蛋白質(zhì)合成以及轉(zhuǎn)運(yùn)王鏡巖生物化學(xué)全

1、關(guān)于蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)王鏡巖生物化學(xué)全第一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 蛋白質(zhì)合成的分子基礎(chǔ) （要件）第二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板 mRNA以核苷酸序列的方式攜帶遺傳信息，通過這些信息來指導(dǎo)合成多肽鏈中的氨基酸的序列。每一個(gè)氨基酸可通過mRNA上3個(gè)核苷酸序列組成的遺傳密碼來決定，這些密碼以連續(xù)的方式連接，組成讀碼框架 。mRNA第三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)53順反子順反子順反子插入順序插入順序先導(dǎo)區(qū)末端順序AGGAGGUSD區(qū)半衰期短許多原核生物mRNA以多順反子形式存在AUG作為起

2、始密碼；AUG上游712個(gè)核苷酸處有一被稱為SD序列的保守區(qū)， 16S rRNA3- 端反向互補(bǔ)而使mRNA與核糖體結(jié)合。第四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 “帽子”PolyA 3 順反子m7G-5ppp-N-3 p帽子結(jié)構(gòu)功能使mRNA免遭核酸酶的破壞使mRNA能與核糖體小亞基結(jié)合并開始合成蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識(shí)別，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。Poly(A)尾巴的功能是mRNA由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必需的形式它大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性AAAAAAA-OH第五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 tRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，它

3、不但為每個(gè)三聯(lián)體密碼子譯成氨基酸提供接合體，還為準(zhǔn)確無誤地將所需氨基酸運(yùn)送到核糖體上提供運(yùn)送載體。1、tRNA的結(jié)構(gòu)特征三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu)2、tRNA的功能:（1）被特定的氨酰- tRNA合成酶識(shí)別，使tRNA接受正確的活化氨基酸。（2）識(shí)別mRNA鏈上的密碼子。（3）在蛋白質(zhì)合成過程中，tRNA起著連接生長(zhǎng)的多肽鏈與核糖體的作用。 t RNA第六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA含有兩個(gè)關(guān)鍵的部位：一個(gè)是氨基酸結(jié)合部位，另一個(gè)是與mRNA的結(jié)合部位。對(duì)于組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸來說，每一種至少有一種tRNA來負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)。 第七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氨酰- tR

4、NA合成酶特點(diǎn)a、專一性：對(duì)氨基酸有極高的專一性，每種氨基酸都有專一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。 對(duì)tRNA 具有極高專一性。含同義密碼子的tRNA由相同的氨酰-tRNA合成酶識(shí)別b、校對(duì)作用：氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解錯(cuò)誤活化的氨基酸。 第八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA分子攜帶氨基酸的分子機(jī)制tRNA分子上與多肽合成有關(guān)的位點(diǎn)至少有4個(gè)，分別為:3端CCA上的氨基酸接受位點(diǎn)氨酰-tRNA合成酶識(shí)別的位點(diǎn)核糖體識(shí)別位點(diǎn)反密碼子位點(diǎn)。第九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸的活化EEAAEAAtRNAAAEtRNAAAEtRNAAA

5、氨基酸ATP +氨酰腺苷酸E-AMPPPi第一步AMP第二步E氨基酸的活化3-氨酰-tRNA第十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月密碼子與反密碼子的配對(duì)關(guān)系反密碼子tRNA53A U C5mRNA3密碼子1 2 3第十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核 糖 體核糖體是由rRNA和多種蛋白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒，蛋白質(zhì)肽鍵的合成就是在這種核糖體上進(jìn)行的。1、核糖體的結(jié)構(gòu)和組成2、核糖體的功能第十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核糖體的組成原核生物核糖體的組成原核生物核糖體結(jié)構(gòu)示意圖第十四張，PPT共四十二

6、頁，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原核細(xì)胞70S核糖體的A位、P位及mRNA結(jié)合部位示意圖anticodoncodon30S與mRNA結(jié)合部位P位（結(jié)合或接受肽基的部位）A位（結(jié)合或接受AA- tRNA的部位）50S53mRNA第十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 蛋白質(zhì)合成的機(jī)理（原核生物）第十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸的活化EEAAEAAtRNAAAEtRNAAAEtRNAAA氨基酸ATP +氨酰腺苷酸E-AMPPPi第一步AMP第二步E氨基酸的活化3-氨酰-tRNA第十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年

7、6月N-甲酰甲硫氨酰-tRNAtMet的形成CHO-HN-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S CH3 +H2N-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S CH3Met-tRNAtMetfMet-tRNAtMetN10-甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶第十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物多肽鏈的合成過程 原核生物多肽鏈的合成分為三個(gè)階段：肽鏈合成的起始、肽鏈的延伸、肽鏈合成的終止和釋放。1、肽鏈合成的起始2、肽鏈的延長(zhǎng)3、肽鏈合成的終止及釋放第二十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月翻譯開始于mRNA與核糖體的結(jié)合在原核細(xì)生物中一個(gè)mRNA上可以有多個(gè)起始位點(diǎn)，為多個(gè)

8、蛋白質(zhì)編碼。原核細(xì)胞中的核糖體是如何對(duì)mRNA分子內(nèi)如此眾多的AUG起始位點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別? 第二十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)菌的mRNA通常含有一段富含嘌呤堿基的序列，稱作SD序列，它們通常在起始AUG序列上游10個(gè)堿基左右的位置，能與細(xì)菌16SrRNA 3端的7個(gè)嘧啶堿基進(jìn)行堿基互補(bǔ)性的識(shí)別，以幫助從起始AUG處開始翻譯。第二十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月在真核生物的mRNA中，最靠近5端的AUG序列通常是起始密碼。核糖體小亞基首先結(jié)合在mRNA的5端，然后向3端移動(dòng)，直到AUG序列被tRNAiMet上的反密碼子識(shí)別。這種識(shí)別被類似GCCGCCpuCCAUGG

