浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上第10章蛋白質(zhì)的生物合成

1、l基因的遺傳信息在轉(zhuǎn)基因的遺傳信息在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中從錄過(guò)程中從dnadna轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到到mrnamrna，再由，再由mrnamrna將將這種遺傳信息表達(dá)為這種遺傳信息表達(dá)為蛋白質(zhì)中氨基酸順序蛋白質(zhì)中氨基酸順序的過(guò)程叫做翻譯。的過(guò)程叫做翻譯。l合成體系：合成體系：2020種氨基種氨基酸酸,mrna,mrna、trnatrna、核、核蛋白體、酶和因子蛋白體、酶和因子, ,以及無(wú)機(jī)離子、以及無(wú)機(jī)離子、atp atp 、gtp gtp 合成方向：合成方向：ncnc端。端。 1.rrna1.rrna 與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成“工廠工廠” 核糖體結(jié)構(gòu)組成核糖體結(jié)構(gòu)組成 核

2、糖體的基本功能核糖體的基本功能結(jié)合結(jié)合mrnamrna，在，在mrnamrna上選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域開始翻譯上選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域開始翻譯密碼子（密碼子（mrnamrna）和反密碼子（）和反密碼子（trnatrna）的正確配對(duì)）的正確配對(duì)肽鍵的形成肽鍵的形成 存在存在 核糖體可游離存在，真核中，也可同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成粗糙的內(nèi)核糖體可游離存在，真核中，也可同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成粗糙的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。原核中，與質(zhì)網(wǎng)。原核中，與mrnamrna形成串狀形成串狀多核糖體多核糖體原核生原核生物核糖物核糖體組成體組成真核生真核生物核糖物核糖體組成體組成l2. trna 結(jié)合氨基酸：結(jié)合氨基酸：一種氨基酸一種氨基酸有幾種有幾種tr

3、natrna攜帶，結(jié)合攜帶，結(jié)合需要需要atpatp供能供能, ,氨基酸結(jié)氨基酸結(jié)合在合在trna3-ccatrna3-cca的位置。的位置。 反密碼子：反密碼子：每種每種trnatrna的反的反密碼子，決定了所帶氨密碼子，決定了所帶氨基酸能準(zhǔn)確的在基酸能準(zhǔn)確的在mrnamrna上上對(duì)號(hào)入座對(duì)號(hào)入座 。 反密碼子與反密碼子與mrnamrna的第三個(gè)的第三個(gè)核苷酸配對(duì)時(shí)，不嚴(yán)格核苷酸配對(duì)時(shí)，不嚴(yán)格遵從堿基配對(duì)原則遵從堿基配對(duì)原則 l3. mrna 攜帶著攜帶著dnadna的遺傳信息，是的遺傳信息，是多肽鏈的合成模板多肽鏈的合成模板 在在原核原核細(xì)胞內(nèi)，存在時(shí)間細(xì)胞內(nèi)，存在時(shí)間短，在轉(zhuǎn)錄的同時(shí)翻譯

4、短，在轉(zhuǎn)錄的同時(shí)翻譯 在在真核真核細(xì)胞內(nèi)，較穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)，較穩(wěn)定l蛋白質(zhì)合成時(shí)，蛋白質(zhì)合成時(shí)，mrnamrna結(jié)合結(jié)合于核糖體小亞基上，大亞于核糖體小亞基上，大亞 基結(jié)合帶氨基酸的基結(jié)合帶氨基酸的trnatrna，trnatrna的反密碼子與的反密碼子與mrnamrna密密碼子配對(duì)，碼子配對(duì)，atpatp供能，合成供能，合成蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。l為一個(gè)氨基酸編碼進(jìn)入蛋白質(zhì)多肽鏈特定線性位為一個(gè)氨基酸編碼進(jìn)入蛋白質(zhì)多肽鏈特定線性位置的三個(gè)核苷酸單位稱為密碼子（置的三個(gè)核苷酸單位稱為密碼子（codencoden）或三聯(lián)）或三聯(lián)體密碼。體密碼。l密碼子的發(fā)現(xiàn)密碼子的發(fā)現(xiàn) l統(tǒng)計(jì)學(xué)方法l人工合成僅由一種核苷

5、酸組成的多聚核苷酸，推測(cè)由哪一種氨基酸合成的多肽l核糖體結(jié)合試驗(yàn) 1965年，nirenberg用poly u加入c14標(biāo)記的20種aa,僅有苯丙氨酸的寡肽,uuu=苯丙氨酸,用此法破譯了全部密碼，編出遺傳密碼表。l遺傳密碼子的特點(diǎn)遺傳密碼子的特點(diǎn)l無(wú)標(biāo)點(diǎn)、不重疊無(wú)標(biāo)點(diǎn)、不重疊 密碼子是不重疊的，每個(gè)三聯(lián)體中的三個(gè)核苷酸只編碼一個(gè)氨基酸，核苷酸不重疊使用噬菌體x174中某些基因之間有重疊現(xiàn)象l簡(jiǎn)并簡(jiǎn)并(degeneracy) 幾種密碼子對(duì)應(yīng)于相同一種氨基酸。這些密碼子為同義密碼子l通用性通用性 絕大多數(shù)密碼子對(duì)各種生物都適用，某些線粒體中遺傳密碼有例外l終止信號(hào)終止信號(hào) uag、uaa、uga

