第十二章 蛋白質的生物合成

1、第十二章 蛋白質的生物合成 一、知識要點 （一）蛋白質生物合成體系的重要組分蛋白質生物合成體系的重要組分主要包括mRNA 、tRNA 、rRNA、有關的酶以及幾十種蛋白質因子。其中，mRNA是蛋白質生物合成的直接模板。tRNA的作用體現(xiàn)在三個方面：3CCA接受氨基酸；反密碼子識別mRNA鏈上的密碼子；連接多肽鏈和核糖體。rRNA和幾十種蛋白質組成合成蛋白質的場所核糖體。 遺傳密碼的特點：無標點性、無重疊性；通用性和例外；簡并性；變偶性。（二）蛋白質白質生物合成的過程蛋白質生物合成的過程分四個步驟：氨基酸活化、肽鏈合成的起始、延伸、終止和釋放。其中，氨基酸活化即氨酰tRNA的

2、合成，反應由特異的氨酰tRNA合成酶催化，在胞液中進行。氨酰tRNA合成酶既能識別特異的氨基酸，又能辯認攜帶該氨?；囊唤M同功受體tRNA分子。肽鏈合成的起始對于大腸桿菌等原核細胞來說，是70S起始復合物的形成。它需要核糖體30S和50S亞基、帶有起始密碼子AUG的mRNA、fMet-tRNAf 、起始因子IF1、IF2、IF3（分子量分別為10 000、80 000和21 000的蛋白質）以及GTP和Mg2+的參加。肽鏈合成的延伸需要70S起始復合物、氨酰-tRNA、三種延伸因子：一種是熱不穩(wěn)定的EF-Tu，另一種是熱穩(wěn)定的EF-Ts，第三種是依賴GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。肽鏈合

3、成的終止和釋放需要三個終止因子RF1、RF2、RF3蛋白的參與。比較真核細胞蛋白質生物合成與原核細胞的不同。（三）蛋白質合成后的修飾蛋白質合成后的幾種修飾方式：氨基末端的甲酰甲硫氨酸的切除、肽鏈的折疊、氨基酸殘基的修飾、切去一段肽鏈。        二、習 題（一） （一）名詞解釋1密碼子(codon)2反義密碼子(synonymous codon)3反密碼子(anticodon)4變偶假說(wobble hypothesis)5移碼突變(frameshift mutant)6氨基酸同功受體(isoacceptor

4、)7反義RNA(antisense RNA)8信號肽(signal peptide)9簡并密碼(degenerate code)10核糖體(ribosome)11多核糖體(poly some)12氨?；课?aminoacyl site)13肽酰基部位(peptidy site)14肽基轉移酶(peptidyl transferase)15氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)16蛋白質折疊(protein folding)17核蛋白體循環(huán)(polyribosome)18鋅指(zine finger)19亮氨酸拉鏈(leucine zipper)20順式作

5、用元件(cis-acting element)21反式作用因子(trans-acting factor)22螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix) （二）英文縮寫符號1IF（initiation factor）： 2EF（elongation factor）：3RF（release factor）：4hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：5fMet-tRNAf ： 6Met-tRNAi ： （三） 填空題1蛋白質的生物合成是以_作為模板，_作為運輸氨基酸的工具，_作為合成的場所。2細胞內多肽鏈合成的方向是從_端到_端，而閱讀mRNA的

6、方向是從_端到_端。3核糖體上能夠結合tRNA的部位有_部位，_部位。4蛋白質的生物合成通常以_作為起始密碼子，有時也以_作為起始密碼子，以_，_，和_作為終止密碼子。5SD序列是指原核細胞mRNA的5端富含_堿基的序列，它可以和16SrRNA的3端的_ 序列互補配對，而幫助起始密碼子的識別。6原核生物蛋白質合成的起始因子（IF）有_種，延伸因子（EF）有_種，終止釋放（RF）有_種；而真核生物細胞質蛋白質合成的延伸因子通常有_種，真菌有_種，終止釋放因子有_種。7原核生物蛋白質合成中第一個被摻入的氨基酸是_。8無細胞翻譯系統(tǒng)翻譯出來的多肽鏈通常比在完整的細胞中翻譯的產物要長，這是因為_。9已

7、發(fā)現(xiàn)體內大多數(shù)蛋白質正確的構象的形成需要_的幫助。10分子伴侶通常具_酶的活性。11蛋白質內含子通常具有_酶的活性。12某一tRNA的反密碼子是GGC，它可識別的密碼子為_和_。13環(huán)狀RNA不能有效地作為真核生物翻譯系統(tǒng)的模板是因為_。14在真核細胞中，mRNA是由_經_合成的，它攜帶著_。它是由_降解成的，大多數(shù)真核細胞的mRNA只編碼_。15生物界總共有_個密碼子。其中_個為氨基酸編碼；起始密碼子為_；終止密碼子為_，_，_。16氨酰- tRNA合成酶對_和_均有專一性，它至少有兩個識別位點。17原核細胞內起始氨酰- tRNA為_ _；真核細胞內起始氨酰- tRNA為 _。18原核生物核

