生物信息的傳遞下

關于生物信息的傳遞下第1頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第2頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第3頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)遺傳密碼－三聯(lián)子第4頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三遺傳密碼(geneticcode):DNA（或mRNA）中核苷酸序列與蛋白質中氨基酸序列之間的對應關系。密碼子(codon)：mRNA上每3個核苷酸破譯成蛋白質多肽鏈上的一個氨基酸，這3個核苷酸就稱為三聯(lián)子密碼。（一）三聯(lián)子密碼及其破譯第8頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三翻譯從起始密碼子AUG開始，沿著5’→3’方向連續(xù)閱讀密碼子，直至終止密碼子為止。若以3個核苷酸代表一個氨基酸，有43=64種密碼子，滿足了編碼20種氨基酸的需要。第9頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三遺傳密碼破譯簡史（1）1954年Gamow首先對遺傳密碼進行了探討；（2）1961年Crick證明三聯(lián)體密碼子是正確的；（3）1961年，Nirenberg以均聚物、隨機共聚物、特定序列的共聚物作模板合成多肽，破譯遺傳密碼；（4）1964年Nirenberg用核糖體結合技術研究遺傳密碼，直接測出三聯(lián)體對應的氨基酸；（5）到1966年，遺傳密碼全部破譯。第10頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1.制備E.coli無細胞合成體系，以均聚物、隨機共聚物和特定序列的共聚物模板指導多肽的合成。多聚同一核苷酸的翻譯多聚重復核苷酸的翻譯2.核糖體結合技術遺傳密碼的破譯第11頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三核糖體結合技術保溫

硝酸纖維濾膜過濾分析留在濾膜上的核糖體-AA-tRNA

確定與核糖體結合的AA和模板特定三核苷酸為模板+核糖體+20種AA-tRNA(其中一種AA-tRNA的氨基酸被14C標記）第13頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三

遺傳密碼閱讀方向為5‘-3’第14頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三（二）遺傳密碼的性質1.密碼的連續(xù)性2.密碼的簡并性3.密碼的方向性4.密碼的擺動性5.密碼的普遍性與特殊性第15頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1、密碼的連續(xù)性3‘起始密碼子5‘讀碼無標點、無重疊，閱讀方向為5’→3’第16頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三遺傳密碼的連續(xù)性第17頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三從mRNA5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個蛋白質多肽鏈，稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。openreadingframe,ORF第18頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三移碼突變第19頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2、密碼的簡并性大多數(shù)氨基酸都存在幾個密碼，由一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性（degeneracy）。密碼子堿基數(shù)確定和對應性（64個密碼子對20種氨基酸）確定同一個氨基酸的不同密碼稱為同義密碼（synonymouscodons）。第20頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三密碼的簡并性可以減少堿基突變造成的有害效應。在標準遺傳密碼表中，只有一個密碼子的氨基酸是Trp和Met。第21頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三遺傳密碼的簡并性第22頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第23頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三3、密碼的方向性指閱讀mRNA模板上的三聯(lián)體密碼時，只能沿5’→3’方向進行。3‘起始密碼子5‘第24頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三4、密碼的擺動性1966年，Crick提出擺動假說（Wobblehypothesis）tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對時，密碼子的第一位、第二位堿基配對是嚴格的，第三位堿基可以有一定變動，這種現(xiàn)象稱為密碼的擺動性或變偶性（wobble）。I（肌苷，次黃嘌呤核苷）A、U、C配對。第25頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三在密碼子第三位堿基與反密碼子第一位堿基之間，堿基配對的擺動允許形成G-U配對。G-Upairsformatthethirdcodonbase第28頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三5、密碼的普遍性與特殊性遺傳密碼無論在體內還是體外，無論是對病毒、細菌、動物還是植物而言都通用。在真核細胞線粒體中，UGA不是終止密碼子，是Trp的密碼子；AUA不是Ile的密碼子，而是Met的密碼子；AGA和AGG不是Arg密碼子，而是終止密碼子。第30頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)tRNA第31頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三mRNA：蛋白質的DNA序列信息的中間體。tRNA：運送特定氨基酸到核糖體上合成蛋白質。rRNA：核糖體的組成元件。概述第32頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三ProteinsynthesisusesthreetypesofRNA5`3`第33頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三mRNA第34頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三原核生物mRNA與真核生物mRNA結構比較

