動物生物化學(xué)第十五章蛋白質(zhì)翻譯ppt課件

1、NoImageNoImageNoImage本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：4 翻譯系統(tǒng)翻譯系統(tǒng)4 蛋白質(zhì)生物合成的過程蛋白質(zhì)生物合成的過程4 多肽鏈翻譯后的修飾多肽鏈翻譯后的修飾4 蛋白質(zhì)的到位蛋白質(zhì)的到位 基因在原核和真核細(xì)胞中最終得到表達(dá)基因在原核和真核細(xì)胞中最終得到表達(dá)原料氨基酸，原料氨基酸，2020種種mRNAmRNA是合成蛋白質(zhì)的是合成蛋白質(zhì)的“藍(lán)圖或模板藍(lán)圖或模板tRNAtRNA是原料氨基酸的是原料氨基酸的“搬運(yùn)工搬運(yùn)工rRNArRNA與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體作為合成多肽鏈的裝與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體作為合成多肽鏈的裝配機(jī)操作臺配機(jī)操作臺1 1、蛋白質(zhì)的翻譯系統(tǒng)、蛋白質(zhì)的翻譯系統(tǒng)蛋白質(zhì)

2、翻譯系統(tǒng)表示圖蛋白質(zhì)翻譯系統(tǒng)表示圖 mRNA mRNA是遺傳信息的載體載有遺傳密碼，是遺傳信息的載體載有遺傳密碼，genetic codegenetic code，是合成蛋白質(zhì)的藍(lán)圖模板，它以一系列三聯(lián)體密碼子是合成蛋白質(zhì)的藍(lán)圖模板，它以一系列三聯(lián)體密碼子codoncodon的方式從的方式從DNADNA轉(zhuǎn)錄了遺傳信息。每個密碼子代表一個氨轉(zhuǎn)錄了遺傳信息。每個密碼子代表一個氨基酸?；帷?mRNAmRNA占細(xì)胞總占細(xì)胞總RNARNA的的5-10%5-10%，不穩(wěn)定，壽命短。，不穩(wěn)定，壽命短。 原核的原核的mRNA mRNA 是多順反子是多順反子; ;真核的真核的mRNA mRNA 是單順反子。是

3、單順反子。1.11.1、mRNAmRNA，信使，信使RNARNA 原核原核tRNAtRNA有有30-4030-40種，真核有種，真核有50-6050-60種，含種，含70-9070-90個核苷酸，個核苷酸， 并有多種稀有堿基。并有多種稀有堿基。 tRNA tRNA是最小的是最小的RNARNA， 占細(xì)胞總占細(xì)胞總RNA RNA 的的15%15%左右，其功能是搬運(yùn)氨左右，其功能是搬運(yùn)氨基酸和解讀密碼子。基酸和解讀密碼子。 tRNA tRNA 具有具有“四環(huán)一臂和四環(huán)一臂和“三葉草三葉草 形的典型構(gòu)造。形的典型構(gòu)造。留意：留意：3 3端端CCACCA氨基酸受位和反密碼子環(huán)氨基酸受位和反密碼子環(huán)1.2

4、、tRNA，轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)RNAtRNA的構(gòu)造的構(gòu)造“四環(huán)一臂四環(huán)一臂 倒倒L形的三級構(gòu)造形的三級構(gòu)造 tRNA tRNA的功能是解讀的功能是解讀mRNAmRNA上的密碼子和搬運(yùn)氨基酸上的密碼子和搬運(yùn)氨基酸 tRNA tRNA上至少有上至少有4 4 個位點(diǎn)與多肽鏈合成有關(guān)：即個位點(diǎn)與多肽鏈合成有關(guān)：即3 3CCACCA氨基酸接受位點(diǎn)、氨基酸接受位點(diǎn)、氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶識別位點(diǎn)、核糖體識別位點(diǎn)和反密碼子位點(diǎn)。合成酶識別位點(diǎn)、核糖體識別位點(diǎn)和反密碼子位點(diǎn)。 每一個氨基酸有其本身的每一個氨基酸有其本身的tRNAtRNA。氨基酸的羧基與。氨基酸的羧基與tRNAtRNA的的 3 3 CC

