第五章protein的翻譯

1、Protein 翻譯翻譯Protein translationChapter 5 從從DNA轉(zhuǎn)錄到轉(zhuǎn)錄到RNA可以利用堿基互補(bǔ)配對，但可以利用堿基互補(bǔ)配對，但mRNA與的堿基序列與蛋白質(zhì)的氨基酸序列卻沒有直接的對與的堿基序列與蛋白質(zhì)的氨基酸序列卻沒有直接的對應(yīng)關(guān)系，他們之間也沒有直接的作用力，那么在這兩應(yīng)關(guān)系，他們之間也沒有直接的作用力，那么在這兩種完全不同的遺傳語言之間是如何溝通、如何傳遞信種完全不同的遺傳語言之間是如何溝通、如何傳遞信息的呢？息的呢？ 信息的傳遞者就是信息的傳遞者就是tRNA，準(zhǔn)確的來說，應(yīng)該是氨?；?，準(zhǔn)確的來說，應(yīng)該是氨?；鵷RNA，它利用反密碼子與，它利用反密碼子與mR

2、NA配對，通過氨酰配對，通過氨酰 tRNA 合成酶、利用副密碼子來選擇特異的氨基酸。合成酶、利用副密碼子來選擇特異的氨基酸。生命的中心法則生命的中心法則5.1 基本元件基本元件 tRNA mRNA rRNA與核糖體與核糖體5.1.1 tRNA 最小的最小的 RNA，4S，70 80個個base; 1964年，年，Holly. R. 鑒定出鑒定出 tRNAphe 的二級結(jié)構(gòu)為三的二級結(jié)構(gòu)為三葉草形（葉草形（77個個NT）; 三葉草結(jié)構(gòu)包括三葉草結(jié)構(gòu)包括5個臂、個臂、4個環(huán)個環(huán) 氨基酸接受臂氨基酸接受臂 tRNA 的的5與與3-末端堿基配對形成末端堿基配對形成 3 端永遠(yuǎn)為不配對的端永遠(yuǎn)為不配對的

3、CCA序列序列 最后的最后的A的的 3 或或 2-OH可以被氨?；梢员话滨；?D臂、反密碼子臂、臂、反密碼子臂、TC臂、附加臂臂、附加臂 ； DHU環(huán)、反密碼子環(huán)、環(huán)、反密碼子環(huán)、 TC環(huán)、附加環(huán)環(huán)、附加環(huán)tRNA真實(shí)的空間構(gòu)型真實(shí)的空間構(gòu)型“ L”形三級結(jié)構(gòu)形三級結(jié)構(gòu)“L”結(jié)構(gòu)域的功能結(jié)構(gòu)域的功能 aa accept arm 位于位于“L”一端，契合于核糖體的肽基；一端，契合于核糖體的肽基； anti-codon arm 位于位于”L”另一端，與結(jié)合在核糖體小另一端，與結(jié)合在核糖體小亞基上的亞基上的 codon of mRNA配對；配對； TC loop & DHU loop位于位

4、于“L”兩臂的交界處，利于兩臂的交界處，利于“L”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定； “L”結(jié)構(gòu)中堿基堆積力大，使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)中堿基堆積力大，使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定； wobble base位于位于“L”結(jié)構(gòu)末端，堆積力小、自由度大結(jié)構(gòu)末端，堆積力小、自由度大、使堿基配對搖擺。、使堿基配對搖擺。tRNA 的種類的種類 附加臂的大小附加臂的大小 類類tRNA：3-5 bp (75%) tRNA: 13-21 bp (25%) 起始起始tRNA Prok中，中， 攜帶甲酰甲硫氨酸（攜帶甲酰甲硫氨酸（fMet） Euk中，中， 攜帶甲硫氨酸（攜帶甲硫氨酸（Met） 同工同工tRNA 攜帶攜帶AA相同

