質(zhì)的靶向輸送蛋白質(zhì)的靶向輸送protein targeting所有靶向輸送的蛋白質(zhì)構(gòu)造中存在分所有靶向輸送的蛋白質(zhì)構(gòu)造中存在分選信號(hào)，主要為選信號(hào)，主要為N末端特異氨基酸序列，末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，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)序列這一序列稱為信號(hào)序列 。 信號(hào)序列信號(hào)序列(signal sequen

29、ce)靶向輸送蛋白靶向輸送蛋白信號(hào)序列或成分信號(hào)序列或成分分泌蛋白分泌蛋白信號(hào)肽信號(hào)肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號(hào)肽，信號(hào)肽，C端端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列序列)線粒體蛋白線粒體蛋白N端靶向序列（端靶向序列（2035氨基酸殘基）氨基酸殘基）核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40 T抗原）抗原）過(guò)氧化體蛋白過(guò)氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）序列）溶酶體蛋白溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖（甘露糖-6-磷酸）磷酸）靶向輸送蛋白的信號(hào)序列或成分靶向輸送蛋白的信號(hào)序列或成分 1、

30、分泌蛋白的靶向輸送、分泌蛋白的靶向輸送真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，再分別被包裝成送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，再分別被包裝成分泌小泡而分泌出細(xì)胞。分泌小泡而分泌出細(xì)胞。 信號(hào)肽信號(hào)肽(signal peptide) 各種重生分泌蛋白的各種重生分泌蛋白的N端有保守的氨端有保守的氨基酸序列稱信號(hào)肽?；嵝蛄蟹Q信號(hào)肽。 信號(hào)肽的一級(jí)構(gòu)造信號(hào)肽的一級(jí)構(gòu)造N端側(cè)堿性區(qū)端側(cè)堿性區(qū) 疏水核心區(qū)疏水核心區(qū) C端加工區(qū)端加工區(qū) 信號(hào)肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號(hào)肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 2、線粒體蛋白的靶向輸送、線粒體蛋白的靶向輸送 3、細(xì)胞核蛋白

31、的靶向輸送、細(xì)胞核蛋白的靶向輸送 從核蛋白體釋放出的重生多肽鏈不具備蛋白從核蛋白體釋放出的重生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過(guò)不同的翻譯后復(fù)雜加工過(guò)質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過(guò)不同的翻譯后復(fù)雜加工過(guò)程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。主要包括主要包括 多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)造多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)造 肽鏈一級(jí)構(gòu)造的修飾肽鏈一級(jí)構(gòu)造的修飾 高級(jí)構(gòu)造修飾高級(jí)構(gòu)造修飾 二蛋白質(zhì)翻譯后修飾二蛋白質(zhì)翻譯后修飾1、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì) 重生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后進(jìn)重生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后進(jìn)展，重生肽鏈展，重生肽鏈N端在

32、核蛋白體上一呈現(xiàn)，肽端在核蛋白體上一呈現(xiàn)，肽鏈的折疊即開(kāi)場(chǎng)?？赡茈S著序列的不時(shí)延鏈的折疊即開(kāi)場(chǎng)?？赡茈S著序列的不時(shí)延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級(jí)構(gòu)造、伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級(jí)構(gòu)造、模體、構(gòu)造域到形成完好的空間構(gòu)象。模體、構(gòu)造域到形成完好的空間構(gòu)象。 大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都需要其他酶和蛋大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都需要其他酶和蛋白質(zhì)的輔助。白質(zhì)的輔助。幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子1. 分子伴侶分子伴侶 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 (protein disulfide isomerase, PDI)3. 肽肽-

33、脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)1熱休克蛋白熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和和GreE族族 2伴侶素伴侶素(chaperonins) GroEL和和GroES家族家族1. 分子伴侶分子伴侶分子伴侶是細(xì)胞中一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別分子伴侶是細(xì)胞中一類保守蛋白質(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)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。的正確折疊。 熱休克蛋白促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的根本作用：熱休克蛋白促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的根本作用：結(jié)合維護(hù)待折疊多