6、l起始信號(hào)起始信號(hào) aug（真核中起始為met、原核中起始為fmet,翻譯中間為met）和氨酸的密碼子(gug)(極少出現(xiàn)）l以以mrnamrna為模板，氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰為模板，氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰trnatrna為原料，為原料，gtpgtp、atpatp供能，在核糖體中完成供能，在核糖體中完成。1.1.氨基酸的活化氨基酸的活化ltrnatrna在氨基酰在氨基酰-trna-trna 合成酶的幫助下，能夠識(shí)別相應(yīng)合成酶的幫助下，能夠識(shí)別相應(yīng)的氨基酸，并通過(guò)的氨基酸，并通過(guò)trnatrna氨基酸臂的氨基酸臂的 3-oh 3-oh 與氨基酸的與氨基酸的羧基形成活化酯氨基酰羧基形成活化酯氨基酰

7、-trna-trna。l氨基酰氨基酰-trna-trna的形成是一個(gè)兩步反應(yīng)過(guò)程：第一步是氨的形成是一個(gè)兩步反應(yīng)過(guò)程：第一步是氨基酸與基酸與 atp atp 作用作用, , 形成氨基酰腺嘌呤核苷酸；形成氨基酰腺嘌呤核苷酸； 第二第二步是氨基?；D(zhuǎn)移到步是氨基?；D(zhuǎn)移到 trnatrna 的的 3-oh 3-oh 端上端上, , 形成氨基形成氨基酰酰-trna-trna。 氨基酰氨基酰-trna-trna 合成酶合成酶l氨基酸氨基酸 + atp + trna+ atp + trna + h2o + h2o 氨基酰氨基酰-trna + amp + ppi-trna + amp + ppil每一種氨

8、基酸至少有一種對(duì)應(yīng)的氨基酰每一種氨基酸至少有一種對(duì)應(yīng)的氨基酰-trna-trna 合成酶。它合成酶。它既催化氨基酸與既催化氨基酸與 atp atp 的作用的作用, , 也催化氨基酰基轉(zhuǎn)移到也催化氨基?；D(zhuǎn)移到 trnatrna。l氨基酰氨基酰-trna-trna 合成酶具有高度的專一性。合成酶具有高度的專一性。 每一種氨基酰每一種氨基酰- -trnatrna 合成酶只能識(shí)別一種相應(yīng)的合成酶只能識(shí)別一種相應(yīng)的 trnatrna。 ltrnatrna 分子能接受相應(yīng)的氨基酸分子能接受相應(yīng)的氨基酸, , 決定于它特有的堿基順決定于它特有的堿基順序序, , 而這種堿基順序能夠被氨基酰而這種堿基順序能夠

9、被氨基酰-trna-trna 合成酶所識(shí)別。合成酶所識(shí)別。l氨基酰氨基酰-trna-trna通過(guò)反密碼臂上的三聯(lián)體反密碼通過(guò)反密碼臂上的三聯(lián)體反密碼子識(shí)別子識(shí)別mrnamrna上相應(yīng)的遺傳密碼，并將所攜帶的上相應(yīng)的遺傳密碼，并將所攜帶的氨基酸按氨基酸按mrnamrna遺傳密碼的順序安置在特定的位遺傳密碼的順序安置在特定的位置，最后在核糖體中合成肽鏈。置，最后在核糖體中合成肽鏈。起始密碼的識(shí)別起始密碼的識(shí)別起始復(fù)合物的形成起始復(fù)合物的形成核糖體移動(dòng)方向p位點(diǎn)a位點(diǎn)進(jìn)位進(jìn)位核糖體移位核糖體移位肽鏈的形成肽鏈的形成肽基轉(zhuǎn)移酶肽基轉(zhuǎn)移酶 l 核糖體為核糖體為80s，由，由60s的大亞基和的大亞基和40s的小亞基組成的小亞基組成l 起始密碼起始密碼augl 起始起始trna為為mettrnal 起始復(fù)合物起始復(fù)合物結(jié)合在結(jié)合在mrna 5端端aug上游的上游的帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)，真，真核核mrna無(wú)富含嘌呤的無(wú)富含嘌呤的sd序列（除某些病毒序列（除某些病毒mrna外）外） l 已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近9種（種（eukaryote initiation factor,eif） eif4a.eif4e.p220復(fù)合物稱為帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合復(fù)合物稱為帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合蛋白復(fù)合物（蛋白復(fù)合物（cbpc）l 肽鏈終止因子（肽鏈終止因子（ef1 ef1 ）及釋放因子