11蛋白質(zhì)生物合成―翻譯及翻譯后過(guò)程.

1、蛋白質(zhì)生物合成翻譯及翻譯后過(guò)程翻譯(Translation )將存在于mRNA上代表一個(gè)多肽的核昔酸殘基序列轉(zhuǎn)桐 為多肽鏈氨基酸殘基序列的過(guò)程n氨基酸mRNA、 tRNAx rRNA 蛋白質(zhì)酶.蛋白質(zhì)因子.ATPx GTP參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)1. 三種RNAmRNA. rRNAx tRNA2. 20種氨基酸(AA)作為原料3酶及眾多蛋白因子，如IF、elF4. ATP. GTP.無(wú)機(jī)離子 生物合成的模板一mRNA& CAACUGOkeACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU 39-GlrrL«u*Gln*Thr*Tyr*M«t-l J arGIn-

2、 P h AAshGmTyr*遺傳密碼(genetic code)能編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列白基因中的核昔酸體系mRNA分子上從亍-口3向.由起始密碼子AUG開(kāi)始，每3個(gè)核昔酸組成的三聯(lián)體，決定肽鏈上某一個(gè) 氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止 信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼。起始密碼: 終止密碼:AUGUAAx UAGx VGARNAciCod<CodeCodeCodeCodeCod<Ribonucleic acid遺傳密碼的性質(zhì)簡(jiǎn)并性：指一個(gè)氨基酸具有2個(gè)或2個(gè)以上的密碼子 擺動(dòng)性：密碼子與反密碼子配對(duì)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不遵' 堿基配對(duì)規(guī)律的情況，稱為遺傳密碼的擺動(dòng)現(xiàn)象 通用性：除個(gè)別細(xì)胞器的特

3、殊密碼子外，蛋白質(zhì)生! 合成的整套密碼，從簡(jiǎn)單生物到人類都通用 偏愛(ài)性：密碼子使用頻率的差異連續(xù)性：mRNA的讀碼方向從兩個(gè)密碼子2 間無(wú)任何核昔酸隔開(kāi)re4.簡(jiǎn)井性：同一氨基酸具有多旳密碼子第2位 I擺動(dòng)決定密碼的特異性同義密碼口堆F®傍碼子數(shù)冃密碼子數(shù)冃Ala4Leu6Arg6Ly»2Asn2Met1Asp2Phe2Cy«2Pro4Oln2Ser6Glu2Thr4Gly4Trp1His2Tyr2lie3Vai4mRNA2 3開(kāi)放閱讀框(open reading frame, ORF):從起始密碼AUG到終止密碼處的正確可閱讀序列會(huì)產(chǎn)生充全不何的多肚憶3R二開(kāi)放

4、讀！材疋垢處難一開(kāi)放氓權(quán)圮加扯1U *A -C U A -C -U -A -C U -A -C原核生物m RNA的特點(diǎn)&D序列：原核生物mRNA起始密碼AUG上游813核昔踐 處，存在一段5 .UAAGGAGG 3r的保守序列，稱為SI 序列。是mRNA與核蛋白體識(shí)別.結(jié)合的位點(diǎn)rendor?l6S rRNA ：*r !i叭CV"uccuc"(Met Thr Mei lie II f I I I I I r C A C A C /X (.(； A A A C A GC I z I (； ACC A HG A IJ UvsRNA：a a a：Shinc-l)algar

5、iM> : sequunev、V A CAniriMJcwiOt I'hzlfg :l-小亜墓51真核生物m RNA的特點(diǎn)真核生物沒(méi)有SD序列, 靠帽子結(jié)構(gòu)識(shí)別核糖體真核生物的起始密碼位于Kozak序酬(C C AC C AUGCO 中, 增加翻譯起始的效率)5生物合成的場(chǎng)所一核蛋白體(Ribosomes)核蛋白體的組成細(xì)曲檢Si白休8.5 - IO-生物檢仮白體Mr 4i x IO"核蛋白體蛋白及tRNA的組成特點(diǎn)原核生物真核生物rRNA蛋白質(zhì)核蛋 白體小亞基大亞基70S30S50S16S-rRNA5S-rRNA 23S-rRNA核蛋 白體小亞基大亞80S40S60S

6、18S- rRNA28S-rRl5SrR卜5.«S-rRrpS 33種rpL49rpS21 種rpL34 種iMct Thr Met lieII I_I I_I I_IX (' (； A C C A U G A U U；RNA：Shinc-DalgamosequenceA mi codonM«-tRNA小亞基3'小亞基與mRNA的結(jié)合3, end of?l6SrRNAr:H()C人 uccuc'大亞基peptidyl tRNAaminoa tRNAmRNAHi(peptidyl site):結(jié)合肽酰tRNA的部位A位(aminoacyl site):

