(11)-15蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）

蛋白質(zhì)的生物合成

（翻譯）

ProteinBiosynthesis(Translation)第十五章生化教研室一、蛋白質(zhì)合成體系二、氨基酸與tRNA的連接三、肽鏈的合成過程四、蛋白質(zhì)合成后加工和靶向輸送

五、蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制

本章內(nèi)容掌握：1、蛋白質(zhì)合成體系2、遺傳密碼概念3、蛋白質(zhì)合成的起始；肽鏈合成的延長、終止。

教學目的熟悉：翻譯后的加工和輸送了解：

蛋白質(zhì)合成的干擾和抑制、遺傳密碼的特點

什么是翻譯？

Proteinisamacromoleculecomposedofoneormorepolypeptidechins.

蛋白質(zhì)是一個或幾個多肽鏈組成的大分子。5′···GCAGUACAUGUC···3′mRNAN······Ala·Val·His·Val······C蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的生物合成，即翻譯

mRNA分子中4種核苷酸序列蛋白質(zhì)20種氨基酸的排列順序蛋白質(zhì)合成體系

ProteinBiosynthesisSystem

第一節(jié)

1、基本原料：20種編碼氨基酸2、RNA:mRNA

tRNA

rRNA3、主要酶和蛋白質(zhì)因子：氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、

轉(zhuǎn)位酶、IF、EF、RF等4、能源物質(zhì)：ATP、GTP5、無機離子：Mg2+、K+蛋白質(zhì)生物合成體系mRNA

tRNA

rRNA真核生物mRNA的基本結(jié)構(gòu)StartofgeneticmessageCapEndTail5′-端非翻譯區(qū)533′-端非翻譯區(qū)開放閱讀框架一、mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點起始密碼子終止密碼子編碼序列原核生物的多順反子PPP53蛋白質(zhì)真核生物的單順反子PPPmG-53蛋白質(zhì)AAA…

順反子編碼一個多肽的遺傳單位密碼（codon

）64個mRNA分子上從5→3方向，由AUG開始，每3個相鄰的核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的其他信息，稱為三聯(lián)體密碼遺傳密碼表UCAGUCAGUCAGUCAG5’3’5′3′

Met

起始密碼

開放閱讀框架(ORF)

OpenreadingframeMet

AUGAUGmRNAUAAUAGUGA終止密碼從mRNA5端AUG→3端終止密碼之間的核苷酸序列。開放閱讀框架

(openreadingframe，ORF

）

破譯生命遺傳的密碼：

歷史知識

尼倫貝格和霍拉納因在破譯遺傳密碼上的重要貢獻，獲得了1968年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。M.W.Nirenberg(1927-)尼倫貝格H.G.horana(1922-)霍拉納

1961年,德裔美國生物化學家M·W·尼倫貝格（1927－）和另一位德國科學家馬太首先在實驗室內(nèi)發(fā)現(xiàn)了苯丙氨酸的密碼是RNA上的尿嘧啶，并得到了單一苯丙氨酸組成的多肽長鏈。巴基斯坦裔美國生物化學家H·G·霍拉納（1922～）則在60年代用化學的方法合成了64種可能的遺傳密碼，并測試了它們的活性。到1969年64種遺傳密碼的含意全部得到了解答，至此，“遺傳密碼辭典”問世了。2、連續(xù)性(commaless)遺傳密碼的特點三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。

閱讀方向：5′→3′

多肽鏈氨基酸排列順序：N→C1、方向性基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突變酪氨酸丙氨酸絲氨酸脯氨酸C1遺傳密碼表UCAGUCAGUCAGUCAG5’3’3、簡并性(degeneracy)多數(shù)氨基酸:2~4個密碼子多者達6個密碼子Trp、Met:一個密碼子一種氨基酸有幾個密碼來代表，稱為密碼的簡并性。意義：減少有害突變4、通用性

蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物→人類都通用。密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先。已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。ItRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U、C、AA、GU、CUG5、擺動性

