第13章-1蛋白質(zhì)合成5(郭藹光主編配套課件)

1、2022-6-11蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成主講老師：白生文主講老師：白生文2011-20122011-2012學(xué)年第一學(xué)期學(xué)年第一學(xué)期2022-6-1213.1 13.1 蛋白質(zhì)合成體系蛋白質(zhì)合成體系13.2 13.2 蛋白生物合成蛋白生物合成13.3 13.3 蛋白質(zhì)定位蛋白質(zhì)定位【主要內(nèi)容】：2022-6-13目的與要求：目的與要求： 1。從中心法則理解蛋白質(zhì)合成的信息來(lái)源，從中心法則理解蛋白質(zhì)合成的信息來(lái)源，理解理解三種三種 RNA RNA在蛋白質(zhì)合成中的作用在蛋白質(zhì)合成中的作用 。 2. 2.學(xué)習(xí)并學(xué)習(xí)并理解理解遺傳密碼的破譯方法。遺傳密碼的破譯方法。 3. 3.理解理解遺傳密

2、碼的幾個(gè)重要特性及這些特性的重要意義。遺傳密碼的幾個(gè)重要特性及這些特性的重要意義。 4. 4.了解核糖體的結(jié)構(gòu)、了解核糖體的結(jié)構(gòu)、掌握掌握氨酰氨酰tRNAtRNA合成酶的作用及合成酶的作用及 其催化的反應(yīng)。其催化的反應(yīng)。 5. 5. 了解蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，了解多核糖體的概念。了解蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，了解多核糖體的概念。 6. 6. 了解多肽鏈的折疊與加工過(guò)程；了解各類(lèi)蛋白質(zhì)的投了解多肽鏈的折疊與加工過(guò)程；了解各類(lèi)蛋白質(zhì)的投 遞過(guò)程。遞過(guò)程。2022-6-1413.1.1 mRNA13.1.1 mRNA與遺傳密碼與遺傳密碼蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程：蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程： 基因遺傳信息：基因遺傳信息：D

3、NADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成過(guò)程中需要蛋白質(zhì)合成過(guò)程中需要200200多種多種生物大分子參加，生物大分子參加，包括核糖體、包括核糖體、mRNAmRNA、tRNAtRNA及多種蛋白質(zhì)因子。及多種蛋白質(zhì)因子。13.1 13.1 蛋白質(zhì)合成體系蛋白質(zhì)合成體系2022-6-15 mRNAmRNA ( (messenger RNA) )：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中直接指令氨：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中直接指令氨基酸摻入的基酸摻入的模板模板，是遺傳信息的載體。，是遺傳信息的載體。13.1.1.1 mRNA13.1.1.1 mRNA真核生物真核生物mRNAmRNA原核生物原核生物mRNAmRNA合成

4、部位合成部位主要在主要在核質(zhì)中核質(zhì)中合成合成 在細(xì)胞的統(tǒng)一室中合成在細(xì)胞的統(tǒng)一室中合成前體及加工前體及加工hnRNAhnRNA，需加工，需加工合成后不需加工合成后不需加工結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋佣囗樂(lè)醋佣囗樂(lè)醋痈黜樂(lè)醋娱g有間隔序列各順?lè)醋娱g有間隔序列5 5具帽子，具帽子，3 3有有ployploy（A A）不具帽子和不具帽子和ployploy（A A）穩(wěn)定性穩(wěn)定性較穩(wěn)定，半衰期為較穩(wěn)定，半衰期為2424小時(shí)以上小時(shí)以上不穩(wěn)定，半衰期約不穩(wěn)定，半衰期約2 2分鐘分鐘2022-6-16原核生物的多順?lè)醋釉松锏亩囗樂(lè)醋诱婧松锏膯雾樂(lè)醋诱婧松锏膯雾樂(lè)醋臃蔷幋a序列非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)核蛋白

5、體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子起始密碼子終止密碼子終止密碼子編碼序列編碼序列PPPPPP5 5 3 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)PPPPPPm mG G - -5 5 3 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2022-6-17mRNAmRNA分子上以分子上以5353方向，從方向，從AUGAUG開(kāi)始每開(kāi)始每三個(gè)連續(xù)三個(gè)連續(xù)的核的核苷酸苷酸( (三聯(lián)體三聯(lián)體) )組成一個(gè)密碼子組成一個(gè)密碼子( (codoncodon) ) 。13.1.1.2 13.1.1.2 遺傳密碼的破譯遺傳密碼的破譯遺傳密碼遺傳密碼 ( (Genetic code) ) 遺傳密碼的概念：遺傳密碼的概念：mRNA mRNA 上的核苷酸順序與蛋白質(zhì)中的上的核苷酸順序與蛋

6、白質(zhì)中的氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱(chēng)為遺傳密碼。氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱(chēng)為遺傳密碼。mRNAmRNA上每三個(gè)連續(xù)核上每三個(gè)連續(xù)核苷酸對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，這三個(gè)核苷酸就稱(chēng)為一個(gè)密碼子，或苷酸對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，這三個(gè)核苷酸就稱(chēng)為一個(gè)密碼子，或三聯(lián)體密碼（三聯(lián)體密碼（triplet codons）。）。2022-6-18遺傳密碼的破譯的三個(gè)實(shí)驗(yàn)遺傳密碼的破譯的三個(gè)實(shí)驗(yàn) 第一個(gè)實(shí)驗(yàn)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是是19611961年由美國(guó)的年由美國(guó)的M.NirenbergM.Nirenberg等人等人完成的。他首先利用多核苷酸磷酸化酶合成了一條完成的。他首先利用多核苷酸磷酸化酶合成了一條由相同核苷酸組成的多核苷酸鏈由相同核苷酸組成的多

7、核苷酸鏈, ,用它作模板，加用它作模板，加入入體外無(wú)細(xì)胞翻譯系統(tǒng)體外無(wú)細(xì)胞翻譯系統(tǒng)中中, ,利用大腸桿菌蛋白提取利用大腸桿菌蛋白提取液和液和GTPGTP在體外合成蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)多聚在體外合成蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)多聚(U)(U)導(dǎo)致多聚導(dǎo)致多聚PhePhe的合成的合成, ,表明多聚表明多聚(U)(U)編碼多聚編碼多聚PhePhe；類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)；類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)表明表明, ,多聚多聚(A)(A)編碼多聚編碼多聚LysLys；多聚；多聚(C)(C)編碼多聚編碼多聚ProPro ( (下圖下圖A)A)。2022-6-19 第二個(gè)實(shí)驗(yàn)第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是是19641964年也是由美國(guó)的年也是由美國(guó)的M.NirenbergM.Ni

