第十二蛋白質(zhì)的生物合成

第十二蛋白質(zhì)的生物合成第一頁，共九十七頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的生物合成，也稱翻譯，它指在活細(xì)胞內(nèi)的核蛋白體上，以mRNA為模板，20種氨基酸為原料，tRNA為搬運(yùn)工具，生物合成蛋白質(zhì)的過程第二頁，共九十七頁，2022年，8月28日翻譯的基本過程為3個(gè)階段：起始、延長、終止蛋白質(zhì)前體合成后，還必須經(jīng)過翻譯后加工才能成為具有生物功能的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)定向運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)部位發(fā)揮作用第三頁，共九十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成體系第四頁，共九十七頁，2022年，8月28日mRNAtRNArRNA和多種蛋白質(zhì)多種生物大分子第五頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、mRNA（一）mRNA的特點(diǎn)1原核mRNA多順反子（polycistronic）第六頁，共九十七頁，2022年，8月28日順反子（cistron）：編碼一個(gè)多肽鏈的遺傳單位轉(zhuǎn)錄后無需特別加工；轉(zhuǎn)錄未完成時(shí)翻譯即開始第七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第八頁，共九十七頁，2022年，8月28日2真核mRNA單順反子（monocistronic）hnRNA加工修飾后成為成熟的mRNA第九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）遺傳密碼1遺傳密碼（geneticcodon）概念：在mRNA信息區(qū)內(nèi)從5′→3′每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一個(gè)三聯(lián)體，編碼一種氨基酸，稱為該氨基酸的遺傳密碼第十頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日2個(gè)數(shù)：64個(gè)3分類終止密碼（UAA，UAG，UGA）有意義密碼（其余61種密碼）起始密碼（AUG）還可編碼蛋氨酸第十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日

4開放閱讀框架（ORF）

Openingreadingframe

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，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，稱為開放閱讀框架第十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日5遺傳密碼的特點(diǎn)連續(xù)性A密碼子必須連續(xù)閱讀，無間隔和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)BmRNA分子中5′→3′密碼子的排列順序決定了蛋白質(zhì)分子N端→C端氨基酸排列順序第十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日……GCA

GUA

CAU

GUC……

丙纈組纈

C……GAG

UAC

AUG

UC…..

谷酪蛋絲第十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日簡并性A每個(gè)氨基酸有1個(gè)（Trp、Met）～6個(gè)密碼子（Arg、leu、Ser），多數(shù)為2～4個(gè)密碼子B簡并性的實(shí)質(zhì)是密碼子第3個(gè)堿基的搖擺性第十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日通用性

從原核生物到人類均使用同一套密碼的現(xiàn)象擺動(dòng)性

密碼子與tRNA反密碼子反向配對(duì)咬合，第3位堿基不遵守堿基配對(duì)原則的現(xiàn)象第二十頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日精氨酸第二十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）mRNA的功能作為翻譯的模板第二十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、rRNA（核蛋白體）（一）核蛋白體組成及結(jié)構(gòu)

1由多種核蛋白體蛋白質(zhì)和rRNA組成第二十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日原核生物真核生物小亞基RNAprRNApr16SrRNA21種18SrRNA33種大亞基5SrRNA23SrRNA36種5SRNA28SRNA5.8SrRNA49種第二十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日2A位、P位和E位P位（peptidylsite，肽酰位），又稱給位（Donorsite）A位（aminoacylsite，氨基酰位），又稱受位（acceptorsite）E位（exitsite），是卸載tRNA的排出位第二十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）核蛋白體的功能是翻譯進(jìn)行的場(chǎng)所1小亞基結(jié)合mRNA、起始氨酰?tRNA第二十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日2大亞基轉(zhuǎn)肽酶：催化形成肽鍵

有若干種，是大亞基結(jié)合蛋白質(zhì)的一部分

EF-Tu位點(diǎn)和轉(zhuǎn)位因子EF-G位點(diǎn)第三十頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、tRNA第三十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）tRNA的功能結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸1氨基酸臂3′末端?CCA?OH攜帶氨基酸第三十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日2反密碼環(huán)中的反密碼子與mRNA分子中的密碼子按堿基配對(duì)原則反方向咬合第三十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日3DHU環(huán)是氨基酰tRNA合成酶的識(shí)別位點(diǎn)4TψC環(huán)是核蛋白體的識(shí)別位點(diǎn)第三十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）氨基酰-tRNA的合成1氨基酰tRNA合成酶催化特異氨基酸與特異tRNA合成氨基酰tRNA高專一性，種類多，有校正作用第三十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日氨基酸＋tRNAATP

氨基酰tRNA合成酶AMP＋PPi

氨基酰-tRNA第三十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第三十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日氨基酰-tRNA的表示方法Eg：Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet

第三十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日2肽鏈起始時(shí)的氨基酰-tRNA真核生物

真核生物與蛋氨酸結(jié)合的tRNA至少有2種：第四十頁，共九十七頁，2022年，8月28日tRNAiMet（起始階段）

起始者tRNA(initiator-tRNA)tRNAeMet（延長階段）（e：elongation）第四十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日AUG5’3’UAAORFMetMetMet-tRNAiMetAUGMet-tRNAeMet第四十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日原核生物原核生物的起始密碼只能辨認(rèn)N-甲酰蛋氨酸第四十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日

Met-tRNAMetTHFA-CHO

轉(zhuǎn)甲?；窮H4fMet-tRNAfMet第四十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日四、參與翻譯的

