第17章蛋白質(zhì)生物合成

1、目錄目錄第十七章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）第十七章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯） Biosynthesis of Proteins (Translation) 目錄目錄Genetic information transfer from one generation to anotherGenetic information expression in one generation(or individual)目錄目錄蛋白質(zhì)生物合成的概念蛋白質(zhì)生物合成的概念: :是指在多種因子輔助下，由是指在多種因子輔助下，由tRNAtRNA攜帶并轉(zhuǎn)攜帶并轉(zhuǎn)運相應(yīng)氨基酸，識別運相應(yīng)氨基酸，識別mRNAmRNA上的三聯(lián)體

2、密碼子，上的三聯(lián)體密碼子，在在核糖體核糖體上合成具有特定序列多肽鏈的過程。上合成具有特定序列多肽鏈的過程。 目錄目錄目錄目錄第一節(jié)第一節(jié)蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系Protein biosynthesis system目錄目錄1.1.基本原料：基本原料：2020種編碼氨基酸種編碼氨基酸2.2.模板：模板：mRNAmRNA3.3.適配器：適配器：tRNAtRNA4.4.裝配機：核蛋白體裝配機：核蛋白體5.5.主要酶和蛋白質(zhì)因子：氨基酰主要酶和蛋白質(zhì)因子：氨基酰-tRNA-tRNA合成酶、合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等轉(zhuǎn)肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等6.6.能源物質(zhì)：

3、能源物質(zhì)：ATPATP、GTPGTP7.7.無機離子：無機離子：MgMg2+2+、 K K+ +蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系: :目錄目錄一、一、mRNAmRNA是蛋白質(zhì)合成的信息模板是蛋白質(zhì)合成的信息模板nmRNAmRNA的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)Start of genetic messageCapEndTail5 -端非翻譯區(qū)端非翻譯區(qū) 5 3 3 -端非翻譯區(qū)端非翻譯區(qū) 開放閱讀框架開放閱讀框架 從從mRNA 5 -端起始密碼子端起始密碼子AUG到到3 -端終止密端終止密碼子之間的核苷酸序列，稱為開放閱讀框架碼子之間的核苷酸序列，稱為開放閱讀框架(open reading frame

4、, ORF)。(5-UTR)(3-UTR)目錄目錄n遺傳密碼遺傳密碼在在mRNAmRNA的開放閱讀框架區(qū)，以每的開放閱讀框架區(qū)，以每3 3個相鄰的核個相鄰的核苷酸為一組，代表一種氨基酸苷酸為一組，代表一種氨基酸( (或其他信息或其他信息) )，這，這種三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱為密碼子。種三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱為密碼子。起始密碼子起始密碼子(initiation codon)(initiation codon)：AUGAUG終止密碼子終止密碼子(termination codon) (termination codon) ：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA密碼子（密碼子（codonco

5、don）起始密碼子和終止密碼子：起始密碼子和終止密碼子：目錄目錄stop codontriplet目錄目錄mRNA structure in eukaryotesstop codontriplet目錄目錄遺遺傳傳密密碼碼表表目錄目錄n遺傳密碼的特點遺傳密碼的特點1. 1. 方向性方向性(directional)(directional)翻譯時遺傳密碼的閱讀方向是翻譯時遺傳密碼的閱讀方向是5 5 33 ，即讀碼，即讀碼從從mRNAmRNA的起始密碼子的起始密碼子AUGAUG開始，按開始，按5 5 33 的方向逐的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。一閱讀，直至終止密碼子。 NC肽鏈延伸方向肽鏈延伸方向

6、53讀碼方向讀碼方向目錄目錄2. 2. 連續(xù)性連續(xù)性(non-punctuated)(non-punctuated) 編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間既無間隔也無交叉。密碼子及密碼子的各堿基之間既無間隔也無交叉。 5 A U G A C G U U U G A G A A U 3 5 A U G A C G U U U G A G A A U 3目錄目錄纈纈 脯脯 蘇蘇 天冬天冬纈纈 丙丙 酪酪 甘甘纈纈 丙丙 絲絲 精精基因損傷引起基因損傷引起mRNAmRNA閱讀框架內(nèi)的堿閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可

7、能導(dǎo)致框移突變基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突變（frameshift mutationframeshift mutation）。）。 目錄目錄3. 3. 簡并性簡并性(degeneracy)(degeneracy)一種氨基酸可具有一種氨基酸可具有2 2個或個或2 2個以上的密碼子個以上的密碼子為其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的為其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的簡并性。簡并性。除色氨酸和甲硫氨酸僅有除色氨酸和甲硫氨酸僅有1 1個密碼子外，個密碼子外，其余氨基酸有其余氨基酸有2 2、3 3、4 4個或多至個或多至6 6個三聯(lián)體為其個三聯(lián)體為其編碼。為同一種氨基酸編碼的各密碼子稱為編碼。為同一種氨基酸

8、編碼的各密碼子稱為簡簡并性密碼子并性密碼子，也稱，也稱同義密碼子同義密碼子 。目錄目錄各種氨基酸的密碼子數(shù)目各種氨基酸的密碼子數(shù)目目錄目錄4. 4. 擺動性擺動性(wobble)(wobble) 反密碼子與密碼子之間的配對有時并不反密碼子與密碼子之間的配對有時并不嚴(yán)格遵守常見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱嚴(yán)格遵守常見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為擺動配對為擺動配對(wobble base pairing)(wobble base pairing)。 tRNA反密碼子反密碼子第第1位堿基位堿基IUGACmRNA密碼子密碼子第第3位堿基位堿基U, C, AA, GU, CUG反密碼子與密碼子的識別方式與