8、renberg等人完成的。他們首先合成一個(gè)等人完成的。他們首先合成一個(gè)已知序列的核苷酸已知序列的核苷酸三聚體三聚體，然后與大腸桿菌核糖體和氨酰，然后與大腸桿菌核糖體和氨酰tRNAtRNA一起溫一起溫育。由此確定與已知核苷酸三聚體結(jié)合的育。由此確定與已知核苷酸三聚體結(jié)合的tRNAtRNA上連上連接的是那一種氨基酸。接的是那一種氨基酸。該實(shí)驗(yàn)對(duì)于幾種密碼編碼同該實(shí)驗(yàn)對(duì)于幾種密碼編碼同一個(gè)氨基酸提供了直接的、最好的證據(jù)一個(gè)氨基酸提供了直接的、最好的證據(jù)（下圖（下圖B B）。）。 利用核酸的人工合成、核糖體結(jié)合技術(shù)利用核酸的人工合成、核糖體結(jié)合技術(shù)2022-6-110核糖體結(jié)合技術(shù)核糖體結(jié)合技術(shù)保溫保

9、溫 硝酸纖維濾膜過(guò)濾硝酸纖維濾膜過(guò)濾分析留在濾膜上的核糖體分析留在濾膜上的核糖體-AA-AA-tRNAtRNA 確定與核糖體結(jié)合的確定與核糖體結(jié)合的AAAA以人工合成的三核苷酸為模板以人工合成的三核苷酸為模板+ +核糖體核糖體+AA-+AA-tRNAtRNAp3442022-6-111 第三個(gè)實(shí)驗(yàn)第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是是19651965由由Jones,KhoranaJones,Khorana等人完成的。等人完成的。他們他們利用有機(jī)化學(xué)和酶法利用有機(jī)化學(xué)和酶法制備了已知的核苷酸制備了已知的核苷酸重復(fù)重復(fù)序列序列，以此多聚核苷酸作模板，在，以此多聚核苷酸作模板，在體外體外進(jìn)行蛋白質(zhì)進(jìn)行蛋白質(zhì)合成，合成，發(fā)現(xiàn)

10、可以生成三種重復(fù)的多肽鏈發(fā)現(xiàn)可以生成三種重復(fù)的多肽鏈（下圖（下圖C C）。）。 若從若從A A翻譯，則合成出多聚翻譯，則合成出多聚IleIle，即，即AUCAUC對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)IleIle； 若從若從U U翻譯，則合成出多聚翻譯，則合成出多聚SerSer，即，即UCAUCA對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)SerSer； 若從若從C C翻譯，則合成出多聚翻譯，則合成出多聚HisHis，即，即CAUCAU對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)HisHis。因?yàn)轶w外合成是無(wú)調(diào)控的合成，可以隨機(jī)地從因?yàn)轶w外合成是無(wú)調(diào)控的合成，可以隨機(jī)地從A A、或或U U、或、或C C翻譯，所以有三種重復(fù)的多肽鏈生成。翻譯，所以有三種重復(fù)的多肽鏈生成。2022-6-11220

11、22-6-113UACGUCAGUCAG第二位第二位 第一位第一位（5） 第三位第三位（3）UCAGUCAGUCAG遺傳密碼字典遺傳密碼字典2022-6-1142022-6-115AUGAUG是起始密碼子，也是是起始密碼子，也是Met(Met(或或fMetfMet) )的密碼子。的密碼子。原核和真核生物肽鏈合成的第一個(gè)氨基酸都是原核和真核生物肽鏈合成的第一個(gè)氨基酸都是Met(Met(或或fMetfMet) )；少數(shù)細(xì)菌中也用少數(shù)細(xì)菌中也用GUGGUG做為起始碼做為起始碼( (起始位點(diǎn)編碼起始位點(diǎn)編碼fMetfMet，密碼表中密碼表中編碼編碼Val)Val)。真核生物偶爾也用。真核生物偶爾也用C

12、UGCUG作起始蛋氨酸的密碼。作起始蛋氨酸的密碼。密碼子密碼子UAAUAA、UAGUAG、UGA UGA 是肽鏈成的終止密碼子，不代表任何是肽鏈成的終止密碼子，不代表任何氨基酸，也稱(chēng)無(wú)意義密碼子。氨基酸，也稱(chēng)無(wú)意義密碼子。 現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)終止密碼子也可編碼氨基酸：現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)終止密碼子也可編碼氨基酸： No21No21：UGAUGA：硒：硒- -半胱氨酸半胱氨酸 No22No22：UAGUAG：吡咯：吡咯- -賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸13.1.1.313.1.1.3 遺傳密碼的基本性質(zhì)遺傳密碼的基本性質(zhì)1.1.起始密碼子和終止密碼子起始密碼子和終止密碼子2022-6-1162. 2. 連續(xù)性連續(xù)性 ( (c

13、ommalesscommaless) ) 編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀讀, ,密碼間既密碼間既無(wú)間斷無(wú)間斷也也無(wú)交叉無(wú)交叉。 2022-6-117 基因損傷引起基因損傷引起mRNAmRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入插入 或或缺失缺失，可能導(dǎo)致框移突變，可能導(dǎo)致框移突變( (frameshift mutation) )。 2022-6-1183. 3. 簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性 (degeneracy)(degeneracy) 遺傳密碼共有遺傳密碼共有6464個(gè)，其中個(gè)，其中6161個(gè)密碼子對(duì)應(yīng)個(gè)密碼子對(duì)應(yīng)2020種氨基酸，除種氨基

14、酸，除色氨酸色氨酸和和甲硫氨酸甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有2 2、3 3、4 4個(gè)或多至個(gè)或多至6 6個(gè)三聯(lián)體個(gè)三聯(lián)體為其編碼。為其編碼。2022-6-1194.4.通用性通用性 (universal)(universal) 蛋白質(zhì)生物合成整套密碼，蛋白質(zhì)生物合成整套密碼，從原核生物到人類(lèi)都通用從原核生物到人類(lèi)都通用。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。已發(fā)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)少數(shù)少數(shù)例外例外，如動(dòng)物的線(xiàn)粒體、植物的葉綠體。，如動(dòng)物的線(xiàn)粒體、植物的葉綠體。2022-6-1206.6.變偶性或擺動(dòng)性變偶性或擺動(dòng)性(

15、wobble)(wobble)反密碼子對(duì)密碼子的識(shí)別，通常也是根據(jù)堿基互補(bǔ)原則：反密碼子對(duì)密碼子的識(shí)別，通常也是根據(jù)堿基互補(bǔ)原則： A A= =U U，G GC C密碼子密碼子第第1 1、2 2堿基必需按標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)堿基必需按標(biāo)準(zhǔn)配對(duì), ,第第3 3堿基堿基的配對(duì)可以有一的配對(duì)可以有一定靈活性，但不是任意組合。由于定靈活性，但不是任意組合。由于tRNAtRNA三維結(jié)構(gòu)的影響，反三維結(jié)構(gòu)的影響，反密碼子的密碼子的5-5-端堿基在與密碼子端堿基在與密碼子3-3-端堿基配對(duì)時(shí)，產(chǎn)生了端堿基配對(duì)時(shí)，產(chǎn)生了一定范圍的擺動(dòng)。一定范圍的擺動(dòng)。方向：方向：沿沿mRNAmRNA解讀方向?yàn)榻庾x方向?yàn)?353 5 5、

