第十章蛋白質(zhì)的生物合成4學(xué)時

1．教學(xué)基本要求：要求學(xué)生掌握蛋白質(zhì)合成體系的組分，蛋白質(zhì)合成的過程。2．教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系的重要組分一mRNA與遺傳密碼二tRNA的結(jié)構(gòu)與功能三核糖體四翻譯輔助因子第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程一氨基酸的活化二肽鏈合成的起始三肽鏈的延伸四肽鏈合成的終止與釋放五真核細(xì)胞蛋白質(zhì)生物合成六蛋白質(zhì)的翻譯后加工第三節(jié)蛋白質(zhì)定位一分泌蛋白二線粒體與葉綠體蛋白3．主要知識點(diǎn)、重點(diǎn)與難點(diǎn)①主要知識點(diǎn)：蛋白質(zhì)合成體系的組分，蛋白質(zhì)合成的過程，蛋白質(zhì)定位。②重點(diǎn)與難點(diǎn)：蛋白質(zhì)合成的過程

目前一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系的重要組分一、mRNA與遺傳密碼3個堿基編碼1個氨基酸,稱為三聯(lián)體密碼或密碼子。UCAUGAUUAmRNA（模板）

密碼子

密碼子

密碼子目前二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)蛋白質(zhì)的合成DNA:ATGCATGCATGCRNA:AUGCAUGCAUGCPROTEIN:aa1aa2aa3aa4什么樣的堿基序列決定什么樣的氨基酸序列呢？如何實(shí)現(xiàn)堿基序列到氨基酸序列的轉(zhuǎn)變？目前三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)Rolesofthe3typesofRNAsintranslation目前四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（一）mRNAmRNA的概念首先是由F.Jacob和J.Monod1965年提出來的mRNA的半衰期很短,很不穩(wěn)定,一旦完成其使命后很快就被水解掉。1、原核生物mRNA的結(jié)構(gòu)2、真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)目前五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、原核生物mRNA的結(jié)構(gòu)（1）

5’端SD序列在起始密碼子AUG上游9-13個核苷酸處，有一段可與核糖體16SrRNA配對結(jié)合的、富含嘌呤的3-9個核苷酸的共同序列，一般為AGGA，此序列稱SD序列。它與核糖體小亞基內(nèi)16SrRNA的3’端一段富含嘧啶的序列GAUCACCUCCUUA-OH互補(bǔ)，使得結(jié)合于30S亞基上的起始tRNA能正確地定位于mRNA的起始密碼子AUG。目前六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（2）許多原核mRNA是多順反子轉(zhuǎn)譯時，各個基因都有自己的SD序列、起始密碼子、終止密碼子，分別控制其合成的起始與終止，也就是說，每個基因的翻譯都是相對獨(dú)立的。如E.coli，一個7000bp的mRNA編碼5種與Trp合成有關(guān)的酶目前八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)（1）真核mRNA5’端具有m7GpppN帽子結(jié)構(gòu)，無SD序列。帽子結(jié)構(gòu)具有增強(qiáng)翻譯效率的作用。若起始AUG與帽子結(jié)構(gòu)間的距離太近（小于12個核苷酸），就不能有效利用這個AUG，會從下游適當(dāng)?shù)腁UG起始翻譯。當(dāng)距離在17-80個核苷酸之間時，離體翻譯效率與距離成正比。目前九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（2）真核生物mRNA通常是單順反子。真核mRNA具有“第一AUG規(guī)律”，即當(dāng)5’端具有數(shù)個AUG時，其中只有一個AUG為主要開放閱讀框架的翻譯起點(diǎn)。起始AUG具有二個特點(diǎn)：AUG上游的-3經(jīng)常是嘌呤，尤其是A。緊跟AUG的+4常常是G。起始AUG鄰近序列中，以ANNAUGGN的頻率最高。若-3不是A，則+4必須是G。無此規(guī)律的AUG，則無起始功能。目前十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（二）遺傳密碼的破譯美國科學(xué)家M.W.Nirenberg等,1968年獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎.1961年，M.W.Nirenberg等人,大腸桿菌的無細(xì)胞體系中外加poly(U)模板、20種標(biāo)記的氨基酸，經(jīng)保溫后得到了多聚phe-phe-phe，于是推測UUU編碼phe。利用同樣的方法得到CCC編碼pro，GGG編碼gly，AAA編碼lys。如果利用poly（UC），則得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu，推測UCU編碼Ser，CUC編碼Leu.到1965年就全部破譯了64組密碼子。目前十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)EstablishedthechemicalstructureoftRNAEstablishedtheinvitrosystemforrevealingthegeneticcodesDevisedmethodstosynthesizeRNAswithdefinedsequences目前十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（三）遺傳密碼的特點(diǎn)64個密碼子中有61個編碼氨基酸，3個不編碼任何氨基酸而起肽鏈合成的終止作用，稱為終止密碼子，它們是UAG、UAA、UGA，密碼子AUG（編碼Met）又稱起始密碼子。密碼子：mRNA上由三個相鄰的核苷酸組成一個密碼子，代表肽鏈合成中的某種氨基酸或合成的起始與終止信號。目前十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（1）方向性：從mRNA的5’到3’（2）連讀性編碼一個肽鏈的所有密碼子是一個接著一個地線形排列，密碼子之間既不重疊也不間隔，從起始密碼子到終止密碼子（不包括終止子）構(gòu)成一個完整的讀碼框架，又稱開放閱讀框架（ORF）。如果在閱讀框中插入或刪除一個堿基就會使其后的讀碼發(fā)生移位性錯誤（稱為移碼）。兩個基因之間或兩個ORF之間可能會互相部分重疊（共用部分序列）。目前十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（3）簡并性幾種密碼子編碼一種氨基酸的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性。如GGN（GGA、GGU、GGG、GGC）都編碼Gly，那么這4種密碼子就稱為Gly的簡并密碼。只有Met和Trp沒有簡并密碼。一般情況下密碼子的簡并性只涉及第三位堿基。