核糖體可以不從mRNA上解離連續(xù)合成三個蛋白質EukaryoticmRNAProkaryoticmRNA第35頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2.1.2原核生物mRNA與真核生物mRNA生命周期比較

第36頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2)ThelifecycleofEukaryoticmRNAmessengerRNA:expressionofmRNAinanimalcellsrequirestranscription,modification,processing,nucleo-cytoplasmictransport,andtranslation.EukaryoticmRNAismodifiedandexported第37頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三一、tRNA的二級結構二級結構：三葉草型三級結構：倒L型稀有核苷含量多第38頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第39頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三二、tRNA的三級結構第40頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三tRNA折疊為緊湊的L型三級結構。第41頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三三、tRNA的功能在蛋白質合成中，起著運載氨基酸的作用，按照mRNA鏈上的密碼子所決定的氨基酸順序將氨基酸轉運到核糖體的特定部位。3’端CCA－OH上的氨基酸接受臂識別氨酰tRNA合成酶的位點核糖體識別位點反密碼子位點第42頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三tRNA特異性只取決于反密碼子,與攜帶的氨基酸無關第43頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三四、tRNA的種類（一）起始tRNA和延伸tRNA一類特異地識別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA為延伸tRNA.原核起始tRNA攜帶fMet真核起始tRNA攜帶Met第44頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三（二）同工tRNA攜帶相同氨基酸而反密碼子不同的一組tRNA稱為同功受體tRNA原因：tRNA的數(shù)目（>20余種）大于氨基酸數(shù)目第45頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三同工tRNA既要有不同的反密碼子以識別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結構上的共同性，能被AA-tRNA合成酶識別.同工tRNA的特性：第46頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三（三）校正tRNA（suppressortRNA）錯義突變校正無義突變校正校正tRNA的類型：第47頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1、無義突變與無義突變校正在蛋白質的結構基因中,一個核苷酸的改變可能使代表某個氨基酸的密碼子變成終止密碼子(UAG、UGA、UAA),使蛋白質合成提前終止,合成無功能的或無意義的多肽,這種突變就稱為無義突變.tRNA可通過改變反密碼子區(qū)校正無義突變。第48頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三大腸桿菌無義突變的校正tRNA

第49頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三Nonsensesuppressor第50頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三錯義突變的校正tRNA通過反密碼子區(qū)的改變把正確的氨基酸加到肽鏈上,合成正常的蛋白質2、錯義突變與錯義突變校正錯義突變是由于結構基因中某個核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成另外一種氨基酸的密碼.第51頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第52頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第53頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三Missensesuppression第54頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三五、氨酰-tRNA合成酶

第55頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三氨基酰tRNA合成酶催化的反應：氨基酸＋ATP+E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應第56頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第二步：轉移反應氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第57頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第58頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)核糖體第59頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第60頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三一、核糖體的結構第61頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第62頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第63頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第64頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三二、rRNA5SrRNA23SrRNA16SrRNA5.8SrRNA5SrRNA28SrRNA18SrRNA真核生物原核生物第65頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第66頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三原核生物翻譯過程中核糖體結構模式A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)第67頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三三、核糖體的功能第68頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三活性中心：mRNA結合部位結合或接受AA-tRNA部位結合或接受肽基tRNA的部位肽基轉移部位形成肽鍵的部位（轉肽酶的中心）負責肽鏈合成的各種因子的結合位點第69頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三AP肽基轉移酶位點肽酰結合位點（P位）氨酰接受位點（A位）mRNA結合位點小亞基大亞基UAC氨酰-tRNA肽酰-tRNAAAC功能位點E第70頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第71頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)蛋白質合成的生物學機制第72頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三20種氨基酸(AA)作為原料酶及眾多蛋白因子，如IF、eIF