16、方向性、方向性2022-6-121“擺動(dòng)假說(shuō)擺動(dòng)假說(shuō)”認(rèn)為：堿基間除認(rèn)為：堿基間除標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)外，還可以有標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)外，還可以有非標(biāo)準(zhǔn)非標(biāo)準(zhǔn)的配對(duì)的配對(duì)。2022-6-122 反密碼與密碼堿基配對(duì)時(shí)的搖擺現(xiàn)象反密碼與密碼堿基配對(duì)時(shí)的搖擺現(xiàn)象反密碼第反密碼第1 1位堿基位堿基A AC CG GU UI I密碼子第密碼子第3 3位堿基位堿基U UG GC C，U UA A，G GA A，C C，U U2022-6-123功能：主要功能：主要起轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸起轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的作用。由于的作用。由于tRNAtRNA分子分子的的同工性同工性，細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)tRNAtRNA的種類(lèi)比氨基酸的種類(lèi)多。的種類(lèi)比氨基酸的種類(lèi)多。

17、MW 25MW 2530kD30kD，沉降常數(shù)約，沉降常數(shù)約4S4S，約，約8080個(gè)核苷酸組個(gè)核苷酸組成，含有大量稀有堿基，如成，含有大量稀有堿基，如、DHU,DHU,各種甲基化的各種甲基化的嘌呤和嘧啶核苷等。原核和真核細(xì)胞嘌呤和嘧啶核苷等。原核和真核細(xì)胞1 1個(gè)個(gè)tRNAtRNA分子分子一般有一般有10101515個(gè)稀有堿基。個(gè)稀有堿基。tRNAtRNA中有中有15151616個(gè)核苷酸的種類(lèi)和位置不變，為個(gè)核苷酸的種類(lèi)和位置不變，為固定核苷酸固定核苷酸，其它的為可變核苷酸。，其它的為可變核苷酸。13.1.2 13.1.2 tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能P3462022-6-124

18、TCTC環(huán)環(huán)；由；由7 7個(gè)堿基組成，參個(gè)堿基組成，參與與tRNAtRNA與與核糖體核糖體表面的表面的結(jié)合結(jié)合。 13.1.2.1 13.1.2.1 tRNAtRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)3-3-端含端含CCA-OHCCA-OH序列序列。AAAA接接在在A-OHA-OH上，上，CCA-OHCCA-OH序列稱(chēng)為序列稱(chēng)為氨氨基酸接受臂基酸接受臂。3-3-端第端第5 51111位位核苷酸與核苷酸與5-5-端第端第1 17 7位核苷位核苷酸形成螺旋區(qū)酸形成螺旋區(qū), ,稱(chēng)為稱(chēng)為氨基酸接受氨基酸接受莖莖。2022-6-125額外環(huán)或可變環(huán)額外環(huán)或可變環(huán)( ( extro variable loop) )。堿

19、基種類(lèi)和數(shù)量堿基種類(lèi)和數(shù)量(3(31818個(gè)堿基個(gè)堿基) )高度可變，并富含稀有堿基。高度可變，并富含稀有堿基。反密碼子環(huán)反密碼子環(huán)( (anti-cordon loop) )。由由7 7個(gè)堿基組成，處于中個(gè)堿基組成，處于中間位的間位的3 3個(gè)堿基為反密碼子。反密碼子可與個(gè)堿基為反密碼子。反密碼子可與mRNAmRNA中的密碼子中的密碼子結(jié)合。毗鄰反密碼子的結(jié)合。毗鄰反密碼子的33端堿基往往為端堿基往往為烷化修飾嘌呤烷化修飾嘌呤, ,其其55端為端為U U, ,即：即：U-U-反密碼子反密碼子- -修飾嘌呤。修飾嘌呤。二氫尿嘧啶環(huán)二氫尿嘧啶環(huán)( (D-loop) )由由8 81212個(gè)堿基組成，

20、含有個(gè)堿基組成，含有2 21 1個(gè)個(gè)修修飾的堿基飾的堿基(D)(D)。 倒倒L L中中反密碼子環(huán)和二氫尿嘧啶環(huán)參與識(shí)別氨酰反密碼子環(huán)和二氫尿嘧啶環(huán)參與識(shí)別氨酰- -TrnaTrna 倒倒L L中中TCTC環(huán)環(huán)參與核糖體參與核糖體2022-6-126tRNAtRNA的三維結(jié)構(gòu)呈的三維結(jié)構(gòu)呈倒倒“L”L”形形。氨基酸接受氨基酸接受臂臂CCACCA序列和反密碼子處于倒序列和反密碼子處于倒L L的兩端的兩端。D D環(huán)和環(huán)和TCTC環(huán)形成倒環(huán)形成倒L L的角。不同的角。不同tRNAtRNA倒倒L L形的角有輕微改變，形的角有輕微改變，允許允許tRNAtRNA執(zhí)行不同功能時(shí)改變其功能。執(zhí)行不同功能時(shí)改變其

21、功能。13.1.2.2 13.1.2.2 tRNAtRNA的三維結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)2022-6-127起始起始tRNAtRNA：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，特異識(shí)別蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，特異識(shí)別mRNAmRNA上起始密碼子上起始密碼子tRNAtRNA延伸延伸tRNAtRNA：參加多肽鏈合成的起始。在多肽鏈延參加多肽鏈合成的起始。在多肽鏈延伸中運(yùn)載氨基酸的伸中運(yùn)載氨基酸的tRNAtRNA。 不同功能不同功能tRNAtRNA的分類(lèi)：的分類(lèi)：2022-6-128核糖體分兩類(lèi)：核糖體分兩類(lèi)：一類(lèi)核糖體一類(lèi)核糖體附著附著于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng), ,參與分泌性蛋白質(zhì)的合成；參與分泌性蛋白質(zhì)的合成；另一類(lèi)另一類(lèi)游離

