生物化學(xué)蛋白質(zhì)的生物合成翻譯

1、目目 錄錄 l蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成，即，即翻譯翻譯，就是將核酸，就是將核酸 中由中由 4 種種核苷酸序列核苷酸序列編碼的遺傳信息，通編碼的遺傳信息，通 過過遺傳密碼遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級 結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)中20種種氨基酸的排列順序氨基酸的排列順序 。 核苷酸三聯(lián)體決定核苷酸三聯(lián)體決定 氨基酸的對應(yīng)關(guān)系氨基酸的對應(yīng)關(guān)系 l第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系 l第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成過程蛋白質(zhì)生物合成過程 l第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)合成后加工和輸送蛋白質(zhì)合成后加工和輸送 l第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑

2、制 目目 錄錄 蛋白質(zhì)合成體系蛋白質(zhì)合成體系 Protein Biosynthesis System 第第 一一 節(jié)節(jié) 目目 錄錄 l20種氨基酸種氨基酸(AA)作為原料作為原料 l酶及眾多蛋白因子酶及眾多蛋白因子 如如IF、eIF lATP、GTP l 三種三種RNA mRNA（messenger RNA） rRNA（ribosomal RNA） tRNA（transfer RNA） 目目 錄錄 一、翻譯模板一、翻譯模板mRNA及遺傳密碼及遺傳密碼 l mRNA是遺傳信息的攜帶者是遺傳信息的攜帶者 n遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單位稱為遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子順反子 (cist

3、ron)。 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)錄生成的位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNAmRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋可編碼幾種功能相關(guān)的蛋 白質(zhì)，為白質(zhì)，為多順反子多順反子(polycistron) mRNA(polycistron) mRNA 。 真核一個真核一個mRNAmRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子單順反子 (single cistron)(single cistron)。 原核生物的多順反子原核生物的多順反子 真核生物的單順反子真核生物的單順反子 非編碼序列非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點核蛋白體結(jié)合位點 起始密碼子起始密碼

4、子終止密碼子終止密碼子編碼序列編碼序列 PPP5 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) PPP mG - 5 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 目目 錄錄 l mRNA上存在遺傳密碼上存在遺傳密碼 mRNA分子上從分子上從5 至至3 方向，由方向，由AUG開開 始，每始，每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一 個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號， 稱為稱為三聯(lián)體密碼三聯(lián)體密碼(triplet coden)。 起始密碼起始密碼(initiation coden): AUG 終止密碼終止密碼(termination coden): UAA，UAG，UGA 遺遺 傳傳

5、密密 碼碼 表表 目目 錄錄 從從mRNA 5 端起始密碼子端起始密碼子AUG到到3 端終止端終止 密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯(lián)體密碼連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(zhì)多肽鏈，稱為續(xù)排列編碼一個蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開放閱讀開放閱讀 框架框架(open reading frame, ORF)。 目目 錄錄 1. 連續(xù)性連續(xù)性(commaless) l遺傳密碼的特點遺傳密碼的特點 編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密編碼蛋白質(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。碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。 目目 錄錄 基因損傷引起基因損傷引起mRNA

6、閱讀框架內(nèi)的堿閱讀框架內(nèi)的堿 基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突 變變(frameshift mutation)。 Tyr Gly Ser Arg Pro Thr Asp 2. 簡并性簡并性(degeneracy) 遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸 僅有一個密碼子外，其余氨基酸有僅有一個密碼子外，其余氨基酸有2、3、 4個或多至個或多至6個三聯(lián)體為其編碼。個三聯(lián)體為其編碼。 2. 簡并性簡并性(degeneracy) 目目 錄錄 3. 通用性通用性(universal) 蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核

7、生物到人類都通用。生物到人類都通用。 少數(shù)例外，如動物細(xì)胞的少數(shù)例外，如動物細(xì)胞的線粒體線粒體、植、植 物細(xì)胞的物細(xì)胞的葉綠體葉綠體。 目目 錄錄 4. 擺動性擺動性(wobble) 轉(zhuǎn)運氨基酸的轉(zhuǎn)運氨基酸的tRNA的反密碼需要通過的反密碼需要通過 堿基互補與堿基互補與mRNA上的遺傳密碼反向配對上的遺傳密碼反向配對 結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見結(jié)合，但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。的堿基配對規(guī)律，稱為擺動配對。 U 擺動配對擺動配對 目目 錄錄 密碼子、反密碼子配對的擺動現(xiàn)象密碼子、反密碼子配對的擺動現(xiàn)象 tRNA反密碼子反密碼子 第第1位堿基位堿基 I

