蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)生科ppt課件

1、蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運(yùn)一、蛋白質(zhì)的生物合成：一、蛋白質(zhì)的生物合成： 合成場所：核糖體合成場所：核糖體. . 原料：氨基酸、原料：氨基酸、tRNA tRNA 、mRNA mRNA 、rRNArRNA 其他蛋白因子、其他蛋白因子、ATPATP、GTP.GTP.l粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一蛋白質(zhì)合成的分子根底：一蛋白質(zhì)合成的分子根底：1 1、 mRNA mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板：是蛋白質(zhì)合成的模板： 含有三聯(lián)密碼子含有三聯(lián)密碼子. . 閱讀方向閱讀方向5 3.5 3. 有起始密碼有起始密碼AUGAUG和終止密碼和終止密碼UAAUAA、UAGUAG、UGA.UGA. 3 3端：真核生物有端：真

2、核生物有PolyAPolyA尾巴尾巴. . 5 5端：決議起始密碼的選擇端：決議起始密碼的選擇. .2 2、tRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)活化的氨基酸到模板上：轉(zhuǎn)運(yùn)活化的氨基酸到模板上： 每種氨基酸都至少有一種每種氨基酸都至少有一種tRNAtRNA擔(dān)任轉(zhuǎn)運(yùn)擔(dān)任轉(zhuǎn)運(yùn). . 書寫方式：書寫方式：tRNAPhetRNAPhe、 tRNASer tRNASer 通常一種氨基酸具有幾種通常一種氨基酸具有幾種tRNA.tRNA.tRNAtRNA分子的識別位點(diǎn)包括：分子的識別位點(diǎn)包括： 3CCA-OH 3CCA-OH氨基酸接受位點(diǎn)氨基酸接受位點(diǎn). . 識別氨酰識別氨酰-tRNA-tRNA合成酶位點(diǎn)合成酶位點(diǎn). . 核

3、糖體識別位點(diǎn)核糖體識別位點(diǎn). . 反密碼子結(jié)合位點(diǎn)反密碼子結(jié)合位點(diǎn). .CysCys* *半胱氨酰半胱氨酰tRNA合成酶合成酶tRNACystRNACys半胱氨酰半胱氨酰* * - tRNACys - tRNACys丙氨酰丙氨酰* * - tRNACys - tRNACysAlaAla插入蛋白中插入蛋白中CysCys的位置的位置結(jié)論：構(gòu)成氨酰結(jié)論：構(gòu)成氨酰tRNAtRNA后的去向由后的去向由tRNAtRNA決議決議. .3 3、核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠、核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠. .氨酰氨酰tRNAtRNA合成酶合成酶氨酰氨酰AMPAMP型氨酰型氨酰tRNAtRNA合成酶：催化構(gòu)成合成酶：催化

4、構(gòu)成22方式的酯方式的酯氨?；鶊F(tuán)在氨?；鶊F(tuán)在2 2 3 3間交換間交換型氨酰型氨酰tRNAtRNA合成酶：催化構(gòu)成合成酶：催化構(gòu)成33方式的酯方式的酯2 2、特定的氨酰、特定的氨酰tRNAtRNA合成酶識別：合成酶識別： 特定的氨基酸特定的氨基酸. . 與氨基酸對應(yīng)的特定的與氨基酸對應(yīng)的特定的tRNA.tRNA.型和型和型酶型酶3 3、氨酰、氨酰tRNAtRNA合成酶的校正功能：合成酶的校正功能： 水解非正確組合的氨基酸和水解非正確組合的氨基酸和tRNA.tRNA. 異亮氨酰異亮氨酰tRNAIle 纈氨酰纈氨酰tRNAVal 纈氨酰纈氨酰tRNAIle那么被水解：纈氨酸那么被水解：纈氨酸+tR

5、NAIle4 4、一個(gè)特殊的、一個(gè)特殊的tRNAtRNA啟動蛋白的合成：啟動蛋白的合成： 一切蛋白質(zhì)的翻譯都起始于甲硫氨酸一切蛋白質(zhì)的翻譯都起始于甲硫氨酸MetMet的參與的參與. . tRNAMet tRNAMet：攜帶：攜帶MetMet摻入蛋白內(nèi)部摻入蛋白內(nèi)部. . tRNAiMet tRNAiMet ：攜帶起始的：攜帶起始的MetMet摻入摻入. . 由同一種由同一種tRNAtRNA合成酶合成：起始因子識別合成酶合成：起始因子識別tRNAiMettRNAiMet 延伸因子識別延伸因子識別tRNAMettRNAMet 原核生物中的第一個(gè)蛋氨酸要進(jìn)展甲?；松镏械牡谝粋€(gè)蛋氨酸要進(jìn)展甲酰化