22、游離于胞漿，參與細(xì)胞固有蛋白質(zhì)的合成。于胞漿，參與細(xì)胞固有蛋白質(zhì)的合成。13.1.3 13.1.3 核糖體的組成與結(jié)構(gòu)核糖體的組成與結(jié)構(gòu)2022-6-12913.1.3.1 13.1.3.1 核糖體的組成核糖體的組成原核核糖體原核核糖體2022-6-130組成核糖體的組成核糖體的rRNArRNA為單股鏈，可自行折疊形成為單股鏈，可自行折疊形成螺旋區(qū)螺旋區(qū)和和環(huán)環(huán)區(qū)區(qū)，所有螺旋區(qū)的堿基都是保守的；，所有螺旋區(qū)的堿基都是保守的；所有來(lái)源所有來(lái)源rRNArRNA均能形成均能形成4 4個(gè)結(jié)構(gòu)域個(gè)結(jié)構(gòu)域(、和和)，每，每個(gè)結(jié)構(gòu)域均含許多莖和環(huán)，它們通過(guò)無(wú)距離堿基對(duì)的相互反個(gè)結(jié)構(gòu)域均含許多莖和環(huán)，它們通過(guò)

23、無(wú)距離堿基對(duì)的相互反應(yīng)彼此應(yīng)彼此靠近靠近；絕大多數(shù)絕大多數(shù)rRNArRNA堿基的堿基的特異功能尚不清楚特異功能尚不清楚?？赡?。可能rRNArRNA中不配中不配對(duì)堿基涉及到對(duì)堿基涉及到rRNArRNA與其它與其它RNARNA的結(jié)合，如的結(jié)合，如16S16S的的33端不配對(duì)堿端不配對(duì)堿基與基與mRNAmRNA的起始部位的起始部位(SD(SD順序順序) )形成堿基配對(duì)。形成堿基配對(duì)。 rRNArRNA( (占細(xì)胞總占細(xì)胞總RNARNA的的80%)80%)2022-6-131核糖體蛋白：核糖體蛋白：與與rRNArRNA或核糖體亞基緊密連接的蛋白?；蚝颂求w亞基緊密連接的蛋白。如如E.coliE.coli

24、 30S 30S亞基上的亞基上的2121種蛋白質(zhì)及種蛋白質(zhì)及50S50S亞基上的亞基上的3434種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)( (共共5454種，小亞基上的種，小亞基上的S20S20與大亞基上與大亞基上的的L26L26是相同是相同) )，真核細(xì)胞，真核細(xì)胞40S40S亞基上的亞基上的3030種蛋白質(zhì)及種蛋白質(zhì)及60S60S亞基上的亞基上的45-5045-50種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)( (共約共約8080種種) )，都屬核糖體蛋白質(zhì)。，都屬核糖體蛋白質(zhì)。 核糖體相關(guān)蛋白質(zhì)：核糖體相關(guān)蛋白質(zhì)：(proteins associated with ribosome(proteins associated with rib

25、osome；PAR)PAR)與核糖體亞基疏松締合，對(duì)核糖體循環(huán)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用蛋白與核糖體亞基疏松締合，對(duì)核糖體循環(huán)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用蛋白. .如起始因子如起始因子( (IFIF或或eIFeIF) )和延長(zhǎng)因子和延長(zhǎng)因子( (EFEF) )等。等。PARPAR不是構(gòu)成核糖體不是構(gòu)成核糖體的固有成分。的固有成分。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) (占細(xì)胞總蛋白質(zhì)的占細(xì)胞總蛋白質(zhì)的10%10%)2022-6-132階段階段原核原核真核真核 功功 能能起始起始IF1參與起始復(fù)合物的形成參與起始復(fù)合物的形成IF2 eIF2IF3 eIF3、eIF4CCBP I與與mRNAmRNA帽子結(jié)合帽子結(jié)合eIF4A B F參與尋找第一個(gè)參

26、與尋找第一個(gè)AUGAUGeIF5協(xié)助協(xié)助eIF2 、 eIF3、eIF4C的釋放的釋放eIF6協(xié)助協(xié)助60S60S亞基從無(wú)活性的核糖體上解離亞基從無(wú)活性的核糖體上解離延長(zhǎng)延長(zhǎng)EF-Tu eEF1 協(xié)助氨酰協(xié)助氨酰- -tRNAtRNA進(jìn)入核糖體進(jìn)入核糖體EF-TseEF1 幫助幫助EF-Tu 、 eEF1 周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)EF-GeEF2移位因子移位因子終止終止RF-1 RF-2 RF-3eRF 釋放完整的肽鏈釋放完整的肽鏈核糖體相關(guān)蛋白質(zhì)核糖體相關(guān)蛋白質(zhì) p349p3492022-6-13313.1.3.2 13.1.3.2 核糖體的結(jié)構(gòu)核糖體的結(jié)構(gòu)核糖體的顆粒的大小和形狀核糖體的顆粒的大小和形狀3

27、0S30S亞基大小亞基大小5.55.5222222nm22nm，小亞基是一扁平不對(duì)稱(chēng)顆小亞基是一扁平不對(duì)稱(chēng)顆粒，由粒，由頭頭和和體體組成，分別占小亞基的組成，分別占小亞基的 1/3 1/3 和和 2/32/3。 在頭在頭和體之間部分是和體之間部分是頸頸，有，有1-21-2個(gè)突起稱(chēng)為葉或個(gè)突起稱(chēng)為葉或平臺(tái)平臺(tái)。 50S50S亞基為亞基為11.511.5232323nm23nm，呈三葉半球呈三葉半球形。形。RNARNA和蛋白和蛋白質(zhì)的分布相對(duì)集中，質(zhì)的分布相對(duì)集中，RNARNA主要定位于核糖體中央，蛋白質(zhì)主要定位于核糖體中央，蛋白質(zhì)在顆粒外圍。在顆粒外圍。p3472022-6-1342022-6-

28、1352022-6-136mRNAmRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)：位于位于30s30s小亞基小亞基頭部頭部，負(fù)責(zé)與，負(fù)責(zé)與mRNAmRNA的結(jié)合，特別是的結(jié)合，特別是16srRNA16srRNA的的3-3-端端與與mRNAmRNA的的AUGAUG之前的一段序列之前的一段序列互互補(bǔ)是這種結(jié)合必不可少的。補(bǔ)是這種結(jié)合必不可少的。 13.1.3.3 13.1.3.3 核糖體的結(jié)合位點(diǎn)核糖體的結(jié)合位點(diǎn)2022-6-137A A位點(diǎn)：位點(diǎn)：( (Aminoacyl-tRNAAminoacyl-tRNA site) site) 結(jié)合新進(jìn)入的氨基酰結(jié)合新進(jìn)入的氨基酰- -tRNAtRNA的位置。大部分位于大亞基而

29、小的位置。大部分位于大亞基而小部分位于小亞基。部分位于小亞基。P P位點(diǎn)：位點(diǎn)：( (peptidyl-tRNApeptidyl-tRNA site) site) 結(jié)合起始結(jié)合起始tRNAtRNA并向并向A A位位給出給出氨基酸位置。又稱(chēng)肽酰基氨基酸位置。又稱(chēng)肽?；? -tRNAtRNA位或給位位或給位, ,大部分位于小亞基大部分位于小亞基, ,小部分位于大亞基小部分位于大亞基. .轉(zhuǎn)肽酶活性部位轉(zhuǎn)肽酶活性部位 位于位于P P位和位和A A位的連接處。位的連接處。 2022-6-138原核細(xì)胞原核細(xì)胞70S70S核糖體的核糖體的A A位、位、P P位及位及mRNAmRNA結(jié)合部位結(jié)合部位示意圖