8、UGAC mRNA密碼子密碼子 第第3位堿基位堿基 U, C, AA, GU, CUG 二、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置二、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置 目目 錄錄 原核生物原核生物真核生物真核生物 核蛋核蛋 白體白體 小亞基小亞基大亞基大亞基 核蛋核蛋 白體白體 小亞基小亞基大亞基大亞基 S值值70S30S50S80S40S60S rRNA 16S- rRNA 5S-rRNA 23S-rRNA 18S- rRNA 28S-rRNA 5S-rRNA 5.8S-rRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)rpS 21種種rpL 36種種rpS 33種種rpL 49種種 不同細(xì)胞核蛋白體的組成不同細(xì)胞核蛋白體的組成 核核

9、蛋蛋 白白 體體 的的 組組 成成 原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式: A位：氨基酰位位：氨基酰位 (aminoacyl site) P位：肽酰位位：肽酰位 (peptidyl site) E位：排出位位：排出位 (exit site) 三、三、tRNA與氨基酸的活化與氨基酸的活化 反密碼環(huán)反密碼環(huán) 氨基酸臂氨基酸臂 tRNA的三級結(jié)構(gòu)示意圖的三級結(jié)構(gòu)示意圖 目目 錄錄 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNA ATP AMPPPi 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 （一）（一）氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 (aminoacyl-tRNA

10、synthetase) l 氨基酸的活化氨基酸的活化 tRNA 與酶結(jié)與酶結(jié) 合模型合模型 tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 ATP 第一步反應(yīng)第一步反應(yīng) 氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi 第二步反應(yīng)第二步反應(yīng) 氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E 目目 錄錄 l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和合成酶對底物氨基酸和tRNA都有都有 高度特異性高度特異性。 l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶具有合成酶具有校正活性校正活性(proofreading activity) 。 l氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：

11、 Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 目目 錄錄 真核生物真核生物： Met-tRNAiMet(initiator-tRNA) 原核生物原核生物： fMet-tRNAifMet (N-formyl methionine) （二）（二）起始肽鏈合成的氨基酰起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA 目目 錄錄 蛋白質(zhì)生物合成過程蛋白質(zhì)生物合成過程 The Process of Protein Biosynthesis 第第 二二 節(jié)節(jié) 目目 錄錄 l翻譯的起始翻譯的起始(initiation) l翻譯的延長翻譯的延長(elongation) l翻譯的終止翻譯的終止(ter

12、mination ) 整個翻譯過程可分為整個翻譯過程可分為 ： 目目 錄錄 一、肽鏈合成起始一、肽鏈合成起始 指指mRNA和起始氨基酰和起始氨基酰-tRNA分別分別 與核蛋白體結(jié)合而形成與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物翻譯起始復(fù)合物 (translational initiation complex)。 原核、真核生物各種起始因子的生物功能原核、真核生物各種起始因子的生物功能 促促進(jìn)進(jìn)核核蛋蛋白白體體分分離離成成大大小小亞亞基基eIF-6 促促進(jìn)進(jìn)各各種種起起始始因因子子從從小小亞亞基基解解離離，進(jìn)進(jìn)而而結(jié)結(jié)合合大大亞亞基基eIF-5 eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，結(jié)結(jié)合合eIF-4E和

13、和PABeIF-4G eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，結(jié)結(jié)合合mRNA5帽帽子子eIF-4E 結(jié)結(jié)合合mRNA，促促進(jìn)進(jìn)mRNA掃掃描描定定位位起起始始AUGeIF-4B eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，有有解解螺螺旋旋酶酶活活性性，促促進(jìn)進(jìn)mRNA結(jié)結(jié) 合合小小亞亞基基 IF-4A 最最先先結(jié)結(jié)合合小小亞亞基基促促進(jìn)進(jìn)大大小小亞亞基基分分離離eIF-2B，eIF-3 促促進(jìn)進(jìn)起起始始tRNA與與小小亞亞基基結(jié)結(jié)合合eIF-2 真真核核 生生物物 促促進(jìn)進(jìn)大大小小亞亞基基分分離離，提提高高P位位對對結(jié)結(jié)合合起起始始tRNA敏敏感感性性EIF-3 促促進(jìn)進(jìn)起起始始tRNA與與小小亞亞基基結(jié)結(jié)

