蛋白質(zhì)生物合成與降解

1、 引引 言言 引引 言言 中心法則的補(bǔ)充與完善 在細(xì)胞分裂過(guò)程中，通過(guò)在細(xì)胞分裂過(guò)程中，通過(guò)DNADNA的復(fù)制把遺傳信息由親的復(fù)制把遺傳信息由親代傳遞給子代；代傳遞給子代； 在子代的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，遺傳信息由在子代的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，遺傳信息由DNADNA傳遞到傳遞到RNARNA，然后翻譯成特異的蛋白質(zhì)，表現(xiàn)出與親代相似的然后翻譯成特異的蛋白質(zhì)，表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀。這種遺傳信息的流向，稱為遺傳性狀。這種遺傳信息的流向，稱為中心法則中心法則。 中心法則 引引 言言DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)制復(fù)制狹義的中心法則狹義的中心法則 在某些情況下，在某些情況下，RNARNA也是重要的遺傳物

2、質(zhì)，如也是重要的遺傳物質(zhì)，如RNARNA病毒中病毒中RNARNA具有自我復(fù)制的能力，并同時(shí)作為具有自我復(fù)制的能力，并同時(shí)作為mRNAmRNA指導(dǎo)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。蛋白質(zhì)的生物合成。 在致癌在致癌RNARNA病毒中，病毒中，RNARNA還以逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信還以逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信息傳遞給息傳遞給DNADNA分子。分子。 中心法則的補(bǔ)充與完善 引引 言言 中心法則中心法則RNADNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)制復(fù)制反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制復(fù)制復(fù)制：復(fù)制：以親代以親代DNADNA分子的雙鏈為模板，按照堿基配對(duì)的分子的雙鏈為模板，按照堿基配對(duì)的原則，合成出與親代原則，合成出與親代DNADNA

3、分子相同的雙鏈分子相同的雙鏈DNADNA的過(guò)的過(guò)程。程。 引引 言言轉(zhuǎn)錄：轉(zhuǎn)錄：以以DNADNA分子中一條鏈的部分片段為模板，按照堿分子中一條鏈的部分片段為模板，按照堿基配對(duì)原則，合成出一條與模板基配對(duì)原則，合成出一條與模板DNADNA鏈互補(bǔ)的鏈互補(bǔ)的RNARNA分子的過(guò)程。分子的過(guò)程。翻譯：翻譯：把把mRNAmRNA上的遺傳信息按照遺傳密碼轉(zhuǎn)換成蛋白質(zhì)上的遺傳信息按照遺傳密碼轉(zhuǎn)換成蛋白質(zhì)中特定的氨基酸序列的過(guò)程。中特定的氨基酸序列的過(guò)程?！胺g翻譯”又叫又叫“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)譯譯”。 中心法則的補(bǔ)充與完善幾個(gè)基本重要的概念第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)合成體系的組分蛋白質(zhì)合成體系的組分 蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)十分復(fù)雜

4、的過(guò)程，蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的合成要求的合成要求100100多種大分子物質(zhì)參與和相互協(xié)作，這多種大分子物質(zhì)參與和相互協(xié)作，這些大分子物質(zhì)包括些大分子物質(zhì)包括rnRNArnRNA、tRNAtRNA、核糖體、多種活核糖體、多種活化酶及各種蛋白質(zhì)因子。化酶及各種蛋白質(zhì)因子。 蛋白質(zhì)的合成不只是氨基酸之間形成肽鍵的問(wèn)題，蛋白質(zhì)的合成不只是氨基酸之間形成肽鍵的問(wèn)題，更重要的在于安排氨基酸的排列順序，以形成千差萬(wàn)更重要的在于安排氨基酸的排列順序，以形成千差萬(wàn)別的蛋白質(zhì)。別的蛋白質(zhì)。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 mRNA是蛋白質(zhì)合成過(guò)程中直接指令氨基酸參是蛋白質(zhì)合成過(guò)程中直接指令氨基

