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RNAaseP、內(nèi)切酶目錄第一頁(yè),共六十四頁(yè)。1tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP目錄第二頁(yè),共六十四頁(yè)。2堿基修飾(2)還原反應(yīng)如:UDHU(3)核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如:Uψ(4)脫氨反應(yīng)如:AI如:AAm(1)甲基化(1)(1)(3)(2)(4)目錄第三頁(yè),共六十四頁(yè)。3三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S第四頁(yè),共六十四頁(yè)。4四膜蟲(chóng)rRNA的剪接采用自我剪接方式四、核酶第五頁(yè),共六十四頁(yè)。5具有催化功能的RNA稱(chēng)為核酶。核酶(ribozyme)第六頁(yè),共六十四頁(yè)。6蛋白質(zhì)的生物合成(翻譯)第12章ProteinBiosynthesis(Translation)第七頁(yè),共六十四頁(yè)。7蛋白質(zhì)生物合成的概念蛋白質(zhì)生物合成(proteinbiosynthesis)也稱(chēng)翻譯(translation),是生物細(xì)胞以mRNA為模板,按照mRNA分子中核苷酸組成的密碼信息合成蛋白質(zhì)的過(guò)程。定義第八頁(yè),共六十四頁(yè)。8(1)氨基酸的活化(2)肽鏈的生物合成(3)肽鏈形成后的加工和靶向輸送反應(yīng)過(guò)程第九頁(yè),共六十四頁(yè)。9第一節(jié)
蛋白質(zhì)生物合成體系ProteinBiosynthesisSystem第十頁(yè),共六十四頁(yè)。10基本原料:20種編碼氨基酸模板:mRNA適配器:tRNA裝配機(jī):核蛋白體酶和蛋白質(zhì)因子能源物質(zhì):ATP、GTP無(wú)機(jī)離子:Mg2+、K+蛋白質(zhì)生物合成體系第十一頁(yè),共六十四頁(yè)。11一、mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板mRNA的基本結(jié)構(gòu)StartCapEndTail5’-端非翻譯區(qū)533’-端非翻譯區(qū)開(kāi)放閱讀框架從mRNA5-端起始密碼子AUG到3-端終止密碼子之間的核苷酸序列,稱(chēng)為開(kāi)放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。第十二頁(yè),共六十四頁(yè)。12原核生物的多順?lè)醋覲PP53蛋白質(zhì)第十三頁(yè),共六十四頁(yè)。13遺傳密碼在mRNA的開(kāi)放閱讀框架區(qū),以每3個(gè)相鄰的核苷酸為一組,代表一種氨基酸(或其他信息),這種三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱(chēng)為密碼子。initiationcodon:AUGterminationcodon:UAA、UAG、UGA密碼子(codon)起始密碼子和終止密碼子:第十四頁(yè),共六十四頁(yè)。14遺傳密碼的特點(diǎn)1.方向性(directional)2.連續(xù)性(non-punctuated)3.簡(jiǎn)并性(degenerate)4.通用性(universal)5.擺動(dòng)性(wobble)第十五頁(yè),共六十四頁(yè)。15連續(xù)性5’…….AUG
GCA
GUA
CAU……UAA3’AlaValHisMet終止密碼基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失,可能導(dǎo)致框移突變。mRNA編輯調(diào)節(jié)可使同一前體mRNA翻譯出序列、功能不同的蛋白質(zhì)。。第十六頁(yè),共六十四頁(yè)。16*3.簡(jiǎn)并性一種氨基酸可具有2個(gè)或2個(gè)以上的密碼子為其編碼。這一特性稱(chēng)為遺傳密碼的簡(jiǎn)并性。為同一種氨基酸編碼的各密碼子稱(chēng)為簡(jiǎn)并性密碼子,也稱(chēng)同義密碼子。第十七頁(yè),共六十四頁(yè)。174.通用性遺傳密碼表中的這套“通用密碼”基本上適用于生物界的所有物種,具有通用性。已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外,如動(dòng)物細(xì)胞的線(xiàn)粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。第十八頁(yè),共六十四頁(yè)。18通用密碼線(xiàn)粒體密碼AUA異亮蛋、起始AGA精終止AGG精終止UGA終止色第十九頁(yè),共六十四頁(yè)。19*5.擺動(dòng)性反密碼子與密碼子之間的配對(duì)有時(shí)并不嚴(yán)格遵守常見(jiàn)的堿基配對(duì)規(guī)律,這種現(xiàn)象稱(chēng)為擺動(dòng)配對(duì)。tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG第二十頁(yè),共六十四頁(yè)。20U321123擺動(dòng)配對(duì)第二十一頁(yè),共六十四頁(yè)。21二、核蛋白體是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所核蛋白體的組成:rRNA和蛋白質(zhì)第二十二頁(yè),共六十四頁(yè)。22核蛋白體的組成第二十三頁(yè),共六十四頁(yè)。23原核生物核蛋白體結(jié)構(gòu)模式
