《蛋白質(zhì)的生物合成》課件2

蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成是生命活動(dòng)中最基本的過程之一，它決定了細(xì)胞和生物體的結(jié)構(gòu)和功能，是生物學(xué)研究中的重要課題。什么是蛋白質(zhì)生物大分子蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子，是構(gòu)成生命體的基本物質(zhì)。結(jié)構(gòu)多樣蛋白質(zhì)具有多樣化的結(jié)構(gòu)和功能，它們參與了生物體的幾乎所有生命活動(dòng)，如催化、運(yùn)輸、免疫等。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1一級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸序列2二級(jí)結(jié)構(gòu)α螺旋和β折疊3三級(jí)結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象4四級(jí)結(jié)構(gòu)多個(gè)亞基的組合蛋白質(zhì)的合成過程1DNA中的基因編碼2RNA的轉(zhuǎn)錄過程3RNA的加工和運(yùn)輸4mRNA在核糖體上的翻譯5氨基酸的連接和折疊6蛋白質(zhì)的post-翻譯修飾DNA中的基因編碼基因一段特定的DNA序列，編碼蛋白質(zhì)的合成信息。遺傳密碼由三個(gè)核苷酸組成的密碼子，對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的氨基酸。RNA的轉(zhuǎn)錄過程RNA聚合酶識(shí)別基因起始位點(diǎn)RNA聚合酶沿著DNA模板鏈移動(dòng)，合成mRNA轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，RNA聚合酶從DNA模板鏈上解離RNA的加工和運(yùn)輸加帽在mRNA的5'端添加帽子結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)穩(wěn)定性。剪接去除內(nèi)含子，連接外顯子，形成成熟的mRNA。多聚腺苷酸化在mRNA的3'端添加多聚腺苷酸尾巴，提高穩(wěn)定性。運(yùn)輸成熟的mRNA從細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)。核糖體的結(jié)構(gòu)和功能1小亞基結(jié)合mRNA2大亞基催化肽鍵形成3A位點(diǎn)結(jié)合氨基酰tRNA4P位點(diǎn)結(jié)合肽酰tRNA5E位點(diǎn)釋放tRNAmRNA在核糖體上的翻譯起始核糖體識(shí)別mRNA的起始密碼子延伸核糖體沿著mRNA移動(dòng)，逐個(gè)添加氨基酸終止核糖體遇到終止密碼子，釋放新生肽鏈氨基酸的連接和折疊1肽鍵形成氨基酸之間通過肽鍵連接形成多肽鏈2折疊多肽鏈根據(jù)氨基酸序列進(jìn)行折疊，形成特定的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的post-翻譯修飾蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的定位和運(yùn)輸1信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)到特定的細(xì)胞器2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助蛋白質(zhì)穿過細(xì)胞膜3細(xì)胞器蛋白質(zhì)最終到達(dá)目的地蛋白質(zhì)合成調(diào)控的機(jī)制轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄水平核糖體結(jié)合調(diào)節(jié)翻譯起始效率蛋白質(zhì)降解控制蛋白質(zhì)的壽命蛋白質(zhì)異構(gòu)體和錯(cuò)誤折疊異構(gòu)體同一基因編碼的不同蛋白質(zhì)形式，具有不同的功能錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤，導(dǎo)致功能異常，甚至形成聚集體蛋白質(zhì)的酶促催化酶與底物結(jié)合，形成酶-底物復(fù)合物酶降低反應(yīng)活化能，加速反應(yīng)速率酶催化生成產(chǎn)物，并釋放產(chǎn)物蛋白質(zhì)合成的能量代謝1ATP水解提供能量，驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)合成2氨基酸的活化需要消耗ATP3肽鍵的形成消耗ATP蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)因子生長(zhǎng)因子促進(jìn)蛋白質(zhì)合成激素調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的速度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供蛋白質(zhì)合成的原料細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的微環(huán)境1pH值影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和活性2離子濃度影響蛋白質(zhì)的構(gòu)象和相互作用3溫度影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和活性4氧化還原狀態(tài)影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能核糖核酸在蛋白質(zhì)合成中的作用1mRNA攜帶遺傳信息，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成2tRNA運(yùn)載氨基酸，參與肽鍵形成3rRNA構(gòu)成核糖體，催化肽鍵形成蛋白質(zhì)合成過程中的檢驗(yàn)點(diǎn)起始檢驗(yàn)點(diǎn)確保mRNA的正確識(shí)別和翻譯起始延伸檢驗(yàn)點(diǎn)保證氨基酸的正確添加終止檢驗(yàn)點(diǎn)確保蛋白質(zhì)合成的正常終止蛋白質(zhì)合成過程中的錯(cuò)誤糾正1核糖體校對(duì)識(shí)別并糾正錯(cuò)誤的氨基酸添加2蛋白質(zhì)折疊酶幫助蛋白質(zhì)正確折疊3蛋白酶體降解錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成失衡與疾病癌癥細(xì)胞失控生長(zhǎng)，蛋白質(zhì)合成失衡阿爾茨海默病錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)聚集形成淀粉樣蛋白糖尿病胰島素合成不足，導(dǎo)致血糖升高蛋白質(zhì)合成通路與代謝網(wǎng)絡(luò)1糖代謝2脂代謝3核酸代謝4氨基酸代謝蛋白質(zhì)合成過程的時(shí)空調(diào)控時(shí)間蛋白質(zhì)合成在細(xì)胞周期不同階段有不同的變化空間蛋白質(zhì)合成在細(xì)胞的不同部位有不同的效率細(xì)胞衰老與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系衰老過程中，蛋白質(zhì)合成速率下降蛋白質(zhì)合成質(zhì)量下降，錯(cuò)誤折疊增加蛋白質(zhì)降解效率降低，導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集蛋白質(zhì)合成組學(xué)研究進(jìn)展高通量篩選快速識(shí)別大量蛋白質(zhì)定量分析測(cè)量蛋白質(zhì)的豐度變化修飾分析識(shí)別蛋白質(zhì)的修飾類型生物醫(yī)藥中蛋白質(zhì)合成的應(yīng)用抗體藥物通過基因工程技術(shù)，大量生產(chǎn)特定抗體疫苗利用蛋白質(zhì)合成技術(shù)，生產(chǎn)疫苗抗原診斷試劑利用蛋白質(zhì)的特定功能，開發(fā)診斷試劑蛋白質(zhì)合成異常與疾病預(yù)防1均衡飲食提供充足的蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2規(guī)律運(yùn)動(dòng)促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，提高機(jī)體抵抗力3定期體檢及早發(fā)現(xiàn)并預(yù)防蛋白質(zhì)合成異常蛋白質(zhì)合成的