5、酸參入的模板。那么入的模板。那么mRNA上的遺傳信息是如何傳遞給上的遺傳信息是如何傳遞給蛋白質(zhì)的？即蛋白質(zhì)的？即mRNA的核苷酸序列是如何對(duì)應(yīng)于蛋的核苷酸序列是如何對(duì)應(yīng)于蛋白質(zhì)中的氨基酸序列的？其對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)自白質(zhì)中的氨基酸序列的？其對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)自遺傳密碼遺傳密碼。 mRNA(或或DNA)中的核苷酸序列與蛋白質(zhì)中氨中的核苷酸序列與蛋白質(zhì)中氨基酸序列之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為遺傳密碼?；嵝蛄兄g的對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為遺傳密碼。 mRNA(或或DNA)中三個(gè)連續(xù)的核苷酸可編碼一中三個(gè)連續(xù)的核苷酸可編碼一種氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為密碼子。種氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為密碼子。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 195

6、41954年物理學(xué)家年物理學(xué)家G. GamovG. Gamov首先對(duì)遺傳密碼進(jìn)行首先對(duì)遺傳密碼進(jìn)行探討。蛋白質(zhì)由探討。蛋白質(zhì)由2020種基本氨基酸組成，而種基本氨基酸組成，而mRNAmRNA只含只含有有4 4種核苷酸，由種核苷酸，由4 4種核苷酸構(gòu)成的序列是如何決定種核苷酸構(gòu)成的序列是如何決定多肽鏈中多至多肽鏈中多至2020種氨基酸的序列的呢？顯然，在核種氨基酸的序列的呢？顯然，在核苷酸和氨基酸之間不能采取簡(jiǎn)單的一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)苷酸和氨基酸之間不能采取簡(jiǎn)單的一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。系。2 2個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸也只能編碼個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸也只能編碼1616種氨基種氨基酸，如果用酸，如果用3 3個(gè)

7、核苷酸決定一個(gè)氨基酸，個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸，4 43 3=64=64，就，就足以編碼足以編碼2020種氨基酸了，這說(shuō)明可能需要種氨基酸了，這說(shuō)明可能需要3 3個(gè)或更多個(gè)或更多個(gè)核苷酸編碼一個(gè)氨基酸。個(gè)核苷酸編碼一個(gè)氨基酸。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 1961年年Francis Crick及其同事的遺傳實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步及其同事的遺傳實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步肯定肯定3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，此三聯(lián)體堿基即稱為密個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，此三聯(lián)體堿基即稱為密碼子。他們研究碼子。他們研究T4噬菌體噬菌體 位點(diǎn)位點(diǎn)A和和B兩個(gè)順?lè)醋幼儺悆蓚€(gè)順?lè)醋幼儺惖挠绊懀@兩個(gè)基因與噬菌體能否感染大腸桿菌的影響，這兩個(gè)基因與噬菌體能否感染大

8、腸桿菌 株有株有關(guān)。關(guān)。 他們的研究發(fā)現(xiàn)，在上述位點(diǎn)缺失一個(gè)核苷酸產(chǎn)生他們的研究發(fā)現(xiàn)，在上述位點(diǎn)缺失一個(gè)核苷酸產(chǎn)生的突變體，不能感染大腸桿菌的突變體，不能感染大腸桿菌 株。株。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 缺失或插入核苷酸引起三聯(lián)體密碼的改變?nèi)笔Щ虿迦牒塑账嵋鹑?lián)體密碼的改變 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 在理論上，遺傳密碼可以通過(guò)簡(jiǎn)單的比較在理論上，遺傳密碼可以通過(guò)簡(jiǎn)單的比較 mRNA的堿基序列及其所編碼的多肽的氨基酸序列進(jìn)行確定，的堿基序列及其所編碼的多肽的氨基酸序列進(jìn)行確定，然而在然而在 20 世紀(jì)世紀(jì) 60 年代，此方法不可行，因?yàn)楫?dāng)時(shí)年代，此方法不可行，因?yàn)楫?dāng)時(shí)分離分離 mRNA 并測(cè)定