14、合合EIF-2 占占據(jù)據(jù)A位位防防止止結(jié)結(jié)合合其其他他tRNAIF-1 原原核核 生生物物 生生物物功功能能起起始始因因子子 促促進(jìn)進(jìn)核核蛋蛋白白體體分分離離成成大大小小亞亞基基eIF-6 促促進(jìn)進(jìn)各各種種起起始始因因子子從從小小亞亞基基解解離離，進(jìn)進(jìn)而而結(jié)結(jié)合合大大亞亞基基eIF-5 eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，結(jié)結(jié)合合eIF-4E和和PABeIF-4G eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，結(jié)結(jié)合合mRNA5帽帽子子eIF-4E 結(jié)結(jié)合合mRNA，促促進(jìn)進(jìn)mRNA掃掃描描定定位位起起始始AUGeIF-4B eIF-4F復(fù)復(fù)合合物物成成分分，有有解解螺螺旋旋酶酶活活性性，促促進(jìn)進(jìn)mRNA結(jié)

15、結(jié) 合合小小亞亞基基 IF-4A 最最先先結(jié)結(jié)合合小小亞亞基基促促進(jìn)進(jìn)大大小小亞亞基基分分離離eIF-2B，eIF-3 促促進(jìn)進(jìn)起起始始tRNA與與小小亞亞基基結(jié)結(jié)合合eIF-2 真真核核 生生物物 促促進(jìn)進(jìn)大大小小亞亞基基分分離離，提提高高P位位對對結(jié)結(jié)合合起起始始tRNA敏敏感感性性EIF-3 促促進(jìn)進(jìn)起起始始tRNA與與小小亞亞基基結(jié)結(jié)合合EIF-2 占占據(jù)據(jù)A位位防防止止結(jié)結(jié)合合其其他他tRNAIF-1 原原核核 生生物物 生生物物功功能能起起始始因因子子 e 目目 錄錄 （一）原核生物翻譯起始復(fù)合物形成（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物形成 l1. 1. 核蛋白體大小亞基分離；核蛋白體大小

16、亞基分離； l2. mRNA在小亞基定位結(jié)合；在小亞基定位結(jié)合； l3. 3. 起始氨基酰起始氨基酰- -tRNA的結(jié)合；的結(jié)合； l4. 4. 核蛋白體大亞基結(jié)合。核蛋白體大亞基結(jié)合。 IF-3 IF-1 1. 核蛋白體大小亞基分離核蛋白體大小亞基分離 A U G53 IF-3 IF-1 2. mRNA在小亞基定位結(jié)合在小亞基定位結(jié)合 S-DS-D序列：序列：mRNA mRNA 起始密碼前的一段富含嘌起始密碼前的一段富含嘌 呤核苷酸的序列呤核苷酸的序列, ,可與核糖體可與核糖體 IF-3 IF-1 IF-2 GTP 3. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAimet )結(jié)合到結(jié)

17、合到 小亞基小亞基 A U G53 IF-3 IF-1 IF-2 GTP GDPPi 4. 核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成 A U G53 IF-3 IF-1 A U G 53 IF-2 GTPIF-2-GTP GDP Pi 目目 錄錄 （二）真核生物翻譯起始復(fù)合物形成（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物形成 l核蛋白體大小亞基分離；核蛋白體大小亞基分離； l起始氨基酰起始氨基酰- -tRNA結(jié)合；結(jié)合； lmRNA在核蛋白體小亞基準(zhǔn)確就位；在核蛋白體小亞基準(zhǔn)確就位； l核蛋白體大亞基結(jié)合。核蛋白體大亞基結(jié)合。 mRNA eIF-6 GDP+Pi elF-5 AT