5、而反密碼子不同的一組相同而反密碼子不同的一組tRNA 結(jié)構(gòu)上能被結(jié)構(gòu)上能被AA tRNA合成酶識別的共性合成酶識別的共性副密碼子與氨?；泵艽a子與氨?；鵷RNA的合成的合成 氨酰基氨?；鵷RNA的合成執(zhí)行著雙重功能的合成執(zhí)行著雙重功能 為肽建的合成提供能量為肽建的合成提供能量 執(zhí)行遺傳信息的解讀執(zhí)行遺傳信息的解讀 模板模板mRNA只能識別特異的只能識別特異的tRNA而不是而不是AA AA tRNA合成酶（合成酶（AARS） 需要三種底物需要三種底物: AA、tRNA 、ATP 因此有三個位點(diǎn)：因此有三個位點(diǎn)：aa binding site、tRNA binding site、 ATP site

6、 Prok中中AARS有有20種，種，對對AA專一專一 按反應(yīng)機(jī)制按反應(yīng)機(jī)制AARS分為兩類分為兩類 Type 類酶類酶 先將氨酰基轉(zhuǎn)移到先將氨酰基轉(zhuǎn)移到 tRNA 3 端端A的的 2-OH 然后通過轉(zhuǎn)酯反應(yīng)轉(zhuǎn)移到然后通過轉(zhuǎn)酯反應(yīng)轉(zhuǎn)移到 3 OH上上 Type類酶類酶 直接將氨?；D(zhuǎn)移至直接將氨?；D(zhuǎn)移至 3 OH 上上 Paracodon (副密碼子副密碼子) tRNA中決定負(fù)載特定氨基酸的空間密碼，為同一種中決定負(fù)載特定氨基酸的空間密碼，為同一種AARS 所所識別的一組同功受體具有相同的副密碼子識別的一組同功受體具有相同的副密碼子 AARS 對對paracodon 的識別與結(jié)合是通過氨基酸

7、與堿基之間的的識別與結(jié)合是通過氨基酸與堿基之間的連接實(shí)現(xiàn)的連接實(shí)現(xiàn)的 副密碼子將副密碼子將AARS分為兩類分為兩類 type I： Val,Arg,Gln,Glu,Ile,Leu,Met,Trp,Tyr，paracodon 大多位于反密碼子臂大多位于反密碼子臂 type II： paracodon 大多位于氨基酸接受臂，個別還同時(shí)大多位于氨基酸接受臂，個別還同時(shí)在附加臂上有相應(yīng)堿基在附加臂上有相應(yīng)堿基tRNA Ala(GGC)tRNA Ala(UGC)具有具有G3 ：U70 paracodonparacodon兩類酶與兩類酶與tRNA反應(yīng)時(shí)接近模式不同反應(yīng)時(shí)接近模式不同5.1.2 mRNA 單

8、順反子單順反子mRNA（monocistronic mRNA） 編碼一個蛋白質(zhì)的編碼一個蛋白質(zhì)的. 部分部分Prok 所有所有Euk的的mRNA 多順反子多順反子mRNA（polycistronic mRNA ）: 部分原核部分原核mRNAmRNA 分子的組成：分子的組成： 編碼區(qū)編碼區(qū) 起始起始AUG到終止密碼子到終止密碼子 前導(dǎo)序列前導(dǎo)序列 AUG之前的之前的 5 端非編碼區(qū)（端非編碼區(qū)（5UTR） 尾巴尾巴 終止密碼子之后，不翻譯的終止密碼子之后，不翻譯的 3 端端原核生物原核生物mRNA的特征的特征 大部分為多順反子大部分為多順反子 spacer: 各順反子之間（基因之間）的非編碼區(qū)長

9、度變化很大各順反子之間（基因之間）的非編碼區(qū)長度變化很大，從重疊到，從重疊到100個堿基不等；個堿基不等； 因此，多順反子的因此，多順反子的mRNA翻譯有兩種情況：翻譯有兩種情況： spacer較長時(shí)，下一個基因的產(chǎn)物合成起始是獨(dú)立的較長時(shí)，下一個基因的產(chǎn)物合成起始是獨(dú)立的 spacer長度較短時(shí)長度較短時(shí),兩個順反子使用相同的核糖體或小亞基兩個順反子使用相同的核糖體或小亞基( 相相當(dāng)當(dāng)，有，有S-D 序列的特征）序列的特征） Prok中多順反子中多順反子mRNA中各基因的產(chǎn)物數(shù)量不一定相中各基因的產(chǎn)物數(shù)量不一定相等等 比如乳糖操縱元中，比如乳糖操縱元中，Z：Y：A=1：0.5：0.2Spac