8、糖體50S亞基含有蛋白質合成的_部位和_部位，而mRNA結合部位_。19許多生物核糖體連接于一個mRNA形成的復合物稱為_。20肽基轉移酶在蛋白質生物合成中的作用是催化_和_。21核糖體_亞基上的_協(xié)助識別起始密碼子。22延長因子G又稱_，它的功能是_，但需要_。23ORF是指_，已發(fā)現(xiàn)最小的ORF只編碼_個氨基酸。24基因表達包括_和_。25遺傳密碼的特點有方向性、連續(xù)性_和_。26氨酰- tRNA合成酶利用_供能，在氨基酸_基上進行活化，形成氨基酸AMP中間復合物。27原核生物肽鏈合成啟始復合體由mRNA _和_組成。28真核生物肽鏈合成啟始復合體由mRNA _和_組成。29肽鏈延伸包括進

9、位_和_三個步驟周而復始的進行。30原核生物肽鏈合成后的加工包括_和_。31鏈霉素和卡那霉素能與核蛋白體_亞基結合，改變其構象，引起_導致合成的多肽鏈一級結構改變。32氯霉素能與核蛋白體_亞基結合，抑制_酶活性，從而抑制蛋白質合成。33乳糖操縱子的控制區(qū)啟動子上游有_結合位點，當此位點與_結合時，轉錄可增強一千倍左右。34真核生物蛋白質因子與DNA相互作用的基元較常見的有_和_。35乳糖操縱子的誘導物是_，色氨酸操縱子的輔阻遏物是_。36分泌性蛋白質多肽鏈合成后的加工包括_、剪裁和天然構象的形成。37Ras癌基因的產物是_，src癌基因的產物是_。 （四）選擇題1預測一下哪一種氨酰-

10、 tRNA合成酶不需要有較對的功能： A甘氨酰- tRNA合成酶 B丙氨酰- tRNA合成酶 C精氨酰- tRNA合成酶 D谷氨酰- tRNA合成酶2某一種tRNA的反密碼子是5´UGA3´，它識別的密碼子序列是： AUCA BACU CUCG DGCU3為蛋白質生物合成中肽鏈延伸提供能量的是： AATP BCTP CGTP DUTP4一個N端氨基酸為丙氨酸的20肽，其開放閱讀框架至少應由多少核苷酸殘基組成： A60 B63 C66 D69 5在蛋白質生物合成中tRNA的作用是： A將一個氨基酸連接到另一個氨基酸上 B把氨基酸帶到mRNA指定的位置上 C增加氨基酸的有效濃度

11、 D將mRNA連接到核糖體上6下列對原核細胞mRNA的論述那些是正確的： A原核細胞的mRNA多數(shù)是單順反子的產物 B多順反子mRNA在轉錄后加工中切割成單順反子mRNA C多順反子mRNA翻譯成一個大的蛋白質前體，在翻譯后加工中裂解成若干成熟的蛋白質 D多順反子mRNA上每個順反子都有自己的起始和終止密碼子；分別翻譯成各自的產物7在蛋白質分子中下面所列舉的氨基酸哪一種最不容易突變？AArg BGlu CVal DAsp8根據(jù)擺動學說，當一個tRNA分子上的反密碼子的第一個堿基為次黃嘌呤時，它可以和mRNA密碼子的第三位的幾種堿基配對： A1 B2 C3 D49以下有關核糖體的論述哪項是不正確

12、的： A核糖體是蛋白質合成的場所 B核糖體小亞基參與翻譯起始復合物的形成，確定mRNA的解讀框架 C核糖體大亞基含有肽基轉移酶活性 D核糖體是儲藏核糖核酸的細胞器10關于密碼子的下列描述，其中錯誤的是：A每個密碼子由三個堿基組成 B每一密碼子代表一種氨基酸C每種氨基酸只有一個密碼子 D有些密碼子不代表任何氨基酸11如果遺傳密碼是四聯(lián)體密碼而不是三聯(lián)體，而且tRNA反密碼子前兩個核苷酸處于擺動的位置，那么蛋白質正常合成大概需要多少種tRNA：A約256種不同的tRNA B150250種不同的tRNAC與三聯(lián)體密碼差不多的數(shù)目 D取決于氨酰-tRNA合成酶的種類12擺動配對是指下列哪個堿基之間配對

13、不嚴格：A反密碼子第一個堿基與密碼子第三個堿基B反密碼子第三個堿基與密碼子第一個堿基C反密碼子和密碼子第一個堿基D反密碼子和密碼子第三個堿基13在蛋白質合成中，把一個游離氨基酸摻入到多肽鏈共須消耗多少高能磷酸鍵： A1 B2 C3 D414蛋白質的生物合成中肽鏈延伸的方向是：AC端到N端 B從N端到C端C定點雙向進行 DC端和N端同時進行15核糖體上A位點的作用是：A接受新的氨基酰-tRNA到位 B含有肽機轉移酶活性，催化肽鍵的形成 C可水解肽酰tRNA、釋放多肽鏈 D是合成多肽鏈的起始點16蛋白質的終止信號是由： AtRNA識別 B轉肽酶識別C延長因子識別 D以上都不能識別17下列屬于順式作