(wobble)反密碼與密碼間不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律，稱為擺動配對。

mRNA及遺傳密碼特性（總結(jié)）特點方向性閱讀方向：5′→3′連續(xù)性連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉簡并性1.共64個密碼，有61個為20種AA編碼。2.多數(shù)氨基酸2-4個密碼，多者達6個密碼，Met、Trp

：一個密碼（假設(shè)）。3.一種氨基酸有幾個密碼來代表，密碼的第1、2位堿基相同，第3位不同通用性從原核生物→人類都通用擺動性反密碼子第1位堿基（I常見）和密碼子第3位堿基不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律﹡起始密碼AUG

，終止密碼UAA、UAG、UGA1992A.UAAB．UUAC.UGGD．AUGE．GAU

101．遺傳密碼中的開始密碼是：

102．遺傳密碼中的終止密碼是：

2003NO29A下列屬于終止密碼子的是：

A、UCAB、UCGC、UACD、UAAE、UGC

2004

A.AUUB.GUAC.AUGD.UCAE.UGA

97.遺傳密碼中的起始密碼子是

98.遺傳密碼中的終止密碼子是1998NO30A．下列關(guān)于氨基酸密碼的描述，哪一項是錯誤的？

A．密碼有種屬特異性，所以不同生物合成不同的蛋白質(zhì)

B．密碼閱讀有方向性，5’端起始，3’端終止

C．一種氨基酸可有一種以上的密碼

D．一組密碼只代表一種氨基酸

E．密碼第3位（即3’端）堿基在決定摻入氨基酸的特異性方面重要性較小

2002NO26A．下列有關(guān)遺傳密碼的敘述，正確的是

A．遺傳密碼只代表氨基酸

B．一種氨基酸只有一個密碼子

C．一個密碼子可代表多種氨基酸

D．每個tRNA上的反密碼子只能識別一個密碼子

E．從病毒到人，絲氨酸的密碼子都是AGU

1994NO11A．能出現(xiàn)在蛋白質(zhì)分子中的下列氨基酸，哪一種沒有遺傳密碼？

A．色氨酸B．蛋氨酸

C．谷氨酰胺D．脯氨酸

E．羥脯氨酸

沒有遺傳密碼：羥脯氨酸、羥賴氨酸

2008NO37A．下列氨基酸中，無相應(yīng)遺傳密碼的是

A．異亮氨酸B．天冬酰胺

C．脯氨酸D．羥賴氨酸

沒有遺傳密碼：羥脯氨酸、羥賴氨酸二、tRNA

氨基酸臂反密碼環(huán)P289tRNA的三級結(jié)構(gòu)示意圖三、核糖體原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rpS21種rpL36種rpS33種rpL49種

不同細胞核蛋白體的組成

原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)

主要酶：氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、轉(zhuǎn)位酶

蛋白質(zhì)因子：IF（initiationfactor）EF（elongationfactor）RF（releasefactor）

能源物質(zhì)：ATP、GTP

無機離子：Mg2+、K+四、肽鏈生物合成需要酶類和蛋白質(zhì)因子第二節(jié)

氨基酸與tRNA的連接OCH2OHOHPOOOHOH1′3′A一、氨基酰-tRNA合成酶識別特定氨基酸和tRNA

CHNH2COOHRCHNH2COOHR酯鍵第一步反應(yīng)氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E＋PPi

第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋

tRNA↓

氨基酰-tRNA

＋AMP

＋

E氨基酸活化形式：氨基酰-tRNA（-2ATP）1994NO13A．在體內(nèi)，氨基酸合成蛋白質(zhì)時，其活化方式為

A．磷酸化

B．與蛋氨酸相結(jié)合

C．生成氨基酸輔酶A

D．生成氨基酰tRNA

E．與起始因子相結(jié)合

氨基酰-tRNA合成酶的特點：對氨基酸和tRNA都有高度特異性具有校正活性氨基酰-tRNA的表示方法：

Ala-tRNAAla

Ser-tRNASer

原核生物：

Met-tRNA

Met

真核生物：

Met-tRNA

Met二、起始氨基酰-tRNAffii真核生物肽鏈延長階段攜帶Met的tRNA：

Met-tRNAMetN10-CHO-FH4轉(zhuǎn)甲?；?/p>

TheBiosynthesisProcessofPeptideChain

肽鏈的合成過程第三節(jié)