ATP、GTP、無機離子參與蛋白質生物合成的物質包括三種RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）rRNA（ribosomalRNA,核糖體RNA）tRNA（transferRNA,轉移RNA）第73頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三蛋白質生物合成的過程氨基酸的活化肽鏈合成的起始肽鏈的延長肽鏈合成的終止和釋放新合成多肽鏈的折疊和加工處理第74頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三一、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第一步：活化第二步：轉移第75頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三氨基酰tRNA合成酶催化的反應：氨基酸＋ATP-E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應第76頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第二步：轉移反應氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第77頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三

tRNA與酶結合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP第78頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第79頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第80頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三原核生物：fMet-tRNAifMetMet+tRNA+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPi甲?；D移酶四氫葉酸fMet-tRNAfMet第81頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三二、翻譯的起始mRNA和起始氨酰-tRNA分別與核蛋白體結合而形成翻譯起始復合物.原核生物翻譯起始復合物形成真核生物翻譯起始復合體形成第82頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三(一)原核生物翻譯起始復合物形成1、翻譯起始需要的幾種成分：30S小亞基模板mRNAfMet-tRNAfMet三個翻譯起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）GTP50S大亞基Mg2＋第83頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2、翻譯起始包括以下幾個步驟：核糖體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結合；起始氨酰-tRNA的結合；核糖體大亞基結合。第84頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1）核糖體大、小亞基分離IF-1和IF-3與小亞基結合，促進核糖體大、小亞基拆離，為新一輪合成作準備。IF-3IF-1第85頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2)mRNA在小亞基的精確定位結合：AUG5'3'IF-3IF-1第86頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三SDsequenceAUG~10basesUAAGGAGGU:complementarywith16srRNA5’Thesiteforribosomebinding第87頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三3）起始氨酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結合到小亞基起始

fMet-tRNAfMet在IF2-GTP幫助下，進入小亞基P位，并對應模板mRNA的起始密碼AUG。IF-2GTPIF-3IF-1AUG5'3'第88頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三4）核糖體大亞基結合，起始復合體形成IF2結合的GTP被水解，三種IF脫離，50S大亞基與30S小亞基、模板mRNA以及起始fMet-tRNAfMet構成起始復合體。IF-3IF-1IF-2-GTP-GDPPiAUG5'3'第89頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第90頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三(二)真核生物翻譯起始復合物形成真核生物翻譯起始復合體的形成過程與原核生物類似，但參與的蛋白因子更多。核糖體大小亞基分離；起始氨基酰-tRNA結合；mRNA在核糖體小亞基就位；核糖體大亞基結合。第91頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三PolyA結合蛋白帽子結合蛋白第92頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-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體形成過程第93頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三原核和真核生物中各種起始因子的生物功能..第94頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三延長階段由一循環(huán)反應過程來完成，每次循環(huán)增加一個氨基酸殘基。在翻譯起始復合體形成的基礎上，活化氨基酸在核糖體上反復翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應過程，稱為核糖體循環(huán)。核糖體循環(huán)包括多肽鏈合成的進位、轉肽、脫落和移位三步反應。三、肽鏈的延長第95頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1.進位即與mRNA下一個密碼相對應的氨基酰tRNA進入核糖體的A位。此步驟需GTP，Mg2+，和EF-T參與。第96頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第97頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2.轉肽是由肽基轉移酶(peptidyltransferase)催化的肽鍵形成過程。在肽基轉移酶的催化下，將給位上的tRNA所攜帶的fMet基或肽?；D移到受位上的氨基酰tRNA上，與其-氨基縮合形成肽鍵。第98頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三轉肽反應過程第99頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三3.移位延長因子EF-G有轉位酶(translocase)活性，可結合并水解1分子GTP，促進核糖體向mRNA的3'側移動相當于一個密碼的距離，同時使肽酰基tRNA從A位移到P位。此步驟需GTP和Mg2+參與。第100頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三移位反應過程第101頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三進位移位轉肽核糖體循環(huán)的反應過程第102頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三多肽鏈合成的延長因子

第103頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三四、肽鏈合成的終止和釋放核糖體沿mRNA鏈滑動，不斷使多肽鏈延長，直到終止信號進入A位。識別：RF（釋放因子）識別終止密碼，進入核糖體的A位水解：RF使轉肽酶變?yōu)轷ッ福嚯逆溑ctRNA之間的酯鍵被水解，多肽鏈釋放脫離：模板mRNA、RF以及空載tRNA與核糖體脫離第104頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三多肽鏈合成的終止過程GTP第105頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三UAG5'3'RFCOO-原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3