目前二十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前二十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★簡并性的生物學(xué)意義？A、可以降低由于遺傳密碼突變造成的災(zāi)難性后果假如每種氨基酸只有一個密碼子，那么剩下的44個密碼子都成了終止子，如果一旦哪個氨基酸的密碼子發(fā)生了單堿基的點(diǎn)突變，那么極有可能造成肽鏈合成的過早終止。如GUN編碼Ala，由于簡并性的存在，不論第三位的U變成什么，都仍然編碼AlaB、可以使DNA上的堿基組成有較達(dá)的變化余地，而仍然保持多肽上氨基酸序列不變（意思基本同上）。目前二十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（4）搖擺性密碼子中第三位堿基與反密碼子第一位堿基的配對有時不一定完全遵循A-U、G-C的原則，Crick把這種情況稱為搖擺性，有人也稱擺動配對或不穩(wěn)定配對。密碼子的第三位和反密碼子的第一位是搖擺位點(diǎn)。反密碼子第一位的G可以與密碼子第三位的C、U配對，U可以與A、G配對，I可以和密碼子的U、C、A配對，這使得該類反密碼子的閱讀能力更強(qiáng)。見表P396目前二十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前二十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前二十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前二十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★細(xì)胞內(nèi)有幾種tRNA？當(dāng)遺傳密碼破譯后，由于有61個密碼子編碼氨基酸，于是人們預(yù)測細(xì)胞內(nèi)有61種，但事實(shí)上絕大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)只有50種左右，Crick也正是在這種情況下提出了搖擺假說并合理解釋了這種情況。根據(jù)搖擺性和61個密碼子，經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算，要翻譯61個密碼子至少需要31種tRNA，外加1個起始tRNA，共需32種。但是，在葉綠體和線粒體內(nèi)，由于基因組很小用到的密碼子少，因此葉綠體內(nèi)有30種左右tRNAs，線粒體只有24種。目前二十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（5）通用性：密碼子在不同物種間幾乎是完全通用的。目前只發(fā)現(xiàn)線粒體和葉綠體內(nèi)有列外情況，這也是如火如荼的轉(zhuǎn)基因的前提。但要注意的是不同生物往往偏愛某一種密碼子。目前二十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前二十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)二、tRNA的結(jié)構(gòu)與功能HydrogenbondsCrick’sadaptorhypothesis(tRNA)目前三十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)AlltRNAshavecommonstructuralfeatures:cloverleafinsecondary,“L”in3-Dstructure.5,6-dihydrouridinepseudouridineribothymidineSiteforaminoacidattachment目前三十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)Three-dimensionalstructureofyeasttRNAPhe

deducedfromx-raydiffractionanalysis目前三十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)三、核糖體又稱核蛋白體，它是蛋白質(zhì)合成的場所。標(biāo)記各種a.a，注入大鼠體內(nèi)，在不同時間取出肝臟，勻漿，離心分離各種亞細(xì)胞器，分析放射性蛋白的分布，證實(shí)蛋白質(zhì)的合成是在核糖體上進(jìn)行的。游離核糖體：合成細(xì)胞質(zhì)蛋白。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體：合成分泌蛋白和細(xì)胞器蛋白。。不論原核細(xì)胞還是真核細(xì)胞，一條mRNA可以被同時幾個核糖體閱讀，把同時結(jié)合并翻譯同一條mRNA的多個核糖體稱為多核糖體。目前三十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前三十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前三十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前三十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（一）核糖體的結(jié)構(gòu)與組成核糖體是由核糖核酸（rRNA）和幾十種蛋白質(zhì)分子（核糖體蛋白）組成的一個巨大的復(fù)合體。不同生物的核糖體中，盡管其rRNA和核糖體蛋白的一級結(jié)構(gòu)有所不同，但核糖體的結(jié)構(gòu)高度保守。每個核糖體是由大小兩個亞基組成，每個亞基都有自己不同的rRNA和蛋白質(zhì)分子，表P307核糖體的大亞基上有兩個重要的位點(diǎn)：P位點(diǎn)是結(jié)合肽酰tRNA的肽?；奈稽c(diǎn)，A位點(diǎn)是結(jié)合氨酰tRNA的氨?；奈稽c(diǎn)。目前三十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前三十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前三十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)Ribosomes

tRNAProteinsrRNAsrRNAsproteinsmRNA目前四十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)Amodelofacompleteactivebacterialribosome目前四十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（二）rRNA與核糖體蛋白的結(jié)構(gòu)與功能1、rRNA的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)：有大量的莖環(huán)（發(fā)夾）結(jié)構(gòu)，形成核糖體的剛性骨架。功能：（1）蛋白質(zhì)合成的施工平臺（骨架）（2）催化肽鍵形成的轉(zhuǎn)移酶活性存在于23SrRNA上有人小心的去掉細(xì)菌核糖體的蛋白質(zhì)組分，保持rRNA的相對完整性，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的合成仍可進(jìn)行。目前四十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（3）參與tRNA與mRNA的結(jié)合可能的情況是：mRNA先識別16srRNA的特定序列并結(jié)合固定下來,然后tRNA再識別rRNA的特定部位并固定到，最后tRNA的反密碼子才能與mRNA密碼子配對。（4）在大小亞基的聚合中起重要作用（5）在翻譯的校正和翻譯的調(diào)控方面有重要功能（如可結(jié)合調(diào)控因子）RNA分子似乎是整個核糖體的活躍的活性中心。目前四十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、核糖體蛋白的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)：大多數(shù)核糖體蛋白呈纖維狀（可能起骨架作用），少數(shù)呈球狀（可能起生物功能）。功能：(1)維持核糖體的結(jié)構(gòu)(2)新發(fā)現(xiàn)：一些核糖體蛋白具有DNA結(jié)合功能（Heilix—turn—Heilix模塊）；還有些真核核糖體蛋白具有DNA修復(fù)功能目前四十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)【既然蛋白質(zhì)是在核糖體中合成的，那么第一個核糖體中的蛋白組分又是怎樣合成的？】【第一個核糖體又是怎樣出現(xiàn)的？】【先有DNA還是先有蛋白質(zhì)？】大多數(shù)科學(xué)家越來越支持RNA起源論：第一個生活細(xì)胞里出現(xiàn)的是RNA分子，他同時具有信息儲藏和生物演化的雙重特性，既可以在一定程度上復(fù)制自己，又可以催化一些最初的生化反應(yīng)，后來，隨著活細(xì)胞的進(jìn)化，DNA逐漸出現(xiàn)并成為更為穩(wěn)定的遺傳信息儲存分子。既然核糖體中既有蛋白質(zhì)又有RNA，那么徹底搞清楚核糖體的結(jié)構(gòu)與功能及其起源也許會弄清生命的起源和演化。目前四十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)四、翻譯輔助因子目前四十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)第二節(jié)