第二十四頁(yè),共六十四頁(yè)。24三、tRNA是氨基酸的運(yùn)載工具及蛋白質(zhì)生物合成的適配器tRNA的作用運(yùn)載氨基酸:充當(dāng)“適配器”:第二十五頁(yè),共六十四頁(yè)。25二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)反密碼環(huán)氨基酸臂tRNA的構(gòu)象第二十六頁(yè),共六十四頁(yè)。26四、蛋白質(zhì)生物合成需要酶類(lèi)、蛋白質(zhì)因子等(一)重要的酶類(lèi)氨基酰-tRNA合成酶轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶(translocase)第二十七頁(yè),共六十四頁(yè)。27(二)蛋白質(zhì)因子起始因子(initiationfactor,IF)延長(zhǎng)因子(elongationfactor,EF)釋放因子(releasefactor,RF)第二十八頁(yè),共六十四頁(yè)。28能源物質(zhì)為ATP和GTP;無(wú)機(jī)離子有Mg2+、K+等。(三)能源物質(zhì)及離子第二十九頁(yè),共六十四頁(yè)。29第二節(jié)
氨基酸的活化ActivationofAminoAcids第三十頁(yè),共六十四頁(yè)。30氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過(guò)程稱(chēng)為氨基酸的活化。參與氨基酸活化的酶:氨基酰-tRNA合成酶。第三十一頁(yè),共六十四頁(yè)。31反應(yīng)過(guò)程一、氨基酸活化形成氨基酰-tRNA氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP
AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶第三十二頁(yè),共六十四頁(yè)。32氨基酰-tRNA合成酶結(jié)構(gòu)氨基酰-tRNA合成酶的3個(gè)結(jié)合位點(diǎn)氨基酸和ATP形成氨基酰腺苷氨基酰轉(zhuǎn)移到tRNA上tRNA負(fù)載了氨基酸第三十三頁(yè),共六十四頁(yè)。33氨基酰-tRNA合成酶對(duì)底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶特性氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。第三十四頁(yè),共六十四頁(yè)。34動(dòng)力學(xué)校正化學(xué)校正校正機(jī)制第三十五頁(yè),共六十四頁(yè)。35氨基酰-tRNA的表示方法丙氨酰-tRNA:Ala-tRNAAla各種氨基酸和對(duì)應(yīng)的tRNA結(jié)合后形成的氨基酰-tRNA表示為:氨基酸的三字母縮寫(xiě)-tRNA氨基酸的三字母縮寫(xiě)
例如:第三十六頁(yè),共六十四頁(yè)。36二、起始氨基酰-tRNA起始氨基酰-tRNA:Met-tRNAiMet
參與肽鏈延長(zhǎng)的甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAMet真核生物第三十七頁(yè),共六十四頁(yè)。37原核生物起始氨基酰-tRNA:fMet-tRNAfMet
1次第三十八頁(yè),共六十四頁(yè)。38第三節(jié)
肽鏈的生物合成過(guò)程TheBiosynthesisProcessofPeptideChain第三十九頁(yè),共六十四頁(yè)。39起始(initiation)延長(zhǎng)(elongation)終止(termination)整個(gè)過(guò)程可分為:一、原核生物的肽鏈合成過(guò)程廣義的核蛋白體循環(huán)第四十頁(yè),共六十四頁(yè)。40(一)起始翻譯起始復(fù)合物;指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過(guò)程。1.核蛋白體大小亞基分離;2.mRNA在小亞基定位結(jié)合;3.起始氨基酰-tRNA的結(jié)合;4.核蛋白體大亞基結(jié)合。第四十一頁(yè),共六十四頁(yè)。41IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離第四十二頁(yè),共六十四頁(yè)。42AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合第四十三頁(yè),共六十四頁(yè)。