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文檔簡介
第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系的重要組分翻譯(translation):在蛋白質(zhì)合成期間,將存在于mRNA上代表一個多肽的核苷酸殘基序列轉(zhuǎn)換為多肽鏈氨基酸殘基序列的過程。蛋白質(zhì)生物合成體系的重要組分主要包括mRNA、tRNA、rRNA、有關(guān)的酶以及幾十種蛋白質(zhì)因子。其中,mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板。蛋白質(zhì)合成的場所是核糖體,原料是20種L-氨基酸,反應(yīng)所需能量由ATP、GTP提供,此外還有Mg2+、K+
等金屬離子參與?,F(xiàn)在是1頁\一共有84頁\編輯于星期四一、mRNA和遺傳密碼mRNA由DNA經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成,攜帶著DNA的遺傳信息,然后作為模板通過翻譯將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì),即由它直接決定多肽鏈中AA的順序。所以mRNA為模板的蛋白質(zhì)合成過程被稱為翻譯或轉(zhuǎn)譯。mRNA分子中四種不同堿基(A、G、C和U)構(gòu)成特定順序決定蛋白質(zhì)分子中20種AA所構(gòu)成的序列。大量實驗證明mRNA上相鄰三個堿基編碼一種AA,因而被稱為堿基三聯(lián)體或密碼子。四種核苷酸,能有43=64組密碼子?,F(xiàn)在是2頁\一共有84頁\編輯于星期四遺傳密碼的破譯(P508)1961年,M.Nirenberg等人提出。43=64大腸桿菌細胞破碎液中,以多聚U做為mRNA,即polyU+20種放射性同位素標(biāo)記的氨基酸,大腸桿菌合成體系,在合適外界環(huán)境下,合成了一條多聚苯丙氨酸(Phe)肽鏈。UUU為Phe的三聯(lián)體密碼。發(fā)現(xiàn)具有密碼子功能的最短鏈為三個核苷酸,并且含3-OH和5-磷酸基的三核苷酸最有效。閱讀方向為53。1966年已經(jīng)完全查清了20種基本氨基酸所對應(yīng)的61個密碼子。其中有一個密碼子也作為肽鏈合成的起始密碼子(AUG),另外還有三個終止密碼子?,F(xiàn)在是3頁\一共有84頁\編輯于星期四無細胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)(P509)Nirenberg等將大腸桿菌破碎,離心除去細胞碎片,上清液含有蛋白質(zhì)合成的所需各種成分,其中包括DNA、mRNA、tRNA、核糖體、氨酰tRNA合成酶以及蛋白質(zhì)合成必需的各種因子。將上清液保溫一段時間,內(nèi)源mRNA被降解,該系統(tǒng)自身蛋白質(zhì)的合成即停止。當(dāng)補充外源nRNA以及ATP、GTP和氨基酸等成分,再在37℃保溫就能重新合成新的蛋白質(zhì)?,F(xiàn)在是4頁\一共有84頁\編輯于星期四無序polyUG對氨基酸的密碼(U:G=5:1)可能的密碼子按計算可能出現(xiàn)的相對頻率氨基酸摻入的相對量UUUUUGUGUGUUUGGGUGGGUGGG1002040.8Phe(100)Cys(20)Val(20)Gly(4)Trp(5)-現(xiàn)在是5頁\一共有84頁\編輯于星期四Thefilter-bindingassayfordetectingthebindingofatrinucleotidetoaspecificaminoacyl-tRNAmolecule:about50
codonswereassignedbythissimpleandelegantmethod.Nitrocellulosefilter核苷酸三聯(lián)體+氨酰tRNA+核糖體現(xiàn)在是6頁\一共有84頁\編輯于星期四Copolymerof