蛋白質(zhì)合成過程每一種游離氨基酸在摻入肽鏈以前必須活化并與專一的tRNA相連（有人稱裝載，LOAD），然后由tRNA負(fù)責(zé)將它帶到核糖體上的特定位點(diǎn)（A位點(diǎn)上）并添加到新生肽鏈的C末端。目前四十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前四十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)一、氨基酸的活化氨基酸的活化和氨酰tRNA的合成是蛋白質(zhì)生物合成的第一步，由氨酰tRNA合成酶催化。每一種氨酰tRNA合成酶既能識別自己的配體氨基酸，又能識別對應(yīng)的tRNA。目前四十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前五十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(一)活化氨酰tRNA合成酶首先識別并結(jié)合專一的配體氨基酸，然后氨基酸的羧基與細(xì)胞環(huán)境中的ATP發(fā)生反應(yīng)形成一個酸酐型的高能復(fù)合物（氨酰AMP）。該中間復(fù)合物暫時結(jié)合在酶上。氨基酸+ATP酶/Mg2+氨酰AMP-酶+PPI目前五十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(二)

連接由于氨酰tRNA合成酶上還存在專一的tRNA識別位點(diǎn)，因此特定的游離tRNA就會識別并結(jié)合到氨酰AMP-酶復(fù)合物的活性部位，此時氨基酸就會被轉(zhuǎn)移到tRNA的3端，其羧基與tRNA3端的自由-OH形成氨酰酯鍵，從而形成氨酰tRNA，這也是一個高能化合物，其能量足以形成肽鍵。氨酰AMP-酶tRNA

氨酰tRNA+AMP+酶由于氨酰tRNA能量低于氨酰AMP，所以這一過程是可以自發(fā)的。目前五十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前五十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前五十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)氨基酸一旦與tRNA形成氨酰tRNA后，進(jìn)一步的去向就由tRNA來決定了。tRNA憑借自身的反密碼子與mRNA上的密碼子相識別，從而把所攜帶的氨基酸送到肽鏈的一定位置上。目前五十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)結(jié)論：（1）氨基酸的活化和氨酰tRNA的合成是蛋白質(zhì)生物合成的第一步，每一種氨基酸在被摻入肽鏈之前都首先被活化和連接在專一tRNA上，活化和連接都發(fā)生在氨基酸的羧基上。（2）載體tRNA憑借自身的反密碼子與mRNA上的密碼子相識別而把所攜帶的氨基酸送到肽鏈的一定位置上（3）遺傳信息是通過mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子間堿基配對作用翻譯出來的。目前五十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★氨酰tRNA合成酶：每一種氨基酸都有至少一種專一的氨酰tRNA合成酶，它即能識別氨基酸，又能識別tRNA，從而把特定的氨基酸連到對應(yīng)的tRNA上，有人也把氨酰tRNA合成酶的雙向識別功能稱為第二遺傳密碼。目前五十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)不同的氨酰tRNA合成酶在分子量、氨基酸序列、亞基組成上差異較大。它是如何識別氨基酸的呢？仍不甚清楚。一些氨基酸由于結(jié)構(gòu)上的顯著特征容易識別如大小不同（Trp與Gly），帶正負(fù)電荷（lys,asp），而一些氨基酸結(jié)構(gòu)極其相似，如Ile與Val僅差一個甲基。盡管如此tRNAIle合成酶也能正確識別，但有時也能錯誤的形成Val–tRNAIle，但是每一種氨酰-tRNA合成酶都有一個校正位點(diǎn)，由于大小原因，只有Val–tRNAIle才能結(jié)合到校正位點(diǎn)，然后合成酶將Val又從tRNAIle上將其水解下來。目前五十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)氨酰-tRNA合成酶還能正確的識別和結(jié)合tRNA，對于一些酶來說，tRNA上的反密碼子是其識別特征，此外，tRNA上的受體莖環(huán)（acceptorstem）也是識別特征。目前五十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)蛋白質(zhì)合成的一般過程三個階段：起始、延伸、終止。分別由不同的起始因子、延伸因子和終止因子（釋放因子）參與。原核生物（大腸桿菌）每秒鐘可翻譯20個氨基酸，真核生物每分鐘才大約50個氨基酸。目前六十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前六十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)二、肽鏈合成的起始（1）小亞基與mRNA結(jié)合（2）起始氨酰tRNA進(jìn)入P位點(diǎn)，它的反密碼子與mRNA上的起始密碼子AUG堿基配對。（3）大亞基與小亞基結(jié)合形成起始復(fù)合物。翻譯是從形成起始復(fù)合物開始的，在原核生物中該過程需要三個起始因子參與：IF1，IF2，和IF3。（IF1的功能尚不清楚）。目前六十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（1）IF3首先結(jié)合在30S亞基上，防止它過早地與50S亞基結(jié)合。（2）mRNA結(jié)合到30S亞基上。mRNA通過其SD序列與16SrRNA的配對結(jié)合而使它處于核糖體上的恰當(dāng)?shù)奈恢?，并使起始密碼子AUG處于P位點(diǎn)。SD序列與16SrRNA的配對還為識別起始密碼子和Met密碼子提供了一種機(jī)制。（3）IF2、fMet-tRNAfmet結(jié)合到30S亞基上IF2是一個GTP結(jié)合蛋白，它先與30S亞基結(jié)合并促使起始氨酰tRNA（N—甲酰甲硫氨酰tRNA，fMet-tRNAfmet）的密碼子與mRNA上的AUG結(jié)合（P位點(diǎn)）。（4）50S大亞基結(jié)合到30S小亞基上，形成起始復(fù)合物。GTP水解成GDP釋放的能量引起30S亞基構(gòu)象變化，50S亞基結(jié)合到30S亞基上，同時IF2和IF3釋放。因此，原核生物肽鏈合成的起始復(fù)合體由mRNA、70S核糖體、fMet-tRNAfMet組成。目前六十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前六十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前六十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)三、肽鏈的延伸mRNA：5/→3/，