真核生物釋放因子：eRF第106頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三RF的生物學功能主要有：識別終止密碼，如RF-1特異識別UAA、UAG；而RF-2可識別UAA、UGA。誘導轉肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，酯鍵被水解，相當于催化肽酰基轉移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。第107頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三多聚核糖體(polysome)——使蛋白質合成高速、高效進行。第108頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三由若干核蛋白體結合在一條mRNA上同時進行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結構稱為多聚核蛋白體（polysome）。

多聚核糖體第109頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象第110頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三五、蛋白質前體的加工第111頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三(一)一級結構的加工修飾1、N端fMet或Met的切除脫甲?；富虬被拿涪偃ゼ柞；好摷柞；讣柞５鞍彼?肽甲酸+蛋氨酸-肽②去蛋氨?；旱鞍彼岚被拿傅鞍滨?肽蛋氨酸+肽

第112頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三2、二硫鍵的形成兩個Cys的氧化形成二硫鍵第113頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3第114頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三3、特定氨基酸的修飾羥脯氨酸,羥賴氨酸的羥化;含-OH的絲氨酸,蘇氨酸,酪氨酸的磷酸化;組蛋白的乙基或甲基化蛋白質側鏈的修飾作用包括：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化和羧基化等.第115頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三磷酸化由多種蛋白激酶催化糖基化糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O－連接的糖基化與Ser、Thr和Hyp的-OH連接，連接的糖類為半乳糖或N-乙酰半乳糖.在高爾基體上進行O－連接的糖基化.N－連接的糖基化與Asn的NH2連接在內質網(wǎng)上進行的為N-連接的糖基化甲基化由N-甲基轉移酶催化第116頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三4、切除新生肽鏈中非功能片斷由專一性的蛋白酶催化，將部分肽段切除。酶原激活（前體→功能蛋白質）多肽類激素和酶的前體要經過加工才能變?yōu)榛钚苑肿?。如胰蛋白酶原，前胰島素原，血纖維蛋白原等，還有蜂毒素。第117頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三胰島素蛋白的翻譯成熟過程第118頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三(二)高級結構的修飾1、亞基的聚合具有四級結構的蛋白質由兩條以上的多肽鏈通過非共價鍵聚合形成寡聚體。2、輔基的連接結合蛋白合成后需要結合相應的輔基才能成為具有天然活性的蛋白質。第119頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三（三）新生肽鏈的折疊新生肽鏈必須通過正確的折疊才能形成動力學和熱力學穩(wěn)定的三維結構，從而表現(xiàn)出生物學活性或功能。一般認為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質折疊的信息，即一級結構是空間構象的基礎。細胞中大多數(shù)天然蛋白質折疊都不是自動完成，而需要其他酶、蛋白輔助。第120頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三分子伴侶（molecularchaperone）能夠在細胞內輔助新生肽鏈正確折疊的蛋白質。是一類序列上沒有相關性但有共同功能的保守性蛋白質。按是否自發(fā)性折疊分為：熱休克蛋白和伴侶素。第121頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三六、蛋白質合成抑制劑抗生素干擾素第122頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三

(一)抗生素第123頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三嘌呤霉素作用示意圖第124頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第125頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三(二)干擾蛋白質生物合成的生物活性物質白喉毒素對真核生物劇毒可對EF-2起共價修飾作用干擾素(interferon，IF)是細胞感染病毒后產生的一類蛋白質.可抑制病毒繁殖,保護宿主.能誘導特異的蛋白激酶，使真核生物起始因子eIF2磷酸化失活，抑制病毒蛋白質合成。第126頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)

蛋白質運轉機制第127頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第128頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三1、翻譯-運轉同步機制2、翻譯后運轉機制(1)線粒體蛋白質跨膜運轉(2)葉綠體蛋白質的跨膜運轉3、核定位蛋白的運轉機制4、蛋白質的降解過氧化物酶體第129頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三蛋白質的合成位點與功能位點常常被細胞內的膜所隔開，蛋白質需要運轉。核糖體是真核生物細胞內合成蛋白質的場所，任何時候都有許多蛋白質被輸送到細胞質、細胞核、線粒體和內質網(wǎng)等各個部分，補充和更新細胞功能。細胞各部分都有特定的蛋白質組分，蛋白質必須準確無誤地定向運送才能保證生命活動的正常進行。