整個翻譯過程可分為：起始

(initiation)延長

(elongation)終止

(termination)翻譯過程從開放閱讀框架的5′-AUG開始，直至終止密碼出現(xiàn)。

一、翻譯起始復(fù)合物的裝配啟動肽鏈合成（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成指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。需要IF

(initiationfactor)原核、真核生物各種起始因子的生物功能

eIF-4A1、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70S起始復(fù)合物：

mRNA起始氨基酰-tRNA

（fMet-tRNA

fMet）

核蛋白體iIF-3IF-11、核蛋白體大小亞基分離目錄AUG5'3'IF-3IF-12、mRNA在小亞基定位結(jié)合S-D序列(ShineDalgarno序列)

(或核蛋白體結(jié)合位點

ribosomalbindingsite，RBS)IF-3IF-1IF-2GTP3、起始氨基酰-tRNA(fMet-tRNAifmet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4、核蛋白體大亞基結(jié)合，形成70S起始復(fù)合物AUG5'3'IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi70S起始復(fù)合物的形成

1、核蛋白體大小亞基分離

2、起始氨基酰-tRNA結(jié)合3、mRNA在核蛋白體小亞基就位

4、核蛋白體大亞基結(jié)合（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物的形成原核、真核生物各種起始因子的生物功能

eIF-4AMet40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-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)合物形成過程二、延長（核糖體循環(huán)）

包括三步反應(yīng)：1、進位（positioning）2、成肽（peptidebondformation）3、轉(zhuǎn)位（translocation）P293原核生物：

EF-T

(包括Tu和Ts亞基)

EF-G

真核生物：

eEF-1、eEF-2

延長因子(elongationfactor,EF)原核延長因子生物功能對應(yīng)真核延長因子EF-Tu促進氨基酰-tRNA進入A位，結(jié)合分解GTPeEF-1-αEF-Ts調(diào)節(jié)亞基eEF-1-βγEFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進卸載tRNA釋放eEF-2肽鏈合成的延長因子

P290又稱注冊

(registration)1、進位真核（eEF-1）延長因子EF-T催化進位（原核）進位TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP進位fMetAUG5'3'2、成肽轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成2012、參與蛋白質(zhì)合成的酶是A.RNA聚合酶B.轉(zhuǎn)肽酶C.引物酶D.逆轉(zhuǎn)錄酶E.DNA聚合酶

3、轉(zhuǎn)位

（原核：EF-G；真核：eEF-2

）fMetAUG5'3'fMetTuGTP進位轉(zhuǎn)位成肽-GTP-GTP真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似延長因子不同真核細胞核蛋白體沒有E位

三、肽鏈合成終止終止密碼：UAA、UAG、UGA釋放因子(releasefactor，RF)

真核生物：eRF原核生物：RF-1、2、31、識別終止密碼

RF-1

UAA、UAGRF-2UAA、UGA

RF-3：GTP酶活性，介導(dǎo)RF-1和RF-2與核糖體相互作用。2、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚葬尫乓蜃拥墓δ埽涸穗逆満铣山K止過程

UAG5'3'RFCOO-真核細胞:

只有一種eRF，識別所有終止密碼原核生物與真核生物肽鏈合成過程比較原核生物

真核生物mRNA多順反子單順反子轉(zhuǎn)錄后很少加工轉(zhuǎn)錄后進行首尾修飾及剪接轉(zhuǎn)錄、翻譯和mRNA降解可同時發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯不同步核蛋白體70S核蛋白體：30S小亞基（16SrRNA、21種Pr）50S大亞基（5S、23SrRNA、31種Pr）