10、er 較長較長Spacer 較短較短 其他特征其他特征 5 端有端有300個左右個左右NT的的leader（A/GAUG） AUG作為起始密碼子（作為起始密碼子（GUG、UUG） AUG前有前有 S D 序列序列 S D序列（序列（Shine-Dalgarno sequence）：）： 位于位于AUG上游上游 4 13 個個NT處的富含嘌呤的處的富含嘌呤的 3 9個個NT的共同序列的共同序列，其一致序列為，其一致序列為 AGGAGG；與核糖體小亞基內(nèi)；與核糖體小亞基內(nèi)16S rRNA 的的 3端富含嘧啶的序列端富含嘧啶的序列3-UCCUCC-5互互補(bǔ)，使補(bǔ)，使 tRNA正確定位于起始正確定位于

11、起始codon。Prok.mRNA轉(zhuǎn)錄、翻譯和降解周期轉(zhuǎn)錄、翻譯和降解周期 真核生物真核生物mRNA的特征的特征 一般為單順反子一般為單順反子 5 端的帽子對翻譯有增強(qiáng)作用，且端的帽子對翻譯有增強(qiáng)作用，且 5 帽子和帽子和3polyA尾尾對翻譯效率的調(diào)節(jié)有協(xié)同作用對翻譯效率的調(diào)節(jié)有協(xié)同作用 “第一第一AUG規(guī)律規(guī)律” 即即- 絕大部分以絕大部分以AUG作為起始作為起始codon 起始起始AUG有如下特點(diǎn)有如下特點(diǎn) C C A C C AUG G；3位的位的A和和4位的位的G. 對于準(zhǔn)確翻譯對于準(zhǔn)確翻譯至關(guān)重要至關(guān)重要5.1.3 核糖體及核糖體及rRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 是翻譯進(jìn)行的場所是翻譯進(jìn)行的

12、場所 ，含大小亞基，含大小亞基 Prok. protein 約占細(xì)胞的約占細(xì)胞的10，rRNA占總占總RNA的的80，Euk中相對比例小些；中相對比例小些； 細(xì)菌中常以多聚核糖體的形式；細(xì)菌中常以多聚核糖體的形式； Euk中大多與細(xì)胞骨架和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合在一起中大多與細(xì)胞骨架和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合在一起核糖體的結(jié)構(gòu)核糖體的結(jié)構(gòu) Prok E.coli 小亞基小亞基 16SRNA 21種種proteins S1-S21 大亞基大亞基 23SRNA 5SRNA 34種種proteins L1- L34 Euk 大亞基大亞基 28SRNA 5SRNA 5.8SRNA 49種種protein 小亞基小亞基 18

13、SRNA 33種種proteins 核糖體蛋白質(zhì)核糖體蛋白質(zhì)rRNA按一定的順序形成完整的核按一定的順序形成完整的核糖體糖體核糖體的活性位點(diǎn)核糖體的活性位點(diǎn) 30S小亞基小亞基 頭部、基底部、中間有一豁口頭部、基底部、中間有一豁口 50S大亞基大亞基 三個突起三個突起 兩者之間形成一個兩者之間形成一個mRNA通道通道 mRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn) 位于位于30S 亞基的頭部亞基的頭部 S1可防止可防止mRNA 鏈內(nèi)堿基對的形成鏈內(nèi)堿基對的形成 S1 、S18、S21負(fù)責(zé)核糖體與負(fù)責(zé)核糖體與mRNA、起始、起始tRNA的結(jié)合，起始的結(jié)合，起始因子因子IF3也結(jié)合于此也結(jié)合于此 16S rRNA 3端