14、用元件的是： A啟動子 B結構基因 C RNA聚合酶 D 錄因子 18下列屬于反式作用因子的是： A啟動子 B增強子 C終止子 D轉錄因子19下列有關癌基因的論述，哪一項是正確的：A癌基因只存在病毒中 B細胞癌基因來源于病毒基因 C癌基因是根據(jù)其功能命名的 D細胞癌基因是正常基因的一部分20下列何者是抑癌基因 Aras基因 Bsis基因 CP53基因 Dsrc基因 （五）是非判斷題（ ）1由于遺傳密碼的通用性真核細胞的mRNA可在原核翻譯系統(tǒng)中得到正常的翻譯。（ ）2核糖體蛋白不僅僅參與蛋白質的生物合成。（ ）3在翻譯起始階段，有完整的核糖體與mRNA的5´端結合，從而開始

15、蛋白質的合成。（ ）4所有的氨酰-tRNA的合成都需要相應的氨酰-TRNA合成酶的催化。（ ）5EF-Tu的GTPase 活性越高，翻譯的速度就越快，但翻譯的忠實性越低。（ ）6在蛋白質生物合成中所有的氨酰-tRNA都是首先進入核糖體的A部位。（ ）7tRNA的個性即是其特有的三葉草結構。（ ）8從DNA分子的三聯(lián)體密碼可以毫不懷疑的推斷出某一多肽的氨基酸序列，但氨基酸序列并不能準確的推導出相應基因的核苷酸序列。（ ）9與核糖體蛋白相比，rRNA僅僅作為核糖體的結構骨架，在蛋白質合成中沒有什么直接的作用。（ ）10多肽鏈的折疊發(fā)生在蛋白質合成結束以后才開始。（ ）11人工合成多肽的方向也是從N

16、端到C端。（ ）12核糖體活性中心的A位和P位均在大亞基上。（ ）13蛋白質合成過程中所需的能量都由ATP直接供給。（ ）14每個氨酰-tRNA進入核糖體的A位都需要延長因子的參與，并消耗一分子GTP。（ ）15每種氨基酸只能有一種特定的tRNA與之對應。（ ）16密碼子與反密碼子都是由AGCU 4種堿基構成的。（ ）17泛素是一種熱激蛋白。（ ）18原核細胞新生肽鏈N端第一個殘基為fMet；真核細胞新生肽鏈N端為Met。（ ）19蛋白質合成過程中，肽基轉移酶起轉肽作用核水解肽鏈作用。（ ）20色氨酸操縱子中存在衰減子，故此操縱系統(tǒng)有細調節(jié)功能。 （六）問答題1什么m7GTP 能夠抑

17、制真核細胞的蛋白質合成，但不抑制原核細胞的蛋白質合成？相反人工合成的SD序列能夠抑制原核細胞的蛋白質合成，但不抑制真核細胞的蛋白質合成？2遺傳密碼如何編碼？有哪些基本特性？3簡述tRNA在蛋白質的生物合成中是如何起作用的？4mRNA遺傳密碼排列順序翻譯成多肽鏈的氨基酸排列順序，保證準確翻譯的關鍵是什么？5述真核生物反式作用因子與DNA靶區(qū)和RNA聚合酶相互作用的基本方式。6癌基因異常激活有哪些方式？7簡述抑癌基因與癌變的關系。 三、參考答案 （一） （一）    名詞解釋1 1密碼子（codon）：存在于信使RNA中的三個相鄰的核苷酸順序，是蛋

18、白質合成中某一特定氨基酸的密碼單位。密碼子確定哪一種氨基酸叁入蛋白質多肽鏈的特定位置上；共有64個密碼子,其中61個是氨基酸的密碼，3個是作為終止密碼子。2 2同義密碼子（synonym codon）：為同一種氨基酸編碼的幾個密碼子之一，例如密碼子UUU和UUC 二者都為苯丙氨酸編碼。3 3反密碼子（anticodon）：在轉移RNA反密碼子環(huán)中的三個核苷酸的序列，在蛋白質合成中通過互補的堿基配對，這部分結合到信使RNA的特殊密碼上。4 4變偶假說（Wobble hypothesis）：克里克為解釋tRNA分子如何去識別不止一個密碼子而提出的一種假說。據(jù)此假說，反密碼子的前兩個堿基（3端）按照堿基配對的一般規(guī)律與密碼子的前兩個（5端）堿基配對，然而tRNA反密碼子中的第三個堿基，在與密碼子上3端的堿基形成氫鍵時，則可有某種程度的變動，使其有可能與幾種不同的堿基配對。5 5移碼突變（frame-shift mutation）：一種突變，其結果為導致核酸的核苷酸順序之間的正常關系發(fā)生改變。移碼突變是由刪去或插入一個核苷酸的點突變構成的，在這種情況下，突變點以前的密碼子并不改變，并將決定正確的氨基酸順序；但突變點以后的所有密碼子都將改變。且將決定錯誤的氨基酸順序。6氨基酸同功受體（isoacceptor）：每一個氨基酸可以有多過一個tRNA作為運載工具，這些tR