新生肽：N/→C/分三步進(jìn)行：入位：第二個氨酰tRNA通過密碼子—反密碼子的配對作用進(jìn)入核糖體的A位點(diǎn)（氨基位點(diǎn)）。轉(zhuǎn)肽：在大亞基上肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下，A位點(diǎn)氨基酸的A-氨基親核攻擊P位點(diǎn)氨基酸的羧基基團(tuán)并形成肽鍵，結(jié)果兩個氨基酸均連到了A位點(diǎn)的tRNA上，該過程稱為轉(zhuǎn)肽作用，此時，P位點(diǎn)上卸載的tRNA從核糖體上離開。移位：核糖體沿著mRNA移動1個密碼子位置，攜帶肽鏈的tRNA轉(zhuǎn)位到P位點(diǎn)，A位點(diǎn)空出以便接納下一個氨基酸。目前六十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、

新氨酰tRNA入位在進(jìn)入A位點(diǎn)之前，新氨酰tRNA首先必須與延伸因子EF—TU—GTP結(jié)合。延伸因子EF—TU是一個GTP結(jié)合蛋白，參與氨酰RNA的就位。氨酰RNA入位后，EF—TU—GTP水解，EF—TU—GDP從核糖體上釋放下來，在第二個延伸因子EF—Ts幫助下EF—Tu—GDP釋放掉GDP并重新結(jié)合一分子GTP再生成EF—Tu—GTP。目前六十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前六十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)EF-Tu-Ts循環(huán)目前六十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、肽鍵形成（轉(zhuǎn)肽）（transpeptidation）肽鍵是在肽酰轉(zhuǎn)移酶（peptidyltransferase）催化下形成的。現(xiàn)在認(rèn)為肽酰轉(zhuǎn)移酶活性存在于50S大亞基23SrRNA上。驅(qū)動肽鍵形成的能量由P位點(diǎn)上的氨基酸與它的tRNA的高能肽酰酯鍵提供。新肽鍵形成后P位點(diǎn)卸載的tRNA就離開核糖體。目前七十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前七十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前七十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)嘌呤霉素抑制肽鍵形成目前七十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、核糖體移位（translocation，也可稱轉(zhuǎn)位）移位需要另一個GTP結(jié)合蛋白EF—G（延伸因子Ｇ，又叫移位酶）的參與?，F(xiàn)在認(rèn)為，GTP水解成GDP時釋放出的能量促使核糖體構(gòu)象發(fā)生變化，驅(qū)動肽酰tRNA從Ａ位點(diǎn)移動到Ｐ位點(diǎn)。移位后造成核糖體Ａ位點(diǎn)空下，等待接納下一個氨酰tRNA。目前七十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前七十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)四、肽鏈合成的終止與釋放由于終止密碼子不能結(jié)合任何氨酰tRNA，于是肽鏈合成的終止因子（又稱釋放因子）識別并結(jié)合到終止密碼子上，接著肽酰轉(zhuǎn)移酶的酯化酶功能轉(zhuǎn)變成水解功能，將肽鏈從P位點(diǎn)tRNA上水解掉，核糖體釋放掉mRNA并解體成大小亞基，翻譯結(jié)束。在翻譯過程中除了核糖體大小亞基、mRNA和氨酰tRNA外，還需要GTP和許多蛋白輔助因子。這些輔助因子有的起催化作用，有的起改變和穩(wěn)定構(gòu)象作用。目前七十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)當(dāng)終止密碼子（UAA,UAG,UGA）進(jìn)入Ａ位點(diǎn)時肽鏈合成就進(jìn)入終止期。原核生物有三個釋放因子（RF-1,RF-2,RF-3）參與終止。RF1識別UAA和UAG，RF2識別UAA與UGA,RF3作用尚不清楚，可能促進(jìn)RF1與RF2結(jié)合。識別過程需要GTP，并改變了核糖體的構(gòu)象，使肽酰轉(zhuǎn)移酶的功能發(fā)生瞬時變化，轉(zhuǎn)變成酯酶功能，將連接肽鏈與P位點(diǎn)tRNA的肽酰酯鍵水解開，肽鏈從核糖體上釋放，mRNA與tRNA解離，核糖體解體。目前七十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前七十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★原核生物蛋白質(zhì)合成中的能量計(jì)算（合成一個二肽）合成二肽需8個高能鍵，其后每加一個a.a需4個高能鍵。例：合成200個a.a殘基的多肽：8+198×4=8004n=4×200=800