14、是端是mRNA 與小亞基初始結(jié)合不可缺少的與小亞基初始結(jié)合不可缺少的 P位點(diǎn)：肽酰位點(diǎn)：肽酰tRNA位點(diǎn)位點(diǎn) 大部分在小亞基內(nèi)大部分在小亞基內(nèi) ，小部分在大亞基內(nèi)，小部分在大亞基內(nèi)，16SrRNA的的3末端末端、涉及、涉及L2等蛋白等蛋白 能夠與起始能夠與起始 tRNA （fMet-tRNAf）相結(jié)合，且）相結(jié)合，且P位點(diǎn)會影響位點(diǎn)會影響A位點(diǎn)的活性位點(diǎn)的活性 A位點(diǎn)：氨?；稽c(diǎn)：氨酰基 tRNA 位點(diǎn)位點(diǎn) 主要在大亞基上主要在大亞基上 位點(diǎn)內(nèi)位點(diǎn)內(nèi)mRNA 表面只對特定的表面只對特定的 aatRNA表現(xiàn)出特異性，且表現(xiàn)出特異性，且A位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合aatRNA 要求在要求在P 位點(diǎn)上必須有肽

15、酰位點(diǎn)上必須有肽酰tRNA存在存在 肽基轉(zhuǎn)移酶活性位點(diǎn)肽基轉(zhuǎn)移酶活性位點(diǎn) 活性中心在大亞基上，位于活性中心在大亞基上，位于P位點(diǎn)和位點(diǎn)和A位點(diǎn)的連接處靠近位點(diǎn)的連接處靠近 tRNA的接受臂的接受臂 5s rRNA位點(diǎn)：與位點(diǎn)：與tRNA進(jìn)入有關(guān)進(jìn)入有關(guān) EFTu位點(diǎn)：位于大亞基內(nèi)，與氨?；稽c(diǎn)：位于大亞基內(nèi)，與氨?；?tRNA的結(jié)合的結(jié)合有關(guān)有關(guān) EFG 轉(zhuǎn)位因子結(jié)合位點(diǎn)：大亞基靠近小亞基的界面轉(zhuǎn)位因子結(jié)合位點(diǎn)：大亞基靠近小亞基的界面處處 E 位點(diǎn)位點(diǎn) E1為脫?；鶠槊擋；鵷RNA 離開核糖體提供出口離開核糖體提供出口 E2為多肽離開核糖體提供出口（占核糖體為多肽離開核糖體提供出口（占核糖體1

16、3） 5.2 遺傳密碼遺傳密碼1954年G.Gamov對破譯密碼首先提出了設(shè)想 若一種堿基對應(yīng)與一種氨基酸，那么只可能產(chǎn)生4種氨基酸; 若2 個堿基編碼一種氨基酸的話，4種堿基共有42=16種不同的排列組合; 3個堿基編碼一種氨基酸，經(jīng)排列組合可產(chǎn)生43=64種不同形式 若是四聯(lián)密碼，就會產(chǎn)生44=256種排列組合。5.1.1 密碼子的破譯密碼子的破譯 人工合成多種三核苷酸（人工合成多種三核苷酸（UUU、UCU、UGU等）為模等）為模板板 與含核糖體、與含核糖體、20種種 AAtRNA和適當(dāng)離子強(qiáng)度的反應(yīng)和適當(dāng)離子強(qiáng)度的反應(yīng)液保溫液保溫 使反應(yīng)液通過硝酸纖維素濾膜，其中只有核糖體或結(jié)使反應(yīng)液通

17、過硝酸纖維素濾膜，其中只有核糖體或結(jié)合合AAtRNA的核糖體能留在濾膜上的核糖體能留在濾膜上 分析留在濾膜上的核糖體中的分析留在濾膜上的核糖體中的AAtRNA和其相應(yīng)的和其相應(yīng)的模板模板5.1.2 密碼子的簡并現(xiàn)象密碼子的簡并現(xiàn)象 61個密碼子編碼個密碼子編碼20種氨基酸，一種種氨基酸，一種AA受兩個以上密碼受兩個以上密碼子編碼的遺傳現(xiàn)象稱為密碼子的簡并現(xiàn)象，如絲氨酸子編碼的遺傳現(xiàn)象稱為密碼子的簡并現(xiàn)象，如絲氨酸由由6個密碼子編碼（個密碼子編碼（codon的簡并可把突變對生物體的的簡并可把突變對生物體的影響降到最小影響降到最小） 同義密碼子：同義密碼子：編碼一個編碼一個AA的幾個個密碼子的幾個