其它蛋白因子起始因子（initiationfactor，IF）

原核：IF1、IF2、IF3真核：eIF第四十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日延長因子（elongationfactor，EF）原核：EFTu、EFTs、EFG真核：EF1、EF2第四十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日釋放因子（releasefactor，RF）原核：RF1、RF2、RF3真核：eRF第四十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成過程第四十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日翻譯過程：起始、延長、終止蛋白質(zhì)合成后的加工修飾第四十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合形成翻譯起始復(fù)合物的過程第五十頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）原核起始復(fù)合物形成1.IF-3、IF-1與小亞基結(jié)合，促使大小亞基分離2.mRNA在小亞基上定位結(jié)合第五十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日mRNA在小亞基上定位的機(jī)制：1）mRNA上的S-D序列與小亞基16-SrRNA3′端的UCCU序列堿基互補(bǔ)，促使mRNA與小亞基結(jié)合第五十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日

S-D序列（Shine-Dalgarno序列）指位于mRNA起始密碼上游8～13b部位的4～9b的一致序列，富含嘌呤堿基如AGGAGG，又稱核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)（ribosomalbindingsite，RBS）第五十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日2）緊隨S-D序列的小核苷酸序列可被核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識(shí)別結(jié)合第五十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日3起始氨基酰-tRNA的結(jié)合fMet?tRNAfMet?IF2?GTP復(fù)合物辨認(rèn)結(jié)合于mRNA起始密碼AUG上，fMet?RNAfMet定位于P位，A位被IF-1占據(jù)第五十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日IF1:占據(jù)A位IF2:促進(jìn)啟始tRNA與小亞基結(jié)合IF3:促進(jìn)大小亞基分離第五十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日

4核蛋白體大亞基結(jié)合結(jié)合了fMet-tRNAfMet，

mRNA的小亞基與大亞基結(jié)合，3種IF釋放，形成翻譯起始復(fù)合物第五十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六十頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）真核生物翻譯

起始復(fù)合物形成與原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成相似第六十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、肽鏈的延長指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，依次添加氨基酸，從N端向C端延伸肽鏈，直至合成終止第六十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日核蛋白體循環(huán)即翻譯的多肽鏈延長過程，在核蛋白體上，按mRNA的密碼子順序，經(jīng)進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位三步循環(huán)過程，氨基酸縮合成多肽鏈的過程第六十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）進(jìn)位

EFTu、EFTs協(xié)助與A位密碼子對(duì)應(yīng)的特異氨基酰tRNA進(jìn)入A位需消耗1分子GTP（1～P）第六十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）成肽

轉(zhuǎn)肽酶催化P位fMet（或肽酰）與A位氨基酰以肽鍵相連，P位上的tRNA空載，需Mg2+、K+第六十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）轉(zhuǎn)位由EFG（轉(zhuǎn)位酶）催化核蛋白體沿mRNA由5′→3′移動(dòng)1個(gè)密碼子的位置，使A位的肽酰tRNA移到P位，A位空出，卸載的tRNA移入E位需消耗1分子GTP（1～P）第六十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日核蛋白體沿5’→3’方向閱讀遺傳密碼，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位的循環(huán)過程，每次向肽鏈C端添加1個(gè)氨基酸每添加1個(gè)氨基酸需～P4個(gè)第七十頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、終止1RF1或RF2識(shí)別并結(jié)合定位于A位的終止密碼子第七十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日第七十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日2RF3使轉(zhuǎn)肽酶變構(gòu)為酯酶，水解P位肽酰?tRNA相連的酯鍵，肽鏈釋出；mRNA、tRNA、RF脫落，IF1和IF3催化大、小亞基解聚第七十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日第七十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日多聚核蛋白體（polysome）

1條mRNA模板鏈上同時(shí)附著10～100個(gè)核蛋白體，依次結(jié)合起始密碼，并沿5‘→3’方向讀碼移動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行肽鏈合成的現(xiàn)象第七十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第七十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日21AUG5’3’第七十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日4321AUG5’3’第七十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾1肽鏈N端的修飾－切除甲硫氨酸2個(gè)別氨基酸的共價(jià)修飾

Eg：羥基化、磷酸化、甲基化等第七十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日3多肽鏈的水解修飾Eg：胰島素原→胰島素蛋白酶原→蛋白酶鴉片促黑皮質(zhì)素原→ACTH第八十頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、空間結(jié)構(gòu)的修飾1亞基聚合2輔基連接3疏水脂鏈的共價(jià)連接第八十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日四、蛋白質(zhì)合成

后的靶向輸送指蛋白質(zhì)合成后經(jīng)復(fù)雜的機(jī)制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的目標(biāo)地點(diǎn)由N端特異的氨基酸序列－信號(hào)序列來引導(dǎo)第八十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）分泌蛋白的靶向輸送肽鏈

信號(hào)序列引導(dǎo)↓內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

包裝進(jìn)分泌小泡↓轉(zhuǎn)移、融合到其它部位或分泌出細(xì)胞第八十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日

1信號(hào)肽（signalpeptide）各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱為信號(hào)肽，由13～36個(gè)氨基酸殘基組成第八十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日分3部分：堿性N端，含Lys，Arg

疏水核心區(qū)，由中性氨基酸Leu、Ile等組成

C端加工區(qū)，多含Gly、Ala、Ser，后接被信號(hào)肽酶切開的區(qū)段第八十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日2分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程信號(hào)肽識(shí)別顆粒（Signalrecognitionparticles，SRP）1個(gè)7S-RNA和6個(gè)多肽亞基組成對(duì)接蛋白（dockingprotein，DP）SRP受體，位于ER膜上第八十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日①信號(hào)肽與SRP結(jié)合，翻譯暫停②SRP與DP結(jié)合，膜蛋白通道開放、信號(hào)肽進(jìn)入通道，翻譯重新開始③信號(hào)肽引導(dǎo)合成的多肽鏈進(jìn)入RER管腔④RER