18、P ADP+Pi elF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PAB Met Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP 真核生物翻譯起始真核生物翻譯起始 復(fù)合物形成過程復(fù)合物形成過程 目目 錄錄 二、肽鏈合成延長二、肽鏈合成延長 指根據(jù)指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，次序添加密碼序列的指導(dǎo)，次序添加 氨基酸從氨基酸從N端向端向C端延伸肽鏈，直到合成終止端延伸肽鏈，直到合成終止 的過程。的過程。又稱為又稱為核蛋白體循環(huán)核蛋白體循環(huán)(ribosomal cycle) l包括以下三步：包括以下三步： 進(jìn)位進(jìn)位(entrance) 成肽成肽(peptide bond formation)

19、 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位(translocation) 目目 錄錄 l延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子 (elongation factor, EF) 原核生物：原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：真核生物：EF-1 、EF-2 目目 錄錄 原核延長原核延長 因子因子 生物功能生物功能 對應(yīng)真核延對應(yīng)真核延 長因子長因子 EF-Tu 促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位，位， 結(jié)合分解結(jié)合分解GTP EF-1- EF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基EF-1- EF-G 有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA- 肽酰肽酰-tRNA由由A位前移

20、到位前移到P位，位， 促進(jìn)卸載促進(jìn)卸載tRNA釋放釋放 EF-2 肽鏈合成的延長因子肽鏈合成的延長因子 又稱注冊又稱注冊(registration) （一）進(jìn)位（一）進(jìn)位 指根據(jù)指根據(jù)mRNA下下 一組遺傳密碼指導(dǎo)，一組遺傳密碼指導(dǎo)， 使相應(yīng)氨基酰使相應(yīng)氨基酰-tRNA 進(jìn)入核蛋白體進(jìn)入核蛋白體A位。位。 延長因子延長因子EF-T催化催化 進(jìn)位（原核生物）進(jìn)位（原核生物） Tu Ts GTP GDP A U G53 Tu Ts GTP （二）成肽（二）成肽 是由轉(zhuǎn)肽酶是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵催化的肽鍵 形成過程。形成過程。 （三）轉(zhuǎn)位（三）轉(zhuǎn)位 延長因子延長因子EF

21、-G有轉(zhuǎn)位酶有轉(zhuǎn)位酶( ( translocase ) ) 活性，可結(jié)合并水解活性，可結(jié)合并水解1 1分子分子GTP，促進(jìn)核蛋，促進(jìn)核蛋 白體向白體向mRNA的的3 3側(cè)移動側(cè)移動 。 fMet A U G53 fMet TuGTP 進(jìn)進(jìn) 位位 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 位位 成肽成肽 目目 錄錄 三、肽鏈合成的終止三、肽鏈合成的終止 當(dāng)當(dāng)mRNA上上終止密碼終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成出現(xiàn)后，多肽鏈合成 停止，肽鏈從肽酰停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，中釋出，mRNA、核、核 蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。 目目 錄錄 終止相關(guān)的蛋白因子稱為終止相關(guān)的蛋白因子稱

22、為釋放因子釋放因子(release factor, RF) 一是識別終止密碼，如一是識別終止密碼，如RF-1RF-1特異識別特異識別UAAUAA、UAGUAG；而；而 RF-2RF-2可識別可識別UAAUAA、UGAUGA。 二是誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)轷ッ富钚?，使肽鏈從核蛋白體二是誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)轷ッ富钚?，使肽鏈從核蛋白體 上釋放。上釋放。 釋放因子的功能釋放因子的功能: 原核生物釋放因子：原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物釋放因子：真核生物釋放因子：eRF 原原 核核 肽肽 鏈鏈 合合 成成 終終 止止 過過 程程 U A G53 RF COO- 多聚核蛋白體多聚核蛋白體 (po

23、lysome) 使蛋白質(zhì)合成高使蛋白質(zhì)合成高 速、高效進(jìn)行。速、高效進(jìn)行。 電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象 目目 錄錄 蛋白質(zhì)合成后加工和輸送蛋白質(zhì)合成后加工和輸送 Posttranslational Processing & Protein Transportation 第第 三三 節(jié)節(jié) 目目 錄錄 主要包括主要包括 一、多肽鏈折疊為天然三維結(jié)構(gòu)一、多肽鏈折疊為天然三維結(jié)構(gòu) 二、肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾二、肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾 三、空間結(jié)構(gòu)的修飾三、空間結(jié)構(gòu)的修飾 目目 錄錄 一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象蛋白質(zhì)一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象蛋白質(zhì) l新生肽鏈新生肽鏈N端在核蛋白體上一