18、個密碼子 那么那么61個密碼子是否需要個密碼子是否需要61種種tRNA識別呢？識別呢？ 不需要，同一種不需要，同一種tRNA可以識別幾種不同的密碼子可以識別幾種不同的密碼子 這是由于密碼子與這是由于密碼子與tRNA上的反密碼子的配對具有搖擺性上的反密碼子的配對具有搖擺性 同功同功tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)同一種轉(zhuǎn)運(yùn)同一種AA的的tRNA搖擺假說（搖擺假說（Wobble hypothesis） codon 的前兩位堿基和反密碼子配對時(shí)遵循的前兩位堿基和反密碼子配對時(shí)遵循 WatsonCrick 原則，而第三位堿基有一定的靈活性原則，而第三位堿基有一定的靈活性 mRNA 5CGU.CGC.CGACGGAGAA

19、GG3擺動擺動 tRNAGCG35GCU 5UCU 5 即：即：codon 的的3rd-Nt 與與 anti-codon 的的1st-Nt（Nt34）編碼編碼ARG的密碼子及的密碼子及tRNA搖擺堿基的搖擺配對原則搖擺堿基的搖擺配對原則 搖擺堿基搖擺堿基 anti-codon 的的1st-Nt搖擺假說：使用通用密碼子至少得搖擺假說：使用通用密碼子至少得32種種 tRNA搖擺堿基搖擺配對的機(jī)理搖擺堿基搖擺配對的機(jī)理 由由tRNA反密碼子環(huán)的反密碼子環(huán)的空間結(jié)構(gòu)所決定空間結(jié)構(gòu)所決定 搖擺位點(diǎn)搖擺位點(diǎn) 34th-Nt 處于處于堆積堿基的末端，所堆積堿基的末端，所受堆積力較小，有較受堆積力較小，有較大

20、的自由度來進(jìn)行選大的自由度來進(jìn)行選擇配對擇配對 anti-codon 的的1st-Nt( 搖擺位點(diǎn)搖擺位點(diǎn))被修飾的頻被修飾的頻率很高，導(dǎo)致配對范率很高，導(dǎo)致配對范圍增大圍增大5.1.3 tRNA豐度和密碼子的使用頻率豐度和密碼子的使用頻率 生物生物GC不等不等 各種各種codon出現(xiàn)的頻率不等出現(xiàn)的頻率不等 識別同一識別同一AA的不同的不同tRNA同工同工tRNA量不等量不等 不生物間同一不生物間同一tRNA 的量不等的量不等 tRNA 的豐度和的豐度和 codon 的使用頻率是進(jìn)化過程中形成的使用頻率是進(jìn)化過程中形成的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制之一的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制之一 tRNA 豐度與豐度與 co

21、don 的使用頻率的使用頻率正相關(guān)正相關(guān) 需要量多的蛋白質(zhì)，有關(guān)密碼子的使用頻率高，相應(yīng)的需要量多的蛋白質(zhì)，有關(guān)密碼子的使用頻率高，相應(yīng)的 tRNA量多量多 需要量少的蛋白質(zhì)，有關(guān)密碼子的使用頻率低，相應(yīng)的需要量少的蛋白質(zhì)，有關(guān)密碼子的使用頻率低，相應(yīng)的 tRNA 量少量少 codon 的使用頻率與的使用頻率與 codon 與與 anti-codon 間的作用強(qiáng)間的作用強(qiáng)度有關(guān)度有關(guān) 適中的作用強(qiáng)度有利于翻譯的進(jìn)行適中的作用強(qiáng)度有利于翻譯的進(jìn)行 弱配對作用形成的弱配對作用形成的 aatRNAaa需要較長的時(shí)間進(jìn)入需要較長的時(shí)間進(jìn)入A位點(diǎn)位點(diǎn) 強(qiáng)配對作用形成的強(qiáng)配對作用形成的 aatRNAaa需

22、要較長的時(shí)間從核糖體的需要較長的時(shí)間從核糖體的P位點(diǎn)卸載位點(diǎn)卸載因此，進(jìn)化過程中自然選擇因此，進(jìn)化過程中自然選擇 codonanti-codon 間結(jié)間結(jié)強(qiáng)度適度的強(qiáng)度適度的codon以保證最佳的以保證最佳的 protein 合成速率合成速率5.1.3 線粒體密碼的特殊性線粒體密碼的特殊性 UGA不是終止密碼子不是終止密碼子 AGA、AGG不是精氨酸的密碼子不是精氨酸的密碼子 起始密碼子為起始密碼子為AUN，內(nèi)部甲硫氨酸，內(nèi)部甲硫氨酸AUG、AUA CUA不是亮氨酸的密碼子，而是蘇氨酸的密碼子不是亮氨酸的密碼子，而是蘇氨酸的密碼子 總的說來，線粒體的密碼子排列整齊，各種氨基酸的總的說來，線粒體