80S核蛋白體:40S小亞基（18SrRNA、33種Pr）

60S大亞基（5S、5.8S、28SrRNA、49種Pr）

起始階段起始氨基酰-tRNA為fMet-tRNAfMet起始氨基酰-tRNA為Met-tRNAiMet核蛋白體小亞基先與mRNA結(jié)合,再與fMet-tRNAfMet結(jié)合核蛋白體小亞基先與Met-tRNAiMet結(jié)合，再與mRNA結(jié)合mRNA中的S-D序列與16SrRNA3-端的一段序列結(jié)合mRNA中的帽子結(jié)構(gòu)與帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物結(jié)合有3種IF參與起始復(fù)合物的形成有至少10種eIF參與起始復(fù)合物的形成延長階段延長因子為EF-TEF-G延長因子為eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2終止階段釋放因子為RF-1、RF-2和RF-3釋放因子為eRF原核生物

真核生物多聚核蛋白體

(polysome)蛋白質(zhì)合成的功能單位電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象肽鏈合成后加工

和靶向輸送

第四節(jié)PosttranslationalModificationandTargetingTransferofProtein翻譯后修飾(posttranslationalmodification)

從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過不同的翻譯后復(fù)雜加工過程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。主要包括多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)

肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾高級結(jié)構(gòu)修飾幾種有促進蛋白折疊功能的大分子分子伴侶

(molecularchaperon)蛋白二硫鍵異構(gòu)酶

(proteindisulfideisomerase,PDI)肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶

(peptideprolyl

cis-transisomerase,PPI)一、多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)1.熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)HSP70、HSP40和GrpE族2.伴侶素(chaperonins)GroEL和GroES家族（一）分子伴侶是細胞中一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。分子伴侶家族熱休克蛋白促進蛋白質(zhì)折疊的作用機制:HSP40結(jié)合待折疊多肽片段

HSP70-ATP復(fù)合物

HSP40-HSP70-ADP-多肽復(fù)合物

ATP水解GrpE

ATPADP復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進行正確折疊

作用：自發(fā)性折疊蛋白→天然空間構(gòu)象Hsp40bindsthesubstrateandthenHsp70.ATPhydrolysisdrivesconformationalchange.GrpEdisplacestheADP;thiscausesthechaperonestobereleased.Multiplecyclesofassociationanddissociationmayoccurduringthefoldingofasubstrateprotein.伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進蛋白質(zhì)折疊過程

分子伴侶功能：1、封閉待折疊蛋白質(zhì)暴露的疏水區(qū)段；2、創(chuàng)建一個隔離的環(huán)境，可以使蛋白質(zhì)的折疊互不干擾；3、促進蛋白質(zhì)折疊和去聚集；4、遇到應(yīng)激刺激，使已折疊的蛋白質(zhì)去折疊。

瘋牛病從1985年在英國發(fā)現(xiàn)后，90年代初發(fā)展成為一個高潮，又逐漸擴展到西歐，目前已經(jīng)變成世界性問題。瘋牛病可能通過牛肉和牛肉制品，尤其是內(nèi)臟和骨髓傳染給人類，引起新型早老性癡呆癥即新型克雅氏癥。瘋牛病是對牛海綿狀腦病(BSE)的俗稱，它是一種慢性、具有傳染性的致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。該病臨床和組織學病理學特征是病畜神經(jīng)失常、共濟失調(diào)、感覺過敏和中樞神經(jīng)系統(tǒng)灰質(zhì)空泡化。瘋牛病、瘋羊病和新型克雅病統(tǒng)稱為可傳染的海綿腦病。蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生，稱為蛋白構(gòu)象疾病。瘋牛病

艾滋病病毒(HIV)是一般病毒，即逆轉(zhuǎn)錄病毒，其外層有脂蛋白膜，容易破裂，跟其它病毒一樣有核酸，很容易殺滅。

朊病毒則不同：無核酸，是蛋白質(zhì)，其由良性轉(zhuǎn)為惡性，由沒有感染性轉(zhuǎn)化為感染性；2.無病毒的形態(tài)，是纖維狀的；3.

難以滅活，現(xiàn)在的消毒方法都無用，只有在136℃高溫、兩個小時的高壓下才能滅活；4.