30、示意圖30S30S與與mRNAmRNA結(jié)合部位結(jié)合部位P P位位（結(jié)合（結(jié)合或接受肽基或接受肽基的部位）的部位）A A位位（結(jié)合或（結(jié)合或接受接受AA- AA- tRNAtRNA的部位）的部位）50S5 5 3 3 mRNAmRNA2022-6-139原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式: :A A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)(aminoacyl site)P P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)(peptidyl site) ？E E位：排出位位：排出位(exit site)(exit site)2022-6-140

31、2022-6-1412022-6-142核糖體核糖體:mRNA:mRNA鏈上同時(shí)結(jié)合著許多個(gè)核糖體。兩個(gè)核糖體間有鏈上同時(shí)結(jié)合著許多個(gè)核糖體。兩個(gè)核糖體間有一定長(zhǎng)度一定長(zhǎng)度裸露裸露的的mRNAmRNA鏈間隔，所以多核糖體可在一條鏈間隔，所以多核糖體可在一條mRNAmRNA鏈上鏈上同時(shí)合成幾條多肽鏈。同時(shí)合成幾條多肽鏈。多核糖體多核糖體 p348p3482022-6-1432022-6-144播放動(dòng)畫(huà)2022-6-14513.213.2 蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成2022-6-146在蛋白質(zhì)生物合成中，各種氨基酸在參入肽鏈之前必須先經(jīng)在蛋白質(zhì)生物合成中，各種氨基酸在參入肽鏈之前必須先經(jīng)過(guò)活

32、化，然后再由其特異的過(guò)活化，然后再由其特異的tRNAtRNA攜帶至核糖體上，才能攜帶至核糖體上，才能以以mRNAmRNA為模板縮合成肽鏈。為模板縮合成肽鏈。氨基酸活化后與相應(yīng)的氨基酸活化后與相應(yīng)的tRNAtRNA結(jié)合的反應(yīng)，是由特異的結(jié)合的反應(yīng)，是由特異的AARSAARS催催化的。化的。 13.2.1 13.2.1 氨基酸的活化與氨酰氨基酸的活化與氨酰- -tRNAtRNA的合成的合成tRNAtRNA分子上決定其攜帶氨基酸的區(qū)域叫做副密碼子分子上決定其攜帶氨基酸的區(qū)域叫做副密碼子, , 具有共具有共同特征同特征, ,一種一種AARSAARS可以可以識(shí)別一組同工識(shí)別一組同工tRNAtRNA. .

33、但沒(méi)有充分證據(jù)說(shuō)明所有但沒(méi)有充分證據(jù)說(shuō)明所有AARSAARS也識(shí)別同工也識(shí)別同工tRNAtRNA組中相同的副組中相同的副密碼子。另外副密碼子也沒(méi)有固定的位置，也可能并不止一密碼子。另外副密碼子也沒(méi)有固定的位置，也可能并不止一個(gè)堿基對(duì)。個(gè)堿基對(duì)。2022-6-147AARSAARS催化下，利用催化下，利用ATPATP供能，在氨基酸羧基上進(jìn)行活化，形成供能，在氨基酸羧基上進(jìn)行活化，形成氨基酰氨基酰-AMP-AMP，再與再與AARSAARS結(jié)合后形成三聯(lián)復(fù)合物，此復(fù)合物再結(jié)合后形成三聯(lián)復(fù)合物，此復(fù)合物再與特異的與特異的tRNAtRNA作用，將氨基酰轉(zhuǎn)移到特異作用，將氨基酰轉(zhuǎn)移到特異tRNAtRNA的

34、氨基酸臂上的氨基酸臂上氨基酸的活化反應(yīng)氨基酸的活化反應(yīng)p3502022-6-148氨酰氨酰- -tRNAtRNA合成酶合成酶(AARS)(AARS)：每種氨基酸都只有一種氨酰每種氨基酸都只有一種氨酰tRNAtRNA合成酶。因此細(xì)胞內(nèi)有合成酶。因此細(xì)胞內(nèi)有2020種氨酰種氨酰tRNAtRNA合成酶合成酶。 ？AARSAARS存在于存在于細(xì)胞漿細(xì)胞漿中，分子量中，分子量2.272.271041042.72.7105105，由，由一個(gè)或幾個(gè)亞基組成，單個(gè)亞基間大小差別較大。一個(gè)或幾個(gè)亞基組成，單個(gè)亞基間大小差別較大。AARSAARS活活性中心一般含有性中心一般含有1 1或幾個(gè)或幾個(gè)-SH-SH，催化

35、中發(fā)揮作用。，催化中發(fā)揮作用。AARSAARS具有具有高度的特異性高度的特異性，它既能識(shí)別特異的氨基酸，又，它既能識(shí)別特異的氨基酸，又能識(shí)別攜帶該氨基酸的特異能識(shí)別攜帶該氨基酸的特異tRNAtRNA。AARSAARS對(duì)對(duì)氨基酸有嚴(yán)格的特異性氨基酸有嚴(yán)格的特異性，但但對(duì)與此氨基酸相適應(yīng)對(duì)與此氨基酸相適應(yīng)的數(shù)種的數(shù)種同工同工tRNAtRNA則無(wú)嚴(yán)格的特異性則無(wú)嚴(yán)格的特異性。2022-6-149AARSAARS催化的反應(yīng)過(guò)程：首先是氨基酸被催化的反應(yīng)過(guò)程：首先是氨基酸被AARSAARS活化，活化，生成結(jié)合于酶上的氨酰腺苷酸生成結(jié)合于酶上的氨酰腺苷酸( (AA-AMPAA-AMP) )，然后是，然后是

36、tRNAtRNA的氨基?；５陌被；Ｒ?jiàn)見(jiàn)350350AA-AA-tRNAtRNA復(fù)合物的形成是非常復(fù)合物的形成是非常精確精確的的。tRNAtRNA分子結(jié)合分子結(jié)合到酶上時(shí)，識(shí)別已結(jié)合到酶上時(shí)，識(shí)別已結(jié)合AA-AMPAA-AMP，可將錯(cuò)誤的可將錯(cuò)誤的AA-AMPAA-AMP水水解掉而加以解掉而加以校正校正。 一旦一個(gè)特殊的氨基酸被連接到一旦一個(gè)特殊的氨基酸被連接到tRNAtRNA分子上時(shí)，在分子上時(shí)，在蛋白質(zhì)合成的后續(xù)步驟中便沒(méi)有任何特異的識(shí)別和校蛋白質(zhì)合成的后續(xù)步驟中便沒(méi)有任何特異的識(shí)別和校正方式。正方式。2022-6-150所以氨酰所以氨酰- -tRNAtRNA合成酶合成酶(AARS)(