23、的密碼子排列整齊，各種氨基酸的密碼子以及起始和終止密碼子的數(shù)目是密碼子以及起始和終止密碼子的數(shù)目是2、或是、或是4、6 線粒體中只有線粒體中只有22種種tRNA 識別四個一組的密碼子家族的識別四個一組的密碼子家族的tRNA的的anti-codon的搖擺堿基均的搖擺堿基均為為U（U-U、A、C、G） 兩個一組的密碼子，其相應(yīng)兩個一組的密碼子，其相應(yīng) tRNA的的 anti-codon 的搖擺堿基配的搖擺堿基配對情況分別為：對情況分別為： G C/U （Py）；）；U（經(jīng)過修飾）（經(jīng)過修飾） G/A（Pu） 5.2 肽鏈的合成肽鏈的合成 合成過程合成過程 起始階段：核糖體結(jié)合于起始階段：核糖體結(jié)合

24、于mRNA，并與第一個氨酰基，并與第一個氨酰基tRNA形形成起始復(fù)合物成起始復(fù)合物 延伸階段：包括第一個肽鍵形成到最后一個肽鍵形成延伸階段：包括第一個肽鍵形成到最后一個肽鍵形成 終止：肽鏈完成與核糖體解離終止：肽鏈完成與核糖體解離 合成速度合成速度 Prok. 15AAsS （ 37 ） Euk. 低些低些 （血紅蛋白（血紅蛋白. 2AAS）合成方向合成方向. N 端端 C 端端 5.2.1 起始起始tRNA與起始密碼子的識別與起始密碼子的識別 原核原核 tRNAMetf 能識別起始能識別起始AUG、GUG tRNAMetm 識別內(nèi)部識別內(nèi)部AUG，內(nèi)部，內(nèi)部GUG由由tRNAVal識別識別

25、并且在并且在Met的的NH2上甲?；?，封閉上甲?；?，封閉NH2 真核真核 tRNAMeti （起始），（起始），tRNAMetm（內(nèi)部）（內(nèi)部） 均不甲?；患柞；?線粒體中與原核相似，起始線粒體中與原核相似，起始tRNAMetf 的的NH2甲?；?，但線粒甲?；?，但線粒體識別體識別NUG5.2.2 起始復(fù)合物與起始復(fù)合物與70S核糖體的形成核糖體的形成 起始復(fù)合物起始復(fù)合物 mRNA tRNAMetf 30S小亞基小亞基 50S大亞基大亞基 起始因子起始因子 IF3：促使：促使 30S亞基結(jié)合于亞基結(jié)合于 mRNA 起始部位，阻止起始部位，阻止30S亞基亞基與與50S亞基的結(jié)合，或者說促進(jìn)亞

26、基的結(jié)合，或者說促進(jìn)70S核糖體的解離核糖體的解離 IF2：促使：促使tRNAMetf選擇性的結(jié)合在選擇性的結(jié)合在30S亞基上亞基上 IF1：加強(qiáng)：加強(qiáng)IF2、IF3的酶活的酶活起始復(fù)合物的形成步驟起始復(fù)合物的形成步驟1.IF3、30S 亞基與亞基與mRNA的結(jié)合的結(jié)合mRNA上起始密碼子前上起始密碼子前4-13個堿基位置存在個堿基位置存在SD序列，一致序列，一致序列為序列為AGGAGG，能與，能與30S亞基中的亞基中的16S rRNA的的3末端富末端富含嘧啶的序列結(jié)合，含嘧啶的序列結(jié)合， 30S亞基在亞基在mRNA上的位置正好使其上的位置正好使其P位對準(zhǔn)位對準(zhǔn)AUG起始密碼子。起始密碼子。2

