蛋白質(zhì)生物合成1

RNAaseP、內(nèi)切酶目錄第一頁，共六十四頁。1tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP目錄第二頁，共六十四頁。2堿基修飾（2）還原反應如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應如：Uψ（4）脫氨反應如：AI如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）目錄第三頁，共六十四頁。3三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S第四頁，共六十四頁。4四膜蟲rRNA的剪接采用自我剪接方式四、核酶第五頁，共六十四頁。5具有催化功能的RNA稱為核酶。核酶(ribozyme)第六頁，共六十四頁。6蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）第12章ProteinBiosynthesis(Translation)第七頁，共六十四頁。7蛋白質(zhì)生物合成的概念蛋白質(zhì)生物合成(proteinbiosynthesis)也稱翻譯(translation)，是生物細胞以mRNA為模板，按照mRNA分子中核苷酸組成的密碼信息合成蛋白質(zhì)的過程。定義第八頁，共六十四頁。8（1）氨基酸的活化（2）肽鏈的生物合成（3）肽鏈形成后的加工和靶向輸送反應過程第九頁，共六十四頁。9第一節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成體系ProteinBiosynthesisSystem第十頁，共六十四頁。10基本原料：20種編碼氨基酸模板：mRNA適配器：tRNA裝配機：核蛋白體酶和蛋白質(zhì)因子能源物質(zhì)：ATP、GTP無機離子：Mg2+、K+蛋白質(zhì)生物合成體系第十一頁，共六十四頁。11一、mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板mRNA的基本結(jié)構(gòu)StartCapEndTail5’-端非翻譯區(qū)533’-端非翻譯區(qū)開放閱讀框架從mRNA5-端起始密碼子AUG到3-端終止密碼子之間的核苷酸序列，稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。第十二頁，共六十四頁。12原核生物的多順反子PPP53蛋白質(zhì)第十三頁，共六十四頁。13遺傳密碼在mRNA的開放閱讀框架區(qū)，以每3個相鄰的核苷酸為一組，代表一種氨基酸(或其他信息)，這種三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱為密碼子。initiationcodon：AUGterminationcodon：UAA、UAG、UGA密碼子（codon）起始密碼子和終止密碼子：第十四頁，共六十四頁。14遺傳密碼的特點1.方向性(directional)2.連續(xù)性(non-punctuated)3.簡并性(degenerate)4.通用性(universal)5.擺動性(wobble)第十五頁，共六十四頁。15連續(xù)性5’…….AUG

GCA

GUA

CAU……UAA3’AlaValHisMet終止密碼基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導致框移突變。mRNA編輯調(diào)節(jié)可使同一前體mRNA翻譯出序列、功能不同的蛋白質(zhì)。。第十六頁，共六十四頁。16*3.簡并性一種氨基酸可具有2個或2個以上的密碼子為其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的簡并性。為同一種氨基酸編碼的各密碼子稱為簡并性密碼子，也稱同義密碼子。第十七頁，共六十四頁。174.通用性遺傳密碼表中的這套“通用密碼”基本上適用于生物界的所有物種，具有通用性。已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。第十八頁，共六十四頁。18通用密碼線粒體密碼AUA異亮蛋、起始AGA精終止AGG精終止UGA終止色第十九頁，共六十四頁。19*5.擺動性反密碼子與密碼子之間的配對有時并不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為擺動配對。tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG第二十頁，共六十四頁。20U321123擺動配對第二十一頁，共六十四頁。21二、核蛋白體是蛋白質(zhì)生物合成的場所核蛋白體的組成：rRNA和蛋白質(zhì)第二十二頁，共六十四頁。22核蛋白體的組成第二十三頁，共六十四頁。23原核生物核蛋白體結(jié)構(gòu)模式

第二十四頁，共六十四頁。24三、tRNA是氨基酸的運載工具及蛋白質(zhì)生物合成的適配器tRNA的作用運載氨基酸：充當“適配器”：第二十五頁，共六十四頁。25二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)反密碼環(huán)氨基酸臂tRNA的構(gòu)象第二十六頁，共六十四頁。26四、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合成酶轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶(translocase)第二十七頁，共六十四頁。27（二）蛋白質(zhì)因子起始因子（initiationfactor，IF）延長因子（elongationfactor，EF）釋放因子（releasefactor，RF）第二十八頁，共六十四頁。28能源物質(zhì)為ATP和GTP;無機離子有Mg2+、K+等。（三）能源物質(zhì)及離子第二十九頁，共六十四頁。29第二節(jié)