37、AARS)特點(diǎn)特點(diǎn): : a a、專(zhuān)一性：專(zhuān)一性： 對(duì)氨基酸有極高專(zhuān)一性，每種氨基酸都有專(zhuān)一的酶對(duì)氨基酸有極高專(zhuān)一性，每種氨基酸都有專(zhuān)一的酶, ,只作用只作用于于L-L-氨基酸，不作用于氨基酸，不作用于D-D-氨基酸。氨基酸。 對(duì)對(duì)tRNAtRNA具有極高專(zhuān)一性。具有極高專(zhuān)一性。 b b、校對(duì)作用：校對(duì)作用：氨酰氨酰- -tRNAtRNA合成酶水解部位可水解錯(cuò)誤活化的氨基酸。合成酶水解部位可水解錯(cuò)誤活化的氨基酸。2022-6-151酶和底物正確結(jié)合是由二者相嵌的幾何形狀所決定，只有適合酶和底物正確結(jié)合是由二者相嵌的幾何形狀所決定，只有適合的氨基酸和適合的的氨基酸和適合的tRNAtRNA，進(jìn)入，

38、進(jìn)入AARSAARS的的相應(yīng)位點(diǎn)，才能合成正確相應(yīng)位點(diǎn)，才能合成正確的氨?；陌滨；? -tRNAtRNA?，F(xiàn)在已經(jīng)知道現(xiàn)在已經(jīng)知道AARSAARS與與L L形形tRNAtRNA內(nèi)側(cè)面結(jié)合，結(jié)合點(diǎn)包括接近臂，內(nèi)側(cè)面結(jié)合，結(jié)合點(diǎn)包括接近臂，DHUDHU臂和反密碼子臂。臂和反密碼子臂。AARSAARS正確選擇氨基酸和正確選擇氨基酸和tRNAtRNA的機(jī)制的機(jī)制反密碼子似乎應(yīng)該與氨基酸的正確負(fù)載有關(guān)，對(duì)于某些反密碼子似乎應(yīng)該與氨基酸的正確負(fù)載有關(guān)，對(duì)于某些tRNAtRNA確確實(shí)如此，然而對(duì)于大多數(shù)實(shí)如此，然而對(duì)于大多數(shù)tRNAtRNA來(lái)說(shuō)并非如此來(lái)說(shuō)并非如此, ,由于某些由于某些tRNAtRNA上上

39、的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨基酸卻沒(méi)有改變。的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨基酸卻沒(méi)有改變。2022-6-152tRNAtRNA氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶ATPATP2022-6-153原核細(xì)胞起始原核細(xì)胞起始AA(MetAA(Met) )活化后，需經(jīng)甲?；罨?，需經(jīng)甲酰化形成形成fMet-tRNAfMet-tRNA。真核細(xì)胞則真核細(xì)胞則無(wú)無(wú)此過(guò)程。此過(guò)程。2022-6-154三元復(fù)合物三元復(fù)合物( (trimertrimer complex) complex)的形成的形成在起始因子在起始因子3(IF3)3(IF3)介導(dǎo)和介導(dǎo)和IF-1IF-1促進(jìn)下，促進(jìn)下，30S

40、30S小亞基附著于小亞基附著于mRNAmRNA起始信號(hào)部位起始信號(hào)部位, ,形成形成IF3IF3- -30S30S- -mRNAmRNA三元復(fù)合物三元復(fù)合物. .13.2.2 13.2.2 肽鏈合成的起始肽鏈合成的起始 p351/352p351/352mRNAmRNA上位于上位于AUGAUG上游上游8 81313個(gè)個(gè)ntnt 處有一短的處有一短的SDSD序列序列( (核糖體結(jié)合核糖體結(jié)合序列序列), SD), SD序列富含序列富含嘌呤嘌呤， SDSD序列與序列與30S30S小亞基小亞基16S 16S rRNArRNA的的33端部分序列互補(bǔ)，是核糖體結(jié)合位點(diǎn)。使核糖體選擇端部分序列互補(bǔ)，是核糖體

41、結(jié)合位點(diǎn)。使核糖體選擇mRNAmRNA上上AUGAUG的正確位置起始肽鏈合成。的正確位置起始肽鏈合成。2022-6-155在在IF1IF1、IF2IF2作用下，作用下， fMet-tRNAfMet-tRNAMetMet與與mRNAmRNA分子中的起始密碼分子中的起始密碼子子(AUG(AUG或或GUG)GUG)相結(jié)合。相結(jié)合。IF3IF3從三元復(fù)合物脫落從三元復(fù)合物脫落, ,形成形成30S30S前起始前起始復(fù)合物：復(fù)合物： IF1-IF2IF1-IF2- -30S30S- -mRNAmRNA- -fMet-tRNAfMet-tRNAMetMet30S30S前起始復(fù)合物的形成前起始復(fù)合物的形成 p

42、352p3522022-6-15650S50S亞基與亞基與30S30S前起始復(fù)合物結(jié)合前起始復(fù)合物結(jié)合, ,同時(shí)同時(shí)IF2IF2脫落，形成脫落，形成70S70S起始起始復(fù)合物：復(fù)合物： 30S30SmRNAmRNA- -50S50S- -fMet-tRNAfMet-tRNAMetMet70S70S起始復(fù)合物形成起始復(fù)合物形成此時(shí)此時(shí)fMet-tRNAfMet-tRNA Met Met占據(jù)著占據(jù)著50S50S亞基的亞基的P P位，而位，而50S50S的的A A位暫空，位暫空，有待于對(duì)應(yīng)有待于對(duì)應(yīng)mRNAmRNA中第二個(gè)密碼的相應(yīng)氨酰中第二個(gè)密碼的相應(yīng)氨酰- -tRNAtRNA進(jìn)入，從而進(jìn)進(jìn)入，從

43、而進(jìn)入延長(zhǎng)階段。入延長(zhǎng)階段。2022-6-157 肽鏈延長(zhǎng)肽鏈延長(zhǎng)： ( (進(jìn)位進(jìn)位轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽移位移位) )n n13.2.3 13.2.3 肽鏈的延長(zhǎng)肽鏈的延長(zhǎng) p353進(jìn)位進(jìn)位在在GTPGTP、EF-TEF-T等參與下，新的氨酰等參與下，新的氨酰- -tRNAtRNA進(jìn)入進(jìn)入50S50S的的A A位位, ,與與mRNAmRNA上相應(yīng)上相應(yīng)密碼子結(jié)合。密碼子結(jié)合。在在mRNAmRNA上的上的fMet-tRNAMetfMet-tRNAMet( (或肽酰或肽酰- -tRNAtRNA) )占據(jù)占據(jù)P P位點(diǎn)，新進(jìn)入的氨酰位點(diǎn)，新進(jìn)入的氨酰- -tRNAtRNA結(jié)合到結(jié)合到A A位點(diǎn)，與位點(diǎn)，與mRN