24、出現(xiàn)，肽鏈的端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的 折疊即開始。折疊即開始。 l一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著 蛋白質(zhì)折疊的信息，即蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu) 象的基礎(chǔ)象的基礎(chǔ)。 目目 錄錄 促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子: 1. 分子伴侶分子伴侶 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 3. 肽肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶脯氨酰順反異構(gòu)酶 (peptide prolyl cis- trans isomerase,

25、PPI) 目目 錄錄 1)1) 熱休克蛋白熱休克蛋白(heat shock protein, HSP)(heat shock protein, HSP) 是指細(xì)胞在應(yīng)激原特別是環(huán)境高溫誘導(dǎo)下所生成的是指細(xì)胞在應(yīng)激原特別是環(huán)境高溫誘導(dǎo)下所生成的 一一 組蛋白質(zhì)。組蛋白質(zhì)。 HSP70HSP70、HSP40HSP40和和GrpEGrpE族族 2) 2) 伴侶素伴侶素(chaperonins)(chaperonins) 具有獨特的雙層具有獨特的雙層7-9 元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的寡聚蛋白元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的寡聚蛋白,它們以依賴它們以依賴 ATP 的方式促進(jìn)體內(nèi)正常和應(yīng)急條件下的蛋白質(zhì)折疊。的方式促進(jìn)體內(nèi)正常和應(yīng)急條件下

26、的蛋白質(zhì)折疊。 GroELGroEL和和GroESGroES家族家族 1. 分子伴侶分子伴侶 分子伴侶是細(xì)胞中一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的分子伴侶是細(xì)胞中一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的 非天然構(gòu)象并與之結(jié)合，幫助多肽在體內(nèi)折疊、組裝、非天然構(gòu)象并與之結(jié)合，幫助多肽在體內(nèi)折疊、組裝、 轉(zhuǎn)運或降解等，完成功能后與之分離，不構(gòu)成這些蛋白轉(zhuǎn)運或降解等，完成功能后與之分離，不構(gòu)成這些蛋白 質(zhì)執(zhí)行功能時的組份。質(zhì)執(zhí)行功能時的組份。 HSP促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊基本作用促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊基本作用 結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn) 行折疊，形成行折疊，形成HSP70和多肽片段依次

27、結(jié)合、解離和多肽片段依次結(jié)合、解離 的循環(huán)。的循環(huán)。 HSP40結(jié)合待結(jié)合待 折疊多肽片段折疊多肽片段 HSP70-ATP復(fù)合物復(fù)合物 HSP40- HSP70-ADP-多肽復(fù)合物多肽復(fù)合物 ATP水解水解 GrpE ATP ADP 復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進(jìn)行正確折疊復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進(jìn)行正確折疊 伴侶素的主要作用伴侶素的主要作用 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)境然空間構(gòu)象的微環(huán)境。 2、蛋白二硫鍵異構(gòu)酶、蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 二硫鍵異構(gòu)酶可催化錯配二硫鍵斷裂二硫鍵異構(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)

28、形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。成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。 3、肽、肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶脯氨酰順反異構(gòu)酶 多肽鏈中肽酰多肽鏈中肽酰- -脯氨酸間的肽鍵有順反兩種異脯氨酸間的肽鍵有順反兩種異 構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。 肽酰肽酰- -脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種 異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。 目目 錄錄 二、一級結(jié)構(gòu)的修飾二、一級結(jié)構(gòu)的修飾 （一）肽鏈（一）肽鏈N端的修飾端的修飾 （二）個別氨基酸的修飾（二）個別氨基酸的修飾 （三）多肽鏈的水解修飾（三）多肽鏈的水解修飾 目目 錄錄 鴉片促黑皮

29、質(zhì)素原鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾 NC 信號肽信號肽 PMOC KRKR 103肽肽 ( ？) ACTH -LT -MSH -MSH Endophin 目目 錄錄 三、空間結(jié)構(gòu)的修飾三、空間結(jié)構(gòu)的修飾 （一）亞基聚合（一）亞基聚合 （二）輔基連接（二）輔基連接 （三）疏水脂鏈的共價連接（三）疏水脂鏈的共價連接 目目 錄錄 蛋白質(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜機制，定向輸?shù)鞍踪|(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜機制，定向輸 送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位的送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位的 過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。 四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送 蛋白質(zhì)的靶