repeatingtrinucleotides
willleadtothesynthesisof
threehomopolypeptides(同多肽鏈):現(xiàn)在是7頁\一共有84頁\編輯于星期四ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD----ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD----ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD----ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD----Copolymerof
repeatingtetranucleotides
willleadtothesynthesisofasingletypeofpolypeptidewith
repeatingtetrapeptides.現(xiàn)在是8頁\一共有84頁\編輯于星期四用聚三核苷酸作模板,由于閱讀框架的不同,可以指導(dǎo)產(chǎn)生三種不同的均聚多肽。用聚四核苷酸作模板,合成共聚四肽?,F(xiàn)在是9頁\一共有84頁\編輯于星期四Geneticstudiesshowedthatgeneticcodonsaresuccessivetripletsofnucleotides.AlteredaminoacidsequencesAlteredaminoacidsequences現(xiàn)在是10頁\一共有84頁\編輯于星期四EstablishedthechemicalstructureoftRNAEstablishedtheinvitrosystemforrevealingthegeneticcodesDevisedmethodstosynthesizeRNAswithdefinedsequences現(xiàn)在是11頁\一共有84頁\編輯于星期四All64geneticcodesThirdletterofcodon現(xiàn)在是12頁\一共有84頁\編輯于星期四
遺傳密碼的特點(1)密碼子的方向性密碼子的閱讀方向及它們在mRNA由起始信號到終止信號的排列方向均為5-3’,與mRNA鏈合成時延伸方向相同。(2)密碼子的簡并性(degeneratecodon)64-3=61個代表20種氨基酸,僅甲硫氨酸、色氨酸只有一個密碼子。一個氨基酸可以有幾個不同的密碼子,編碼同一個氨基酸的一組密碼子稱為同義密碼子。這種現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性。
現(xiàn)在是13頁\一共有84頁\編輯于星期四(3)密碼子的連續(xù)性(讀碼)(無標(biāo)點、無重疊)
從正確起點開始至終止信號,密碼子的排列是連續(xù)的。既不存在間隔(無標(biāo)點),也無重疊。在mRNA分子上插入或刪去一個堿基,會使該點以后的讀碼發(fā)生錯誤,稱為移碼,由這種情況引起的突變稱為移碼突變。3‘起始密碼子5‘現(xiàn)在是14頁\一共有84頁\編輯于星期四(4)密碼子的基本通用性(近于完全通用)對于高等、低等生物都適用,只有一個例外:真核生物線粒體DNA。一些原核生物中利用終止密碼翻譯氨基酸(UGA-Trp\硒代半胱氨酸)(5)起始密碼子(iniationcodon)和終止密碼子(terminationcodon)64種密碼子中,AUG為甲硫氨酸的密碼子,又是肽鏈合成的起始密碼子。纈氨酸的密碼子(GUG)(極少出現(xiàn))。UAA,UAG,UGA為終止密碼子,不編碼任何氨基酸,而成為肽鏈合成的終止部位(無義密碼子)?,F(xiàn)在是15頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是16頁\一共有84頁\編輯于星期四(6)密碼子的擺動性(wobble)(變偶性)如丙氨酸:GCU,GCC,GCA,GCG,只第三位不同,顯然密碼子的專一性基本取決于前兩位堿基,第三位堿基有較大靈活性。