27、.IF2與起始與起始tRNA結(jié)合，再與結(jié)合，再與30S亞基結(jié)合，使得亞基結(jié)合，使得tRNA進(jìn)入進(jìn)入30S亞基的亞基的P位位3.當(dāng)當(dāng)IF2、起始、起始tRNA、 30S亞基結(jié)合后，亞基結(jié)合后，GTP立即與立即與30S亞基結(jié)合亞基結(jié)合4.50S大亞基結(jié)合上來，大亞基結(jié)合上來，GTP水解，能量促進(jìn)水解，能量促進(jìn)70S的形的形成，同時(shí)釋放成，同時(shí)釋放IF2、IF35.此時(shí)，核糖體的此時(shí)，核糖體的P位和位和A位都已經(jīng)準(zhǔn)備好，起始復(fù)合位都已經(jīng)準(zhǔn)備好，起始復(fù)合物形成物形成5.2.2 真核生物蛋白質(zhì)合成的起始真核生物蛋白質(zhì)合成的起始 真核生物的真核生物的mRNA沒有沒有SD序列，核糖體的識別信號為序列，核糖體

28、的識別信號為m7GpppNp帽子帽子 40S的小亞基與的小亞基與60S的大亞基結(jié)合，形成的大亞基結(jié)合，形成80S的核糖體的核糖體 起始因子非常多，超過了起始因子非常多，超過了13種種 eIF2 eIF4F等等起始復(fù)合物的形成步驟起始復(fù)合物的形成步驟 GTP與與eIF2結(jié)合，這一結(jié)合增加了與起始結(jié)合，這一結(jié)合增加了與起始tRNA的親和的親和力，然后三者形成一個三元復(fù)合物；力，然后三者形成一個三元復(fù)合物； 三元復(fù)合物在三元復(fù)合物在eIF4F的幫助下與的幫助下與mRNA結(jié)合，需水解一結(jié)合，需水解一分子分子ATP提供能量；提供能量； 起始復(fù)合物沿著鏈滑動，直到找到起始密碼子的起始復(fù)合物沿著鏈滑動，直到

29、找到起始密碼子的“上上下文下文”，然后大亞基在此處結(jié)合上來；，然后大亞基在此處結(jié)合上來； 翻譯開始翻譯開始5.2.2 肽鏈的延伸肽鏈的延伸 三類重要的延伸因子三類重要的延伸因子 EF-Tu：幫助氨酰：幫助氨酰tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位點(diǎn)位點(diǎn) EF-Ts：將：將EF-Tu-GDP恢復(fù)為恢復(fù)為EF-Tu-GTP EF-G：轉(zhuǎn)位因子，促進(jìn)肽健的形成：轉(zhuǎn)位因子，促進(jìn)肽健的形成 EF-Ts循環(huán)循環(huán) EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-EF-Ts+GDP EF-Tu- EF-Ts+GTP EF-Tu-GTP+EF-Ts延伸的過程延伸的過程1.EF-Tu與與GTP及氨酰及氨酰tRNA形成三元復(fù)合物，只有

30、這形成三元復(fù)合物，只有這樣氨酰基樣氨?；鵷RNA才能進(jìn)入才能進(jìn)入A位點(diǎn)；位點(diǎn)；2.一旦進(jìn)入一旦進(jìn)入A位點(diǎn)，位點(diǎn)，GTP立即水解成立即水解成GDP， EF-Tu與與GDP形成的二元復(fù)合物與氨酰基形成的二元復(fù)合物與氨?；鵷RNA解離而釋放出解離而釋放出來，肽基轉(zhuǎn)移酶將來，肽基轉(zhuǎn)移酶將P位的甲酰甲硫氨?；D(zhuǎn)移到位的甲酰甲硫氨?；D(zhuǎn)移到A位位的氨酰的氨酰tRNA的氨基上來，形成肽鍵；的氨基上來，形成肽鍵；3.EF-Tu-GDP解離下來以后，解離下來以后，EF-G與與GTP便結(jié)合到便結(jié)合到核糖體上來，核糖體上來，GTP水解供能，水解供能，A位的肽基位的肽基tRNA轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到到P位上來，同時(shí)將原來位上來，