9、其序列的方法尚未建立。并測(cè)定其序列的方法尚未建立。 2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 1961年年 Nirenberg 等用大腸桿菌無(wú)細(xì)胞體系，等用大腸桿菌無(wú)細(xì)胞體系，外加外加 20 種氨基酸的混合物（其中有一種氨基酸被種氨基酸的混合物（其中有一種氨基酸被同位素標(biāo)記）及同位素標(biāo)記）及 poly U，經(jīng)保溫反應(yīng)后，得到了被經(jīng)保溫反應(yīng)后，得到了被標(biāo)記的苯丙氨酸的多聚體，從而證明標(biāo)記的苯丙氨酸的多聚體，從而證明 poly U起了信起了信使使 RNA 的作用，的作用， UUU是編碼苯丙氨酸的密碼子。是編碼苯丙氨酸的密碼子。用同樣的方法證明用同樣的方法證明 CCC 編碼脯氨酸，編碼脯氨酸，A

10、AA 編碼賴編碼賴氨酸。這樣，這三個(gè)密碼子最早被解譯出來(lái)了。氨酸。這樣，這三個(gè)密碼子最早被解譯出來(lái)了。 2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼 Nirenberg 和和 Ochoa 等又進(jìn)一步用兩種核苷酸等又進(jìn)一步用兩種核苷酸或三種核苷酸的共聚物作模板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。例或三種核苷酸的共聚物作模板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。例如，用如，用U和和G 隨機(jī)排列組成的共聚物可以出現(xiàn)隨機(jī)排列組成的共聚物可以出現(xiàn) 8 種種不同的三聯(lián)體，即不同的三聯(lián)體，即GGG，GGU，GUG，UGG，UUG，UGU，GUU，UUU。 酶促合成共聚核苷酸時(shí)，根據(jù)加入核苷酸底物酶促合成共聚核苷酸時(shí)，根據(jù)加入核苷酸底物的比例可以計(jì)算

11、出各種三聯(lián)體出現(xiàn)的頻率，而標(biāo)記的比例可以計(jì)算出各種三聯(lián)體出現(xiàn)的頻率，而標(biāo)記氨基酸摻入新合成的肽鏈的相對(duì)量與三聯(lián)體密碼出氨基酸摻入新合成的肽鏈的相對(duì)量與三聯(lián)體密碼出現(xiàn)的頻率相符合現(xiàn)的頻率相符合 2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU 1964年年Nirenberg等發(fā)現(xiàn)在無(wú)蛋白質(zhì)合成的情況下，等發(fā)現(xiàn)在無(wú)蛋白質(zhì)合成的情況下，三聯(lián)核苷酸能促進(jìn)特異的三聯(lián)核苷酸能促進(jìn)特異的tRNA與核糖體結(jié)合。例如，與核糖體結(jié)合。例如，加入加入pUpUpU促進(jìn)脯氨酸促進(jìn)脯氨酸t(yī)RNA與之結(jié)合

12、，與之結(jié)合，pApApA促促進(jìn)賴氨酸進(jìn)賴氨酸t(yī)RNA與之結(jié)合。與之結(jié)合。 進(jìn)一步要解決的問(wèn)題是密碼子中三個(gè)堿基的排列順序進(jìn)一步要解決的問(wèn)題是密碼子中三個(gè)堿基的排列順序2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU 將結(jié)合的氨酰將結(jié)合的氨酰- - tRNA-三核苷酸-核糖體吸附在硝核糖體吸附在硝酸纖維素濾膜上，這樣，凡是結(jié)合在核糖體（帶特定氨酸纖維素濾膜上，這樣，凡是結(jié)合在核糖體（帶特定氨基酸）上的基酸）上的tRNA分子在通過(guò)硝酸纖維素濾膜時(shí)被截留分子在通過(guò)硝酸纖維素濾膜時(shí)被截留下來(lái)，而未結(jié)合的下來(lái)，而未結(jié)合的tRNA則可通過(guò)。由于則可通過(guò)。由于三核苷酸模板只能與一定的tRNA對(duì)