發(fā)現(xiàn)tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對時,密碼子的第一位、第二位堿基配對是嚴(yán)格的,第三位堿基可以有一定變動,這種現(xiàn)象稱為密碼的擺動性或變偶性(wobble)。IA、U、C配對?,F(xiàn)在是17頁\一共有84頁\編輯于星期四二、tRNA在蛋白質(zhì)合成中,起著運載氨基酸的作用,按照mRNA鏈上的密碼子所決定的氨基酸順序?qū)被徂D(zhuǎn)運到核糖體的特定部位。同工受體tRNA:一種氨基酸可以有一種以上tRNA作為運載工具。把攜帶相同氨基酸而反密碼子不同的一組tRNA稱為同工受體tRNA。反密碼子(anticodon):tRNA分子的反密碼子環(huán)上的三聯(lián)體核苷酸殘基序列。在翻譯期間,反密碼子與mRNA中的互補密碼子結(jié)合?,F(xiàn)在是18頁\一共有84頁\編輯于星期四tRNA有兩個關(guān)鍵部位:(1)3’端CCA:接受氨基酸,形成氨酰-tRNA。需ATP提供活化氨基酸所需的能量。(2)與mRNA結(jié)合部位—反密碼子部位(tRNA的接頭作用)3’5’ICCA-OH5’3’CCA-OHGGCCCG密碼子與反密碼子的閱讀方向均為5‘3’,兩者反向平行配對。tRNA憑借自身的反密碼子與mRNA鏈上的密碼子相識別,把所帶氨基酸放到肽鏈的一定位置?,F(xiàn)在是19頁\一共有84頁\編輯于星期四HydrogenbondsCrick’sadaptorhypothesis(tRNA)現(xiàn)在是20頁\一共有84頁\編輯于星期四AlltRNAshavecommonstructuralfeatures:cloverleafinsecondary,“L”in3-Dstructure.5,6-dihydrouridinepseudouridineribothymidineSiteforaminoacidattachment現(xiàn)在是21頁\一共有84頁\編輯于星期四氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase):催化特定氨基酸激活并共價結(jié)合在相應(yīng)的tRNA分子3ˊ端的酶。氨酰-tRNA(aminoacyl-tRNA):在氨基酸臂的3ˊ端的腺苷酸殘基共價連接了氨基酸的tRNA分子?,F(xiàn)在是22頁\一共有84頁\編輯于星期四三、rRNA及核糖體
核糖體是由幾十種蛋白質(zhì)和幾種rRNA組成的亞細胞顆粒,其中蛋白質(zhì)與rRNA的重量比約為1:2。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。核糖體的存在形態(tài)有三種:單核糖體、核糖體亞基和多核糖體。
真核生物:游離核糖體或與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合原核生物:游離核糖體或與mRNA結(jié)合成串狀的多核糖體(提高翻譯效率)?,F(xiàn)在是23頁\一共有84頁\編輯于星期四原核生物核糖體組成真核生物核糖體組成1.不同來源核糖體的大小和RNA組成現(xiàn)在是24頁\一共有84頁\編輯于星期四大腸桿菌中30S的亞基能單獨與mRNA結(jié)合成30S核糖體-mRNA復(fù)合體,后者與tRNA可以專一性結(jié)合。50S亞基不能單獨與mRNA結(jié)合,但可以非專一地與tRNA結(jié)合,50S亞基上有兩個tRNA結(jié)合位點:氨酰基位點-A;肽酰基位點-P。還有一個GTP結(jié)合位點?,F(xiàn)在是25頁\一共有84頁\編輯于星期四2.核糖體存在兩個重要的tRNA的結(jié)合部位(大腸桿菌)P位和A位,二者緊密連接,各占一個密碼子的距離。P:結(jié)合起始的氨酰-tRNA和肽基-tRNA,A:結(jié)合新?lián)饺氲陌滨?tRNA。