31、同時(shí)將原來P位上的空載位上的空載tRNA排擠出核排擠出核糖體；糖體；4.EF-GGDP離開核糖體后，離開核糖體后， EF-Tu又結(jié)合上來。因又結(jié)合上來。因此，此，EF-Tu與與EF-G交替作用，完成肽鏈的延伸。交替作用，完成肽鏈的延伸。5.3 多肽鏈合成的終止多肽鏈合成的終止肽鏈終止所需條件肽鏈終止所需條件 終止信號終止信號 Prok 和和 Euk 都是：都是：UAA、UAG、UGA 釋放因子釋放因子 Prok中，中，RF1 - 識別識別 UAA 和和 UAG；RF2 - 識別識別 UAA 和和 UGA；RF3 - 刺激刺激RF1 和和 RF2 的活性的活性 Euk 中，只有中，只有 eRF

32、- 識別三種終止密碼子識別三種終止密碼子 RRf（ribosome releasing factor），核糖體釋放因子），核糖體釋放因子終止機(jī)制終止機(jī)制1.RF 作用于作用于A 位點(diǎn)（需要位點(diǎn)（需要 P 位被肽酰位被肽酰tRNA 所占據(jù)）所占據(jù)）2.體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，RF 與終止密碼子之間特異的相互作與終止密碼子之間特異的相互作 用，類似于反密碼子和密碼子之間的堿基配對的相用，類似于反密碼子和密碼子之間的堿基配對的相 作用；作用；3.RF的某種作用改變肽基轉(zhuǎn)移酶的肽基轉(zhuǎn)移特性的某種作用改變肽基轉(zhuǎn)移酶的肽基轉(zhuǎn)移特性將將P位上的肽基轉(zhuǎn)移到水分子上而并不形成新的肽鍵，導(dǎo)致位上的肽基轉(zhuǎn)移到水

33、分子上而并不形成新的肽鍵，導(dǎo)致肽基肽基 tRNA的水解的水解4.RF3 與與 GTP 結(jié)合為肽基轉(zhuǎn)移及隨后的核糖體釋放提結(jié)合為肽基轉(zhuǎn)移及隨后的核糖體釋放提供能量；供能量；5.RRF 使核糖體與使核糖體與 mRNA 和脫?；兔擋；鵕NA 與終止因子與終止因子分離。分離。5.4 蛋白質(zhì)前體的加工與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制蛋白質(zhì)前體的加工與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制 蛋白質(zhì)前體剪接蛋白質(zhì)前體剪接 蛋白質(zhì)的體內(nèi)折疊蛋白質(zhì)的體內(nèi)折疊 原核蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)原核蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn) 真核蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)真核蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)5.4.1 前胰島素原的加工前胰島素原的加工5.4.2 蛋白質(zhì)的體內(nèi)折疊蛋白質(zhì)的體內(nèi)折疊 參與蛋白質(zhì)折疊的兩類蛋白質(zhì)助折疊蛋白參與蛋白質(zhì)折疊的兩類

34、蛋白質(zhì)助折疊蛋白 酶：如蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶酶：如蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶-加速正確二硫鍵的生成加速正確二硫鍵的生成 分子伴侶（分子伴侶（molecular chaperone）：指一類在細(xì)胞內(nèi)幫助新生）：指一類在細(xì)胞內(nèi)幫助新生肽鏈正確組裝成為成熟蛋白質(zhì)，而本身卻不是最終功能蛋白質(zhì)肽鏈正確組裝成為成熟蛋白質(zhì)，而本身卻不是最終功能蛋白質(zhì)分子的組成成分的分子。分子的組成成分的分子。 分子伴侶的功能和種類分子伴侶的功能和種類 功能功能 同一個分子伴侶可促進(jìn)多種多肽鏈的折疊（無專一性）同一個分子伴侶可促進(jìn)多種多肽鏈的折疊（無專一性） 或者阻止多肽的錯誤折疊如防止初始翻譯的疏水端的錯誤折疊或者阻止多肽的錯誤折疊如防止初始翻譯的疏水端的錯誤折疊 研究最多的兩個蛋白質(zhì)家族研究最多的兩個蛋白質(zhì)家族 Hsp70家族家族 Chaperonin家族家族DnaJ協(xié)助協(xié)助DnaK