44、AmRNA上第二上第二個(gè)密碼子結(jié)合。個(gè)密碼子結(jié)合。2022-6-158Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTPP353圖2022-6-159 轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽是由轉(zhuǎn)肽酶是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過(guò)程。催化的肽鍵形成過(guò)程。2022-6-160在在EF-GEF-G( (轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)移酶活性),),GTPGTP作用下作用下, ,核糖體沿核糖體沿mRNAmRNA鏈鏈(53)(53)相對(duì)移動(dòng)。每次移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼子的距離，使下一個(gè)密相對(duì)移動(dòng)。每次移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼子的距離，使下一個(gè)密碼子能準(zhǔn)確定位于碼子能準(zhǔn)確定位于A A位點(diǎn)。原位點(diǎn)。原A A位點(diǎn)的二肽位點(diǎn)的二肽酰酰tR

45、NAtRNA轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到P P位點(diǎn)，位點(diǎn)， 空出空出A A位點(diǎn)。位點(diǎn)。 移位移位2022-6-161肽鏈合成的終止，需終止因子或釋放因子肽鏈合成的終止，需終止因子或釋放因子(releasing (releasing factorfactor，RFRF) )參與。參與。RFRF可識(shí)別可識(shí)別mRNAmRNA鏈上的終止密碼子，使肽鏈上的終止密碼子，使肽鏈釋放，核糖體解聚。鏈釋放，核糖體解聚。 13.2.4 13.2.4 肽鏈合成的終止與釋放肽鏈合成的終止與釋放隨后再依次進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位進(jìn)行下一循環(huán)。隨后再依次進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位進(jìn)行下一循環(huán)。肽鏈延伸是從肽鏈延伸是從N N端開(kāi)始端開(kāi)始C C端端, ,延長(zhǎng)

46、過(guò)程每重復(fù)一次延長(zhǎng)過(guò)程每重復(fù)一次, ,肽鏈延肽鏈延伸一個(gè)氨基酸殘基伸一個(gè)氨基酸殘基, ,多次重復(fù)使肽鏈增長(zhǎng)到必要的長(zhǎng)度。多次重復(fù)使肽鏈增長(zhǎng)到必要的長(zhǎng)度。2022-6-162當(dāng)當(dāng)mRNAmRNA上終止密碼子出現(xiàn)在核糖體的上終止密碼子出現(xiàn)在核糖體的A A位點(diǎn)位點(diǎn)上。終止因子上。終止因子(RFRF)識(shí)別終止密碼子識(shí)別終止密碼子并在并在A A位點(diǎn)位點(diǎn)與終止密碼子相與終止密碼子相結(jié)合結(jié)合，阻止肽鏈的繼續(xù)延伸。，阻止肽鏈的繼續(xù)延伸。RFRF使核糖體使核糖體P P位點(diǎn)肽酰轉(zhuǎn)移酶發(fā)生位點(diǎn)肽酰轉(zhuǎn)移酶發(fā)生變構(gòu)變構(gòu), ,酶活酶活性從性從轉(zhuǎn)肽作用轉(zhuǎn)肽作用變?yōu)樽優(yōu)樗庾饔盟庾饔? ,使使tRNAtRNA所攜帶多所攜帶

47、多肽鏈與肽鏈與tRNAtRNA間酯鍵被水解切斷間酯鍵被水解切斷, ,多肽鏈從核糖多肽鏈從核糖體體及及tRNAtRNA釋放出來(lái)。釋放出來(lái)。 核糖體核糖體與與mRNAmRNA分離；分離；P P位位tRNAtRNA和和A A位上位上RFRF脫脫落。在落。在IF3IF3參與下，參與下，與與mRNAmRNA分離的核糖體又分分離的核糖體又分離為大小兩個(gè)亞基，可重新投入另一條肽鏈離為大小兩個(gè)亞基，可重新投入另一條肽鏈的合成過(guò)程。的合成過(guò)程。2022-6-163U A G53RFCOO-原核肽鏈合成終止原核肽鏈合成終止2022-6-164原核肽鏈合成終止與釋放原核肽鏈合成終止與釋放2022-6-165起始復(fù)合

48、物形成位于起始復(fù)合物形成位于mRNA5mRNA5端端AUGAUG上游的帽子結(jié)構(gòu)。上游的帽子結(jié)構(gòu)。形成形成43S43S核糖體復(fù)合物：核糖體復(fù)合物： 40S-elF3-elF4c40S-elF3-elF4c形成形成43S43S前起始復(fù)合物：前起始復(fù)合物： 40S-elF3-elF4c-elF2GTP-Met-40S-elF3-elF4c-elF2GTP-Met-tRNAtRNAMetMet13.2.5.1 13.2.5.1 真核生物蛋白質(zhì)生物合成的起始真核生物蛋白質(zhì)生物合成的起始形成形成48S48S前起始復(fù)合物：前起始復(fù)合物： mRNAmRNA復(fù)合物復(fù)合物-43S-43S前起始復(fù)合物前起始復(fù)合物

49、mRNAmRNA復(fù)合物：復(fù)合物：mRNA-mRNA-帽結(jié)合蛋白帽結(jié)合蛋白1(CBP1)-elF4A-elF4B-elF4F1(CBP1)-elF4A-elF4B-elF4F13.2.5 13.2.5 真核生物蛋白質(zhì)生物合成真核生物蛋白質(zhì)生物合成( (類(lèi)似原核類(lèi)似原核) ) p355p3552022-6-166形成形成80S80S起始復(fù)合物：起始復(fù)合物： 40S-mRNA-60S-Met-tRNA40S-mRNA-60S-Met-tRNAMetMet在在elF5elF5作用下，作用下，48S48S前起始復(fù)合物中所有前起始復(fù)合物中所有elFelF釋放，并與釋放，并與60S60S大大亞基結(jié)合，最終形

50、成亞基結(jié)合，最終形成80S80S起始復(fù)合物。起始復(fù)合物。真核生物蛋白質(zhì)生物合成起始階段，真核生物蛋白質(zhì)生物合成起始階段，40S40S核糖體亞基可選擇核糖體亞基可選擇第一個(gè)起始密碼子第一個(gè)起始密碼子AUGAUG，開(kāi)始對(duì)開(kāi)始對(duì)mRNAmRNA翻譯。由于翻譯。由于AUGAUG是唯一的是唯一的起始密碼子；并且起始密碼子；并且40S40S亞基與帶帽的亞基與帶帽的mRNA5mRNA5末端接觸，沿末端接觸，沿mRNA“mRNA“掃描掃描”一直到抵達(dá)第一個(gè)一直到抵達(dá)第一個(gè)AUGAUG處再開(kāi)始翻譯。處再開(kāi)始翻譯。 2022-6-1672022-6-168Met40S60SMetMet60SmRNAeIF-2B、