潛伏期長，從感染到發(fā)病平均28年，一旦出現(xiàn)癥狀半年到一年100%死亡；5.診斷困難、無法監(jiān)測，正常人與動物細胞內(nèi)均有朊蛋白存在，不明原因作用下它的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，變成有傳染性的蛋白，患者體內(nèi)不產(chǎn)生免疫反應(yīng)和抗體，因此無法監(jiān)測。朊病毒最早是由美國舊金山加利福尼亞大學的斯坦利.B.布魯辛納博士(Stanley.B.Prusiner)于1982年發(fā)現(xiàn)的。正常動物和人朊病毒蛋白(prion

protein,PrP)為分子量33-35KD的蛋白質(zhì),水溶性,對蛋白酶敏感,二級結(jié)構(gòu)為多個α螺旋,稱為PrPC,PrPC在某種未知蛋白的作用下轉(zhuǎn)變成致病的PrPSCβ折疊。布魯辛納提出PrPC和PrPSC具有相同一級結(jié)構(gòu),而具有不同的高級結(jié)構(gòu),打破了以往蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)的定律,從而獲1997年諾貝爾獎。Prion的結(jié)構(gòu)模型，左PrPc，右PrPSc

關(guān)于傳染過程有幾種假設(shè):PrPC和

PrPSC形成雜化的二聚體,從而誘導(dǎo)都是PrPSC的均一的一聚體,后者解聚后再去傳染正常的PrPC;PrPSC作為一個壞的種子去傳染PrPC;PrPC在分子伴侶作用下形成PrPSC如HSP60,HSP104,GroEL等都可以以PrPSC為模板使

PrPC生成

PrPSC蛋白質(zhì)感染因子的增殖既不是由于基因過分表達，也不是因翻譯量增加，而是由于正常分子的構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變造成的，所以亦稱朊病毒。目前已知的人類PRION疾病主要有：1.

克-雅二氏?。–reutzfeldt–Jakobdisease，CJD）：Cruetzfeldt和Jakob1920年發(fā)現(xiàn)于六例患者，大多發(fā)生于60歲以上的人，是自身PrP蛋白發(fā)生變異引起的。2.

變異型克-雅氏?。╲CJD）：患者都處于以往CJD未曾出現(xiàn)的年齡段，為十幾歲至三十歲的年輕人，是由于取食病牛產(chǎn)品而感染?；颊呤紫瘸霈F(xiàn)憂郁癥的病狀，繼而不能行走，并呈現(xiàn)精神障礙等癡呆癥狀，最后死亡。

3.

GSS綜合征（Gerstmann-Straussler

Scheinkerdisease））：是一種遺傳的的慢性腦病，由Prnp基因缺陷引起，PrP蛋白的102位亮氨酸被脯氨酸取代或117位的纈氨酸被丙氨酸取代。4.

克魯?。↘uru）：發(fā)現(xiàn)于新幾內(nèi)亞一個叫Fore的部落，當?shù)厝朔Q作kuru，意即顫抖。病人大多數(shù)是婦女及小孩，病癥有言語含糊及無意識地狂笑，最后不省人事并死亡。一名美國醫(yī)生D.C.Gajdusek到了當?shù)?，發(fā)現(xiàn)那里的婦女及小孩具有吃死者尸體的習慣，結(jié)果受到感染。

5.

致死性家族性失眠癥（Fatalfamilialinsomnia，F(xiàn)FI）：也是一種遺傳性疾病，Prnp基因變異，PrP蛋白178位的天冬酰胺被天冬氨酸取代。患者的主要癥狀是失眠，并有CJD的癥狀。對于蛋白質(zhì)感染因子引起的疾病，目前尚沒有有效的治療措施。這類蛋白具有很強的抵抗力，對抗生素和消毒劑不敏感，134-138℃持續(xù)1h的病牛腦組織勻漿，以及10%福爾馬林固定過的病羊腦組織，仍有感染性。據(jù)報道，自1996年以來，共有106人得了瘋牛病，其中僅有七人還活著蛋白二硫鍵異構(gòu)酶多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這一過程主要在細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行。二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準確折疊。二、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)修飾主要是肽鍵水解和化學修飾