ATPA（GTP）高能鍵甲酰-甲硫氨酰-tRNA合成ATP-AMP2起始（IF-2）GTP-GDP1第二個a.a-tRNA合成ATP-AMP2第二個a.a-tRNA進(jìn)入核糖體（EF-TU）GTP-GDP1核糖體移位（EF-G）GTP-GDP1終止（？）GTP-GDP1目前七十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)五、真核細(xì)胞蛋白質(zhì)生物合成真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)翻譯需要大量的蛋白因子，翻譯后加工和定向輸送比原核復(fù)雜得多。目前八十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前八十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(一)翻譯起始真核的翻譯起始比原核更復(fù)雜，因?yàn)椋海?）真核mRNA的二級結(jié)構(gòu)更為多樣和復(fù)雜（2）真核mRNA是經(jīng)過多重加工的，它被轉(zhuǎn)錄后首先要經(jīng)過各種加工才能從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，并形成各種各樣的二級結(jié)構(gòu)。一些mRNA與幾種類型的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起形成一種復(fù)雜的顆粒狀，有時稱核糖核蛋白粒（ribonucleoproteinparticle）,在翻譯之前，它的二級結(jié)構(gòu)必須改變，其中的蛋白質(zhì)必須被去掉。目前八十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前八十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（3）核糖體需要掃描mRNA以尋找翻譯起始位點(diǎn)真核mRNA沒有SD序列來幫助識別翻譯起點(diǎn)，因此核糖體要掃描每一個mRNA。核糖體結(jié)合到mRNA的5’端的帽子結(jié)構(gòu)并向3’端移動一尋找起始位點(diǎn)。這種掃描過程很復(fù)雜，知之甚少，真核的翻譯起始用到的起始因子（eIF）至少有9種，多數(shù)的功能仍需進(jìn)步研究。目前八十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（1）40S小亞基-(eIF-3)結(jié)合到(eIF-2-GTP)-Met-tRNAi復(fù)合物上形成40S前起始復(fù)合物（40Spreinitiationcomplex）（2）mRNA結(jié)合到40S前起始復(fù)合物上形成40S起始復(fù)合物。（3）40S起始復(fù)合物掃描mRNA尋找適當(dāng)?shù)钠鹗济艽a子（通常是5’端附近的AUG）。（4）40S復(fù)合物與60S大亞基結(jié)合形成80S起始復(fù)合物。目前八十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（1）40S小亞基-(eIF-3)結(jié)合到(eIF-2-GTP)-Met-tRNAi復(fù)合物上形成40S前起始復(fù)合物（40Spreinitiationcomplex）這里，eIF-2-GTP介導(dǎo)了起始tRNA與40S小亞基的結(jié)合，然后eIF-2-GDP通過eIF-2B（鳥苷酸釋放蛋白）再生。此時，由于eIF-3和40S小亞基相結(jié)合，eIF-6和60S大亞基相結(jié)合，所以小亞基暫時還不能與大亞基相結(jié)合。目前八十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（2）mRNA結(jié)合到40S前起始復(fù)合物上形成40S起始復(fù)合物。該過程需要ATP，另外還需要一些起始因子（eIF-4A、eIF-4B、eIF-4F、eIF-1）。eIF-4F結(jié)合在mRNA5’端的帽子結(jié)構(gòu)上，eIF-4A（一種ATPase）和eIF-4B（一種helicase）改變mRNA的二級結(jié)構(gòu)。對真核起始因子的鑒定發(fā)現(xiàn)一些起始因子是更大因子的組成亞基，如eIF-4E（也稱cap結(jié)合蛋白或CBPⅠ）就是由幾個eIF-4F亞基組成。（eIF-4F常稱為CBPⅡ）（3）40S起始復(fù)合物掃描mRNA尋找適當(dāng)?shù)钠鹗济艽a子（通常是5’端附近的AUG）。目前八十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)（4）40S復(fù)合物與60S大亞基結(jié)合形成80S起始復(fù)合物。該過程另需1個GTP。此時，60S大亞基上的eIF-6已經(jīng)被釋放。在形成復(fù)合物過程中，在eIF-5參與下，eIF-2-GTP水解成eIF-2-GDP。eIF-2，eIF-3，eIF-4A，eIF-4B，eIF-4F，eIF-1從起始復(fù)合物上釋放。

★真核生物肽鏈合成起始復(fù)合物由mRNA、80S核糖體和Met-tRNAiMet組成?！锱c原核相比，真核起始多消耗了1個ATP（形成40S起始復(fù)合物）、1個GTP（形成80S起始復(fù)合物）。目前八十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(二)

延伸與原核類似，也可分為aa-tRNA的入位、轉(zhuǎn)肽、核糖體移位三步反應(yīng)。目前八十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前九十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、入位50kD的延伸因子eEF-1α-GTP與aa-tRNA結(jié)合，引導(dǎo)aa-tRNA進(jìn)入A位點(diǎn)。aa-tRNA的反密碼子與mRNA的密碼子正確配對后eEF-1α-GTP水解掉一個P，隨后eEF-1α-GDP離開核糖體，留下aa-tRNA。在eEF-1β、eEF-1γ的幫助下，eEF-1α-GDP再生為eEF-1α-GTP。在真菌（如酵母）中，需要另一個延伸因子eEF-3與eEF-1α共同引導(dǎo)aa-tRNA的入位。目前九十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前九十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、肽鍵形成（轉(zhuǎn)肽）核糖體大亞基的肽酰轉(zhuǎn)移酶活性催化A位點(diǎn)α-氨基親核攻擊P位點(diǎn)的aa的羧基，在A位點(diǎn)形成一個新的肽鍵。P位點(diǎn)上卸載的tRNA從核糖體上離開目前九十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、核糖體移位移位需要一個100kD的延伸因子eEF-2-GTP。eEF-2-GTP結(jié)合在核糖體未知的位置上，GTP水解成釋放的能量使核糖體沿mRNA移動一個密碼子的位置，然后eEF-2-GDP離開核糖體。目前九十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(三)終止真核細(xì)胞中有兩個釋放因子eRF-1和eRF-3（GTP結(jié)合蛋白）介導(dǎo)終止。當(dāng)GTP結(jié)合到eRF-3后它的GTPase活性就被激活，eRF-1和eRF-3-GTP形成一個復(fù)合物，當(dāng)UAG，UGA，UAA進(jìn)入A位點(diǎn)時，該復(fù)合物就結(jié)合到A位點(diǎn)上，接著GTP水解促使釋放因子離開核糖體，mRNA被釋放，核糖體解體成大小亞基，新生肽在肽酰轉(zhuǎn)移酶催化下被釋放。目前九十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前九十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★真核生物蛋白質(zhì)合成中的能量計(jì)算（合成一個二肽）合成二肽需10個高能鍵，其后每加一個a.a需4個高能鍵。例：合成200個a.a殘基的多肽：10+198×4=802（4n+2）=4×200+2=802