5、A-OH CCA-OH以以酯鍵結(jié)合。酯鍵結(jié)合。 氨基酸與氨基酸與mRNAmRNA相應(yīng)的密碼子正確相應(yīng)的密碼子正確“對號須依賴于對號須依賴于tRNAtRNA的反密碼子。的反密碼子。 密碼子與反密碼子的配對方式密碼子與反密碼子的配對方式變偶性變偶性反密碼子反密碼子5 5端的堿基與密碼子的第三位配對不嚴(yán)厲端的堿基與密碼子的第三位配對不嚴(yán)厲 核糖體是核糖體是rRNA rRNA 與幾十種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，有大、小與幾十種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，有大、小兩個亞基構(gòu)成。含有合成蛋白質(zhì)多肽鏈所必需的酶、起兩個亞基構(gòu)成。含有合成蛋白質(zhì)多肽鏈所必需的酶、起始因子始因子IFIF、延伸因子、延伸因子EFEF、釋放因子、釋放因子

6、RFRF等。等。 原核的核糖體原核的核糖體70S70S= 30S= 30S小亞基小亞基 + 50S+ 50S大亞基大亞基 其中其中 30S30S小亞基含小亞基含16S rRNA 16S rRNA 和和2121種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì) 50S50S大亞基含大亞基含23S23S，5SrRNA5SrRNA和和3434種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì) 真核的核糖體真核的核糖體80S80S= 40S= 40S小亞基小亞基 + 60S+ 60S大亞基大亞基 其中其中 40S 40S 小亞基含小亞基含18S rRNA 18S rRNA 和和3333種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì) 60S 60S 大亞基含大亞基含28S28S，5.8S5.8S，5

7、SrRNA5SrRNA和和4545種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)1.3、rRNA與核糖體與核糖體ribosome rRNA 只需只需4-5種占細(xì)胞種占細(xì)胞RNA 的大部分的大部分 。 圖為原核生物的兩種圖為原核生物的兩種16S rRNA和和5S rRNA 的構(gòu)的構(gòu)造造小亞基大亞基tRNA核糖體核糖體原核原核70S70S核糖體和真核核糖體和真核80S80S核糖體的構(gòu)造和組成核糖體的構(gòu)造和組成 核糖體有核糖體有4 4個根本功能個根本功能1. 1. 包容包容mRNAmRNA，并能沿著，并能沿著mRNAmRNA由由5 53 3 挪動，由挪動，由tRNAtRNA解讀其密碼；解讀其密碼；2. 2. 氨基酰位點(diǎn)氨基酰位點(diǎn)

8、A A位點(diǎn)，可結(jié)合氨位點(diǎn)，可結(jié)合氨基?；?tRNA-tRNAAA-tRNAAA-tRNA；3. 3. 肽?；稽c(diǎn)肽酰基位點(diǎn)P P位點(diǎn)，可結(jié)合肽位點(diǎn)，可結(jié)合肽?；；?tRNA-tRNA肽肽-tRNA-tRNA；4. 4. 肽?；D(zhuǎn)移酶中心，是構(gòu)成肽鍵的肽?；D(zhuǎn)移酶中心，是構(gòu)成肽鍵的位點(diǎn)等。位點(diǎn)等。 一切參與合成多肽鏈的氨基酸都要激活，并由數(shù)十種高度專注的一切參與合成多肽鏈的氨基酸都要激活，并由數(shù)十種高度專注的氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶催化。該酶由兩個識別位點(diǎn)，它們能識別特定的合成酶催化。該酶由兩個識別位點(diǎn)，它們能識別特定的氨基酸和選擇其所對應(yīng)的氨基酸和選擇其所對應(yīng)的tRNAtRN