9、這樣的序列所加強(qiáng)，核糖體與它怎樣進(jìn)行的識(shí)別過程目前尚不清楚 。無此序列，小亞基將不能識(shí)別AUG第二十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月階段原核 真核 功 能IF1IF2 eIF2 參與起始復(fù)合物的形成IF3 eIF3、eIF4C起始CBP I 與mRNA帽子結(jié)合 eIF4A B F 參與尋找第一個(gè)AUGeIF5 協(xié)助eIF2 、 eIF3、eIF4C的釋放eIF6 協(xié)助60S亞基從無活性的核糖體上解離EF-Tu eEF1 協(xié)助氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體延長(zhǎng)EF-Ts eEF1 幫助EF-Tu 、 eEF1周轉(zhuǎn) EF-G eEF2 移位因子RF-1終止 eRF 釋放完整的肽鏈RF-2第二

10、十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月肽鏈合成的起始30S亞基 mRNA IF3- IF1復(fù)合物30S mRNA GTP- fMet tRNA- IF2- IF1復(fù)合物70S起始復(fù)合物codonanticodonP位A位 mRNA +30S亞基-IF3A位IF-353IF2GTPP位IF3 IF2 IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S亞基IF2+ IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始復(fù)合物第二十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月肽鏈的延長(zhǎng)12122323進(jìn)位肽鍵形成移位進(jìn)位(TuTs)GTPGTPN-端2353C-端肽鍵形成153（EF-G） 第二十六

11、張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月肽鏈合成的終止及釋放（1）釋放因子RF1或RF2進(jìn)入核糖體A位。 （2）多肽鏈的釋放（3）70S核糖體解離53UAG30S亞基50S亞基53UAGtRNARF第二十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月肽鍵的形成第二十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月TuTs循環(huán)第二十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多核糖體與核糖體循環(huán)合成完畢的肽鏈多核糖體3mRNA延伸中的肽鏈5核糖體循環(huán)第三十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多核糖體第一個(gè)編碼區(qū)第一個(gè)編碼區(qū)第二個(gè)編碼區(qū)第二個(gè)編碼區(qū)終止起始終止起始mRNAmRNA5533第三十一

12、張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物多肽鏈的合成1、真核細(xì)胞核糖體比原核細(xì)胞核糖體更大更復(fù)雜；2、起始氨基酸為Met，不是fMet；3、肽鏈合成的起始：由40S核糖體亞基首 先識(shí)別mRNA的5端-帽子，然后沿mRNA移動(dòng)尋找AUG；4、起始因子有12種，但只有2種延長(zhǎng)因子和1種終止因子；5、真核細(xì)胞種線粒體、葉綠體的核糖體大小、組成及蛋白質(zhì)合成過程都類似于原核細(xì)胞。第三十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及翻譯后修飾 第三十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月在核糖體上新合成的多肽被送往細(xì)胞的各個(gè)部分，以行使各自的生物功能 ，所以新合成的多肽

13、的輸送是有目的、定向地進(jìn)行的。 對(duì)真核生物來說，游離狀態(tài)的核糖體停留在胞漿中，只合成供裝配線粒體及葉綠體膜的蛋白質(zhì)。結(jié)合于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體新合成的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行后加工。 第三十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、蛋白質(zhì)通過其信號(hào)肽引導(dǎo)到目的地 每需要運(yùn)輸?shù)亩嚯亩己幸欢伟被嵝蛄?，稱為信號(hào)肽序列(signal leader sequence)，引導(dǎo)多肽至不同的運(yùn)系統(tǒng)。在真核細(xì)胞中，當(dāng)某一種多肽的N端剛開始合成不久，這種多肽合成后的去向就已被決定。 疏水性的氨基酸區(qū) 信號(hào)肽酶識(shí)別位點(diǎn) 第三十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月SRP：信號(hào)識(shí)別體；2個(gè)功能（1）識(shí)別信號(hào)肽，

14、（2）暫時(shí)阻止肽鏈延伸。 SRP受體停泊蛋白第三十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月分泌蛋白質(zhì)的合成和胞吐作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體泡泡泡融入質(zhì)膜核糖體芽泡第三十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月線粒體外膜線粒體內(nèi)膜帶有導(dǎo)肽的線粒體蛋白質(zhì)前體跨膜運(yùn)送過程示意圖內(nèi)外膜接觸位點(diǎn)的蛋白質(zhì)通道線粒體hsp70受體蛋白hsp70導(dǎo)肽蛋白酶切除導(dǎo)肽第三十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1、肽鏈末端的修飾： N-端fMet或Met的切除2、信號(hào)序列的切除3、二硫鍵的形成4、部分肽段的切除5、個(gè)別氨基酸的修飾6、糖基側(cè)鏈的添加7、輔基的加入蛋白質(zhì)的加工修飾第三十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月胰島素原的加工A鏈區(qū)B鏈區(qū)間插序列（C肽區(qū)）HSSHSHSHHSHS信號(hào)肽NC核糖體上合成出無規(guī)則卷曲的前胰島素原切除C肽后，形成成熟的胰島素分子切除信號(hào)肽后折疊成穩(wěn)定構(gòu)象的胰島素原SSSSNNCCA鏈B鏈胰島素CNSSSS胰島素原SS第四十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 肽鏈折疊是指從多肽鏈的氨基酸序列形成具有正確三維空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的過程。 體內(nèi)多肽鏈的折疊目前認(rèn)為至少