34、肽片段，再釋放該片段進(jìn)結(jié)合維護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)展折疊。形成展折疊。形成HSP70和多肽片段依次結(jié)合、和多肽片段依次結(jié)合、解離的循環(huán)。解離的循環(huán)。 HSP40結(jié)合待結(jié)合待折疊多肽片段折疊多肽片段 HSP70-ATP復(fù)合物復(fù)合物 HSP40- HSP70-ADP-多肽復(fù)合物多肽復(fù)合物 ATP水解水解GrpE ATPADP復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進(jìn)展正確折疊復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進(jìn)展正確折疊 伴侶素的主要作用伴侶素的主要作用: :為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。然空間構(gòu)象的微環(huán)境。 伴侶素系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過(guò)程伴侶素系統(tǒng)

35、促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過(guò)程 2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶PDI 二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(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。成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。3. 肽肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶 多肽鏈中肽酰多肽鏈中肽酰- -脯氨酸間形成的肽鍵有順?lè)磧筛彼衢g形成的肽鍵有順?lè)磧煞N異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。種異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。 肽酰肽酰- -脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶可促進(jìn)上述順?lè)磧煞N脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶可促進(jìn)上述順?lè)磧煞N異構(gòu)體

36、之間的轉(zhuǎn)換。異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。 肽酰肽酰- -脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，可成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。 2、一級(jí)構(gòu)造的修飾、一級(jí)構(gòu)造的修飾1肽鏈肽鏈N端的修飾端的修飾2個(gè)別氨基酸的修飾個(gè)別氨基酸的修飾3多肽鏈的水解修飾多肽鏈的水解修飾鴉片促黑皮質(zhì)素原鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾NC信號(hào)肽信號(hào)肽PMOCKRKR103肽肽 ( ？)ACTH -LT -MSH -MSHEndophin3、高級(jí)構(gòu)造的修飾、高級(jí)構(gòu)造的

37、修飾1 1亞基聚合亞基聚合 2 2輔基連接輔基連接3 3疏水脂鏈的共價(jià)連接疏水脂鏈的共價(jià)連接 1預(yù)測(cè)一下哪一種氨酰- tRNA合成酶不需要有較對(duì)的功能： A甘氨酰- tRNA合成酶 B丙氨酰- tRNA合成酶 C精氨酰- tRNA合成酶 D谷氨酰- tRNA合成酶2某一種tRNA的反密碼子是5UGA3，它識(shí)別的密碼子序列是： AUCA BACU CUCG DGCU3為蛋白質(zhì)生物合成中肽鏈延伸提供能量的是： AATP BCTP CGTP DUTP4一個(gè)N端氨基酸為丙氨酸的20肽，其開(kāi)放閱讀框架至少應(yīng)由多少核苷酸殘基組成： A60 B63 C66 D69 5在蛋白質(zhì)生物合成中tRNA的作用是： A

38、將一個(gè)氨基酸連接到另一個(gè)氨基酸上 B把氨基酸帶到mRNA指定的位置上 C增加氨基酸的有效濃度 D將mRNA連接到核糖體上6以下對(duì)原核細(xì)胞mRNA的論述那些是正確的： A原核細(xì)胞的mRNA多數(shù)是單順?lè)醋拥漠a(chǎn)物 B多順?lè)醋觤RNA在轉(zhuǎn)錄后加工中切割成單順?lè)醋觤RNA C多順?lè)醋觤RNA翻譯成一個(gè)大的蛋白質(zhì)前體，在翻譯后加工中裂解成假設(shè)干成熟的蛋白質(zhì) D多順?lè)醋觤RNA上每個(gè)順?lè)醋佣加凶约旱钠鹗己徒K止密碼子；分別翻譯成各自的產(chǎn)物7在蛋白質(zhì)分子中下面所列舉的氨基酸哪一種最不容易突變？AArg BGlu CVal DAsp8根據(jù)擺動(dòng)學(xué)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)tRNA分子上的反密碼子的第一個(gè)堿基為次黃嘌呤時(shí)，它可以和m