6、 修飾修飾-甲酰甲酰Met： fMet - tRNAiMet5 5、翻譯起始于、翻譯起始于mRNAmRNA與核糖體的結(jié)合：與核糖體的結(jié)合： 真核生物真核生物mRNAmRNA分子的分子的55端有核糖體進(jìn)入部位端有核糖體進(jìn)入部位: : 帽子構(gòu)造協(xié)助識別帽子構(gòu)造協(xié)助識別mRNAmRNA分子與核糖體的結(jié)合位點(diǎn)分子與核糖體的結(jié)合位點(diǎn). . 核糖體沿著核糖體沿著 mRNA mRNA分子分子5 35 3掃描至起始密碼掃描至起始密碼AUG.AUG. 真核生物最接近真核生物最接近55端的端的AUGAUG序列通常就是起始密碼序列通常就是起始密碼. . 原核生物原核生物mRNA 5端的端的SD序列序列識別識別16S

7、 rRNASDSD序列：在細(xì)菌的序列：在細(xì)菌的mRNAmRNA的的55端起始端起始AUGAUG序列上游序列上游1010個(gè)堿基左右的位置，個(gè)堿基左右的位置，有一段富含嘌呤堿基的序列，能與細(xì)菌的有一段富含嘌呤堿基的序列，能與細(xì)菌的16S16S核糖體核糖體RNA3RNA3端的端的7 7個(gè)嘧啶個(gè)嘧啶堿基互補(bǔ)性識別，這段序列由堿基互補(bǔ)性識別，這段序列由Shine-DalgarnoShine-Dalgarno發(fā)現(xiàn)，稱為發(fā)現(xiàn)，稱為S-DS-D序列序列. .6 6、蛋白因子協(xié)助合成的起始：、蛋白因子協(xié)助合成的起始： 蛋白質(zhì)合成的起始、延伸和終止的每一個(gè)階段，都涉蛋白質(zhì)合成的起始、延伸和終止的每一個(gè)階段，都涉及

8、到一組不同的蛋白質(zhì)因子的協(xié)助及到一組不同的蛋白質(zhì)因子的協(xié)助. . 原核生物大腸桿菌：原核生物大腸桿菌： 三個(gè)起始因子三個(gè)起始因子initiation factorinitiation factor：IF1IF1、IF2IF2、IF3IF3 真核生物：更多種的起始因子協(xié)助真核生物：更多種的起始因子協(xié)助. .IF1IF1、IF3IF3與與30S30S小亞基結(jié)合：小亞基結(jié)合：IF3IF3防止防止30S30S亞基與亞基與50S50S亞基過早結(jié)合亞基過早結(jié)合. .mRNAmRNA與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合 fMettRNAiMet fMettRNAiMet進(jìn)入進(jìn)入50S50S大亞基的結(jié)合大亞基的結(jié)合A A

9、：新進(jìn)來的氨基酸結(jié)合位點(diǎn)：新進(jìn)來的氨基酸結(jié)合位點(diǎn). .P P：肽鏈結(jié)合位點(diǎn)：肽鏈結(jié)合位點(diǎn). .E E：出口大部分在大亞基上：出口大部分在大亞基上. .進(jìn)位進(jìn)位7 7、蛋白合成的延伸、蛋白合成的延伸elongationelongation：轉(zhuǎn)肽：肽酰轉(zhuǎn)移酶核糖體參與催化轉(zhuǎn)肽：肽酰轉(zhuǎn)移酶核糖體參與催化.移位：移位：EF-GEF-GEF-2EF-28 8、翻譯的終止、翻譯的終止terminateterminate 沒有識別終止密碼子沒有識別終止密碼子UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA的的tRNA. tRNA. 有核糖體釋放因子的協(xié)助有核糖體釋放因子的協(xié)助. .肽酰轉(zhuǎn)移酶活性變?yōu)轷ッ富钚噪孽＾D(zhuǎn)移