9、A，使兩者銜接起來利用，使兩者銜接起來利用ATPATP。 反響如下：反響如下： 氨基酸的羧基與氨基酸的羧基與tRNA tRNA 的的3 3端端CCA-OH CCA-OH 以酯鍵相連，因此其氨以酯鍵相連，因此其氨基是自在的?；亲栽诘摹? 2、蛋白質(zhì)的生物合成過程、蛋白質(zhì)的生物合成過程2.12.1、氨基酸的活化、氨基酸的活化tRNAAAtRNAATPAA tRNAAMPPPi 氨酰基-合成酶-氨基酸與氨基酸與tRNAtRNA的的 銜接方式銜接方式 翻譯起始時，翻譯起始時，第一個氨基酸第一個氨基酸普通是蛋氨酸，普通是蛋氨酸，其氨基要甲酰其氨基要甲?；?，予以維護(hù)?；?，予以維護(hù)。甲酰FH4甲?；鵐et

10、tRNAfmetfMet-tRNA合成酶fMet-tRNA酯鍵首先首先IF3IF3、IF1IF1協(xié)助協(xié)助30S30S小亞基小亞基與與mRNAmRNA結(jié)合，結(jié)合，IF2IF2和和GTPGTP協(xié)助協(xié)助甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸-tRNA-tRNA與與AUGAUG配配對，接著對，接著IF3IF3脫離，構(gòu)成脫離，構(gòu)成30S30S起始復(fù)合物。起始復(fù)合物。50S50S大亞基進(jìn)入，大亞基進(jìn)入，IF1IF1和和IF2IF2脫離，構(gòu)成脫離，構(gòu)成50S50S起始起始復(fù)合物，需求復(fù)合物，需求GTPGTP。甲酰甲硫。甲酰甲硫氨酸氨酸-tRNA-tRNA處于處于P P位。位。2.22.2、起始復(fù)合物的構(gòu)成、起始復(fù)合物的構(gòu)

11、成起始密碼起始密碼AUGAUG上游的上游的S.DS.D序列與序列與16S rRNA316S rRNA3端互補(bǔ)端互補(bǔ)結(jié)合有利于結(jié)合有利于30S30S起始復(fù)合物的構(gòu)成起始復(fù)合物的構(gòu)成一個嘌呤豐富區(qū)一個嘌呤豐富區(qū) 起始密碼起始密碼2.32.3、肽鍵的構(gòu)成和延伸、肽鍵的構(gòu)成和延伸留意新的留意新的AA-tRNAAA-tRNA如何定位，第一個肽鍵如何構(gòu)成，核糖體如何挪動如何定位，第一個肽鍵如何構(gòu)成，核糖體如何挪動氨酰基氨?；鵷RNAtRNA進(jìn)入進(jìn)入A A位位 新的氨基酸新的氨基酸-tRNA-tRNA的進(jìn)位依賴的進(jìn)位依賴EF-TuEF-Tu和和TsTs因子的協(xié)助因子的協(xié)助肽鍵的構(gòu)成肽鍵的構(gòu)成 肽鍵的構(gòu)成由肽

12、酰基轉(zhuǎn)移酶催化肽鍵的構(gòu)成由肽?；D(zhuǎn)移酶催化 此酶具有核酶的活性此酶具有核酶的活性原核生物肽鏈的延伸原核生物肽鏈的延伸 核糖體沿著核糖體沿著mRNA 53方向移位方向移位EF-G因子和因子和GTP參與參與空載的空載的tRNA從從E位點(diǎn)分開位點(diǎn)分開 氨基酸進(jìn)位，肽鏈構(gòu)成和延伸，核糖體沿著氨基酸進(jìn)位，肽鏈構(gòu)成和延伸，核糖體沿著mRNAmRNA的的5 533 方向移位，循環(huán)往復(fù)，新合成的肽鏈由氨方向移位，循環(huán)往復(fù)，新合成的肽鏈由氨基端向著羧基端不斷延伸，直至基端向著羧基端不斷延伸，直至mRNAmRNA上出現(xiàn)終止密碼，上出現(xiàn)終止密碼，相應(yīng)的肽鏈釋放因子相應(yīng)的肽鏈釋放因子RF1RF1對應(yīng)對應(yīng)UAAUAA、

