蛋白質(zhì)的生物合成

2023/3/101第十五章蛋白質(zhì)的生物合成(翻譯)第一節(jié)蛋白質(zhì)生物合成體系第二節(jié)氨基酸的活化第三節(jié)肽鏈的生物合成過程第四節(jié)蛋白質(zhì)翻譯后修飾和靶向輸送第五節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制2023/3/102細(xì)胞內(nèi)以mRNA為模板，將mRNA上的4種核苷酸排列順序轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)上20種氨基酸的排列順序的過程。mRNA是指導(dǎo)翻譯的直接模板，蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的最終產(chǎn)物。翻譯(translation)的概念：2023/3/103第一節(jié)蛋白質(zhì)生物合成體系信使RNA（messengerRNA，mRNA)核蛋白體（ribosomes)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（transferRNA，tRNA)酶（Enzyme）及多種蛋白因子起始因子(initiationfactors,IF)，真核生物eIF延長因子(elongationfactors,EF)釋放因子(releasefactors,RF)和核蛋白體釋放因子(ribosomalreleasefactors,RR)氨基酸（aminoacids）能量（ATPandGTP)2023/3/104一、mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板

mRNA是遺傳信息的攜帶者遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子(cistron)。真核mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子(singlecistron)。原核細(xì)胞中數(shù)個結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子(polycistron)

。原核生物的多順反子真核生物的單順反子非編碼序列核蛋白體結(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)2023/3/106

mRNA上存在遺傳密碼mRNA分子上從5至3方向，由AUG開始，每相鄰3個核苷酸為一組，編碼肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，稱為三聯(lián)體密碼(tripletcoden)。起始密碼(initiationcoden):

AUG

終止密碼(terminationcoden):

UAA，UAG，UGA

2023/3/107密碼子(codon)：mRNA上每3個相鄰核苷酸組成一個三聯(lián)體(triplet)，編碼一種氨基酸，稱之為~。遺傳密碼(geneticcode):mRNA中蘊(yùn)藏遺傳信息的堿基序列稱為~，它是密碼子的總和。2023/3/1082023/3/1092023/3/1010很重要的概念！mRNA上從起始密碼子到終止密碼子之間的連續(xù)編碼序列或是DNA上與之對應(yīng)的序列。一個ORF編碼一條完整的多肽鏈。Areadingframeisuninterruptedbytranslationstopcodons.不是任何一段從AUG到終止密碼子之間的序列都能稱為ORF，通常要求的長度是至少50個密碼子。開放閱讀框架(openreadingframe，ORF)2023/3/1011Readingframesinthegeneticcode.

理論上，任何一條mRNA可能的閱讀框架有3種，如上圖所示，但通常只有其中一種閱讀方式能產(chǎn)生有功能的蛋白質(zhì)。2023/3/10121.方向性(direction)遺傳密碼的特點(diǎn)密碼子及組成密碼子的各堿基在mRNA序列中的閱讀方向只能是5’到3’。2023/3/10132.連續(xù)性(commaless)遺傳密碼的特點(diǎn)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。2023/3/1014

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)致移框突變(frameshiftmutation)。

2023/3/10153.簡并性(degeneracy)遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個或多至6個三聯(lián)體為其編碼。密碼第1、2位堿基多相同，前2位堿基決定編碼氨基酸的特異性，僅第3位堿基差異。密碼的“偏愛性”：同一組密碼子的使用頻率不同

2023/3/10164.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。

2023/3/1017線粒體密碼子2023/3/10185.擺動性(wobble)tRNA上的反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見的堿基配對規(guī)律，稱為擺動配對。擺動配對在反密碼的第1位和密碼的第3位間常見。擺動性的意義：保持翻譯的忠實(shí)性1種tRNA可識別一種以上的同一種氨基酸的密碼子(生物體內(nèi)總共40~50種tRNA)2023/3/10192023/3/1020密碼子、反密碼子配對的擺動現(xiàn)象tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG2023/3/1021RobertW.Holley1922~1993Har