P位上肽酰-tRNA上的羧基與進入A位的氨酰-tRNA上的氨基形成新的肽鍵P位上tRNA卸下肽鏈成為無負載的tRNA核糖體移動一個密碼子的距離,A位上的肽酰-tRNA又回到P位,A位又空,再進行下一次循環(huán)。PA5’3’現(xiàn)在是26頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是27頁\一共有84頁\編輯于星期四3.多核糖體大腸桿菌由一定數(shù)目的單個核糖體與一個mRNA分子結(jié)合而成的念珠狀結(jié)構(gòu)。每個核糖體可獨立完成一條肽鏈的合成,所以在多核糖體上可以同時進行多條肽鏈的合成,提高了翻譯的效率?,F(xiàn)在是28頁\一共有84頁\編輯于星期四第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程蛋白質(zhì)生物合成的過程分四個步驟:氨基酸活化、肽鏈合成的起始、延伸、終止和釋放。氨基酸活化即氨酰tRNA的合成,反應(yīng)由特異的氨酰tRNA合成酶催化,在胞液中進行。氨酰tRNA合成酶既能識別特異的氨基酸,又能辯認攜帶該氨酰基的一組同功受體tRNA分子。肽鏈合成的起始對于大腸桿菌等原核細胞來說,是70S起始復(fù)合物的形成。現(xiàn)在是29頁\一共有84頁\編輯于星期四它需要核糖體30S和50S亞基、帶有起始密碼子AUG的mRNA、fMet-tRNAf、起始因子IF1、IF2、IF3(分子量分別為10000、80000和21000的蛋白質(zhì))以及GTP和Mg2+的參加。肽鏈合成的延伸需要70S起始復(fù)合物、氨酰-tRNA、三種延伸因子:一種是熱不穩(wěn)定的EF-Tu,另一種是熱穩(wěn)定的EF-Ts,第三種是依賴GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。
肽鏈合成的終止和釋放需要三個終止因子RF1、RF2、RF3蛋白的參與?,F(xiàn)在是30頁\一共有84頁\編輯于星期四一、氨基酸的活化氨基酸在摻入肽鏈前必須活化,在胞液中進行。氨基酸的活化是指各種參加蛋白質(zhì)合成的AA與攜帶它的相應(yīng)的tRNA結(jié)合成氨酰-tRNA的過程?;罨磻?yīng)在氨酰-tRNA合成酶的催化下進行。氨基酸相應(yīng)的tRNA+氨酰-tRNA氨基酸活化:氨酰-tRNA合成酶現(xiàn)在是31頁\一共有84頁\編輯于星期四1.活化:AA-AMP-E復(fù)合物的形成E-CR1-C-O
~P-O-CH2=
O
OH-O腺嘌呤
OH
OH
ONH2AA+ATP+EAA-AMP-E+PPiMg2+Mn2+
2.轉(zhuǎn)移AA-AMP-E+tRNA氨酰-tRNA+AMP+EPPPCCA高能酸苷鍵OC-C-ROHNH2OH2-OH連接氨基酸,影響下一步肽鍵形成現(xiàn)在是32頁\一共有84頁\編輯于星期四氨基酸活化圖示現(xiàn)在是33頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是34頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是35頁\一共有84頁\編輯于星期四氨基酸活化的總反應(yīng)式是:
氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨酰-tRNA+AMP+PPi20種氨基酸中每一種都有各自特異的氨酰-tRNA合成酶。氨酰-tRNA合成酶具有高度的專一性,它既能識別相應(yīng)的氨基酸(L-構(gòu)型),又能識別與此氨基酸相對應(yīng)的一個或多個tRNA
分子;即使AA識別出現(xiàn)錯誤,此酶具有水解功能,可以將其水解掉。這種高度的專一性保證了氨基酸與其特定的tRNA準(zhǔn)確匹配,從而使蛋白質(zhì)的合成具有一定的保真性。氨酰-tRNA合成酶
tRNAIle——攜帶Ile的tRNA