13、應(yīng)，而一定的tRNA又只與特定的氨基酸結(jié)合，所以只要帶標(biāo)記的氨基酸被濾膜，就可濾膜，就可以測(cè)出三聯(lián)體對(duì)應(yīng)氨基酸的密碼子。以測(cè)出三聯(lián)體對(duì)應(yīng)氨基酸的密碼子。 2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU 利用此系統(tǒng)，通過(guò)合成所有利用此系統(tǒng)，通過(guò)合成所有64種可能的三聯(lián)體，種可能的三聯(lián)體，測(cè)定每種三聯(lián)體對(duì)測(cè)定每種三聯(lián)體對(duì)20種氨基酸相應(yīng)的種氨基酸相應(yīng)的tRNA與核糖體結(jié)與核糖體結(jié)合的影響，已使合的影響，已使50多種密碼子被解譯出來(lái)。但還有一多種密碼子被解譯出來(lái)。但還有一些三聯(lián)體編碼的氨基酸不能肯定，需要用其他方法來(lái)破些三聯(lián)體編碼的氨基酸不能肯定，需要用其他方法來(lái)破譯。譯。 2.遺傳

14、密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU 與此同時(shí)，與此同時(shí)，Khorana 應(yīng)用合成的具有重復(fù)序列的應(yīng)用合成的具有重復(fù)序列的多核苷酸如多核苷酸如UCUCUCUC進(jìn)行體外蛋白質(zhì)人工合成，發(fā)進(jìn)行體外蛋白質(zhì)人工合成，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物為絲氨酸與亮氨酸交替出現(xiàn)的多肽：現(xiàn)產(chǎn)物為絲氨酸與亮氨酸交替出現(xiàn)的多肽：Ser Leu Ser Leu，說(shuō)明說(shuō)明UCU編碼絲氨酸，而編碼絲氨酸，而CUC編編碼亮氨酸。碼亮氨酸。 2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGU 當(dāng)一合成的三聯(lián)核苷酸重復(fù)序列，如當(dāng)一合成的三聯(lián)核苷酸重復(fù)序列，如 poly（UUC）作模板時(shí)，由于閱讀框架不同，得到的產(chǎn)物是三

15、種不同作模板時(shí)，由于閱讀框架不同，得到的產(chǎn)物是三種不同的均聚多肽：多聚苯丙氨酸、多聚絲氨酸和多聚亮氨酸，的均聚多肽：多聚苯丙氨酸、多聚絲氨酸和多聚亮氨酸，說(shuō)明說(shuō)明UUC編碼苯丙氨酸、編碼苯丙氨酸、 UCU編碼絲氨酸、編碼絲氨酸、 CUU編碼編碼亮氨酸。亮氨酸。 通過(guò)分析各種兩個(gè)和三個(gè)核苷酸重復(fù)序列編碼的多通過(guò)分析各種兩個(gè)和三個(gè)核苷酸重復(fù)序列編碼的多肽，確認(rèn)了許多密碼子的一致性并填補(bǔ)了遺漏的遺傳密肽，確認(rèn)了許多密碼子的一致性并填補(bǔ)了遺漏的遺傳密碼碼。 蛋白質(zhì)的合成是從氨基端到羧基端還是從羧基端到氨基端蛋白質(zhì)的合成是從氨基端到羧基端還是從羧基端到氨基端 UUUGUUGGU 1961年年Dintzi