51、eIF-3、eIF-6 elF-3GDP+Pi各種各種elF釋放釋放elF-5ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PABMetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程復(fù)合物形成過(guò)程2022-6-169原核延長(zhǎng)原核延長(zhǎng)因子因子生物功能生物功能對(duì)應(yīng)真核延對(duì)應(yīng)真核延長(zhǎng)因子長(zhǎng)因子EF-EF-TuTu促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A A位，結(jié)位，結(jié)合分解合分解GTPGTPEF-1-EF-1-EF-TsEF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基EF-1-EF-1-EF-GEF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-

52、mRNA-肽肽酰酰-tRNA-tRNA由由A A位前移到位前移到P P位，促位，促進(jìn)卸載進(jìn)卸載tRNAtRNA釋放釋放EF-2EF-2肽鏈合成的延長(zhǎng)因子與釋放因子對(duì)比肽鏈合成的延長(zhǎng)因子與釋放因子對(duì)比 原核、真核肽鏈的延長(zhǎng)和終止原核、真核肽鏈的延長(zhǎng)和終止RF-1,-2,-3RF-1,-2,-3 肽鏈釋放肽鏈釋放 RF RF 2022-6-170延長(zhǎng)因子延長(zhǎng)因子(EF1) (EF1) 可與可與GTPGTP和和 AA-AA-tRNAtRNA 形成復(fù)合物，并形成復(fù)合物，并把把AA-AA-tRNAtRNA供給核糖體。供給核糖體。EF1EF1催化催化GDP-GTPGDP-GTP交換交換, , 有助有助于于

53、EF1EF1再循環(huán)利用再循環(huán)利用; EF2; EF2催化催化GTPGTP水解和使水解和使AA-AA-tRNAtRNA從從A A位位轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移至 P P位。位。肽鏈合成的終止僅涉及釋放因子肽鏈合成的終止僅涉及釋放因子(RF)(RF)。RFRF可識(shí)別所有的可識(shí)別所有的三種終止密碼子三種終止密碼子UAAUAA，UAGUAG和和UGAUGA，終止肽鏈合成。，終止肽鏈合成。RFRF活活化肽鏈酰轉(zhuǎn)移酶釋放新生肽鏈后，即從核糖體解離?；逆滜＾D(zhuǎn)移酶釋放新生肽鏈后，即從核糖體解離。2022-6-1712022-6-172mRNAmRNA翻譯多肽翻譯多肽大多數(shù)為無(wú)功能大多數(shù)為無(wú)功能的初級(jí)產(chǎn)物，需經(jīng)的初級(jí)產(chǎn)物，需

54、經(jīng)折疊折疊、修飾修飾、剪切剪切等加工過(guò)程后才具有活性。等加工過(guò)程后才具有活性。原核的有些蛋白質(zhì)要分泌到細(xì)胞外，真核的許多蛋白質(zhì)要易原核的有些蛋白質(zhì)要分泌到細(xì)胞外，真核的許多蛋白質(zhì)要易位到細(xì)胞器或胞液中。位到細(xì)胞器或胞液中。13.2.6 13.2.6 肽鏈合成后的加工肽鏈合成后的加工13.2.6.1 13.2.6.1 蛋白質(zhì)的修飾蛋白質(zhì)的修飾蛋白質(zhì)修飾一般伴隨著肽鏈合成的進(jìn)行。修飾有利于折疊，蛋白質(zhì)修飾一般伴隨著肽鏈合成的進(jìn)行。修飾有利于折疊，也與蛋白質(zhì)的易位和分泌有關(guān)。也與蛋白質(zhì)的易位和分泌有關(guān)。2022-6-173N-N-端的端的Met(fMetMet(fMet) )殘基，以及有些多肽鏈殘基

55、，以及有些多肽鏈N-N-端的端的 多個(gè)殘基多個(gè)殘基或或C-C-端的殘基都會(huì)被切除；端的殘基都會(huì)被切除；一些多肽鏈還要經(jīng)過(guò)一定的剪接；一些多肽鏈還要經(jīng)過(guò)一定的剪接；氨基酸側(cè)鏈的修飾：二硫鍵形成、磷酸化、糖氨基酸側(cè)鏈的修飾：二硫鍵形成、磷酸化、糖基化、脂化、核糖基化、乙?；?。基化、脂化、核糖基化、乙?；?。多肽鏈的修飾包括：多肽鏈的修飾包括： p355 2022-6-174磷酸化磷酸化糖基化糖基化2022-6-175蛋白質(zhì)的折疊是由多肽鏈中氨基酸的順序決定的，但環(huán)境蛋白質(zhì)的折疊是由多肽鏈中氨基酸的順序決定的，但環(huán)境條件對(duì)折疊有影響。條件對(duì)折疊有影響。肽鏈折疊與肽鏈合成同步進(jìn)行。隨著肽鏈的延伸，空

56、間構(gòu)肽鏈折疊與肽鏈合成同步進(jìn)行。隨著肽鏈的延伸，空間構(gòu)象不斷調(diào)整，最終成為天然態(tài)的構(gòu)象。象不斷調(diào)整，最終成為天然態(tài)的構(gòu)象。一些酶和分子伴侶可參與肽鏈的折疊，稱(chēng)它們?yōu)橹郫B蛋一些酶和分子伴侶可參與肽鏈的折疊，稱(chēng)它們?yōu)橹郫B蛋白白( (foldlingfoldling helper) helper)。13.2.6.213.2.6.2 蛋白質(zhì)的折疊蛋白質(zhì)的折疊2022-6-176 蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶(protein disulfide 1somerase(protein disulfide 1somerase，PDI)PDI)可加速形成蛋白質(zhì)中正確的二硫鍵；肽酰脯酰順?lè)串悩?gòu)酶可加速形成蛋白質(zhì)中正確的二硫鍵；肽酰脯酰順?lè)串悩?gòu)酶( (peptidylpeptidyl prolylprolyl ciscis/trans /trans isomeraseisomerase, PPI) , PPI) 可催化肽脯氨可催化肽脯氨酰之間肽鍵的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)，從而加速蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程。酰之間肽鍵的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)，從而加速蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程。分子伴侶分子伴侶( (chaperoninchaperonin) ) 是細(xì)胞內(nèi)一類(lèi)能幫助新生肽鏈正確組裝、成熟和跨膜運(yùn)輸，是細(xì)胞內(nèi)一類(lèi)能幫助新生肽鏈正確組裝、成熟和跨膜運(yùn)