蛋白質(zhì)生物合成1

RNAaseP、內(nèi)切酶目錄第一頁，共六十四頁。1tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP目錄第二頁，共六十四頁。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，共六十四頁。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，共六十四頁。4四膜蟲rRNA的剪接采用自我剪接方式四、核酶第五頁，共六十四頁。5具有催化功能的RNA稱為核酶。核酶(ribozyme)第六頁，共六十四頁。6蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）第12章ProteinBiosynthesis(Translation)第七頁，共六十四頁。7蛋白質(zhì)生物合成的概念蛋白質(zhì)生物合成(proteinbiosynthesis)也稱翻譯(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)的過程。定義第八頁，共六十四頁。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)過程第九頁，共六十四頁。9第一節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成體系ProteinBiosynthesisSystem第十頁，共六十四頁。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無機(jī)離子：Mg2+、K+蛋白質(zhì)生物合成體系第十一頁，共六十四頁。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，稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。第十二頁，共六十四頁。12原核生物的多順反子PPP53蛋白質(zhì)第十三頁，共六十四頁。13遺傳密碼在mRNA的開放閱讀框架區(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，共六十四頁。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，共六十四頁。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，共六十四頁。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為簡(jiǎn)并性密碼子，也稱同義密碼子。第十七頁，共六十四頁。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)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。第十八頁，共六十四頁。18通用密碼線粒體密碼AUA異亮蛋、起始AGA精終止AGG精終止UGA終止色第十九頁，共六十四頁。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)格遵守常見的堿基配對(duì)規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為擺動(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，共六十四頁。20U321123擺動(dòng)配對(duì)第二十一頁，共六十四頁。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，共六十四頁。22核蛋白體的組成第二十三頁，共六十四頁。23原核生物核蛋白體結(jié)構(gòu)模式

第二十四頁，共六十四頁。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，共六十四頁。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，共六十四頁。26四、蛋白質(zhì)生物合成需要酶類、蛋白質(zhì)因子等（一）重要的酶類氨基酰-tRNA合成酶轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶(translocase)第二十七頁，共六十四頁。27（二）蛋白質(zhì)因子起始因子（initiationfactor，IF）延長因子（elongationfactor，EF）釋放因子（releasefactor，RF）第二十八頁，共六十四頁。28能源物質(zhì)為ATP和GTP;無機(jī)離子有Mg2+、K+等。（三）能源物質(zhì)及離子第二十九頁，共六十四頁。29第二節(jié)

氨基酸的活化ActivationofAminoAcids第三十頁，共六十四頁。30氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過程稱為氨基酸的活化。參與氨基酸活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。第三十一頁，共六十四頁。31反應(yīng)過程一、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，共六十四頁。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，共六十四頁。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，共六十四頁。34動(dòng)力學(xué)校正化學(xué)校正校正機(jī)制第三十五頁，共六十四頁。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-tRNA氨基酸的三字母縮寫

例如：第三十六頁，共六十四頁。36二、起始氨基酰-tRNA起始氨基酰-tRNA:Met-tRNAiMet

參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet真核生物第三十七頁，共六十四頁。37原核生物起始氨基酰-tRNA:fMet-tRNAfMet

1次第三十八頁，共六十四頁。38第三節(jié)

肽鏈的生物合成過程TheBiosynthesisProcessofPeptideChain第三十九頁，共六十四頁。39起始(initiation)延長(elongation)終止(termination)整個(gè)過程可分為：一、原核生物的肽鏈合成過程廣義的核蛋白體循環(huán)第四十頁，共六十四頁。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，共六十四頁。41IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離第四十二頁，共六十四頁。42AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合第四十三頁，共六十四頁。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S-D序列，又稱核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)。一條多順反子mRNA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，共六十四頁。44S-D序列第四十五頁，共六十四頁。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，共六十四頁。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，共六十四頁。47IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復(fù)合物形成過程第四十八頁，共六十四頁。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程。（二）延長肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核蛋白體循環(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，共六十四頁。491.進(jìn)位又稱注冊(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位的過程。第五十頁，共六十四頁。50進(jìn)位需要延長因子EF-Tu與EF-Ts參與。第五十一頁，共六十四頁。51TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP進(jìn)位的反應(yīng)過程：*核糖體對(duì)氨基酰-tRNA校正作用第五十二頁，共六十四頁。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?；D(zhuǎn)移到A位并與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結(jié)合形成肽鍵的過程。第五十三頁，共六十四頁。53成肽的反應(yīng)過程第五十四頁，共六十四頁。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，共六十四頁。55第五十六頁，共六十四頁。56fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→轉(zhuǎn)位→下一輪進(jìn)位第五十七頁，共六十四頁。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，共六十四頁。58原核肽鏈合成終止過程第五十九頁，共六十四頁。59二、真核生物的肽鏈合成過程（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，共六十四頁。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)合物形成過程第六十一頁，共六十四頁。61真核生物肽鏈合成的延長過程與原核生物基本相似，但有不同的反應(yīng)體