10、酶活性變?yōu)轷ッ富钚訰F1：UAA/UAGRF2：UGARF3：刺激活性：刺激活性多核糖體多核糖體polysomepolysome：多核糖體與核糖體循環(huán)：多核糖體與核糖體循環(huán)：合成終了合成終了的肽鏈的肽鏈多核糖體多核糖體3mRNA延伸中的肽鏈延伸中的肽鏈5核糖體循環(huán)核糖體循環(huán)9 9、蛋白質(zhì)合成的抑制劑：了解、蛋白質(zhì)合成的抑制劑：了解. .抗菌素抗菌素antibioticsantibiotics毒素毒素抗代謝物抗代謝物干擾素干擾素1 1抗菌素抗菌素鏈霉素、卡那霉素、新霉素鏈霉素、卡那霉素、新霉素 主要抑制主要抑制G-G-菌蛋白質(zhì)合成三個(gè)階段：菌蛋白質(zhì)合成三個(gè)階段： 起始復(fù)合物構(gòu)成起始復(fù)合物構(gòu)成使氨

11、基酰使氨基酰tRNAtRNA從復(fù)合物零落；從復(fù)合物零落； 肽鏈延伸階段肽鏈延伸階段使氨基酰使氨基酰tRNAtRNA與與mRNAmRNA錯(cuò)配；錯(cuò)配； 終止階段終止階段妨礙終止因子與核蛋白體結(jié)合，已合成的多肽鏈妨礙終止因子與核蛋白體結(jié)合，已合成的多肽鏈無法釋放，抑制無法釋放，抑制70S70S核糖體的解離核糖體的解離. .四環(huán)素土霉素、金霉素四環(huán)素土霉素、金霉素作用于細(xì)菌作用于細(xì)菌30S30S小亞基，抑制起始復(fù)合物構(gòu)成；小亞基，抑制起始復(fù)合物構(gòu)成；抑制氨酰抑制氨酰tRNAtRNA進(jìn)入核糖體進(jìn)入核糖體A A位，阻滯肽鏈延伸；位，阻滯肽鏈延伸；影響終止因子與核糖體的結(jié)合影響終止因子與核糖體的結(jié)合四環(huán)素類

12、抗生素對真核細(xì)胞核糖體也有抑制四環(huán)素類抗生素對真核細(xì)胞核糖體也有抑制. .但不能經(jīng)過真核生物細(xì)胞膜但不能經(jīng)過真核生物細(xì)胞膜. .對對70S70S核糖體的敏感性更高核糖體的敏感性更高. .氯霉素氯霉素廣譜抗生素：廣譜抗生素： 與核糖體與核糖體A A位嚴(yán)密結(jié)合，妨礙氨基酰位嚴(yán)密結(jié)合，妨礙氨基酰tRNAtRNA進(jìn)入進(jìn)入 抑制肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，肽鏈延伸遭到影響抑制肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，肽鏈延伸遭到影響. .50S大亞基蛋白組分 2 2毒素：毒素：白喉霉素：催化蛋青絲生白喉霉素：催化蛋青絲生ADP-ADP-核糖基化核糖基化. .共價(jià)修飾使共價(jià)修飾使EF-2EF-2失活失活一條多肽單鏈，一條多肽單鏈，2 2個(gè)二硫

13、鍵，個(gè)二硫鍵，2 2個(gè)構(gòu)造域個(gè)構(gòu)造域構(gòu)造域與細(xì)胞外表受體結(jié)合構(gòu)造域與細(xì)胞外表受體結(jié)合毒素蛋白水解斷裂毒素蛋白水解斷裂二硫鍵復(fù)原，產(chǎn)生二硫鍵復(fù)原，產(chǎn)生A A、B B兩片段：兩片段：B B協(xié)助協(xié)助A A經(jīng)過細(xì)胞膜，經(jīng)過細(xì)胞膜，A A為蛋白修飾酶為蛋白修飾酶3 3抗代謝物：抗代謝物： 構(gòu)造與天然代謝物類似構(gòu)造與天然代謝物類似. . 競爭性抑制代謝中酶競爭性抑制代謝中酶/ /反響反響. .嘌呤霉素：構(gòu)造與嘌呤霉素：構(gòu)造與Tyr-tRNA TyrTyr-tRNA Tyr類似，進(jìn)入核糖體類似，進(jìn)入核糖體A A位位連于肽鏈的連于肽鏈的C C端，構(gòu)成肽酰嘌呤霉素，容易零落，肽鏈端，構(gòu)成肽酰嘌呤霉素，容易零落，