43原核生物mRNA在核蛋白體小亞基上的準(zhǔn)確定位和結(jié)合涉及兩種機(jī)制:在原核生物各種mRNA起始AUG上游約8~13核苷酸部位,存在一段由4~9個(gè)核苷酸組成的一致序列,富含嘌呤堿基,如-AGGAGG-,稱(chēng)S-D序列,又稱(chēng)核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)。一條多順?lè)醋觤RNA序列上的每個(gè)基因編碼序列均擁有各自的S-D序列和起始AUG。第四十四頁(yè),共六十四頁(yè)。44S-D序列第四十五頁(yè),共六十四頁(yè)。45IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'第四十六頁(yè),共六十四頁(yè)。46IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基結(jié)合,起始復(fù)合物形成AUG5'3'第四十七頁(yè),共六十四頁(yè)。47IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復(fù)合物形成過(guò)程第四十八頁(yè),共六十四頁(yè)。48指在mRNA模板的指導(dǎo)下,氨基酸依次進(jìn)入核蛋白體并聚合成多肽鏈的過(guò)程。(二)延長(zhǎng)肽鏈延長(zhǎng)在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)式進(jìn)行,又稱(chēng)為核蛋白體循環(huán),包括:進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個(gè)氨基酸殘基。第四十九頁(yè),共六十四頁(yè)。491.進(jìn)位又稱(chēng)注冊(cè)(registration),是指一個(gè)氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令進(jìn)入并結(jié)合到核蛋白體A位的過(guò)程。第五十頁(yè),共六十四頁(yè)。50進(jìn)位需要延長(zhǎng)因子EF-Tu與EF-Ts參與。第五十一頁(yè),共六十四頁(yè)。51TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP進(jìn)位的反應(yīng)過(guò)程:*核糖體對(duì)氨基酰-tRNA校正作用第五十二頁(yè),共六十四頁(yè)。522.成肽成肽是在轉(zhuǎn)肽酶(peptidase)的催化下,核蛋白體P位上肽酰-tRNA的肽酰基轉(zhuǎn)移到A位并與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結(jié)合形成肽鍵的過(guò)程。第五十三頁(yè),共六十四頁(yè)。53成肽的反應(yīng)過(guò)程第五十四頁(yè),共六十四頁(yè)。543.轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位是在轉(zhuǎn)位酶的催化下,核蛋白體向mRNA的3′-端移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離,使下一個(gè)密碼子進(jìn)入A位、肽酰-tRNA移入P位而卸載tRNA移入E位排出的過(guò)程。EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性,可結(jié)合并水解1分子GTP,釋放的能量促進(jìn)核蛋白體移動(dòng)。第五十五頁(yè),共六十四頁(yè)。55第五十六頁(yè),共六十四頁(yè)。56fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→轉(zhuǎn)位→下一輪進(jìn)位第五十七頁(yè),共六十四頁(yè)。57(三)終止終止階段需要釋放因子參與。釋放因子的功能:RF-1、RF-2識(shí)別結(jié)合終止密碼子誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚訰F-3可結(jié)合核蛋白體其他部位,有GTP酶活性。第五十八頁(yè),共六十四頁(yè)。58原核肽鏈合成終止過(guò)程第五十九頁(yè),共六十四頁(yè)。59二、真核生物的肽鏈合成過(guò)程(一)起始1.核蛋白體大小亞基分離;2.起始氨基酰-tRNA的結(jié)合;3.mRNA在小亞基定位結(jié)合;4.核蛋白體大亞基結(jié)合。第六十頁(yè),共六十四頁(yè)。60Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程第六十一頁(yè),共六十四頁(yè)。61真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物基本相似,但有不同的反應(yīng)體
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