GobindKhorana1922~MarshallW.Nirenberg1927~2010TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1968"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"2023/3/1022二、核糖體是多肽鏈合成的裝置2023/3/10232023/3/10242023/3/10252023/3/10262023/3/1027原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rpS21種rpL36種rpS33種rpL49種原核、真核生物核蛋白體的組成2023/3/1028原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)2023/3/10292023/3/1030三、tRNA是氨基酸的運(yùn)載工具反密碼環(huán)氨基酸臂TψＣ環(huán)DHＵ環(huán)

2023/3/1031tRNA的三級結(jié)構(gòu)示意圖2023/3/1032四、蛋白質(zhì)生物合成需要的酶類、蛋白質(zhì)因子等重要的酶類：氨基酰-tRNA合成酶，轉(zhuǎn)肽酶，轉(zhuǎn)位酶蛋白質(zhì)因子：起始因子(initiationfactors,IF)，真核生物eIF延長因子(elongationfactors,EF)，真核eEF釋放因子(releasefactors,RF),真核eRF能源物質(zhì)及離子：ATP，GTP，Mg2+,K+2023/3/1033氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第二節(jié)氨基酸的活化

氨基酸活化過程，即氨基酸與特異tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過程。2023/3/1034氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E

＋PPi

第一步反應(yīng)2023/3/1035第二步反應(yīng)2023/3/1036氨基酰tRNA合成酶氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA

synthetase,aaRS)具有絕對專一性，及校正活性(editingactivity)。只有20種.一種tRNA只能結(jié)合一種氨基酸，一種氨基酸可結(jié)合多種tRNA(稱為同功tRNA)。2023/3/1037

tRNA與酶結(jié)合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA

synthetase)ATP2023/3/1038舉例：Ala-tRNAAla

，Ser-tRNASer

，Met-tRNAMet真核生物起始者tRNA(initiator-tRNA):

tRNAiMet肽鏈延長中攜帶Met的tRNA：

tRNAeMet原核生物起始者tRNA:tRNAfMetfMet：N-甲酰甲硫氨酸肽鏈延長中攜帶Met的tRNA：

tRNAmMet氨基酰-tRNA的表示法2023/3/10392023/3/1040第三節(jié)肽鏈的生物合成過程是翻譯的中心環(huán)節(jié)，是活化氨基酸在核蛋白體上的縮合過程(核蛋白體循環(huán)，ribosomalcycle)核蛋白體循環(huán)（廣義）：起始、延伸、終止三個階段從5’AUG開始直至終止密碼子核蛋白體沿著mRNA從5’向3’方向移動肽鏈的合成是從N端到C末端2023/3/1041一、原核生物的肽鏈合成過程（一）起始核蛋白體大、小亞基的分離mRNA與30S小亞基的結(jié)合fMet-tRNA與mRNA及30S小亞基的結(jié)合50S大亞基的結(jié)合起始復(fù)合物：fMet-tRNAfMet-mRNA-核蛋白體2023/3/1042原核、真核生物各種起始因子的生物功能促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基eIF-6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-5eIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E和PABeIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA5＇帽子eIF-4E結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF--4BeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)mRNA結(jié)合小亞基IF-4A最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離eIF-2B，eIF-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2真核生物促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA敏感性-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合-2占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNAIF-1原核生物生物功能起始因子促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基eIF-6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-5eIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E和PABeIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA5＇帽子eIF-4E結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF--4BeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)mRNA結(jié)合小亞基IF-4A最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離eIF-2B，eIF-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2真核生物促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA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tRNAIF-1原核生物生物功能起始因子2023/3/10431.核蛋白體大小亞基分離IF-3IF-12023/3/1044AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合mRNA起始密碼子上游SD序列（核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)，RBS）-AGGAGG-，使mRNA與小亞基結(jié)合。mRNA上SD序列后的核苷酸序列可被核蛋白體小亞基蛋白rps-1結(jié)合。2023/3/1045mRNA在30S小亞基上的就位SD序列(Shine-Dalgarnosequence)，也叫做核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)(ribosomalbindingsite,RBS)2023/3/1046IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfmet)的結(jié)合AUG5'3'2023/3/10474.核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiAUG5'3'2023/3/1048IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi2023/3/1049（二）肽鏈的延伸又稱狹義的核蛋白體循環(huán)，每次循環(huán)增加一個氨基酸，包括以下三步：進(jìn)位(entrance)或稱注冊(registration)成肽(peptidebondformation)轉(zhuǎn)位(translocation)