ATP（GTP）高能鍵甲硫氨酰-tRNA合成ATP-AMP2起始（IF-2）2GTP-GDPATP-ADP3第二個a.a-tRNA合成ATP-AMP2第二個a.a-tRNA進(jìn)入核糖體（eEF-1α-GTP）GTP-GDP1核糖體移位（eEF-2-GTP）GTP-GDP1終止（eRF-3-GTP）GTP-GDP1目前九十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)盡管原核生物與真核生物在蛋白質(zhì)合成方面有許多相似之處，但也存在差異，這些差異正是一些抗生素治療和研究應(yīng)用的基礎(chǔ)?？股刈饔寐让顾嘏c50S亞基結(jié)合，抑制原核肽轉(zhuǎn)移酶cycloheximide抑制真核肽轉(zhuǎn)移酶活性Erythromycin抑制原核肽鏈延伸鏈霉素、卡那霉素結(jié)合到原核30S亞基上引起讀媽錯誤，導(dǎo)致合成的多肽連一級結(jié)構(gòu)改變Tetracycline與30S亞基結(jié)合，干擾氨酰tRNA的結(jié)合蛋白質(zhì)合成的選擇性抗生素抑制劑目前九十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)六、蛋白質(zhì)的翻譯后加工不論原核生物還是真核生物，翻譯完成后，一些肽鏈能直接折疊成最終的活性形式，不需要加工修飾，然而經(jīng)常的情況是新生肽鏈需要加工修飾（稱為翻譯后加工或修飾）包括：（1）切除部分肽段（蛋白酶）（2）在特定氨基酸殘基的側(cè)鏈上添加一些基團(tuán)（共價修飾）（3）插入輔因子，還有些單肽要聚合成多亞基蛋白。目前九十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)翻譯后加工有兩方面目的：（1）功能需要（2）定向轉(zhuǎn)運(yùn)的需要（這在真核生物中尤為復(fù)雜，合成的蛋白要定向運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)、質(zhì)膜、各種細(xì)胞器如葉綠體、線粒體、溶酶體、過氧化物酶體等）。目前一百頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(一)原核生物的翻譯后加工一些新生肽鏈從核糖體上釋放下來后可以直接折疊成最終的三維結(jié)構(gòu)。但多數(shù)情況下是新生肽要經(jīng)過一系列的加工修飾，才具有功能。1、切除加工包括去掉N端的甲酰甲硫氨酸和信號肽序列。信號肽（Signalpeptide），也叫引導(dǎo)肽（leaderpeptide），是決定多肽最終去向的一段序列，通常較短，典型情況下位于N端。在細(xì)菌中的一個例子就是多肽要插入細(xì)胞質(zhì)膜必須借助信號肽序列。目前一百零一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、糖基化盡管在原核生物中，絕大多數(shù)的復(fù)合糖是糖酯，但是，也有少量的糖蛋白的報道，例如Halobacterium細(xì)胞表面的糖蛋白，有關(guān)原核生物糖基化的機(jī)制及其功能都還不知道。目前一百零二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、甲基化甲基轉(zhuǎn)移酶利用硫酰苷甲硫氨酸對特定蛋白進(jìn)行甲基化修飾。在大腸桿菌和有關(guān)細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的一種甲基轉(zhuǎn)移酶能甲基化膜結(jié)合的化學(xué)受體蛋白的谷氨酸殘基。這種甲基轉(zhuǎn)移酶和另外一種甲基酯酶催化的甲基化/去甲基化過程在細(xì)菌趨化性的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。目前一百零三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)4、磷酸化近年來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由蛋白激酶和蛋白磷酸化酶催化的蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化在原核生物中十分普遍。磷酸化/去磷酸化的意義還不太清楚。目前只知在細(xì)菌趨化性和氮代謝調(diào)控中有瞬間的磷酸化作用。目前一百零四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(二)原核生物的翻譯調(diào)控蛋白質(zhì)的合成是一個非常耗能的過程。每形成一個肽鍵要消耗4個高能磷酸鍵（tRNA裝載2個，aa-tRNA入位1個，移位1個）。在大腸桿菌中，用于合成的能量90%都給了蛋白質(zhì)合成。因此，其合成必然要受到嚴(yán)格的調(diào)控。目前一百零五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、原核生物中，蛋白質(zhì)合成的調(diào)控多在轉(zhuǎn)錄的水平上（操縱子模型）進(jìn)行。因?yàn)椋海?）轉(zhuǎn)錄與翻譯直接偶聯(lián)，轉(zhuǎn)錄后不久就開始翻譯（2）原核生物mRNA的半衰期很短，大約1~3分鐘，隨著環(huán)境條件的改變，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的mRNA種類會迅速改變。目前一百零六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百零七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、mRNA翻譯速率也是調(diào)控位點(diǎn)。翻譯速率的調(diào)控大多是由于SD序列的差異造成翻譯起始效率的不同。因?yàn)镾D幫助識別AUG和啟動翻譯的起始，因此SD序列的變化能影響翻譯的起始效率從而調(diào)控了mRNA的翻譯速率。乳糖將縱子產(chǎn)物Z基因產(chǎn)物：β-半乳糖苷酶1Y基因產(chǎn)物：半乳糖透過酶0.5A基因產(chǎn)物：半乳糖乙?；?.2乳糖操縱子的基因產(chǎn)物有3個：它們的翻譯量是不等的。目前一百零八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、相對過剩的蛋白質(zhì)翻譯產(chǎn)物對自身多順反子mRNA翻譯的負(fù)調(diào)控。多順反子mRNA的其中一個產(chǎn)物相對過剩時能抑制整個多順販子mRNA的翻譯。目前一百零九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)原核的55種核糖體蛋白由20個操縱子編碼。細(xì)菌的良好生長要求這些蛋白質(zhì)的合成之間及其與rRNA的合成之間協(xié)調(diào)起來。例如PL11操縱子編碼核糖體蛋白L1和L11，如果L1相對過剩就會占用了可利用的23SrRNA，結(jié)果抑制PL11mRNA的翻譯。在23SrRNA缺乏的情況下，L1蛋白也會結(jié)合在PL11mRNA的5’端抑制自身操縱子的翻譯。目前一百一十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)結(jié)論：（1）原核生物蛋白質(zhì)的合成相對較快，它需要起始因子IF-1、IF-2、I-3，延伸因子EF-TU、EF-TS、EF-G，釋放因子RF-1、RF-2、RF-3的參與。（2）盡管原核生物基因的表達(dá)多在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行調(diào)控，但翻譯水平上的調(diào)控也時有發(fā)生，包括SD序列對翻譯起始的調(diào)控和相對過剩的翻譯產(chǎn)物對自身多順反子mRNA翻譯的負(fù)調(diào)控等。目前一百一十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(三)真核生物的翻譯后加工許多真核生物的新生肽都要經(jīng)過翻譯后加工或修飾，這種加工修飾可以發(fā)生正延伸著的肽鏈中和翻譯后。一般情況下，翻譯后修飾一是為了功能上的需要，另一種情況是折疊成天然構(gòu)象的需要。目前一百一十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、切除加工典型的情況包括切除N-端甲硫氨酸、信號肽序列和切除部分肽段將無活性的前體轉(zhuǎn)變成活性形式。一些酶的前體（稱為前體酶proenzyme，或酶原zymegen）或無活性的多肽前體（稱為前體蛋白，proprotein）只有切除特定的肽段后才能從無活性形式轉(zhuǎn)變成活性形式。目前一百一十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)包含信號肽的胰島素前體稱為前胰島素原（pre-proinsulin）。