蛋白質(zhì)生物合成

蛋白質(zhì)生物合成第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四原核生物核糖體組成第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四真核生物核糖體組成第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌16SrRNA的二級結(jié)構(gòu)第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四16SrRNA的折疊結(jié)構(gòu)第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四30S小亞基中21種蛋白質(zhì)的分布（中子衍射分析）第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四原核生物蛋白質(zhì)合成通過甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAf)起始tRNAfMet識別肽鏈起始密碼子AUGtRNAmMet識別肽鏈內(nèi)部AUG(Met的密碼子)甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成tRNAfMet接受臂莖部與反密碼環(huán)結(jié)構(gòu)特點可能決定對起始AUG和鏈內(nèi)AUG的識別第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌tRNAfMet三葉草結(jié)構(gòu)中的核苷酸順序第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四核糖體在mRNA上閱讀方向5’3’蛋白質(zhì)合成方向從氨基羧基第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四原核生物蛋白質(zhì)合成的三個過程

起始、延伸、終止起始：起始因子IF1、IF2和IF3mRNA上的核糖體結(jié)合位點(RBS)也稱Shine-Dalgarno順序(S.D順序)使核糖體與mRNA在特定位點結(jié)合，形成30s起始復(fù)合物70s起始復(fù)合物的形成第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四一些細(xì)菌和病毒mRNA中S.D順序比較第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四16SrRNA與蛋白質(zhì)起始區(qū)S.D位點的堿基配對第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌核糖體上蛋白質(zhì)合成的起始第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四延伸延伸因子EF-TuEF-TsEF-G延伸的三個步驟結(jié)合氨酰-tRNA與A位點的結(jié)合延伸因子(EF-Tu和EF-Ts)參與結(jié)合反應(yīng)的循環(huán)過程轉(zhuǎn)肽肽鍵的形成(23srRNA催化)移位肽基-tRNA從A位轉(zhuǎn)移到P位無負(fù)載tRNA釋放mRNA上下一個密碼子進(jìn)入A位EF-G因子參與第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四延伸因子Tu(EF-Tu)的循環(huán)第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肽鍵的形成第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌核糖體上蛋白質(zhì)合成延伸階段第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四終止

沒有tRNA形式可以正常識別終止密碼子三種釋放因子RF1RF2RF3RF1識別UAA、UAGRF2識別UAA、UGA第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌核糖體上蛋白質(zhì)合成的終止過程第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四真核生物的蛋白質(zhì)生物合成真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成許多不同機(jī)制主要發(fā)生在起始階段真核起始tRNA不需甲?；?/p>

真核40s核糖體亞基結(jié)合在mRNA的5’-帽子區(qū)，沿mRNA掃描直至找到合適的AUG

真核生物使用更為復(fù)雜起始因子系統(tǒng)(至少有九種起始因子與起始相關(guān))第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四eIF-3eIF-2(GTP)+Met-tRNAi

40S40S·eIF-340S預(yù)起始復(fù)合物

[40S·eIF-3·eIF-2(GTP)·Met-tRNAi]

mRNAeIF-4AeIF-4BATPeIF-4FPi+ADP

eIF-140S起始復(fù)合物[40S·mRNA·eIF-4A·eIF-4B·eIF-4F·eIF-1]

第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四

GTP

eIF-5

GDP+Pi

60S·eIF-6eIF-6

eIF-2(GDP)、eIF-3eIF-4A、eIF-4BeIF-4F、eIF-180S起始復(fù)合物[40S·60S·mRNA·Met-tRNAi]

第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四延伸

延伸因子eEF-1eEF-1eEF-1和eEF-2終止

只有一種釋放因子eRF識別所有三種終止密碼子第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四兩種校閱機(jī)制提高蛋白質(zhì)合成的精確性氨酰tRNA合成酶的水解作用除去錯誤氨基酸Kineticproofreading機(jī)制用于提高密碼子與反密碼子配對的精確性第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四核糖體上KineticProofreading校閱示意圖第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四真核生物翻譯的控制一個蛋白質(zhì)激酶的調(diào)控：HemeControlledInhibitor(HCI)是一個蛋白質(zhì)激酶，它使起始因子(eIF-2)磷酸化，從而不能起始蛋白質(zhì)合成干擾素誘導(dǎo)產(chǎn)生兩種酶：蛋白質(zhì)激酶和2’-5’-寡腺苷酸合成酶蛋白質(zhì)激酶磷酸化eIF-2，阻斷蛋白質(zhì)合成2’-5’-寡腺苷酸合成酶催化形成2’-5’-An，后者激活一個內(nèi)切酶RNaseL，導(dǎo)致mRNA和rRNA的降解第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四真核生物蛋白質(zhì)起始被eIF2磷酸化阻斷第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四干擾素處理細(xì)胞后引起翻譯起始抑制和mRNA降解第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四多核糖體(Polyribosome)數(shù)個或數(shù)十個核糖體同時在一條mRNA上進(jìn)行翻譯而聯(lián)系在一起的結(jié)構(gòu)細(xì)胞通過多核糖體的方式合成蛋白質(zhì)，大大提高了mRNA的效率原核生物中轉(zhuǎn)錄和翻譯是緊密偶聯(lián)的。在轉(zhuǎn)錄完成之前，核糖體就從mRNA5’末端開始翻譯。真核生物轉(zhuǎn)錄的mRNA加工為成熟mRNA，從核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)開始翻譯第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四多核糖體第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四多核糖體電鏡圖第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四新生蛋白質(zhì)的修飾與加工(翻譯后修飾)氨基末端和羧基末端的修飾信號肽酶從新生蛋白質(zhì)除去信號肽蛋白酶水解二硫鍵形成氨基酸殘基修飾前胰島素原的加工前膠原的加工第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四前胰島素原的加工第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四前膠原加工(前肽切除)第3