30、向輸送蛋白質(zhì)的靶向輸送(protein targeting) 目目 錄錄 所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信 號，主要為號，主要為N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋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 。 信號序列信號序列(signal sequence) 目目 錄錄 靶向輸送蛋白靶向輸送蛋白信號序列或成分信號序列或成分 分泌蛋白分泌蛋白信號肽信號肽 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，信號肽，C端端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL 序列序列) 線粒體蛋

31、白線粒體蛋白N端靶向序列（端靶向序列（2035氨基酸殘基）氨基酸殘基） 核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys- Val-，SV40 T抗原）抗原） 過氧化體蛋白過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）序列） 溶酶體蛋白溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖（甘露糖-6-磷酸）磷酸） 靶向輸送蛋白的信號序列或成分靶向輸送蛋白的信號序列或成分 目目 錄錄 （一）分泌蛋白的靶向輸送（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)入輸送過程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 信號肽信號肽(s

32、ignal peptide) 新生分泌蛋白新生分泌蛋白N端的保守氨基酸序列端的保守氨基酸序列 稱信號肽。稱信號肽。 信號肽的一級結(jié)構(gòu)信號肽的一級結(jié)構(gòu) 信號肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （二）線粒體蛋白的靶向輸送（二）線粒體蛋白的靶向輸送 （三）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送（三）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送 目目 錄錄 蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制 Interference & Inhibition of Protein Biosynthesis 第第 四四 節(jié)節(jié) 目目 錄錄 l抗生素抗生素(antibiotics) 是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細(xì)菌的是微

33、生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細(xì)菌的 一類藥物。一類藥物。 l抗代謝藥物抗代謝藥物 指能干擾生物代謝過程，從而抑制細(xì)胞過指能干擾生物代謝過程，從而抑制細(xì)胞過 度生長的藥物，如度生長的藥物，如：6-MP。 l 某些毒素也作用于基因信息傳遞過程某些毒素也作用于基因信息傳遞過程。 一、抗生素類一、抗生素類 抗生素抗生素作用點作用點作用原理作用原理應(yīng)用應(yīng)用 四環(huán)素族（金霉素四環(huán)素族（金霉素 新霉素、土霉素）新霉素、土霉素） 鏈霉素、卡那霉素、鏈霉素、卡那霉素、 新霉素新霉素 氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素 紅霉素紅霉素 梭鏈孢酸梭鏈孢酸 放線菌酮放線菌酮 嘌呤霉素嘌呤霉素 原核核蛋白原核核蛋白 體小亞基體

34、小亞基 原核核蛋白原核核蛋白 體小亞基體小亞基 原核核蛋白原核核蛋白 體大亞基體大亞基 原核核蛋白原核核蛋白 體大亞基體大亞基 原核核蛋白原核核蛋白 體大亞基體大亞基 真核核蛋白真核核蛋白 體大亞基體大亞基 真核、原核真核、原核 核蛋白體核蛋白體 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA與小亞基與小亞基 結(jié)合結(jié)合 改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑 制起始制起始 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長 抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位 與與EFG-GTP結(jié)合，抑制肽結(jié)合，抑制肽 鏈延長鏈延長 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長 氨基酰氨基酰-tRNA類似物，進(jìn)位類似物，進(jìn)位

35、 后引起未成熟肽鏈脫落后引起未成熟肽鏈脫落 抗菌藥抗菌藥 抗菌藥抗菌藥 抗菌藥抗菌藥 抗菌藥抗菌藥 抗菌藥抗菌藥 醫(yī)學(xué)研究醫(yī)學(xué)研究 抗腫瘤藥抗腫瘤藥 抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理 四四 環(huán)環(huán) 素素 族族 氯霉素氯霉素 鏈霉素和卡那霉素鏈霉素和卡那霉素 嘌呤霉素嘌呤霉素 放線菌酮放線菌酮 嘌嘌 呤呤 霉霉 素素 作作 用用 示示 意意 圖圖 目目 錄錄 二、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)二、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì) l毒素毒素(toxin) l干擾素干擾素(interferon) 目目 錄錄 白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin)的作用機理的作用機理 白白 喉喉