7、結(jié)合氨基酰tRNA的部位E位(exit site):排出位三、氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)一tRNA3亍 HiU! (w amnio *cid <* uttachmnttripletA G U codoni tRNA氨基酸的活化氨基酸+ tRNA氨基Sl-tRNA合成酶ATPAMP+PPi氨基酰tRNA氨基酸 +ATPE 氨基酰-AMP-E十PPi氨基酰-AMP-E + tRNA * 氨基酰-tRNA+ AMP + EtRNA匕¥祇-tRNA紙叢他-tRNA令Mi樹(shù)AMP蛋白質(zhì)的生物合成的過(guò)程1.氨基酸的活化2. 多肽鏈合成的起始3. 肽鏈的延長(zhǎng)4. 肽鏈的終止和釋放蛋白質(zhì)合成后的加工修

8、飾肽鏈合成起始(initiation)甲硫氨酰tRNA與m RNA結(jié)合到核蛋白體上,生成翻譯起始復(fù)合物(-)原核生物翻譯起始核蛋白體大小亞基分離一起始因子IF3、IF1介導(dǎo)，禾于小亞基與mRNA, lMet-tRNAet結(jié)合mRNA在小亞基定位結(jié)合一通過(guò)5,端SI)序列(AGGA) 配對(duì)結(jié)合到核蛋白體小亞基上的16S-rRNA近丁 末端攵(UCCU)起始氨基酰-tRNA的結(jié)合一fMet-tRNAiE險(xiǎn)和IF2及 GTP形成復(fù)合物核蛋白體大亞基結(jié)合一70S起始復(fù)合物形成CACUACKJCW帯白怵小<*上旳 16S-rR>JABuibunictltKA起始氮基 «ttRNA(

9、fMcttRN/f,nrt) 到小亞基上、AUuccuA U OmRNAs o 片列 ips-i uiwiy 核蛋白體大亞基結(jié)合原核二起始因子IF和fIF起始因子三種t IF、2和3真核:起始因子十種elF翻譯起始:1) 1F-3結(jié)合核蛋白體30S亞基，使大、小亞基拆離2) 1F1協(xié)助1F3結(jié)合和亞基拆離3) 單獨(dú)的30S亞基易于與mRNA及起始tRNA結(jié)合1F2促進(jìn)fMet-tRNA結(jié)合mRNA及核蛋白體(-)真核生物翻譯起始復(fù)合物形方Gene3* Untr«m r*0<»nmRNAMet.tRNA-elF.l GTPADP+Pi1.起始因子eIF3結(jié)合到核糖體(8

10、0S) 的小亞基(40S上，使大亞基(60S)與小亞基解離2甲硫SURNA ( Met-tRNAinirl )結(jié) 合3. mRNA結(jié)合結(jié)合蛋白CBP)ATPelF4E, elF4G, eIF4.A elF4BJ>AB各種理卜、釋放GDP+Pi襯F2B、elF-3x eIF-6真核生物翻譯起 合物形成過(guò)無(wú)二.肽鏈合成延長(zhǎng)根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，順序添加的氨基酸從N端向C端延伸肽鏈,直到合成終止的過(guò)程肽鏈延長(zhǎng)在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)行,又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomal cycle),每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸進(jìn)位(entrance)/注冊(cè)(registmtion)成肽(peptide

11、 bond formation)轉(zhuǎn)位(translocation)延伸過(guò)程所需蛋白因子延長(zhǎng)因子對(duì)應(yīng)真核延因子原核延長(zhǎng)因子(elongation factor; EF)EF-TU促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合 分解GTPEF-1-aEF-Ts調(diào)節(jié)亞基EF-1-PyEFG有轉(zhuǎn)位活性，促進(jìn)rnRNA-肽酰. tRNA由A位前移到P位，促進(jìn)卸載 tRNA釋放EF-2生物功能(一)進(jìn)位又稱注 < (registration)描根據(jù)m RNA下一 組遺傳密碼指導(dǎo)，使相 應(yīng)氨基SURNA進(jìn)入杭 妥自體A住。BW率紐乃剩(專pgd生曽haw韓翱夠(-)daodAD0®VMH1秒5?丹<

12、;LI )(件華檸羅丿野幕M審丄的壬Ba»參(三)轉(zhuǎn)位(Translocation )延長(zhǎng)I >tof轉(zhuǎn)位酶活性，結(jié) 合并水解GTP, 使核蛋白體向 mRNA的V側(cè)移動(dòng)三.肽鏈合成終止(Termination)1. 終止密碼的辨認(rèn)及肽鏈從 肽BbtRNA水解出。2. mRNA從核蛋白體中分 離及大小亞基的拆開(kāi)終止過(guò)程需釋放因子 (RF).釋放因子(release factor, RF):與肽錢(qián)合成 終止柏關(guān)的晏自因子原核生物釋放因子i RF-1. RF-2, RF-3真核生物釋放因子：eRF1.識(shí)別終止密碼，如RF-1特異識(shí)別UAA. UAG；而RF-2可識(shí)別 UAA、VGA2