去掉信號肽的胰島素的前體稱為胰島素原(proinsulin)。進(jìn)一步切除稱為C鏈的肽段后才能形成活性形式的胰島素（insulin）目前一百一十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百一十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)蛋白質(zhì)內(nèi)含子90年代初，發(fā)現(xiàn)了兩類新的內(nèi)含子。一類是蛋白質(zhì)內(nèi)含子，其DNA序列與外顯子一起轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生一條多肽鏈，然后從肽鏈中切除與內(nèi)含子對應(yīng)的a.a序列，再把與外顯子對應(yīng)的氨基酸序列連接起來，成為有功能的蛋白質(zhì)。另一類是翻譯內(nèi)含子，mRNA中存在與內(nèi)含子對應(yīng)的核苷酸序列，在翻譯過程中這一序列被“跳躍”過去，因此產(chǎn)生的多肽鏈不含有內(nèi)含子對應(yīng)的氨基酸序列。目前一百一十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、糖基化真核生物中糖基化修飾很普遍。通常情況下，分泌蛋白的寡糖鏈較復(fù)雜，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白含有較高的甘露糖。例如N-糖苷鍵型核心寡糖鏈的合成,它是在磷酸多萜醇上組裝成的（多萜醇存在于所有細(xì)胞的細(xì)胞膜上，磷酸化多萜醇主要存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜）。目前一百一十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、羥基化在結(jié)締組織的膠原蛋白和彈性蛋白中pro和lys是經(jīng)過羥基化的。此外，在乙酰膽堿酯酶（降解神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿）和補(bǔ)體系統(tǒng)（參與免疫反應(yīng)的一系列血清蛋白）都發(fā)現(xiàn)有4-羥輔氨酸。位于粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）上的三種氧化酶（脯氨酰-4-羥化酶，prolyl-4-hydroxylase，脯氨酰-3-羥化酶和賴氨酰羥化酶，lysylhydroxylase）負(fù)責(zé)特定脯氨酸和賴氨酸殘基的羥化。目前一百一十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)脯氨酰-4-羥化酶只羥化-Gly-x-pro-，脯氨酰-3-羥化酶羥化Gly-pro-4-Hyp（Hyp:hydroxyproline），賴氨酸羥化酶只作用于-Gly-X-lys-。膠原蛋的脯氨酸殘基和賴氨酸殘基羥化需要Vc，飲食中Vc不足時就易患壞血癥（血管脆弱，傷口難愈），原因就是膠原纖維的結(jié)構(gòu)不力（weakcollagenfiberstructure）。目前一百一十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)4、磷酸化蛋白磷酸化參與代謝調(diào)控和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及蛋白與蛋白之間的相互作用。例如，PDGF受體的酪氨酸殘基經(jīng)過自身磷酸化后才與細(xì)胞質(zhì)定位蛋白質(zhì)結(jié)合。5、親脂修飾最常見的親脂修飾是?；彤愇於┗６罐Ⅴ；瘏s是最常見的酰化形式之一。N-豆蔻?；ǘ罐⑺嵋怎０辨I形式共價連在肽鏈N端的殘基上）能增加特定G蛋白的α亞基對膜結(jié)合的β、γ亞基的親和力。蛋白質(zhì)親脂修飾后可以改變膜結(jié)合能力和特定的蛋白與蛋白之間的相互作用。目前一百二十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)6、甲基化通過甲基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行。天冬氨酸的甲基化能促進(jìn)已破壞蛋白的修復(fù)或降解。在2，3-二磷酸核酮糖羧化酶（rihilose-2,3-biosphosphatecarboxylase）、鈣調(diào)蛋白（calmodulin）、組氨酸（histone）、某些核糖體蛋白和細(xì)胞色素C中都有甲基化的賴氨酸殘基。其它可甲基化的氨基酸殘基還有His（如組蛋白、視紫紅質(zhì)、eEF-2）、Arg（如休克蛋白、核糖體蛋白）。目前一百二十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)7、二硫鍵形成二硫鍵通常只發(fā)現(xiàn)于分泌蛋白（如胰島素）和某些膜蛋白中，在細(xì)胞質(zhì)中由于有各種還原性物質(zhì)（如谷胱甘肽glutathione和硫氧還蛋白thioredoxin）所以細(xì)胞質(zhì)蛋白沒有二硫鍵。因?yàn)閮?nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是一個非還原性環(huán)境，所以粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的新生肽只暫時形成二硫鍵。當(dāng)新生肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔時，一些肽鏈可能會按氨基酸次序依次暫時形成二硫鍵，但最終會通過交換二硫鍵位置的形式形成正確的結(jié)構(gòu)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中可能還有一種二硫鍵異構(gòu)酶（disulfideisomerase）催化該過程。目前一百二十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(四)真核生物的翻譯調(diào)控1、mRNA向細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸核膜創(chuàng)造的轉(zhuǎn)錄與翻譯的隔離為基因的表達(dá)提供了一個重要的調(diào)控機(jī)會。mRNA的加工（內(nèi)含子切除）、mRNA向細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸都是調(diào)控位點(diǎn)。mRNA向細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸是一個受到嚴(yán)格控制的過程，至少需要mRNA5’端的帽子和3’端的polyA尾巴。目前一百二十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)2、mRNA的穩(wěn)定性mRNA的半衰期從20分鐘到24小時。在mRNA上有一些去穩(wěn)定序列（destablizationsequence）,它們的二級結(jié)構(gòu)是核酸酶的底物，也有些穩(wěn)定序列（stablizationsequence）。特定蛋白與mRNA上特定序列的結(jié)合能影響它的穩(wěn)定性。3’端的腺苷化和去腺苷化會影響它的穩(wěn)定性和翻譯活性。在核中，mRNA被加工后運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)時含有100~200個polyA尾巴，當(dāng)polyA縮減到30個以下時整個mRNA就會被降解。在特定條件下polyA能被選擇型地延長或縮短。目前一百二十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)3、翻譯的負(fù)調(diào)控一些阻遏蛋白能結(jié)合在特定mRNA的5’端阻止翻譯的進(jìn)行，如鐵蛋白的合成。鐵蛋白是儲鐵的蛋白，主要發(fā)現(xiàn)于肝細(xì)胞中。鐵蛋白mRNA上有鐵應(yīng)答元件（IRE），阻遏蛋白可以結(jié)合在上邊，當(dāng)細(xì)胞中鐵濃度高時，那么大量的鐵原子就結(jié)合到阻遏蛋白上，使它從IRE上解離，鐵蛋白mRNA就可以被翻譯。目前一百二十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)4、起始因子磷酸化。當(dāng)遭遇熱休克、病毒感染、生長因子缺乏等逆境時，真核細(xì)胞eIF-2就發(fā)生磷酸化，大部分蛋白質(zhì)的合成降低，而一些hsp核其它蛋白的翻譯增強(qiáng)，以應(yīng)付熱休克和其他脅迫條件，但其機(jī)理還不清楚。