13、UAGUAG，RF2RF2對對應(yīng)應(yīng)UAAUAA、UGAUGA占據(jù)占據(jù)A A位。肽鏈的合成終止，并從核糖體位。肽鏈的合成終止，并從核糖體上釋放。上釋放。 核糖體大、小亞基解聚，并進(jìn)入下一輪合成。核糖體大、小亞基解聚，并進(jìn)入下一輪合成。2.42.4、肽鏈的終止、肽鏈的終止蛋白質(zhì)合成的終止蛋白質(zhì)合成的終止 多個核糖體結(jié)合在同一條多個核糖體結(jié)合在同一條mRNA上，由上，由53進(jìn)展翻譯，構(gòu)成多核糖體進(jìn)展翻譯，構(gòu)成多核糖體polyribosome，翻譯速率得以提高，翻譯速率得以提高3.3.多肽鏈的修飾和加工多肽鏈的修飾和加工 (1)N (1)N端修飾端修飾 原核生物修飾時是由肽甲酰基酶除去甲?；?，多原核生

14、物修飾時是由肽甲?；赋ゼ柞；?，多數(shù)情況甲數(shù)情況甲 硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸那么全部被硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸那么全部被切除。切除。 (2) (2)多肽鏈的水解切除多肽鏈的水解切除 水解切除其中多余的肽段，使之折疊成水解切除其中多余的肽段，使之折疊成為有活性的酶或蛋白質(zhì)。如酶原激活為有活性的酶或蛋白質(zhì)。如酶原激活 (3) (3)氨基酸側(cè)鏈的修飾氨基酸側(cè)鏈的修飾 氨基酸側(cè)鏈的修飾包括羥化、羧化、甲氨基酸側(cè)鏈的修飾包括羥化、羧化、甲基化及二硫鏈的構(gòu)成等?；岸蜴湹臉?gòu)成等。 (4) (4)糖基化修飾糖基化修飾 糖蛋白是細(xì)胞蛋白質(zhì)組成的重要成分。它是在糖蛋白是細(xì)胞

15、蛋白質(zhì)組成的重要成分。它是在翻譯后的肽鏈上以共翻譯后的肽鏈上以共 價鍵與單糖或寡聚糖銜接而成。糖基化是在酶價鍵與單糖或寡聚糖銜接而成。糖基化是在酶催化下進(jìn)展的。催化下進(jìn)展的。信號肽信號肽signal peptidesignal peptide未成熟蛋白中，可被細(xì)胞識別系統(tǒng)識別未成熟蛋白中，可被細(xì)胞識別系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列。的特征性氨基酸序列。本章終了本章終了 動物生物化學(xué)練習(xí)動物生物化學(xué)練習(xí)31無論是在無論是在DNA復(fù)制、還是復(fù)制、還是RNA的轉(zhuǎn)錄或者是蛋白質(zhì)翻譯的過程，的轉(zhuǎn)錄或者是蛋白質(zhì)翻譯的過程，我們都能看到堿基互補(bǔ)配對的原那么貫穿在遺傳信息從我們都能看到堿基互補(bǔ)配對的原那么貫穿在遺傳信息從DNA傳送到蛋傳送到蛋白質(zhì)的各個環(huán)節(jié)。請做簡要地引見并評價其生物學(xué)意義。白質(zhì)的各個環(huán)節(jié)。請做簡要地引見并評價其生物學(xué)意義。 2.DNA的復(fù)制包括哪些主要階段？為什么復(fù)制具有半保管性？為什的復(fù)制包括哪些主要階段？為什么復(fù)制具有半保管性？為什么說子鏈的合成是半不延續(xù)的？么說子鏈的合成是半不延續(xù)的？3.轉(zhuǎn)錄的終止出如今轉(zhuǎn)錄的終止出如今DNA分子中特定的堿基順序上。原核分子中特定的堿基順序上。原核DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的終止順序有明顯的構(gòu)造特點(diǎn)，請予描畫。除此以外，還有什么其的終止順序有明顯的構(gòu)造特點(diǎn)，請予描畫。除此以外，還有什么其它的終止轉(zhuǎn)錄的方式？它的終止