Ile-tRNAIle——異亮氨酰-tRNAIle氨酰-tRNA合成酶和與之相對應(yīng)的tRNA分子被稱為遺傳密碼第二現(xiàn)在是36頁\一共有84頁\編輯于星期四Gln-tRNAsynthetase(typeI,monomeric)Asp-tRNAsynthetase(typeII,dimeric)AnticodonarmAminoacidarmATP現(xiàn)在是37頁\一共有84頁\編輯于星期四tRNA與多肽合成的有關(guān)位點3’端-CCA上AA接受位點識別氨酰-tRNA合成酶位點核糖體識別位點反密碼子位點(識別mRNA上的密碼子)現(xiàn)在是38頁\一共有84頁\編輯于星期四3‘5‘AUGAUGAUG二、肽鏈合成的起始
起始密碼子的識別:(30S復(fù)合物形成)
起始AUG一般位于距5‘端25個核苷酸以后,并在其上游(5’端)約10個核苷酸處有一段富含嘌呤的序列(SD序列,Shine-Dalgarno
),原核生物核糖體30S小亞基上的16SrRNA3’端富含嘧啶的序列能與之互補配對,這樣30S亞基能與mRNA結(jié)合(IF3參加,識別起始密碼子AUG),在IF1參與下,30S-mRNA-IF3進一步與fMet-tRNAf、GTP結(jié)合,并釋放IF3,形成30S復(fù)合物:30S-mRNA-fMet-tRNAf
現(xiàn)在是39頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在已經(jīng)知道作為多肽合成起始信號的密碼子有兩個,即甲硫氨酸的密碼子(AUG)和纈氨酸的密碼子(GUG)(極少出現(xiàn))。在大腸桿菌中,起始密碼子AUG
所編碼的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸。fMet-tRNAf的形成Met-tRNAf+N10-甲酰FH4fMet-tRNAf+FH4甲?;刚婧松铮篗et-tRNAMet。真核生物無甲?;^程,起始氨基酸是Met,起始tRNA為Met-tRNAMetfMet-tRNAifMet現(xiàn)在是40頁\一共有84頁\編輯于星期四TheMetchargedontRNAfMet
(byMet-tRNAsynthetase)isspecificallyformylatedbytheactionoftransformylasetoformfMet-tRNAfMet
inbacteria;N10-Formyltetrahydrofolateprovidestheformylgroup.現(xiàn)在是41頁\一共有84頁\編輯于星期四Apurine-richShine-DalgarnosequenceandaAUGcodonmarkthestartsiteofpolypeptidesynthesisonbacterialmRNAmolecules.現(xiàn)在是42頁\一共有84頁\編輯于星期四30S復(fù)合物形成:AUGIF3IF3AUGIF3GTP、IF1、IF2fMet-tRNAf小亞基AUGGTP、IF1、IF2fMetUAC5現(xiàn)在是43頁\一共有84頁\編輯于星期四在肽鏈合成起始時,首先是核糖體小亞基與mRNA上的核糖體結(jié)合位點識別結(jié)合,然后,大亞基與小亞基結(jié)合,形成完整的核糖體(70S起始復(fù)合物)。Theinitiatingcomplexisassembledfromthesmallsubunitoftheribosome,themRNA,theinitiatingaminoacyl-tRNA(beingfMet-tRNAfMetinbacteria),andthelargesubunitoftheribosome.現(xiàn)在是44頁\一共有84頁\編輯于星期四70S復(fù)合物的形成:+50S核糖體AUGfMetUAC5P位點A位點GDP+Pi、IF1、IF2AUGGTP、IF1、IF2fMetUAC5現(xiàn)在是45頁\一共有84頁\編輯于星期四消炎藥:鏈霉素、新霉素、卡那霉素與原核細胞30S核糖體結(jié)合,阻止50S核糖體亞基與之結(jié)合,從而抑制其蛋白質(zhì)合成。蛋白質(zhì)合成抑制劑現(xiàn)在是46頁\一共有84頁\編輯于星期四三、肽鏈的延伸分為三步:
1.進位
新的氨酰-tRNA進入A位。需要消耗GTP,并需EF-Tu(熱不穩(wěn)定),EF-Ts(熱穩(wěn)定)兩種延伸因子。
EF-Tu-GTP+下一個要進入的氨酰-tRNA
形成復(fù)合物,將這個氨酰-tRNA送入核糖體A位,同時GTPGDP+Pi,EF-Tu-GDP釋放。促進氨酰-tRNA進入A位與mRNA結(jié)合所有氨酰-tRNA必須與EF-Tu-GTP結(jié)合才可進入70S核糖體,除了fMet-tRNAf
現(xiàn)在是47頁\一共有84頁\編輯于星期四
EF-Tu-GDP+EF-TsEF-Tu-Ts+GDPEF-Tu-Ts+GTPEF-Tu-GTP+EF-Ts重新參與下一輪循環(huán)延伸因子與結(jié)合有氨酰-tRNA和GTP的核糖體形成四元復(fù)合物,同時偶聯(lián)上GTP的水解。隨著氨酰-tRNA與核糖體的結(jié)合,EF-Tu則與GDP形成復(fù)合物離開核糖體。第二個延伸因子EF-Ts則負責(zé)催化EF-Tu-GTP復(fù)合物的再形成,為結(jié)合下一個氨酰tRNA作準(zhǔn)備?,F(xiàn)在是48頁\一共有84頁\編輯于星期四細菌中第一步延伸反應(yīng):結(jié)合第二個氨酰tRNAStep1:Aminoacyl-tRNAenterstheAsite(EF-Tu)現(xiàn)在是49頁\一共有84頁\編輯于星期四
2.轉(zhuǎn)肽在肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下P位點上fMet-tRNAf的甲酰甲硫氨酸從相應(yīng)的tRNA上解離下來,其-COOH(高能酯鍵)與剛進入A位的氨酰-tRNA上的-NH2形成肽鍵(實質(zhì)是A位點氨酰-tRNA氨基親核攻擊酯鍵羰基),無負荷的tRNA留在P位,此時A位點攜帶一個二肽。5’3’PAAA-fMetAAAPfMet5’3’嘌呤霉素(與AMP相似)與AA反應(yīng)生成氨酰嘌呤霉素,中斷蛋白質(zhì)的合成反應(yīng)。肽酰轉(zhuǎn)移酶現(xiàn)在是50頁\一共有84頁\編輯于星期四細菌中延伸的第二步:形成第一個肽鍵Step2:PeptidebondformationThe23SrRNAofthelargesubunitoftheribosomeseemstohavethepeptidyltransferaseactivity,thusbeingaribozyme(Noller,1992).現(xiàn)在是51頁\一共有84頁\編輯于星期四3.移位在EF-G(移位酶)的作用下,核糖體沿mRNA5’3’方向移動,每次移動一個密碼子的距離。原來在A位上的肽酰-tRNA移到了P位點;原來在P位點的無負載的tRNA離開核糖體;一個新的密碼子進入空的A位,EF-G催化的移位過程需水解GTP提供能量。肽鏈合成從NC。PA5’3’現(xiàn)在是52頁\一共有84頁\編輯于星期四細菌中延伸的第三步:移位Step3:Translocation(EF-G)現(xiàn)在是53頁\一共有84頁\編輯于星期四PAfMetAA5’3’5’3’以上三步(進位、轉(zhuǎn)肽和移位)為一個延伸循環(huán),肽鏈每摻入一個氨基酸就重復(fù)一次延伸循環(huán)。PAfMetAAPAfMetAA現(xiàn)在是54頁\一共有84頁\編輯于星期四嘌呤霉素(puromycin):通過整合到生長著的肽鏈,引起肽鏈合成提前終止來抵制多肽各鏈合成的一種抗生素?,F(xiàn)在是55頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是56頁\一共有84頁\編輯于星期四四、肽鏈合成的終止與釋放當(dāng)終止密碼子出現(xiàn)在A位時,終止因子結(jié)合在A位,肽鏈合成終止。