9、擺動配對反密碼子與密碼子的識別方式與擺動配對目錄目錄5. 5. 通用性通用性(universal)(universal)從簡單的細(xì)菌到高等的人類，幾乎使用同從簡單的細(xì)菌到高等的人類，幾乎使用同一套遺傳密碼，因此，遺傳密碼表中的這套一套遺傳密碼，因此，遺傳密碼表中的這套“通用密碼通用密碼”基本上適用于生物界的所有物種，基本上適用于生物界的所有物種，具有具有通用性通用性。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。同一祖先。目錄目錄已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動物細(xì)胞的線粒體、已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。植物細(xì)胞的葉綠體。 通用密碼通用密碼 線

10、粒體密碼線粒體密碼AUA 異亮異亮 蛋、起始蛋、起始AGA 精精 終止終止AGG 精精 終止終止UGA 終止終止 色色目錄目錄二、氨基酰二、氨基酰-tRNA-tRNA通過其反密碼子與通過其反密碼子與mRNAmRNA中中對應(yīng)的密碼子互補結(jié)合對應(yīng)的密碼子互補結(jié)合 ntRNAtRNA的作用的作用運載氨基酸：運載氨基酸：氨基酸各由其特異的氨基酸各由其特異的tRNAtRNA攜帶，一攜帶，一種氨基酸可有幾種對應(yīng)的種氨基酸可有幾種對應(yīng)的tRNAtRNA，氨基酸結(jié)合在，氨基酸結(jié)合在tRNA 3tRNA 3 -CCA-CCA的位置，結(jié)合需要的位置，結(jié)合需要ATPATP供能；供能；充當(dāng)充當(dāng)“適配器適配器”：每種每

11、種tRNAtRNA的反密碼子決定了所的反密碼子決定了所攜帶的氨基酸能準(zhǔn)確地在攜帶的氨基酸能準(zhǔn)確地在mRNAmRNA上對號入座。上對號入座。目錄目錄二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)ntRNA的構(gòu)象的構(gòu)象目錄目錄A specific amino acid is catalyzed to attach to 3-OH of CCA in 3 end of a tRNA by a specific aminoacyl tRNA synthetase.目錄目錄三、核糖體是肽鏈三、核糖體是肽鏈 “裝配廠裝配廠”n核糖體的組成核糖體的組成核糖體核糖體又稱又稱核蛋白體核蛋白體，是由，是由rRNArRNA和多種

12、蛋和多種蛋白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒，是白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒，是蛋白質(zhì)生物合成的場所。蛋白質(zhì)生物合成的場所。目錄目錄原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)rpS21種種rpL36種種rpS33種種rpL49種種 不同細(xì)胞核蛋白體的組成不同細(xì)胞核蛋白體的組成 核蛋白體蛋白質(zhì)（核蛋白體蛋白質(zhì)（ribosomal protein，r

13、p） 核核蛋蛋白白體體的的組組成成目錄目錄原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:氨基酰位氨基酰位（aminoacyl site，A 位）位）肽酰位肽酰位（peptidyl site，P 位）位）排出位（排出位（exit site，E 位）位）（真核生物沒有）（真核生物沒有）目錄目錄n 核糖體在翻譯中的功能部位核糖體在翻譯中的功能部位 目錄目錄30S small ribosomal subunit in prokaryotesmRNA目錄目錄四、四、肽鏈生物合成需要酶類和肽鏈生物合成需要酶類和蛋白質(zhì)因子蛋白質(zhì)因子（一）重要的酶類 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合

14、成酶：催化氨基酸的活化合成酶：催化氨基酸的活化 轉(zhuǎn)肽酶：催化轉(zhuǎn)肽酶：催化P P位的肽?；D(zhuǎn)移至位的肽?；D(zhuǎn)移至A A位位 轉(zhuǎn)位酶：催化核糖體向轉(zhuǎn)位酶：催化核糖體向mRNAmRNA的的3 3端移位端移位（二）蛋白質(zhì)因子： 起始因子（起始因子（initiation factorinitiation factor，IFIF） 延長因子（延長因子（elongation factorelongation factor，EFEF） 釋放因子（釋放因子（releasing factorreleasing factor，RFRF）（三）能源物質(zhì)及離子（三）能源物質(zhì)及離子 ATPATP和和GTPGTP，無機離子

15、（，無機離子（Mg Mg 2+2+和和K K+ +） 目錄目錄原核生物肽鏈合成所需要的蛋白質(zhì)因子及其功能原核生物肽鏈合成所需要的蛋白質(zhì)因子及其功能種類種類生物學(xué)功能生物學(xué)功能起始因子起始因子IF-1IF-1占據(jù)核糖體占據(jù)核糖體A A位，防止位，防止A A位結(jié)合其他位結(jié)合其他tRNA tRNA IF-2IF-2促進(jìn)促進(jìn)fMet-tRNAfMet-tRNAfMetfMet與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合 IF-3IF-3促進(jìn)大、小亞基分離；提高促進(jìn)大、小亞基分離；提高P P位對結(jié)合位對結(jié)合fMet-fMet-tRNAftRNAfMetMet的敏感性的敏感性 延長因子延長因子EF-TuEF-Tu促進(jìn)氨基酰促

16、進(jìn)氨基酰-tRNA-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A A位，結(jié)合并分解位，結(jié)合并分解GTPGTPEF-TsEF-TsEF-TuEF-Tu的的調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基EF-GEF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-mRNA-肽酰肽酰-tRNA-tRNA由由A A位移至位移至P P位；促進(jìn)位；促進(jìn)tRNAtRNA卸載與釋放卸載與釋放 釋放因子釋放因子RF-1RF-1特異識別特異識別UAAUAA、UAGUAG，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ?，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ窻F-2RF-2特異識別特異識別UAAUAA、UGAUGA，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ?，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ窻F-3RF-3具有具有GTPGTP酶活性，介導(dǎo)酶活性，