16、s等人用等人用3H-亮氨酸作標(biāo)記分析了兔網(wǎng)亮氨酸作標(biāo)記分析了兔網(wǎng)織紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞體系中血紅蛋白生物合成的過(guò)程。血紅織紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞體系中血紅蛋白生物合成的過(guò)程。血紅蛋白分子含有較多的亮氨酸，而且其氨基酸順序是已知蛋白分子含有較多的亮氨酸，而且其氨基酸順序是已知的。他們將活躍進(jìn)行血紅蛋白合成的網(wǎng)織紅細(xì)胞（不成的。他們將活躍進(jìn)行血紅蛋白合成的網(wǎng)織紅細(xì)胞（不成熟的紅細(xì)胞）與熟的紅細(xì)胞）與3H 亮氨酸較低溫度亮氨酸較低溫度(15)保溫，以降保溫，以降低合成速度。在低合成速度。在4 60分鐘內(nèi)，按不同時(shí)間間隔取網(wǎng)織紅分鐘內(nèi)，按不同時(shí)間間隔取網(wǎng)織紅細(xì)胞樣品，將其中帶有標(biāo)記的蛋白質(zhì)分離出來(lái)，將細(xì)胞樣品，將其中帶

17、有標(biāo)記的蛋白質(zhì)分離出來(lái)，將 和和 鏈分開(kāi)，并用胰蛋白酶水解肽鏈，生成的肽段再用紙鏈分開(kāi)，并用胰蛋白酶水解肽鏈，生成的肽段再用紙層析分離，并測(cè)定所含的放射性強(qiáng)度。層析分離，并測(cè)定所含的放射性強(qiáng)度。 UUUGUUGGU 進(jìn)一步證明進(jìn)一步證明蛋白質(zhì)的合成的方向問(wèn)題？蛋白質(zhì)的合成的方向問(wèn)題？ 圖14-7 標(biāo)記氨基酸摻入血紅蛋白-鏈羧基末端的圖解2.遺傳密碼的解讀 一、遺傳密碼一、遺傳密碼UUUGUUGGUv 密碼的無(wú)標(biāo)點(diǎn)性、無(wú)重疊性密碼的無(wú)標(biāo)點(diǎn)性、無(wú)重疊性 3.遺傳密碼的特點(diǎn)v 密碼子的簡(jiǎn)并性密碼子的簡(jiǎn)并性一個(gè)氨基酸可以有幾個(gè)不同的密碼子的特性一個(gè)氨基酸可以有幾個(gè)不同的密碼子的特性。同義密碼子同義密碼

18、子：編碼同一個(gè)氨基酸的一組密碼子。：編碼同一個(gè)氨基酸的一組密碼子。注意：注意：Trp Trp 和和 MetMet只有一個(gè)密碼子。只有一個(gè)密碼子。LeuLeu、ArgArg、Ser Ser 均有均有6 6個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。ATG CGG AAA TGG CCG AAT GAT 一、遺傳密碼一、遺傳密碼v 密碼子的通用性和例外密碼子的通用性和例外 密碼子的通用性是指生物細(xì)胞共同使用同一套遺密碼子的通用性是指生物細(xì)胞共同使用同一套遺傳密碼字典。只有在一些線粒體中使用的遺傳密碼與傳密碼字典。只有在一些線粒體中使用的遺傳密碼與通用密碼有所區(qū)別。所以說(shuō)遺傳密碼基本通用，但非通用密碼有所區(qū)別。所以說(shuō)遺傳密

19、碼基本通用，但非絕對(duì)通用。絕對(duì)通用。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼3.遺傳密碼的特點(diǎn) v 起始密碼子和終止密碼子起始密碼子和終止密碼子 在在6464個(gè)密碼子中，有個(gè)密碼子中，有3 3個(gè)密碼子不編碼任何氨基酸，個(gè)密碼子不編碼任何氨基酸，從而成為肽鏈合成的終止信號(hào)，稱為終止密碼子或無(wú)從而成為肽鏈合成的終止信號(hào)，稱為終止密碼子或無(wú)義密碼子，它們是義密碼子，它們是UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA。其余的其余的6161個(gè)密碼子均個(gè)密碼子均編碼不同的氨基酸，其中編碼不同的氨基酸，其中AUGAUG既是既是MetMet的密碼子，又是肽鏈的密碼子，又是肽鏈合成的起始信號(hào)，稱為起始密碼子。合成的起始信號(hào)，稱為