14、肽鏈合成提早終止合成提早終止. .嘌呤霉素對原嘌呤霉素對原/ /真核生物翻譯過程均有干擾，用于腫瘤真核生物翻譯過程均有干擾，用于腫瘤治療治療. . 4 4干擾素干擾素interferoninterferon，IFNIFN 病毒感染的宿主細(xì)胞產(chǎn)生：病毒感染的宿主細(xì)胞產(chǎn)生： 白細(xì)胞白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、免疫細(xì)胞、免疫細(xì)胞干擾素結(jié)合于細(xì)胞膜，活化抗病毒蛋白基因，誘導(dǎo)產(chǎn)生：干擾素結(jié)合于細(xì)胞膜，活化抗病毒蛋白基因，誘導(dǎo)產(chǎn)生： 蛋白激酶使蛋白激酶使eIF2磷酸化失活；磷酸化失活； 2-5腺嘌呤寡聚核苷酸合成酶；腺嘌呤寡聚核苷酸合成酶； 2-5A激活磷酸二酯酶水解激活磷酸二酯酶水解mRNA .五、

15、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及翻譯后修飾：五、蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及翻譯后修飾：蛋白質(zhì)定位：蛋白質(zhì)定位：1 1、溶酶體蛋白、分泌蛋白、質(zhì)膜骨架蛋白：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體蛋白、分泌蛋白、質(zhì)膜骨架蛋白：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 核糖體核糖體. . 信號肽假說信號肽假說. . 分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用. .2 2、線粒體與葉綠體蛋白：游離的核糖體、線粒體與葉綠體蛋白：游離的核糖體. . 蛋白質(zhì)向線粒體和葉綠體的定位機(jī)制蛋白質(zhì)向線粒體和葉綠體的定位機(jī)制信號肽假說簡圖：35SRP循環(huán)循環(huán)mRNA內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔信號肽酶信號肽酶信號肽信號肽信號識別體信號識別體SRP)多肽移位安裝多肽移位安裝核糖體受體

16、核糖體受體 一些真核細(xì)胞多肽鏈上一些真核細(xì)胞多肽鏈上N-端的信號肽的構(gòu)造：端的信號肽的構(gòu)造：分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體泡泡泡泡泡融入質(zhì)膜泡融入質(zhì)膜核糖體核糖體芽泡芽泡肽鏈折疊：指從多肽鏈的氨基酸序列構(gòu)成具有正確三維空間肽鏈折疊：指從多肽鏈的氨基酸序列構(gòu)成具有正確三維空間構(gòu)造的蛋白質(zhì)的過程構(gòu)造的蛋白質(zhì)的過程. .體內(nèi)多肽鏈的折疊目前以為至少有兩類蛋白質(zhì)參與，稱為助體內(nèi)多肽鏈的折疊目前以為至少有兩類蛋白質(zhì)參與，稱為助折疊蛋白折疊蛋白: : 1 1蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶PDIPDI2 2分子伴侶分子伴侶. . 肽鏈的折疊：肽鏈的折疊：LaskyLasky于

17、于19781978年首先提出分子伴侶年首先提出分子伴侶mulecular chaperonemulecular chaperone的的概念，這是一類在細(xì)胞內(nèi)能協(xié)助新生肽鏈正確折疊與裝配，組概念，這是一類在細(xì)胞內(nèi)能協(xié)助新生肽鏈正確折疊與裝配，組裝成為成熟蛋白質(zhì)，但其本身并不構(gòu)成被介導(dǎo)蛋白質(zhì)組成部分裝成為成熟蛋白質(zhì)，但其本身并不構(gòu)成被介導(dǎo)蛋白質(zhì)組成部分的一類蛋白因子，在原核生物和真核生物中廣泛存在的一類蛋白因子，在原核生物和真核生物中廣泛存在. .1 1、肽鏈末端的修飾：、肽鏈末端的修飾：N-N-端端fMetfMet或或MetMet的切除的切除2 2、信號序列的切除、信號序列的切除. .3 3、二硫鍵的構(gòu)成、二硫鍵的構(gòu)成. .4 4、部分肽段的切除、部分肽段的切除. .5 5、個(gè)別氨基酸的修飾、個(gè)別氨基酸的修飾. .6