17、介導(dǎo)RF-1RF-1及及RF-2RF-2與核糖體的相互與核糖體的相互作用作用種類種類生物學(xué)功能生物學(xué)功能起始因子起始因子eIF-1多功能因子，參與翻譯的多個步驟多功能因子，參與翻譯的多個步驟eIF-2促進(jìn)促進(jìn)Met-tRNAiMet與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合eIF-2B結(jié)合小亞基，促進(jìn)大、小亞基分離結(jié)合小亞基，促進(jìn)大、小亞基分離 eIF-3結(jié)合小亞基，促進(jìn)大、小亞基分離；介導(dǎo)結(jié)合小亞基，促進(jìn)大、小亞基分離；介導(dǎo)eIF-4F復(fù)合物復(fù)合物-mRNA與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合 eIF-4AeIF-4F復(fù)合物成分；有復(fù)合物成分；有RNA解螺旋酶活性，解除解螺旋酶活性，解除mRNA 5 -端的端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，

18、使其與小亞基結(jié)合發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使其與小亞基結(jié)合 eIF-4B結(jié)合結(jié)合mRNA，促進(jìn)，促進(jìn)mRNA掃描定位起始掃描定位起始AUGeIF-4EeIF-4F復(fù)合物成分，識別結(jié)合復(fù)合物成分，識別結(jié)合mRNA 的的5 帽結(jié)構(gòu)帽結(jié)構(gòu)eIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合復(fù)合物成分，結(jié)合eIF-4E、eIF-3和和PABeIF-5促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離eIF-6促進(jìn)大、小亞基分離促進(jìn)大、小亞基分離延長因子延長因子eEF1-促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位，結(jié)合分解位，結(jié)合分解GTP，相當(dāng)于，相當(dāng)于EF-TueEF1-調(diào)節(jié)亞基，相當(dāng)于調(diào)節(jié)亞基，相當(dāng)于EF-TseEF-

19、2有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位移至位移至P位，促進(jìn)位，促進(jìn)tRNA卸載與釋放，相當(dāng)于卸載與釋放，相當(dāng)于EF-G 釋放因子釋放因子eRF識別所有終止密碼子，具有原核生物各類識別所有終止密碼子，具有原核生物各類RF的功能的功能真核生物肽鏈合成所需要的蛋白質(zhì)因子及其功能真核生物肽鏈合成所需要的蛋白質(zhì)因子及其功能目錄目錄第二節(jié)第二節(jié)氨基酸與氨基酸與tRNAtRNA的連接的連接（氨基酸的活化）（氨基酸的活化） 氨基酸與特異的氨基酸與特異的tRNAtRNA結(jié)合形成氨基酰結(jié)合形成氨基酰-tRNA-tRNA的過的過程稱為氨基酸的活化。程稱為氨基酸的活化。參與氨基酸的

20、活化的酶：參與氨基酸的活化的酶：氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶。合成酶。目錄目錄n反應(yīng)過程反應(yīng)過程一、一、氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶識別特定氨識別特定氨基酸和基酸和tRNAtRNA氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 氨基酸與氨基酸與tRNAtRNA連接的專一性由氨基酰連接的專一性由氨基酰tRNAtRNA合成酶保證。合成酶保證。氨基酰氨基酰tRNAtRNA合成酶具有高度專一性，合成酶具有高度專一性，既能識別特異的氨基既能識別特異的氨基酸，又能辨認(rèn)應(yīng)該結(jié)合該種氨基酸的酸，又能辨認(rèn)應(yīng)該結(jié)合該種氨基酸的tR

21、NAtRNA分子。分子。 目錄目錄氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi 第一步反應(yīng)第一步反應(yīng)酐鍵酐鍵目錄目錄 第二步反應(yīng)第二步反應(yīng)氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA氨基酰氨基酰-tRNA AMP E酯鍵酯鍵（活化的（活化的AA）目錄目錄 tRNAtRNA與酶結(jié)合的模型與酶結(jié)合的模型氨基酰氨基酰tRNA合成酶合成酶ATP目錄目錄l氨 基 酰氨 基 酰 t R N At R N A 合 成 酶 還 有合 成 酶 還 有 校 對 活 性校 對 活 性（proofreading activityproofreading activity），），能將錯誤結(jié)能將錯誤結(jié)合的氨基酸水解釋

22、放，合的氨基酸水解釋放，l即將任何錯誤的氨基酰即將任何錯誤的氨基酰-AMP-E-AMP-E復(fù)合物或氨基復(fù)合物或氨基酰酰-tRNA-tRNA的酯鍵水解，再換上與密碼子相對應(yīng)的酯鍵水解，再換上與密碼子相對應(yīng)的氨基酸，保證氨基酸和的氨基酸，保證氨基酸和tRNAtRNA結(jié)合反應(yīng)的誤結(jié)合反應(yīng)的誤差小于差小于1010-4-4。 氨基酰氨基酰tRNAtRNA合成酶特性合成酶特性目錄目錄n氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA的表示方法的表示方法丙氨酰丙氨酰-tRNA-tRNA：AlaAla- -tRNAtRNAAlaAla精氨酰精氨酰-tRNA-tRNA：ArgArg- -tRNAtRNAArgArg甲硫氨酰甲硫

23、氨酰-tRNA-tRNA： MetMet- -tRNAtRNAMetMet各種氨基酸和對應(yīng)的各種氨基酸和對應(yīng)的tRNAtRNA結(jié)合后形成的結(jié)合后形成的氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA表示為：表示為：氨基酸的氨基酸的三字母縮寫三字母縮寫-tRNA-tRNA氨基酸的三字母縮寫氨基酸的三字母縮寫 例如：例如：目錄目錄 氨基酸的氨基酸的活化形式活化形式 氨基酰氨基酰tRNAtRNA氨基酸的氨基酸的活化部位活化部位 羧基羧基連接方式連接方式 酯鍵酯鍵活化耗能活化耗能 2 2個個PP目錄目錄二、肽鏈合成的起始需要特殊的二、肽鏈合成的起始需要特殊的起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNAtRNAitRNAi

24、MetMet與甲硫氨酸結(jié)合后形成與甲硫氨酸結(jié)合后形成Met-Met-tRNAitRNAiMetMet，可以在，可以在mRNAmRNA的起始密碼子的起始密碼子AUGAUG處就位。處就位。tRNAtRNAM e tM e t和甲硫氨酸結(jié)合后生成和甲硫氨酸結(jié)合后生成Met-Met-tRNAtRNAMetMet，為延長中的肽鏈添加甲硫氨酸。，為延長中的肽鏈添加甲硫氨酸。 起始氨基酰起始氨基酰-tRNA:-tRNA: Met-tRNA Met-tRNAi iMetMet 參與肽鏈延長的甲硫氨酰參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA-tRNA：Met-tRNAMet-tRNAMetMetn真核生物真核生物目錄目

25、錄具有起始功能的具有起始功能的tRNAtRNAfMetfMet與甲硫氨酸結(jié)合后，與甲硫氨酸結(jié)合后，甲硫氨酸很快被甲酰化形成甲硫氨酸很快被甲?；纬蒒-N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰- -tRNA (fMet-tRNAtRNA (fMet-tRNAfMetfMet) )，可以在可以在mRNAmRNA的起始密碼的起始密碼子子AUGAUG處就位。處就位。 n原核生物原核生物起始氨基酰起始氨基酰-tRNA:-tRNA: fMet-tRNAfMet-tRNAfMetfMet 目錄目錄fMet-tRNAfMet-tRNAfMetfMet的生成的生成是利用是利用一碳單位一碳單位轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移生成的。反應(yīng)由生成的。反

26、應(yīng)由轉(zhuǎn)甲酰基酶轉(zhuǎn)甲酰基酶催化，甲酰基從催化，甲?；鶑腘 N1010- -甲酰四氫葉酸甲酰四氫葉酸轉(zhuǎn)移到甲硫氨酸的轉(zhuǎn)移到甲硫氨酸的-氨基氨基上上。 目錄目錄第三節(jié)第三節(jié)肽鏈的生物合成過程肽鏈的生物合成過程The biosynthesis process of peptide chain目錄目錄翻譯的起始翻譯的起始（Initiation）翻譯的延長翻譯的延長（elongation）翻譯的終止翻譯的終止（termination）整個翻譯過程可分為整個翻譯過程可分為 ：翻譯過程從閱讀框架的翻譯過程從閱讀框架的5 5-AUG-AUG開始，開始，按按mRNAmRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈（從模板三聯(lián)

27、體密碼的順序延長肽鏈（從N N端向端向C C端延長），直至終止密碼出現(xiàn)。端延長），直至終止密碼出現(xiàn)。 目錄目錄起始因子起始因子生物功能生物功能原核原核生物生物IF-1IF-1占據(jù)占據(jù)A位位防止結(jié)合其他防止結(jié)合其他tRNAtRNAIF-2IF-2促進(jìn)起始促進(jìn)起始 fMet-tRNAtRNAfMetfMet與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合IF-3IF-3促進(jìn)大小亞基分離促進(jìn)大小亞基分離，提高，提高P位對結(jié)合起始位對結(jié)合起始tRNAtRNA敏感性敏感性真核真核生物生物eIF-1eIF-1eIF-2eIF-2多功能因子，參與翻譯的多個步驟多功能因子，參與翻譯的多個步驟促進(jìn)起始促進(jìn)起始Met-tRNAtRNAM

28、etMet與小亞基結(jié)合與小亞基結(jié)合eIF-2BeIF-2BeIF-3eIF-3最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離最先結(jié)合小亞基促進(jìn)大小亞基分離eIF-4AeIF-4AeIF-4FeIF-4F復(fù)合物復(fù)合物( (帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物) )成分，成分，有解螺旋酶活有解螺旋酶活性，促進(jìn)性，促進(jìn)mRNAmRNA結(jié)合小亞基結(jié)合小亞基eIF-4BeIF-4B結(jié)合結(jié)合mRNAmRNA，促進(jìn)促進(jìn)mRNAmRNA掃描定位起始掃描定位起始AUGAUGeIF-4EeIF-4EeIF-4FeIF-4F復(fù)合物成分，復(fù)合物成分，結(jié)合結(jié)合mRNAmRNA5帽子帽子eIF-4GeIF-4GeIF-4FeIF-4F復(fù)

29、合物成分，復(fù)合物成分，結(jié)合結(jié)合eIF-4EeIF-4E和和PABPABeIF-5eIF-5促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合大亞基促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合大亞基eIF-6eIF-6促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基原核、真核生物各種起始因子的生物功能原核、真核生物各種起始因子的生物功能 目錄目錄（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成 指指mRNAmRNA和和起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA分別與分別與核糖體核糖體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過程。結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過程。1. 1. 核糖體大小亞基分離；核糖體大小亞基

30、分離；2. 2. 核糖體小亞基結(jié)合于核糖體小亞基結(jié)合于mRNAmRNA的起始密碼子附近；的起始密碼子附近；3. fMet-tRNA3. fMet-tRNAfMetfMet結(jié)合在核糖體結(jié)合在核糖體P P位位 ； 4. 4. 核糖體大亞基結(jié)合形成起始復(fù)合物。核糖體大亞基結(jié)合形成起始復(fù)合物。一、翻譯起始復(fù)合物的裝配啟動肽鏈合成一、翻譯起始復(fù)合物的裝配啟動肽鏈合成目錄目錄（a a）起始復(fù)合物的裝配過程）起始復(fù)合物的裝配過程EEEE目錄目錄IF-3IF-11.1.核糖體大小亞基分離核糖體大小亞基分離目錄目錄A U G53IF-3IF-12. 核糖體小亞基結(jié)合于核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附近的