20、起始密碼子。 一、遺傳密碼一、遺傳密碼v 密碼子的擺動(dòng)性密碼子的擺動(dòng)性 密碼子的專一性主要是由前兩位的堿基決定，而第密碼子的專一性主要是由前兩位的堿基決定，而第三位堿基有較大的靈活性。三位堿基有較大的靈活性。3.遺傳密碼的特點(diǎn)二、二、 mRNAmRNA mRNAmRNA的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu) mRNAmRNA上能夠編碼一條多肽鏈合成的區(qū)段叫做上能夠編碼一條多肽鏈合成的區(qū)段叫做編碼區(qū)編碼區(qū)。原核生物原核生物 mRNAmRNA：其一條其一條mRNAmRNA鏈可編碼多個(gè)多肽鏈，稱為鏈可編碼多個(gè)多肽鏈，稱為多順?lè)醋佣囗樂(lè)醋拥牡膍RNAmRNA。 編碼區(qū)的第一個(gè)密碼子必定是編碼區(qū)的第一個(gè)密碼子必定是AUG

21、AUG，最后一個(gè)密最后一個(gè)密碼子必定是碼子必定是UAAUAA或或UAGUAG或或UGAUGA，從第一個(gè)密碼子到最后從第一個(gè)密碼子到最后一個(gè)密碼子之間間隔一個(gè)密碼子之間間隔3 3n n個(gè)核苷酸。個(gè)核苷酸。3非編碼區(qū)5非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)二、二、 mRNAmRNA真核生物真核生物mRNAmRNA：其一條其一條mRNAmRNA鏈只能編碼一個(gè)多肽鏈，稱為鏈只能編碼一個(gè)多肽鏈，稱為單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋拥牡膍RNAmRNA。編 碼 區(qū)5非編碼區(qū)帽子PolyA尾巴3非編碼區(qū) mRNAmRNA的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu) 三、三、 核糖體核糖體 1955年，年，Paul Zamecnik通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)

22、核糖體是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)核糖體是蛋白合成的場(chǎng)所。他將放射性同位素標(biāo)記的氨基酸注蛋白合成的場(chǎng)所。他將放射性同位素標(biāo)記的氨基酸注射到小鼠體內(nèi)，經(jīng)短時(shí)間后取出肝臟，制成勻漿，離射到小鼠體內(nèi)，經(jīng)短時(shí)間后取出肝臟，制成勻漿，離心后分成細(xì)胞核、線粒體、微粒體和可溶部分。發(fā)現(xiàn)心后分成細(xì)胞核、線粒體、微粒體和可溶部分。發(fā)現(xiàn)微粒體中的放射性強(qiáng)度最高，若將微粒體部分進(jìn)一步微粒體中的放射性強(qiáng)度最高，若將微粒體部分進(jìn)一步分級(jí)分離，可在核糖體中大量回收到所摻入的放射性，分級(jí)分離，可在核糖體中大量回收到所摻入的放射性，這說(shuō)明核糖體是合成蛋白質(zhì)的部位。這說(shuō)明核糖體是合成蛋白質(zhì)的部位。 1. 1. 核糖體的存在部位核糖體的存在部

23、位 三、三、 核糖體核糖體 真核生物的核糖體一部分在細(xì)胞質(zhì)中呈游離狀真核生物的核糖體一部分在細(xì)胞質(zhì)中呈游離狀態(tài)，另一部分與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。此態(tài)，另一部分與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。此外在其線粒體和葉綠體中也有核糖體。外在其線粒體和葉綠體中也有核糖體。原核生物的核糖體存在于細(xì)胞質(zhì)中；原核生物的核糖體存在于細(xì)胞質(zhì)中；核糖體是一個(gè)巨大的核糖核蛋白體 2. 2. 核糖體的組成核糖體的組成核糖體核糖體rRNArRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)原核生原核生物物7070S S3030S S1616S S2121種種5050S S2323S S、5S5S3434種種真核生真核生物物8080S S4040S S