（二）個別氨基酸的修飾

1．糖基化4．磷酸化2．羥基化5．二硫鍵形成3．甲基化6．親脂性修飾ACTHN-Ser胰高血糖素N-His牛胰核糖核酸酶N-Lys

（一）肽鏈N-端和C-端有切除和（或）化學修飾（三）多肽鏈的水解修飾鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾NC信號肽PMOCKRKR103肽

(？)ACTH-LT-MSH-MSHEndophin三、高級結(jié)構(gòu)的修飾（一）亞基聚合（二）輔基連接蛋白質(zhì)合成后需要經(jīng)過復(fù)雜機制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細胞靶部位?蛋白質(zhì)的靶向輸送(proteintargeting)分泌性蛋白質(zhì)：穿過合成所在的細胞到其他組織細胞去的蛋白質(zhì)四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要是N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細胞的適當靶部位，這類序列稱為信號序列(signalsequence)。信號序列是決定蛋白質(zhì)靶向輸送特性的最重要元件，提示指導(dǎo)蛋白質(zhì)靶向輸送的信息存在于蛋白質(zhì)自身的一級結(jié)構(gòu)中。（一）靶向輸送的蛋白質(zhì)N-端存在信號序列1、N-端含1個或幾個帶正電荷的堿性氨基酸殘基，如賴氨酸、精氨酸；2、中段為疏水核心區(qū)，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、異亮氨酸等；3、C-端加工區(qū)由一些極性相對較大、側(cè)鏈較短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸）組成，緊接著是被信號肽酶(signalpeptidase)裂解的位點。信號肽有以下共性：靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號序列或成分

信號肽的一級結(jié)構(gòu)靶向輸送到細胞核的蛋白質(zhì)其多肽鏈內(nèi)含有特異信號序列，稱為核定位序列(nuclearlocalizationsequence,NLS)

。NLS為含4～8個氨基酸殘基的短序列，富含帶正電荷的賴氨酸、精氨酸和脯氨酸，可位于肽鏈的不同部位，而不只在N末端。不同的NLS間未發(fā)現(xiàn)共有序列；在蛋白質(zhì)進核定位后，NLS不被切除。核定位序列真核細胞分泌型蛋白質(zhì)的靶向輸送過程為：核蛋白體上合成的肽鏈先由信號肽引導(dǎo)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔并被折疊成為具有一定功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)，在高爾基復(fù)合體中被包裝進分泌小泡，轉(zhuǎn)移至細胞膜，再分泌到細胞外。（二）分泌型蛋白質(zhì)由分泌小泡靶向

輸送至胞外分泌性蛋白質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)需多種蛋白成分的協(xié)助1、信號肽識別顆粒（SRP）：結(jié)合信號肽、核蛋白體2、SRP受體（SRP對接蛋白DP

）：可與SRP結(jié)合3、核蛋白體受體：與核蛋白體大亞基結(jié)合使其與ER膜穩(wěn)定結(jié)合4、肽轉(zhuǎn)位復(fù)合物：形成新生肽鏈跨