31、起始密碼子附近 目錄目錄n原核生物原核生物mRNAmRNA在核糖體小亞基上的準(zhǔn)確定位和結(jié)在核糖體小亞基上的準(zhǔn)確定位和結(jié)合涉及兩種機制：合涉及兩種機制：在各種在各種mRNAmRNA起始起始AUGAUG上游約上游約8 81313核苷酸部位，核苷酸部位，存在一段由存在一段由4 49 9個核苷酸個核苷酸組成的一致序列，富組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如含嘌呤堿基，如-AGGAGG-AGGAGG-，稱為，稱為S-DS-D序列序列，又稱，又稱核糖體結(jié)合位點核糖體結(jié)合位點(ribosomal binding site, (ribosomal binding site, RBSRBS),),可被核糖體小亞基可

32、被核糖體小亞基16SrRNA16SrRNA識別并結(jié)合。識別并結(jié)合。mRNAmRNA上鄰近上鄰近RBSRBS下游，還有一段短核苷酸序列，下游，還有一段短核苷酸序列，可被小亞基蛋白可被小亞基蛋白rpS-1rpS-1識別并結(jié)合。識別并結(jié)合。通過上述通過上述RNA-RNARNA-RNA、RNA-RNA-蛋白質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)相互作用，小亞，小亞基可以準(zhǔn)確定位基可以準(zhǔn)確定位mRNAmRNA上的起始上的起始AUGAUG。目錄目錄S-D序列序列小亞基中的小亞基中的16S-rRNA 316S-rRNA 3 - -端有一富含嘧啶堿基端有一富含嘧啶堿基的短序列，如的短序列，如-UCCUCC-UCCUCC-，通過與，

33、通過與S-DS-D序列堿基序列堿基互補而使互補而使mRNAmRNA與小亞基結(jié)合。與小亞基結(jié)合。rPS-1目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄3. fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體結(jié)合在核糖體P位位IF-1IF-1目錄目錄IF-3IF-1IF-2GTPA U G53目錄目錄4.4.核糖體大亞基結(jié)合形成起始復(fù)合物核糖體大亞基結(jié)合形成起始復(fù)合物IF-1IF-1目錄目錄IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiA U G53目錄目錄IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復(fù)合物形成過程：起始復(fù)合物形成過程：目錄目錄（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物的形成（二）真核生物翻譯起

34、始復(fù)合物的形成1. 1. 核糖體大小亞基分離；核糖體大小亞基分離；2. Met-tRNAi2. Met-tRNAiMetMet定位結(jié)合于小亞基定位結(jié)合于小亞基P P位；位； 3. mRNA3. mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合；與核糖體小亞基定位結(jié)合；4. 4. 核糖體大亞基結(jié)合。核糖體大亞基結(jié)合。目錄目錄真核生物翻譯起始復(fù)合物的裝配真核生物翻譯起始復(fù)合物的裝配 iB目錄目錄目錄目錄目錄目錄(1) eukaryotic initiation factor 2 (eIF2)GTPMet-tRNAMeti ternary complex formation.(2) formation of a 43

35、S preinitiation complex comprising a 40S subunit, eIF1, eIF1A, eIF3, eIF2GTPMet-tRNAMeti and probably eIF5.(3) mRNA activation, during which the mRNA cap-proximal region is unwound in an ATP-dependent manner by eIF4A with eIF4B.(4) attachment of the 43S complex to this mRNA region.(5) scanning of th

36、e 5 UTR in a 5 to 3 direction by 43S complexes.目錄目錄(6) recognition of the initiation codon and 48S initiation complex formation, displacement of eIF1 to allow eIF5-mediated hydrolysis of eIF2-bound GTP and Pi release.(7) joining of 60S subunits to 48S complexes and concomitant displacement of eIF2GD

37、P and other factors (eIF1, eIF3, eIF4B, eIF4F and eIF5) mediated by eIF5B. (8) and GTP hydrolysis by eIF5B and release of eIF1A and GDP-bound eIF5B from assembled elongation-competent 80S ribosomes.目錄目錄真核生物核糖體與真核生物核糖體與mRNAmRNA準(zhǔn)確準(zhǔn)確結(jié)合的機制結(jié)合的機制：帽結(jié)合蛋白復(fù)合物（帽結(jié)合蛋白復(fù)合物（eIF-4FeIF-4F復(fù)合物）復(fù)合物）的特殊作用的特殊作用：包括：包括eIF-4

38、EeIF-4E、 eIF-4GeIF-4G、 eIF-4AeIF-4A等組分。等組分。核糖體中的核糖體中的rRNArRNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)參與起始密碼子周圍序參與起始密碼子周圍序列的識別。例如，真核生物起始密碼子附近的共列的識別。例如，真核生物起始密碼子附近的共有序列有序列CCRCCAUGG(RCCRCCAUGG(R為為A A或或G)G)，為，為18S rRNA18S rRNA提供識提供識別和結(jié)合位點。別和結(jié)合位點。目錄目錄 翻譯起始復(fù)合物形成后，核糖體從翻譯起始復(fù)合物形成后，核糖體從mRNAmRNA的的5 5 端向端向3 3 端移動，依據(jù)密碼子順序，端移動，依據(jù)密碼子順序，從從N N端開始向

39、端開始向C C端合成端合成多肽鏈多肽鏈。 肽鏈延長在核糖體上連續(xù)、循環(huán)式進(jìn)行，又稱為肽鏈延長在核糖體上連續(xù)、循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核糖體循環(huán)核糖體循環(huán)(ribosomal cycle)(ribosomal cycle)，包括以下三步：，包括以下三步： 每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基。每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基。 二、在核糖體上重復(fù)進(jìn)行的三步反應(yīng)延長肽鏈二、在核糖體上重復(fù)進(jìn)行的三步反應(yīng)延長肽鏈1. 進(jìn)位進(jìn)位(positioning)/注冊注冊(registration)2. 成肽成肽(peptide bond formation)3. 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位(translocation) 目錄目錄肽鏈