24、1818S S30-3230-32種種6060S S2828S S、5S5S、5.8S5.8S36-5036-50種種 三、三、 核糖體核糖體2. 2. 核糖體的組成核糖體的組成 三、三、 核糖體核糖體A three-dimensional model for the E.coli ribosomemRNAmRNA結(jié)合部位：結(jié)合部位： 大小亞基之間存在一條細(xì)溝，用于接納大小亞基之間存在一條細(xì)溝，用于接納mRNAmRNA； 此外，小亞基的此外，小亞基的1616S rRNAS rRNA可以與可以與mRNAmRNA相互作用，相互作用，從而參與從而參與mRNAmRNA與核糖體的結(jié)合。與核糖體的結(jié)合。

25、3. 3. 核糖體上的活性部位核糖體上的活性部位(1) (1) 結(jié)合部位結(jié)合部位 三、三、 核糖體核糖體3. 3. 核糖體上的活性部位核糖體上的活性部位tRNAtRNA結(jié)合部位：有結(jié)合部位：有2 2個(gè)個(gè) 氨?；课唬ò滨；课唬ˋ A位位） 氨酰氨酰tRNAtRNA的結(jié)合部位；的結(jié)合部位； 肽基部位肽基部位 （P P位位） 正在延長(zhǎng)的多肽基正在延長(zhǎng)的多肽基tRNAtRNA的結(jié)合部位；的結(jié)合部位； tRNAtRNA的這兩個(gè)結(jié)合部位有一小部分在的這兩個(gè)結(jié)合部位有一小部分在3030S S亞基亞基內(nèi)，大部分在內(nèi)，大部分在5050S S亞基內(nèi)。亞基內(nèi)。 三、三、 核糖體核糖體催化肽鍵形成的部位：催化肽鍵

26、形成的部位： 稱為肽基轉(zhuǎn)移酶，又叫轉(zhuǎn)肽酶。位于大亞基上。稱為肽基轉(zhuǎn)移酶，又叫轉(zhuǎn)肽酶。位于大亞基上。 1992 1992年發(fā)現(xiàn)該活性是由年發(fā)現(xiàn)該活性是由2323S rRNAS rRNA提供的。提供的。 3. 3. 核糖體上的活性部位核糖體上的活性部位(2) (2) 催化部位催化部位催化催化GTPGTP水解的部位：水解的部位： 位于大亞基上，在核糖體移位期間將位于大亞基上，在核糖體移位期間將GTPGTP水解成水解成GDPGDP和和PiPi。(1) (1) 結(jié)合部位結(jié)合部位 三、三、 核糖體核糖體 四、四、tRNAtRNAThe general structure of tRNA molecules

27、 四、四、tRNAtRNARibbon diagram of tRNA tertiary structure 四、四、tRNAtRNA1.1. 被特定的氨酰被特定的氨酰- -tRNAtRNA合成酶所識(shí)別。合成酶所識(shí)別。2.2. 識(shí)別識(shí)別mRNAmRNA鏈上的密碼子，這是因?yàn)殒溕系拿艽a子，這是因?yàn)閠RNAtRNA上有上有3 3個(gè)特個(gè)特定堿基組成的一個(gè)反密碼子與定堿基組成的一個(gè)反密碼子與mRNAmRNA鏈上的密碼子配鏈上的密碼子配對(duì)，保證氨基酸按對(duì)，保證氨基酸按mRNAmRNA的堿基順序入號(hào)。的堿基順序入號(hào)。3.3. tRNAtRNA將多肽鏈聯(lián)結(jié)在核糖體上。將多肽鏈聯(lián)結(jié)在核糖體上。tRNA的功能