RF1:識別終止密碼子UAA和UAGRF2:識別終止密碼子UAA和UGARF3:具GTP酶活性,激活RF1和RF2活性,協(xié)助肽鏈的釋放終止因子的結(jié)合使肽酰轉(zhuǎn)移酶活性變?yōu)樗饷富钚?,肽基不轉(zhuǎn)移給A位tRNA,而轉(zhuǎn)移給H2O,并把已合成的多肽鏈從核糖體和tRNA上釋放出來,無負荷的tRNA隨機從核糖體脫落,該核糖體立即離開mRNA,在IF3存在下,消耗GTP而解離為30S和50S非功能性亞基。再開始新的肽鏈的合成過程?,F(xiàn)在是57頁\一共有84頁\編輯于星期四Thepolypeptidechainisreleasedfromtheribosomewhenmeetingastopcodon(UAA,UGA,orUGA).現(xiàn)在是58頁\一共有84頁\編輯于星期四現(xiàn)在是59頁\一共有84頁\編輯于星期四蛋白質(zhì)的合成是一個高耗能過程
氨基酸活化2個高能磷酸鍵(ATP)
肽鏈起始1個(70S復(fù)合物形成,GTP)
進位1個(GTP)EF-Tu-GTP
移位1個(GTP
第一個氨基酸參入需消耗3個(活化2+起始1)以后每摻入一個氨基酸需要消耗4個(活化2+進位1個+移位1個)?,F(xiàn)在是60頁\一共有84頁\編輯于星期四Inbacteria,translationandtranscriptionaretightlycoupled.現(xiàn)在是61頁\一共有84頁\編輯于星期四Puromycin(嘌呤霉素)bindstositeAofribosome,acceptsthepeptidylgroupandthenleavestheribosome.現(xiàn)在是62頁\一共有84頁\編輯于星期四五、真核生物蛋白質(zhì)的生物合成核糖體更大,80S40S+60S起始tRNA和氨基酸起始氨基酸為甲硫氨酸,而不是甲酰甲硫氨酸,起始tRNA表示為tRNAiMet,起始氨酰-tRNA為Met-tRNAiMet起始密碼子為AUG,它的上游5‘端無富含嘌呤序列(SD),一般在mRNA5’-末端的AUG為起點。真核生物mRNA通常只有一個AUG密碼子,每種mRNA只轉(zhuǎn)譯出一種多肽?,F(xiàn)在是63頁\一共有84頁\編輯于星期四對抑制劑敏感性不同,如亞胺環(huán)己酮只作用于80S核糖體,只抑制真核生物的翻譯,白喉毒素與EF-2結(jié)合,抑制肽鏈移位。真核中涉及的蛋白因子較多,有約13種起始因子、兩種延伸因子、一種終止因子——被稱為信號釋放因子(eRF)。蛋白質(zhì)激酶參與真核生物蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)。真核中線粒體、葉綠體能進行蛋白質(zhì)合成,其抑制劑與原核相似?,F(xiàn)在是64頁\一共有84頁\編輯于星期四六、肽鏈合成后的加工和折疊1.水解N末端的(甲酰)甲硫氨酸的切除在去甲酰酶催化下將肽鏈合成的起始氨基酸-甲酰甲硫氨酸水解脫掉甲酰基,以便肽鏈形成所需的構(gòu)象。在氨肽酶催化下切去N末端一個或幾個氨基酸。多肽鏈還未釋放時,上兩個過程已發(fā)生。而真核生物15-30氨基酸時,就已開始上述過程。水解斷裂如動物體中蛋白酶形成的是無活性的酶原,到消化道后,水解切下一部分肽鏈,使酶原變成有活性的酶。
現(xiàn)在是65頁\一共有84頁\編輯于星期四2.氨基酸側(cè)鏈的修飾脯氨酸、賴氨酸側(cè)鏈發(fā)生羥基化作用。蘇氨酸、絲氨酸、酪氨酸羥基磷酸化。如糖原磷酸化酶糖基化作用使蛋白質(zhì)多肽鏈轉(zhuǎn)變成糖蛋白(N-糖苷鍵和O-糖苷鍵)。3.加輔基結(jié)合上輔基(酶)才具生物活性,如乙酰輔酶A羧化酶與生物素的結(jié)合。4.二硫鍵的形成兩個半胱氨酸-SH氧化現(xiàn)在是66頁\一共有84頁\編輯于星期四七、蛋白質(zhì)構(gòu)象的形成