40、合成的延長因子肽鏈合成的延長因子 原核延長原核延長因子因子生物功能生物功能對應(yīng)真核延長對應(yīng)真核延長因子因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位，位，結(jié)結(jié)合并分解合并分解GTPEF1-EF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基 EF1-EFG有轉(zhuǎn)位酶活性有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)，促進(jìn)mRNA-mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位位前移到前移到P P位，促進(jìn)位，促進(jìn)tRNA卸載與卸載與釋放釋放EF-2目錄目錄1. 1. 進(jìn)位進(jìn)位（positioning/entrance）又稱又稱注冊注冊(registration)(registration)， 是指一個氨基是指一個氨基酰酰-tRNA-tRNA按照按照m

41、RNAmRNA模板的模板的指令進(jìn)入并結(jié)合到核糖指令進(jìn)入并結(jié)合到核糖體體A A位的過程。位的過程。目錄目錄延長因子延長因子EF-TEF-T催化進(jìn)位（原催化進(jìn)位（原核生物）核生物）目錄目錄TuTsGTPGDPA U G53TuTs目錄目錄2.2.成肽成肽(peptide bond formation)(peptide bond formation) 成肽是指成肽是指肽基轉(zhuǎn)移酶肽基轉(zhuǎn)移酶/ /轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)肽酶 （核糖體上的（核糖體上的RNARNA）催化兩個氨基酸間肽鍵形成的反應(yīng)（在催化兩個氨基酸間肽鍵形成的反應(yīng)（在A A位進(jìn)行）。位進(jìn)行）。 延長因子延長因子EF-GEF-G有轉(zhuǎn)位酶（有轉(zhuǎn)位酶（trans

42、locasetranslocase）活活性，可結(jié)合并水解性，可結(jié)合并水解1 1分子分子GTPGTP，促進(jìn)核蛋白體向，促進(jìn)核蛋白體向mRNAmRNA的的33側(cè)移動側(cè)移動 。fMetA U G53fMetTuGTP目錄目錄轉(zhuǎn)位指的是核糖體沿著轉(zhuǎn)位指的是核糖體沿著mRNAmRNA的移位。的移位。轉(zhuǎn)位的結(jié)果是：轉(zhuǎn)位的結(jié)果是： 空載的空載的tRNAtRNA從從P P位移到位移到E E位位（原核）；（原核）； 位于位于A A位的合成中的肽酰位的合成中的肽酰-tRNA-tRNA轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)到了P P位位上；上； A A位位得以空出，且準(zhǔn)確定位在得以空出，且準(zhǔn)確定位在mRNAmRNA的下一的下一個密碼子，以接受一

43、個新的對應(yīng)的氨基酰個密碼子，以接受一個新的對應(yīng)的氨基酰tRNAtRNA進(jìn)進(jìn)位。位。 目錄目錄進(jìn)進(jìn)位位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位位成肽成肽目錄目錄真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長因子本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長因子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒有。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒有E E位，轉(zhuǎn)位位，轉(zhuǎn)位時卸載的時卸載的tRNAtRNA直接從直接從P P位脫落。位脫落。目錄目錄真真核核生生物物肽肽鏈鏈延延長長過過程程目錄目錄肽鏈上每增加一個氨基酸殘基，就需要經(jīng)肽鏈上每增加一個氨基酸殘基，就需要經(jīng)過一次過一次進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位反應(yīng)。如此往復(fù)，直反

44、應(yīng)。如此往復(fù)，直到核糖體的到核糖體的A A位對應(yīng)到了位對應(yīng)到了mRNAmRNA的終止密碼子。的終止密碼子。終止密碼子終止密碼子不被任何氨基酰不被任何氨基酰-tRNA-tRNA識別，識別，只有只有釋放因子釋放因子RFRF能識別終止密碼子而進(jìn)入能識別終止密碼子而進(jìn)入A A位，位，這一識別過程需要水解這一識別過程需要水解GTPGTP。 三、終止密碼子和釋放因子導(dǎo)致肽鏈三、終止密碼子和釋放因子導(dǎo)致肽鏈合成停止合成停止目錄目錄 原核生物有原核生物有3 3種種RFRF RF1RF1識別識別UAAUAA或或UAGUAG， RF2RF2識別識別UAAUAA或或UGAUGA， RF3RF3則與則與GTPGTP結(jié)

45、合結(jié)合并使其水解，協(xié)助并使其水解，協(xié)助RF1RF1與與RF2RF2與核與核糖體結(jié)合。糖體結(jié)合。 真核生物僅有一種釋放因子，真核生物僅有一種釋放因子， 3 3種終止密碼子均可被種終止密碼子均可被eRFeRF識別。識別。 釋放因子的功能：一是識別終止密碼；二是誘釋放因子的功能：一是識別終止密碼；二是誘導(dǎo)導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)楦淖優(yōu)轷ッ铬ッ富钚?，活性，水解水解肽鏈與肽鏈與tRNAtRNA上的酯上的酯鍵，使肽鏈從核蛋白體上釋放。鍵，使肽鏈從核蛋白體上釋放。 原原核核肽肽鏈鏈合合成成終終止止過過程程 U A G53RFCOO-使蛋白質(zhì)合成使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。高速、高效進(jìn)行。名詞名詞目錄目錄電鏡下的

46、多聚核糖體電鏡下的多聚核糖體 原核生物蛋白質(zhì)合成的能量計算氨基酸活化：2個PATP起始： 1個GTP延長： 2個GTP （進(jìn)位和轉(zhuǎn)位） 終止： 1個 GTP結(jié)論：每合成一個肽鍵至少消耗4個P。原核生物和真核生物肽鏈合成過程的主要差別：原核生物和真核生物肽鏈合成過程的主要差別： 原核生物原核生物 真核生物真核生物mRNA mRNA 一條一條mRNAmRNA編碼幾種蛋白質(zhì)編碼幾種蛋白質(zhì) 一條一條mRNAmRNA編碼一種蛋白質(zhì)編碼一種蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)錄后很少加工轉(zhuǎn)錄后很少加工 轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行首尾修飾及剪接轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行首尾修飾及剪接 轉(zhuǎn)錄、翻譯同時進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯同時進(jìn)行 轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，加工在胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，加工在胞