28、五五、輔助輔助因子因子 在蛋白質(zhì)合成體系中，還有溶解在胞質(zhì)中的蛋在蛋白質(zhì)合成體系中，還有溶解在胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成的不同階段起作用，分別有：白質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成的不同階段起作用，分別有： 起始因子（起始因子（IFIF）：原核生物中有原核生物中有IF1IF1、IF2IF2、IF3IF3延長(zhǎng)因子（延長(zhǎng)因子（EFEF）：原核生物中有原核生物中有EF-TuEF-Tu、EF-TsEF-Ts、EF-GEF-G終止因子（終止因子（RFRF）：原核生物中有原核生物中有RF1RF1、RF2RF2、RF3RF3 五五、輔助輔助因子因子 ATPATP、GTPGTP、MgMg2+2+知識(shí)窗知識(shí)窗 抗生素抗生素

29、抗生素在治療人類疾病方面具有非常重要的作用?？股卦谥委熑祟惣膊》矫婢哂蟹浅Ｖ匾淖饔谩４蠖鄶?shù)抗生素是通過(guò)阻斷原核生物蛋白質(zhì)的合成而抑大多數(shù)抗生素是通過(guò)阻斷原核生物蛋白質(zhì)的合成而抑制或殺死病原菌的。如鏈霉素與原核細(xì)胞制或殺死病原菌的。如鏈霉素與原核細(xì)胞30S核糖體核糖體相結(jié)合，可引起密碼錯(cuò)讀，從而抑制病原細(xì)胞的生長(zhǎng)。相結(jié)合，可引起密碼錯(cuò)讀，從而抑制病原細(xì)胞的生長(zhǎng)。氯霉素是第一個(gè)廣譜性抗生素，能抑制細(xì)菌氯霉素是第一個(gè)廣譜性抗生素，能抑制細(xì)菌50S核糖核糖體亞基的肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，但由于線粒體核糖體對(duì)氯體亞基的肽酰轉(zhuǎn)移酶活性，但由于線粒體核糖體對(duì)氯霉素也敏感，所以氯霉素具有一定的毒副作用，在臨霉素也

30、敏感，所以氯霉素具有一定的毒副作用，在臨床上只限用于嚴(yán)重感染者。床上只限用于嚴(yán)重感染者。 四環(huán)素能與核糖體小亞基相互作用，從而抑制了氨四環(huán)素能與核糖體小亞基相互作用，從而抑制了氨酰酰- -tRNAtRNA反密碼子的結(jié)合，但目前四環(huán)素抗性菌株已反密碼子的結(jié)合，但目前四環(huán)素抗性菌株已經(jīng)很常見(jiàn)，主要原因是細(xì)菌細(xì)胞膜對(duì)四環(huán)素的通透性經(jīng)很常見(jiàn)，主要原因是細(xì)菌細(xì)胞膜對(duì)四環(huán)素的通透性降低了。降低了。 白喉是一種由白喉棒狀桿菌感染引起的疾病，白喉白喉是一種由白喉棒狀桿菌感染引起的疾病，白喉棒狀桿菌能分泌一種由噬菌體編碼的白喉毒素。白喉棒狀桿菌能分泌一種由噬菌體編碼的白喉毒素。白喉毒素與毒素與eEF2結(jié)合，可以抑制肽鏈的移位作用。可以通結(jié)合，可以抑制肽鏈的移位作用?？梢酝ㄟ^(guò)免疫接種類毒素（甲醛滅活的毒素）來(lái)預(yù)防這種疾過(guò)免疫接種類毒素（甲醛滅活的毒素）來(lái)預(yù)防這種疾病。患白喉的病人也可以用抗毒素馬血清（可與白喉病?；及缀淼牟∪艘部梢杂每苟舅伛R血清（可與白喉毒素結(jié)合）治療，同時(shí)結(jié)合抗生素對(duì)抗病菌的感染。毒素結(jié)合）治療，同時(shí)結(jié)合抗生素對(duì)抗病菌的感染。第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)合成體系的組分蛋白質(zhì)合成體系的組分 蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)