39、RNA密碼子的第三位的幾種堿基配對(duì)： A1 B2 C3 D49以下有關(guān)核糖體的論述哪項(xiàng)是不正確的： A核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所 B核糖體小亞基參與翻譯起始復(fù)合物的形成，確定mRNA的解讀框架 C核糖體大亞基含有肽基轉(zhuǎn)移酶活性 D核糖體是貯藏核糖核酸的細(xì)胞器10關(guān)于密碼子的以下描繪，其中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是：A每個(gè)密碼子由三個(gè)堿基組成 B每一密碼子代表一種氨基酸C每種氨基酸只要一個(gè)密碼子 D有些密碼子不代表任何氨基酸12擺動(dòng)配對(duì)是指以下哪個(gè)堿基之間配對(duì)不嚴(yán)格：A反密碼子第一個(gè)堿基與密碼子第三個(gè)堿基B反密碼子第三個(gè)堿基與密碼子第一個(gè)堿基C反密碼子和密碼子第一個(gè)堿基D反密碼子和密碼子第三個(gè)堿基13在蛋白質(zhì)合

40、成中，把一個(gè)游離氨基酸摻入到多肽鏈共須消耗多少高能磷酸鍵： A1 B2 C3 D414蛋白質(zhì)的生物合成中肽鏈延伸的方向是：AC端到N端 B從N端到C端C定點(diǎn)雙向進(jìn)展 DC端和N端同時(shí)進(jìn)展15核糖體上A位點(diǎn)的作用是：A接受新的氨基酰-tRNA到位 B含有肽機(jī)轉(zhuǎn)移酶活性，催化肽鍵的形成 C可水解肽酰tRNA、釋放多肽鏈 D是合成多肽鏈的起始點(diǎn)16蛋白質(zhì)的終止信號(hào)是由： AtRNA識(shí)別 B轉(zhuǎn)肽酶識(shí)別C延長(zhǎng)因子識(shí)別 D以上都不能識(shí)別17以下屬于順式作用元件的是： A啟動(dòng)子 B構(gòu)造基因 C RNA聚合酶 D 轉(zhuǎn)錄因子 18以下屬于反式作用因子的是： A啟動(dòng)子 B加強(qiáng)子 C終止子 D轉(zhuǎn)錄因子 1由于遺傳密

41、碼的通用性真核細(xì)胞的mRNA可在原核翻譯系統(tǒng)中得到正常的翻譯。 2核糖體蛋白不只僅參與蛋白質(zhì)的生物合成。 3在翻譯起始階段，有完好的核糖體與mRNA的5端結(jié)合，從而開(kāi)場(chǎng)蛋白質(zhì)的合成。 4所有的氨酰-tRNA的合成都需要相應(yīng)的氨酰-TRNA合成酶的催化。 5EF-Tu的GTPase 活性越高，翻譯的速度就越快，但翻譯的忠實(shí)性越低。 6在蛋白質(zhì)生物合成中所有的氨酰-tRNA都是首先進(jìn)入核糖體的A部位。 8從DNA分子的三聯(lián)體密碼可以毫不疑心的推斷出某一多肽的氨基酸序列，但氨基酸序列并不能準(zhǔn)確的推導(dǎo)出相應(yīng)基因的核苷酸序列。 9與核糖體蛋白相比，rRNA僅僅作為核糖體的構(gòu)造骨架，在蛋白質(zhì)合成中沒(méi)有什么直接的作用。 10多肽鏈的折疊發(fā)生在蛋白質(zhì)合成完畢以后才開(kāi)場(chǎng)。 11人工合成多肽的方向也是從N端到C端。 12核糖體活性中心的A位和P位均在大亞基上。 13蛋白質(zhì)合成過(guò)程中所需的能量都由ATP直接供給。 14每個(gè)氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體的A位都需要延長(zhǎng)因子的參與，并消耗一分子GTP。 15每種氨基酸只能有一種特定的tRNA與之對(duì)應(yīng)。 16密碼子與反密碼子都是由AGCU 4種堿基構(gòu)成的。 18原核細(xì)胞重生肽鏈N端第一個(gè)殘基為fMet；真核細(xì)胞重生肽鏈N端為Met。1蛋白