一、原核生物的肽鏈合成過程2023/3/1050原核延長因子生物功能對應(yīng)真核延長因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合分解GTPEF-1αEF-Ts調(diào)節(jié)亞基EF-1βγEFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進(jìn)卸載tRNA釋放EF-2肽鏈合成的延長因子延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子(elongationfactor,EF)2023/3/1051又稱注冊(registration)1.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。

2023/3/1052延長因子EF-T：EF-Tu和EF-Ts亞基的二聚體。

2023/3/10532023/3/10542.成肽是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過程。2023/3/10553.轉(zhuǎn)位延長因子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。起始二肽酰-tRNA-mRNA相對位移入核蛋白體P位，而卸載的tRNA移入E位。A位空留并對應(yīng)下一組三聯(lián)體密碼，準(zhǔn)備適當(dāng)氨基酰-tRNA進(jìn)位開始下一核蛋白體循環(huán)。2023/3/1056轉(zhuǎn)位2023/3/1057進(jìn)位轉(zhuǎn)位成肽2023/3/1058fMetAUG5'3'fMetTuGTP2023/3/1059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、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。

（三）終止一、原核生物的肽鏈合成過程2023/3/1060一是識別終止密碼，如RF-1特異識別UAA、UAG；而RF-2可識別UAA、UGA。RF-3具有GTP酶活性二是誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，相?dāng)于催化肽酰基轉(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。釋放因子的功能終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子(releasefactor,RF)

原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3

真核生物釋放因子：eRF

2023/3/1061原核肽鏈合成終止過程2023/3/1062UAG5'3'RFCOO-1．氨基酸的活化20種氨基酸20種氨基酰-tRNA合成酶32種（或多于32種）tRNAATP、Mg2+2．起始mRNAN-甲酰甲硫氨酰-tRNAfmermRNA上的起始密碼子（AUG）30S核糖體亞基50S核糖體亞基起始因子（IF-1,IF-2,IF-3）GTP、Mg2+3．延長具有功能的70S核糖體（起始復(fù)合物）密碼子特異的氨基酰-tRNA延長因子（EF-Tu,EF-Ts,EF-G）GTP、Mg2+4．終止與釋放mRNA上的終止密碼釋放因子（RF-1,RF-2,RF-3）5．折疊和翻譯后的加工特異酶、輔助因子、除去起始?xì)埢托盘栯乃璧幕衔?，水解過程，末端殘基的修飾，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或輔基結(jié)合到蛋白質(zhì)上。階段必需化合物1．氨基酸的活化20種氨基酸20種氨基酰-tRNA合成酶32種（或多于32種）tRNAATP、Mg2+2．起始mRNAN-甲酰甲硫氨酰-tRNAfmermRNA上的起始密碼子（AUG）30S核糖體亞基50S核糖體亞基起始因子（IF-1,IF-2,IF-3）GTP、Mg2+3．延長具有功能的70S核糖體（起始復(fù)合物）密碼子特異的氨基酰-tRNA延長因子（EF-Tu,EF-Ts,EF-G）GTP、Mg2+4．終止與釋放mRNA上的終止密碼釋放因子（RF-1,RF-2,RF-3）5．折疊和翻譯后的加工特異酶、輔助因子、除去起始?xì)埢托盘栯乃璧幕衔铮膺^程，末端殘基的修飾，磷酸、甲基、羧基、碳水化合物或輔基結(jié)合到蛋白質(zhì)上。階段必需化合物大腸桿菌蛋白質(zhì)合成的5個階段所需化合物2023/3/1064二、真核生物的肽鏈合成過程（一）起始核糖體大小亞基分離Met-tRNAimet與小亞基結(jié)合mRNA在核糖體小亞基上就位核糖體大亞基結(jié)合