47、質(zhì)核糖體核糖體 30S + 50S 70S 30S + 50S 70S 40S + 60S 80S40S + 60S 80S起始階段起始階段 fMet-tRNAfMet-tRNAfMet fMet Met-tRNAiMet 先結(jié)合先結(jié)合mRNA 先結(jié)合先結(jié)合Met-tRNAiMet SD序列與序列與rRNA結(jié)合結(jié)合 mRNA帽子與帽子與CBP復(fù)合物結(jié)合復(fù)合物結(jié)合 3種種IF參與復(fù)合物形成參與復(fù)合物形成 至少至少10種種eIF參與復(fù)合物形成參與復(fù)合物形成延長階段延長階段 EF-Tu, EF-Ts, EF-G eEF-1, eEF-1, eEF-2終止階段終止階段 RF-1, RF-2, RF-3

48、 釋放因子為釋放因子為eRF目錄目錄DNA： 3，TACTATCACAAAAAC5，端（模板鏈）端（模板鏈） 5，ATGATAGTGTTTTTG3，端（編碼鏈）端（編碼鏈） 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNA：5，AUGAUAGUGUUUUUG3，端端 mRNA合成方向合成方向 mRNA解讀方向解讀方向 翻譯翻譯 MetIleValPheLeu N C端端 蛋白質(zhì)合成的方向蛋白質(zhì)合成的方向 目錄目錄Peptide bond目錄目錄Backbone or main-chainSide-chain COO- CH2 CH2NH3+CH2CH2CH2Primary structure: the sequence of

49、 amino acids in protein NH2-Thr-Glu-Phe-Lys-Ile-Trp-Ser-Ala-Gly-Met-COOH目錄目錄目錄目錄目錄目錄第四節(jié)第四節(jié)肽鏈生物合成后的加工和肽鏈生物合成后的加工和靶向輸送靶向輸送目錄目錄 翻譯后加工翻譯后加工(post-translational processing)(post-translational processing)： 成為成為具有天然構(gòu)象的功能蛋白質(zhì)具有天然構(gòu)象的功能蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)的靶向輸送（蛋白質(zhì)的靶向輸送（protein targetingprotein targeting）或蛋）或蛋白質(zhì)分選（白質(zhì)分選（pro

50、tein sortingprotein sorting）： 使蛋白質(zhì)合成后被定向輸送到其發(fā)揮作用部使蛋白質(zhì)合成后被定向輸送到其發(fā)揮作用部位的過程。位的過程。目錄目錄一、肽鏈折疊為功能構(gòu)象需要分子伴侶一、肽鏈折疊為功能構(gòu)象需要分子伴侶 細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自發(fā)完成的，其細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自發(fā)完成的，其折折疊過程需要其他酶或蛋白質(zhì)的輔助疊過程需要其他酶或蛋白質(zhì)的輔助。 幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子: : 1. 1.分子伴侶（分子伴侶（molecular chaperonmolecular chaperon） 2. 2.蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶蛋白

51、質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶 （protein disulfide isomeraseprotein disulfide isomerase，PDIPDI） 3. 3.肽肽- -脯氨酰順反異構(gòu)酶脯氨酰順反異構(gòu)酶 （peptide prolyl cis-trans isomerasepeptide prolyl cis-trans isomerase，PPIPPI）目錄目錄分子伴侶分子伴侶是細(xì)胞內(nèi)一類保守蛋白質(zhì)，可識是細(xì)胞內(nèi)一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊，如熱激蛋白、伴侶蛋白質(zhì)的正確折疊，如熱激蛋白、伴侶蛋白。細(xì)胞內(nèi)分子伴侶

52、可分為兩大類細(xì)胞內(nèi)分子伴侶可分為兩大類 一類為核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括觸發(fā)一類為核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括觸發(fā)因子和新生鏈相關(guān)復(fù)合物；因子和新生鏈相關(guān)復(fù)合物； 另一類為非核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括另一類為非核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括熱激蛋白、伴侶蛋白熱激蛋白、伴侶蛋白等。等。 名詞名詞目錄目錄分子伴侶的主要作用是：分子伴侶的主要作用是： 封閉待折疊肽鏈暴露的疏水區(qū)段；封閉待折疊肽鏈暴露的疏水區(qū)段； 創(chuàng)建一個隔離的環(huán)境，可以使肽鏈的折疊互不干創(chuàng)建一個隔離的環(huán)境，可以使肽鏈的折疊互不干擾；擾； 促進(jìn)肽鏈折疊和去聚集；促進(jìn)肽鏈折疊和去聚集； 遇到應(yīng)激刺激，使已折疊的蛋白質(zhì)去折疊。遇到應(yīng)激刺激，使已

53、折疊的蛋白質(zhì)去折疊。 目錄目錄它有兩個主要功能域：一個是存在于它有兩個主要功能域：一個是存在于N-N-端的高端的高度保守的度保守的ATPATP酶結(jié)構(gòu)域，能結(jié)合和水解酶結(jié)構(gòu)域，能結(jié)合和水解ATPATP；另；另一個是存在于一個是存在于C-C-端的肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域。蛋白質(zhì)端的肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域。蛋白質(zhì)的折疊需要這兩個結(jié)構(gòu)域的相互作用。的折疊需要這兩個結(jié)構(gòu)域的相互作用。 大腸桿菌的大腸桿菌的HSP70 (DnaK)HSP70 (DnaK)ATP酶肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域H2NEEVD-COOHGrp E結(jié)合部位結(jié)合部位DnaJ/HSP40結(jié)合部位結(jié)合部位1.1.熱激蛋白熱激蛋白(heat shock protein,