氨基酸的活化ActivationofAminoAcids第三十頁，共六十四頁。30氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過程稱為氨基酸的活化。參與氨基酸活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。第三十一頁，共六十四頁。31反應過程一、氨基酸活化形成氨基酰-tRNA氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第三十二頁，共六十四頁。32氨基酰-tRNA合成酶結(jié)構(gòu)氨基酰－tRNA合成酶的3個結(jié)合位點氨基酸和ATP形成氨基酰腺苷氨基酰轉(zhuǎn)移到tRNA上tRNA負載了氨基酸第三十三頁，共六十四頁。33氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶特性氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。第三十四頁，共六十四頁。34動力學校正化學校正校正機制第三十五頁，共六十四頁。35氨基酰-tRNA的表示方法丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla各種氨基酸和對應的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：第三十六頁，共六十四頁。36二、起始氨基酰-tRNA起始氨基酰-tRNA:Met-tRNAiMet

參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet真核生物第三十七頁，共六十四頁。37原核生物起始氨基酰-tRNA:fMet-tRNAfMet

1次第三十八頁，共六十四頁。38第三節(jié)

肽鏈的生物合成過程TheBiosynthesisProcessofPeptideChain第三十九頁，共六十四頁。39起始(initiation)延長(elongation)終止(termination)整個過程可分為：一、原核生物的肽鏈合成過程廣義的核蛋白體循環(huán)第四十頁，共六十四頁。40（一）起始翻譯起始復合物；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合物的過程。1.核蛋白體大小亞基分離；2.mRNA在小亞基定位結(jié)合；3.起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；4.核蛋白體大亞基結(jié)合。第四十一頁，共六十四頁。41IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離第四十二頁，共六十四頁。42AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合第四十三頁，共六十四頁。43原核生物mRNA在核蛋白體小亞基上的準確定位和結(jié)合涉及兩種機制：在原核生物各種mRNA起始AUG上游約8～13核苷酸部位，存在一段由4～9個核苷酸組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如-AGGAGG-，稱S-D序列，又稱核蛋白體結(jié)合位點。一條多順反子mRNA序列上的每個基因編碼序列均擁有各自的S-D序列和起始AUG。第四十四頁，共六十四頁。44S-D序列第四十五頁，共六十四頁。45IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'第四十六頁，共六十四頁。46IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復合物形成AUG5'3'第四十七頁，共六十四頁。47IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復合物形成過程第四十八頁，共六十四頁。48指在mRNA模板的指導下，氨基酸依次進入核蛋白體并聚合成多肽鏈的過程。（二）延長肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)式進行，又稱為核蛋白體循環(huán)，包括：進位、成肽和轉(zhuǎn)位每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基。第四十九頁，共六十四頁。491.進位又稱注冊(registration)，是指一個氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令進入并結(jié)合到核蛋白體A位的過程。第五十頁，共六十四頁。50進位需要延長因子EF-Tu與EF-Ts參與。第五十一頁，共六十四頁。51TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP進位的反應過程：*核糖體對氨基酰-tRNA校正作用第五十二頁，共六十四頁。522.成肽成肽是在轉(zhuǎn)肽酶(peptidase)的催化下，核蛋白體P位上肽酰-tRNA的肽?；D(zhuǎn)移到A位并與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結(jié)合形成肽鍵的過程。第五十三頁，共六十四頁。53成肽的反應過程第五十四頁，共六十四頁。543.轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位是在轉(zhuǎn)位酶的催化下，核蛋白體向mRNA的3′-端移動一個密碼子的距離，使下一個密碼子進入A位、肽酰-tRNA移入P位而卸載tRNA移入E位排出的過程。EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，釋放的能量促進核蛋白體移動。第五十五頁，共六十四頁。55第五十六頁，共六十四頁。56fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→轉(zhuǎn)位→下一輪進位第五十七頁，共六十四頁。57（三）終止終止階段需要釋放因子參與。釋放因子的功能：RF-1、RF-2識別結(jié)合終止密碼子誘導轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚訰F-3可結(jié)合核蛋白體其他部位，有GTP酶活性。第五十八頁，共六十四頁。58原核肽鏈合成終止過程第五十九頁，共六十四頁。59二、真核生物的肽鏈合成過程（一）起始1.核蛋白體大小亞基分離；2.起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；3.mRNA在小亞基定位結(jié)合；4.核蛋白體大亞基結(jié)合。第六十頁，共六十四頁。60Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始復合物形成過程第六十一頁，共六十四頁。61真核生物肽鏈合成的延長過程與原核生物基本相似，但有不同的反應體