第130頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三

細胞中蛋白質的合成：絕大多數(shù)在細胞質中合成；一小部分在細胞器（葉綠體和線粒體）中合成。

定位于細胞器內的大部分蛋白質在細胞質中合成，細胞器內合成的留在細胞器內。

蛋白質插入或穿過生物膜的過程稱為蛋白質運轉（proteintranslocation）。第131頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三蛋白質運轉的兩種方式翻譯-運轉同步（co-translationaltranslocation）

◆是即將進入內質網(wǎng)的蛋白質的易位方式；

◆蛋白質正合成的時候就可與運轉裝置結合；

◆蛋白質合成時，核糖體定位于內質網(wǎng)表面，稱膜結合核糖體(membrane-boundribosome）。

◆分泌蛋白質大多是以同步機制運輸?shù)牡?32頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三◆蛋白質翻譯完成后從核糖體上釋放，然后擴散至合適的靶膜并與運轉裝置結合?！舻鞍踪|合成時，其核糖體不與任何細胞器相連，稱游離核糖體(freeribosome)◆在細胞器發(fā)育過程中，由細胞質進入細胞器的蛋白質大多是以翻譯后運轉機制運輸?shù)??！魠⑴c生物膜形成的蛋白質，依賴于上述兩種不同的運轉機制鑲入膜內。翻譯后運轉（post-translationaltranslocation）第133頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三蛋白性質運轉機制主要類型分泌蛋白質在結合核糖體上合成，并以翻譯-運轉同步機制運輸免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等細胞器發(fā)育蛋白質在游離核糖體上合成，以翻譯后運轉機制運輸核、葉綠體、線粒體、乙醛酸循環(huán)體、過氧化物酶體等細胞器中的蛋白質膜的形成兩種機制兼有質膜、內質網(wǎng)、類囊體中的蛋白質第134頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三

溶酶體分泌小泡質膜第135頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三一、翻譯-運轉同步機制真核細胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過程首先要進入內質網(wǎng)。信號肽(signalpeptide)各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱信號肽。第136頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三●信號序列特點：（1）一般帶有10-15個疏水氨基酸；（2）在靠近該序列N-端常常有1個或數(shù)個帶正電荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位點處常常帶有數(shù)個極性氨基酸，離切割位點最近的那個氨基酸往往帶有很短的側鏈（丙氨酸或甘氨酸）。第137頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內質網(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第138頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三信號肽的一級結構第139頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三●信號肽假說內容：（1）蛋白質合成起始首先合成信號肽（2）SRP（信號識別蛋白）與信號肽結合，翻譯暫停（3）SRP與SRP受體結合，核糖體與膜結合，翻譯重新開始（4）信號肽進入膜結構（5）蛋白質過膜，信號肽被切除，翻譯繼續(xù)進行（6）蛋白質完全過膜，核糖體解離第140頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三蛋白質合成起始首先合成信號肽SRP與信號肽結合，翻譯暫停SRP與SRP受體相結合核糖體與膜結合，翻譯重新開始第141頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三信號肽過膜后被切除，翻譯繼續(xù)蛋白質完全過膜，核糖體解離第142頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第143頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三信號肽與蛋白質轉運的關系（1）完整信號肽是保證蛋白質轉運的必要條件；（2）僅有信號肽不足以保證蛋白質轉運發(fā)生；（3）信號序列切除并不是轉運所必需；（4）并非所有運轉蛋白質都有可降解的信號肽。第144頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三新生蛋白質通過同步轉運途徑進入內質網(wǎng)內腔的主要過程第145頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三二、翻譯后運轉機制第146頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三葉綠體和線粒體中有許多蛋白質和酶是由細胞質提供的，其中絕大多數(shù)以翻譯后運轉機制進入細胞器內。

前導肽及其特性:

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翻譯后跨膜易位的蛋白質，前體一般含前導肽(leaderpeptide)，前導肽在跨膜運轉中起重要作用。

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過膜后，前導肽水解，蛋白質變?yōu)橛泄δ艿牡鞍踪|。

P146第147頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三（一）線粒體蛋白質跨膜運轉第148頁，講稿共158頁，2023年5月2日，星期三第149頁，講稿共158頁，202