54、 HSP)(heat shock protein, HSP)包括包括HSP70HSP70、HSP40HSP40和和GrpEGrpE三族。三族。目錄目錄HSP70 輔助肽鏈折疊輔助肽鏈折疊 ATPATPATP目錄目錄 大腸桿菌的大腸桿菌的HSP40 (Dna J)HSP40 (Dna J)可激活可激活Dna KDna K中的中的ATPATP酶酶，生成，生成穩(wěn)定的穩(wěn)定的Dna J-Dna K-ADP-Dna J-Dna K-ADP-被折疊蛋白質(zhì)復(fù)合物。在被折疊蛋白質(zhì)復(fù)合物。在ATPATP存存在的情況下，在的情況下，Dna JDna J和和Dna KDna K的相互作用能抑制蛋白質(zhì)的的相互作用能抑制

55、蛋白質(zhì)的聚集。聚集。 Grp EGrp E，核苷酸交換因子核苷酸交換因子，與，與Dna KDna K的的ATPATP酶結(jié)構(gòu)域結(jié)合，酶結(jié)構(gòu)域結(jié)合，使使Dna KDna K的構(gòu)象發(fā)生改變、的構(gòu)象發(fā)生改變、ADPADP從復(fù)合物中釋放出來并由從復(fù)合物中釋放出來并由ATPATP代替代替ADPADP，從而控制，從而控制Dna KDna K的的ATPATP酶活性。酶活性。在蛋白質(zhì)的折疊過程中，在蛋白質(zhì)的折疊過程中，HSP70HSP70還需還需2 2個輔助因子個輔助因子HSP40HSP40和和Grp EGrp E。目錄目錄 伴侶蛋白（伴侶蛋白（chaperoninchaperonin）是分子伴侶的另一家）是分

56、子伴侶的另一家族，如大腸桿菌的族，如大腸桿菌的Gro ELGro EL和和Gro ESGro ES（真核細(xì)胞（真核細(xì)胞中同源物為中同源物為HSP60HSP60和和HSP10HSP10）等家族。）等家族。 其主要作用是為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)其主要作用是為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折提供能折疊成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境疊成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。 2. 2. 伴侶蛋白伴侶蛋白Gro ELGro EL和和Gro ESGro ES 目錄目錄當(dāng)待折疊肽鏈進(jìn)入當(dāng)待折疊肽鏈進(jìn)入Gro ELGro EL的桶狀空腔后，的桶狀空腔后，Gro Gro ESES可作為可作為“蓋子蓋子”瞬時封閉瞬時封閉Gro ELGro EL空

57、腔出口。封閉空腔出口。封閉后的桶狀空腔提供了能完成該肽鏈折疊的微環(huán)境。后的桶狀空腔提供了能完成該肽鏈折疊的微環(huán)境。nGro EL-Gro ES復(fù)合物復(fù)合物Gro EL目錄目錄目錄目錄n二硫鍵異構(gòu)酶：二硫鍵異構(gòu)酶： 二硫鍵異構(gòu)酶二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂催化錯配二硫鍵斷裂并并形成正確二硫鍵形成正確二硫鍵，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。n肽酰肽酰- -脯氨酰順反異構(gòu)酶：脯氨酰順反異構(gòu)酶： 多肽鏈中多肽鏈中肽酰肽酰- -脯氨酸脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩間形成的肽鍵有順反兩

58、種異構(gòu)體，空間構(gòu)象有明顯差別。肽酰種異構(gòu)體，空間構(gòu)象有明顯差別。肽酰- -脯氨酰順脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。目錄目錄Protein disulfide isomerase, PDI（蛋白二硫鍵異構(gòu)酶）（蛋白二硫鍵異構(gòu)酶）目錄目錄peptide prolyl cis-trans isomerase,PPI（肽（肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶）脯氨酰順反異構(gòu)酶）Peptidyl-prolyl isomerisation. 目錄目錄二、肽鏈的二、肽鏈的肽鍵水解肽鍵水解生成活性蛋白生成活性蛋白質(zhì)或功能肽質(zhì)或功能肽（一）合成后肽鏈的（一）合成后

59、肽鏈的末端被水解末端被水解加工加工 新生肽鏈的新生肽鏈的N N端的甲硫氨酸殘基端的甲硫氨酸殘基，在肽鏈離開核，在肽鏈離開核糖體后，大部分即由特異的蛋白水解酶切除。糖體后，大部分即由特異的蛋白水解酶切除。 分泌性蛋白和跨膜蛋白分泌性蛋白和跨膜蛋白N-N-端的信號肽的切除端的信號肽的切除。 C-C-端的氨基酸殘基端的氨基酸殘基也可被酶切除。也可被酶切除。目錄目錄目錄目錄目錄目錄例：鴉片促黑皮質(zhì)素原例：鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾（二）（二）肽鏈中肽鍵水解肽鏈中肽鍵水解產(chǎn)生多種功能肽產(chǎn)生多種功能肽 目錄目錄三、三、肽鏈中氨基酸殘基的化學(xué)修飾增加肽鏈中氨基酸殘基的化學(xué)修飾增加蛋白質(zhì)

60、功能多樣性蛋白質(zhì)功能多樣性常見的化學(xué)修飾種類常見的化學(xué)修飾種類 發(fā)生修飾的主要氨基酸殘基發(fā)生修飾的主要氨基酸殘基磷酸化磷酸化絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸N N- -糖基化糖基化天冬酰胺天冬酰胺O O- -糖基化糖基化絲氨酸、蘇氨酸絲氨酸、蘇氨酸羥基化羥基化脯氨酸脯氨酸 賴氨酸賴氨酸甲基化甲基化賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬酰賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸胺、天冬氨酸、谷氨酸乙?；阴；嚢彼?、絲氨酸賴氨酸、絲氨酸硒化硒化半胱氨酸半胱氨酸目錄目錄目錄目錄目錄目錄四、亞基聚合形成功能性蛋白質(zhì)復(fù)合物四、亞基聚合形成功能性蛋白質(zhì)復(fù)合物（一）通過非共價鍵（一）通過非共價