新生肽鏈在細胞內(nèi)特定的部位,在多種蛋白質(zhì)的幫助下卷曲成正確構(gòu)象,大多數(shù)蛋白質(zhì)的折疊是邊翻譯邊折疊的,至少有兩類因子參與了折疊過程:酶:二硫鍵異構(gòu)酶、脯氨酰順反異構(gòu)酶分子伴侶:由若干在結(jié)構(gòu)上不相關(guān)的蛋白質(zhì)家族組成,但它們具有共同的功能,在細胞內(nèi)幫助其他多肽鏈的結(jié)構(gòu)完成正確的組裝,而且在組裝完畢后與之分離,不構(gòu)成這些蛋白質(zhì)在執(zhí)行功能時的結(jié)構(gòu)組分。現(xiàn)在是67頁\一共有84頁\編輯于星期四八、蛋白質(zhì)合成后的運送無論是原核生物還是真核生物,新合成的蛋白質(zhì)必須轉(zhuǎn)運到特定的亞細胞位置或運輸?shù)桨獠拍馨l(fā)揮其相應(yīng)活性?,F(xiàn)在是68頁\一共有84頁\編輯于星期四1.分選信號信號肽(signalpeptide):常指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移(定位)的N-末端氨基酸序列(有時不一定在N端)。信號斑塊:位于多肽鏈不同部位的氨基酸序列?,F(xiàn)在是69頁\一共有84頁\編輯于星期四ProteinsaretranslocatedtotheERlumenviatheguidanceoftheirN-terminalsignalsequences,whichsharethreesimilarstructuralfeatures(參見P534).原蜂毒溶血肽膠蛋白hydrophobicpatchpositivelychargedaminoacidasmallandneutral現(xiàn)在是70頁\一共有84頁\編輯于星期四AsignalsequencedirectsthetranslocationofapolypeptidechaintoandcrosstheERmembrane.現(xiàn)在是71頁\一共有84頁\編輯于星期四2.運輸類型伴同轉(zhuǎn)譯運送:蛋白質(zhì)合成與跨膜運送是同時進行的。轉(zhuǎn)譯后運送:蛋白質(zhì)在核糖體上合成后釋放到胞質(zhì)中。當(dāng)它們跨膜運送時,合成過程已完成,故稱為“轉(zhuǎn)譯后運送”?,F(xiàn)在是72頁\一共有84頁\編輯于星期四伴同轉(zhuǎn)譯運送現(xiàn)在是73頁\一共有84頁\編輯于星期四轉(zhuǎn)譯后運送伴同轉(zhuǎn)譯運送現(xiàn)在是74頁\一共有84頁\編輯于星期四(1)直接穿膜3.運輸方式現(xiàn)在是75頁\一共有84頁\編輯于星期四蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體(2)運輸泡運輸現(xiàn)在是76頁\一共有84頁\編輯于星期四――→溶酶體
――→胞外
――→細胞表面
(1)蛋白質(zhì)從胞質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸
-----分泌蛋白、溶酶體蛋白、膜蛋白(2)蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的運輸(3)高爾基體的分揀4.運輸過程現(xiàn)在是77頁\一共有84頁\編輯于星期四溶酶體的酶在高爾基體與溶酶體之間的運輸現(xiàn)在是78頁\一共有84頁\編輯于星期四(4)蛋白質(zhì)從胞質(zhì)到線粒體、葉綠體、過氧化物體和細胞核的運輸
細胞質(zhì)的蛋白質(zhì)向核里運輸細胞質(zhì)的蛋白質(zhì)向線粒體運輸現(xiàn)在是79頁\一共有84頁\編輯于星期四填空題
1.蛋白質(zhì)的生物合成是以______作為模板,______作為運輸氨基酸的工具,_____作為合成的場所。2.細胞
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