13、. 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽隣改變?yōu)锽BSS活性，催化肽?；D(zhuǎn)移到OH上，使 肽鏈從核蛋白體上釋放.核蛋白體循環(huán)多聚核蛋白體(polysome)1.細(xì)胞內(nèi)一條mRNA鏈上結(jié)合 著多個(gè)核糖體2.每個(gè)核糖體都獨(dú)立完成一條 多肽鏈的合成3.蛋白質(zhì)合成高速.高效進(jìn)行蛋白質(zhì)生物合成的調(diào)節(jié)1 閱吐框架的漂移、重畳和5 -AUG的作用2翻譯錯(cuò)誤：氨基酰合成誨校正RNA的結(jié)帽子.poly (A)尾、空間結(jié)構(gòu)4蛋白質(zhì)生物合成阻斷劑: 抗生素類一大環(huán)內(nèi)酯類、氯霉素.氨基糖昔類、四環(huán) 抗代謝藥物一抗腫瘤藥其他生物活性物質(zhì)一白喉毒素、干擾素嗥吟霉素氯索放線菌酮（有活性）ADPOCH-,自 檳拳素（diphtheria toxin）的

14、作 用機(jī)理延長(zhǎng)因子2氨基糖昔類抗生素四環(huán)素族白喉毒素（無(wú)活性）O延長(zhǎng)因子2ADPOCH干擾素的作用機(jī)理1. 千擾素誘導(dǎo)elF24<干擾素誘導(dǎo)的蛋白激酵elF,eIFrP （失活）ATP2.干擾素誘導(dǎo)病崇RNA爭(zhēng)解:dsRNA2929. pppPp2-5A合成酶l干擾素APPP5r2r- 5'ARNaseLRNaseL活化降解mRNA蛋白質(zhì)合成后的折疊折疊(folding):蛋白質(zhì)可憑借相互作用在細(xì)胞環(huán)境(特員的酸緘度.溫度等)下，進(jìn)行自我組裝1. 蛋白質(zhì)自發(fā)獲得成熟的構(gòu)型一自我裝配2需要輔助蛋白協(xié)助分子伴侶分子伴侶(molecular chaperones )一類在序列上沒(méi)有相關(guān)

15、性但有共同功能的蛋白質(zhì)。在細(xì) 內(nèi)幫助其他含多肽的結(jié)構(gòu)完成正確的組裝，且在組裝完后與之分離，不構(gòu)成這些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)執(zhí)行功能時(shí)的組份作用1 蛋白合成開(kāi)始時(shí)，防止新生肽鏈在未完成折疊之前相互聚合， 幫助蛋白質(zhì)獲得最初的正確結(jié)構(gòu)2封閉所暴露出來(lái)的疏水區(qū)段，為蛋白質(zhì)折疊創(chuàng)造無(wú)干擾的隔耳 環(huán)境3識(shí)別錯(cuò)誤折疊的變性新蛋白，幫助復(fù)性或使其降解分子伴侶的分類及作用1應(yīng)由蛋白70家族(heat-shock protein 70):參與蛋白質(zhì)的從頭折 疊、跨膜運(yùn)輸.錯(cuò)誤折疊多肽的降 解及其調(diào)控過(guò)程2 伴侶素系統(tǒng)(chaperon in systim): 具有獨(dú)特的雙層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的寡聚蛋 白，以依賴ATP的方式為非自發(fā)性

16、折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空譯后的加工修飾MMkWVw間構(gòu)象的微環(huán)境新和成的多駄只有經(jīng)it鈿曲內(nèi)各種侈飾處理后才 能成為有港性的成熟妥創(chuàng)贋睜后加工1. 蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈的微小改變2. 特定氨基酸殘基上添加體積較大的基團(tuán)剪切一從新生肽鏈上去除不等的氨基酸殘基0常見(jiàn)的加工修飾方式(-)側(cè)鏈氨基酸的微小修飾:二硫鍵的形成和正確配對(duì)一MMSIJKKI蛋白質(zhì)合成后通過(guò)兩個(gè)半胱氨酸的氧化作用生成甲基化、糖基化.磷酸化及 乙?；然瘜W(xué)修飾00(-)剪切和剪接加工E新生肽鏈N端fMetsSlMet的切除2. 剪切一直接從新生肽鏈上除去不等的氨基酸殘基 分泌型蛋白的信號(hào)肽的切除 前體蛋白加工：切除前體蛋白的一端肽段；去除蛋白 內(nèi)含子 活性肽的剪切釋放：一條已合成的多肽鏈經(jīng)翻譯加工 后生成不同活性的蛋白質(zhì)或多肽3剪接一蛋白質(zhì)前體通過(guò)多肽剪除某些氨基酸片段.卩 以一定的順序結(jié)合起來(lái)生成成熟有活性的蛋白質(zhì)鴉片促黑皮質(zhì)素原（POMC）的水解修飾信號(hào)肽KRKRPM(Np-LT103肽(?)a-MSHEndophin（三）添加化學(xué)基團(tuán)（化學(xué)編輯）1. 愛(ài)白質(zhì)的脂験化?；D(zhuǎn)移酶催 化脂肪酸與肽鏈中的Ser的疑基以 酯鍵結(jié)合，使新生的蛋白脂?；?. 愛(ài)白質(zhì)的糖基化 使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化醯的作用 賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號(hào)的功能 某些蛋白只有在糖基化之后才能正 確折疊1. 核孔運(yùn)輸一胞