特點(diǎn)：

40S小亞基先結(jié)合Met-tRNAiMet，再結(jié)合mRNA真核mRNA無SD序列，但有“帽”和polyA尾帽子結(jié)合蛋白(cap-sitebindingprotein,CBP)。Kozak共有序列：A/GCCAUGG2023/3/1065Kozak規(guī)則起始密碼子ATG周邊堿基組成符合特定規(guī)則時翻譯的效率更高，稱為Kozak規(guī)則。若將起始ATG中的堿基A，T，G分別標(biāo)為1，2，3位，可描述如下：

(1)第4位的偏好堿基為G；

(2)ATG的5’端約15bp范圍的側(cè)翼序列內(nèi)不含堿基T；

(3)在-3，-6和-9位置，G是偏好堿基；

(4)除-3，-6和-9位，在整個側(cè)翼序列區(qū)，C是偏好堿基。

Kozak規(guī)則是基于已知數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果，不見得必須全部滿足，一般來說，滿足前兩項即可。做真核表達(dá)時，靶基因一般都要帶kozak序列，原核、真核生物各種起始因子的生物功能促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基eIF-6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-5eIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E和PABeIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA5＇帽子eIF-4E結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF--4BeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)mRNA結(jié)合小亞基IF-4A最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離eIF-2B，eIF-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2真核生物促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA敏感性-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合-2占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNAIF-1原核生物生物功能起始因子促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基eIF-6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-5eIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E和PABPeIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA5＇帽子eIF-4E結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF--4BeIF-4F復(fù)合物成分，有解螺旋酶活性，促進(jìn)mRNA結(jié)合小亞基IF-4A最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離eIF-2B，eIF-3促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2真核生物促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA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tRNAIF-1原核生物生物功能起始因子2023/3/1067真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的起始2023/3/10682023/3/10692023/3/1070Eukaryoticribosomesmigratefromthe5'endofmRNAtotheribosomebindingsite,whichincludesanAUGinitiationcodon.2023/3/1071真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長因子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載的tRNA直接從P位脫落。（二）延長（三）終止與原核相似，但只一種釋放因子，可識別所有終止密碼子2023/3/1072多聚核蛋白體(polysome)——使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。2023/3/1073電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象2023/3/1074翻譯一條氨基酸殘基數(shù)為N的多肽鏈所需的ATP氨基酸活化：2N肽鏈合成的起始：1肽鏈延長時的進(jìn)位：N-1肽鏈延長時的轉(zhuǎn)位：N-1翻譯的終止：1消除非正確aa所需的能量N？總共需ATP數(shù)：5N？2023/3/1075概念：翻譯，密碼子，遺傳密碼，ORF遺傳密碼的特點(diǎn)：方向性，連續(xù)性，簡并性，通用性，擺動性核蛋白體的組成原核(70S)：30S+50S真核(80S)：40S+60SP位與A位氨基酸的活化翻譯的起始、延伸、終止2023/3/1076蛋白質(zhì)合成后加工和輸送第四節(jié)PosttranslationalProcessing&ProteinTransportation2023/3/1077從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過不同的翻譯后復(fù)雜加工過程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。主要包括多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)

肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾高級結(jié)構(gòu)修飾2023/3/1078一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)肽鏈合成開始,新生肽鏈的折疊即開始。一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。天然蛋白質(zhì)折疊通常需要其他酶、蛋白輔助。2023/3/1079促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子1.分子伴侶(molecularchaperon)2.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(proteindisulfideisomerase,PDI)3.肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶(peptideprolyl

cis-transisomerase,PPI)2023/3/1080分子伴侶是一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象。原核真核均有，類型多種，分多個家族，作用時需ATP供能。不同分子伴侶功能不盡相同：促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊或組裝。防止新生多肽鏈或待組裝的蛋白亞基非正常聚集，避免形成無功能的結(jié)構(gòu)（非正確折疊或組裝的大分子結(jié)構(gòu)對細(xì)胞通常是有害的）幫助修復(fù)非正確折疊的蛋白質(zhì)參與蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)輔助蛋白質(zhì)的降解2023/3/1081人體內(nèi)分子伴侶主要見于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，包括：Generalchaperones:BiP,GRP94,GRP170.Lectin（凝集素）chaperones:calnexin（鈣聯(lián)結(jié)蛋白）andcalreticulin（鈣網(wǎng)織蛋白）Non-classicalmolecularchaperones:HSP47andERp29

Foldingchaperones:Proteindisulfideisomerase(PDI)Peptidyl

prolyl

cis-trans-isomerase(PPI)ERp57

2023/3/1082原核分子伴侶Hsp60(GroEL/GroEScomplexinE.coli)Hsp70(DnaKinE.coli)Hsp90(HtpGinE.coli)Hsp100(ClpfamilyinE.coli)2023/3/10832023/3/1084大腸桿菌中的HSP70反應(yīng)循環(huán)2023/3/1085伴侶素的主要作用：為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。

2023/3/1086伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程2023/3/1087蛋白二硫鍵異構(gòu)酶多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。

二硫鍵異構(gòu)酶可催化錯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。2023/3/1088肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。

肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。

肽酰-脯氨酰順反異構(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，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。2023/3/1089二、一級結(jié)構(gòu)的修飾（一）肽鏈N端的修飾（二）個別氨基酸的修飾（三）多肽鏈的水解修飾2023/3/1090（一）肽鏈N端的修飾大多天然蛋白質(zhì)不以甲硫氨酸為N端第一位氨基酸脫甲?；富虬被拿缚梢猿-甲?；端甲硫氨酸或N端附加序列。約50%的真核蛋白質(zhì)會有N-端氨基酸的乙酰化2023/3/1091（二）個別氨基酸的修飾某些蛋白質(zhì)肽鏈中存在共價修飾氨基酸殘基，在肽鏈合成后特異加工產(chǎn)生。糖基化羥基化甲基化磷酸化二硫鍵生成親脂性修飾2023/3/1092（三）多肽鏈的水解修飾某些無活性的蛋白前體可經(jīng)蛋白酶水解，生成活性的蛋白質(zhì)、多肽，如胰島素原酶解成胰島素。真核細(xì)胞某些大分子多肽前體，經(jīng)水解生成數(shù)種小分子活性肽。2023/3/1093前胰島素原加工成為有活性的胰島素前導(dǎo)序列的切除二硫鍵的生成C肽的切除2023/3/1094鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾NC信號肽PMOCKRKR103肽

(？)ACTH-LT-MSH-MSHEndophin2023/3/1095三、高級結(jié)構(gòu)的修飾（一）亞基聚合

（二）輔基連接（三）疏水脂鏈的共價連接2023/3/1096蛋白質(zhì)合成后需要經(jīng)過復(fù)雜機(jī)制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位，這一過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。

四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送蛋白質(zhì)的靶向輸送(proteintargeting)2023/3/1097所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N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，這一序列稱為信號序列。

信號序列(signalsequence)2023/3/10981936--2023/3/1099靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號序列或成分2023/3/10100（一）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送過程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

信號肽(signalpeptide)：未成熟蛋白質(zhì)中可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列，一般由10~40多個氨基酸殘基組成。2023/3/10101信號肽的一級結(jié)構(gòu)2023/3/10102信號肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)2023/3/10103內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向（分泌）通路2023/3/10104內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向通路2023/3/10105（二）線粒體蛋白的靶向輸送

2023/3/10106（三）細(xì)胞核蛋白的靶向