ER膜蛋白通道信號肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體蛋白的靶向輸送

細胞核蛋白的靶向輸送目錄1、什么是翻譯后加工修飾？2、翻譯后加工修飾方式？

課前復(fù)習翻譯后加工修飾方式：

①多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)：

分子伴侶

（熱休克蛋白、伴侶蛋白）

②肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾：

切除N-端的甲硫氨酸、N-甲酰甲硫氨酸個別氨基酸的修飾：羥基化、糖基化、磷酸化、甲基化、二硫鍵形成、親脂性修飾③高級結(jié)構(gòu)修飾：亞基聚合、輔基連接翻譯后加工修飾:新生多肽鏈從無生物活性到有生物活性的過程。2012、2009NO160X、下列選項中，屬于蛋白質(zhì)生物合成后加工的有：A.亞基聚合B.輔基連接C.個別氨基酸的羥化D.去除N-甲?；騈-甲硫氨酸（二硫鍵形成、氨基端修飾、多肽鏈折疊、輔基的結(jié)合）2007NO163A、分子伴侶可以協(xié)助蛋白質(zhì)形成正確的空間構(gòu)象，下列分子中屬于分子伴侶的有：A.胰島素原B.熱休克蛋白C.組蛋白70D.DNA結(jié)合蛋白2010NO159X、分子伴侶可以協(xié)助蛋白質(zhì)形成正確的空間構(gòu)象，下列分子中屬于分子伴侶的有：A.解螺旋酶B.拓撲酶C.熱激蛋白70D.伴侶蛋白2012NO36A、參與新生多肽鏈正確折疊的蛋白質(zhì)是：A.分子伴侶B.G蛋白C.轉(zhuǎn)錄因子

D.釋放因子蛋白質(zhì)合成的

干擾和抑制

Interference&InhibitionofProteinBiosynthesis第五節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點。抗生素和毒素通過阻斷真核、原核生物蛋白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過程而起作用的。

一、許多抗生素抑制蛋白質(zhì)的生物合成可針對蛋白質(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點。利用真核、原核生物蛋白質(zhì)合成體系的差異，以設(shè)計、篩選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。

一、許多抗生素抑制蛋白質(zhì)的生物合成抗生素(antibiotics)

是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細菌的一類藥物?？勾x藥物

指能干擾生物代謝過程，從而抑制細胞過度生長的藥物，如：6-MP

某些毒素也作用于基因信息傳遞過程?？股刈饔命c作用原理應(yīng)用四環(huán)素族（金霉素新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素紅霉素放線菌酮嘌呤霉素原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基真核核蛋白體大亞基真核、原核核蛋白體

抑制氨基酰-tRNA與小亞基結(jié)合改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑制起始抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長酪氨酰-tRNA類似物，進位后引起未成熟肽鏈脫落抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥醫(yī)學研究抗腫瘤藥蛋白質(zhì)合成的干擾和抑制

（總結(jié)）二、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)毒素(toxin)：作用于真核生物

白喉毒素：由白喉桿菌產(chǎn)生，是一種修飾酶。

白喉毒素(diphtheriatoxin)的作用機理蛋白質(zhì)合成的干擾和抑制

（總結(jié)）白喉毒素：對真核生物延長因子（eEF-2

）進行共價修飾，使其失活2001

A．鏈霉素B．氯霉素C．林可霉素D．嘌吟霉素E．白喉毒素

97對真核及原核生物的蛋白質(zhì)合成都有抑制作用的是D

98主要抑制哺乳動物蛋白質(zhì)合成的是

E

1999NO31A．氯霉素可抑制原核生物的蛋白質(zhì)合成，其原因是

A．特異地抑制肽鏈延長因子2（EFT2）的活性

B．與核蛋白體的大亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)肽酶活性，而阻斷翻譯延長過程

C．活化一種蛋白激酶，從而影響起動因子（IF）磷酸化

D．間接活化一種核酸內(nèi)切酶使mRNA降解

E．阻礙氨基酰tRNA與核蛋白體小亞基結(jié)合

2009NO36A、對真核和原核生物反應(yīng)過程均有干擾作用，故難用作抗菌藥物的是A、四環(huán)素B、鏈霉素C、卡那霉素D、嘌呤霉素2004、放線菌素抗腫瘤的機制是A、引起DNA鏈間交聯(lián)，妨礙雙鏈拆開B、插入DNA雙鏈，破壞模板作用C、抑制細胞DNA聚合酶活性D、抑制細胞RNA聚合酶活性E、抑制蛋白質(zhì)生物合成2010、關(guān)于蛋白質(zhì)合成的錯誤敘述是A、20種氨基酸都有相應(yīng)的密碼B、氨基酸以氨基與tRNA共價相連C、氨基酸與tRNA3-端連接D、核糖體是蛋白質(zhì)翻譯的場所E、mRNA是多肽合成的直接模板2011N