目前一百二十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)5、translationalframeshifting一些mRNA似乎含有結(jié)構(gòu)信息，在閱讀框內(nèi)可以從+1或-1出開始閱讀，結(jié)果翻譯出兩條或多條多肽。這種情況常見于被反轉(zhuǎn)錄病毒感染的細(xì)胞內(nèi)。目前一百二十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)6、真核生物雙功能mRNA極少數(shù)真核mRNA上，可能從兩個不同AUG起始合成蛋白質(zhì)。若兩個AUG屬于同一閱讀框，則形成兩個長短不同的蛋白質(zhì)，其中有部分多肽完全相同。若兩個AUG處于不同的閱讀框中，則合成兩個序列完全不同的蛋白質(zhì)。一條mRNA可合成兩種蛋白質(zhì)，稱雙功能mRNA。目前一百二十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)7、只有最后一個終止密碼子的多基因mRNA的翻譯。真核生物的泛素蛋白基因。酵母有5個泛素基因，重復(fù)組成基因簇。人類有9個。每個基因編碼76個a.a的泛素。泛素羧端水解酶可識別泛素的空間構(gòu)象，當(dāng)翻譯進(jìn)行到一個單位出來后，泛素的空間構(gòu)象形成，這種酶可切下泛素單位。目前一百二十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百三十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)第三節(jié)蛋白質(zhì)定位——蛋白質(zhì)合成后的定向轉(zhuǎn)運(yùn)（targeting,translocation）由于真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能很復(fù)雜，所以蛋白質(zhì)合成后的定向轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制也很復(fù)雜。目前一百三十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★轉(zhuǎn)錄本的區(qū)隔化細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的分布是不對稱的，如果蠅卵中的bicoid（對果蠅發(fā)育中的基因表達(dá)起調(diào)控作用），果蠅頭部的正常發(fā)育（如頭節(jié)）需要卵頭部（anterior）高濃度的bicoid，卵尾部低濃度的bicoid促進(jìn)果蠅尾部的發(fā)育。將第一個卵的尾部細(xì)胞質(zhì)取出并替掉第二個卵的頭部，那么由受體卵發(fā)育出的幼蟲就有兩個尾部。目前一百三十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)現(xiàn)在認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的梯度是由轉(zhuǎn)錄本的取隔化造成的。所謂轉(zhuǎn)錄本的區(qū)隔化就是特定mRNA與細(xì)胞質(zhì)中特定位點(diǎn)的受體結(jié)合。bicoidmRNA是從附近的nurse細(xì)胞進(jìn)入正發(fā)育的卵母細(xì)胞中，一旦進(jìn)入卵母細(xì)胞，bicoidmRNA通過其3’端與頂部細(xì)胞骨架的特定組分結(jié)合。當(dāng)成熟的卵發(fā)育時，bicoidmRNA的翻譯（與bicoid蛋白的擴(kuò)散偶連）就造成了bicoid蛋白的濃度梯度。目前一百三十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)多肽的兩種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制(1)翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制（cotranslationaltransfer）(2)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制（posttranslationaltranslocation）目前一百三十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百三十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位總覽目前一百三十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(一)分泌蛋白分泌蛋白、質(zhì)膜蛋白、溶酶體蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體滯留蛋白等——翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制。首先在游離核糖體上合成含信號肽的部分肽段后就結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，然后邊合成邊進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，經(jīng)初步加工和修飾后，部分多肽以芽泡形式被運(yùn)往高爾基體，再經(jīng)進(jìn)一步的加工和修飾后被運(yùn)往質(zhì)膜、溶酶體或被分泌到胞外。信號肽是GunterBlobel1975年提出的，用以解釋多肽向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。目前一百三十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百三十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)1、特點(diǎn)：1）常位于蛋白質(zhì)的N-端，13~36個AA殘基2）一般有10~15個疏水氨基酸3）在靠近該序列N端常有1個或數(shù)個帶正電荷的AA4）在其C-端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常有數(shù)個極性AA2、作用：

對蛋白質(zhì)的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)有決定作用目前一百三十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)含信號肽的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程：當(dāng)包含信號肽的多肽被合成一部分時，信號肽識別體（SRP）就識別信號肽并結(jié)合到核糖體上，翻譯暫時停止，SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體（停泊蛋白，dockingprotein）結(jié)合，核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，SRP離開，延伸的肽鏈通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的肽移位裝置（translocon）進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，信號肽被切除。目前一百四十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百四十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)新生肽的命運(yùn)就取決于信號肽和其他的信號序列。對于分泌蛋白來說，跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)后要切除N端信號肽，多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，此后還要在高爾基體進(jìn)行下一步的修飾加工。跨膜蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的起始階段與分泌蛋白類似，N端的信號肽作為起始信號結(jié)合在膜上，多肽鏈的其余部分線形穿過膜。單跨膜蛋白（singlepassmembraneprotein）有一個終止轉(zhuǎn)運(yùn)信號（stoptransfersignal）,它阻止后續(xù)肽段的繼續(xù)穿膜，多跨膜蛋白有一系列交替出現(xiàn)的起始和終止信號。目前一百四十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)單跨膜蛋白多跨膜蛋白目前一百四十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的多肽多數(shù)還要運(yùn)往它處。經(jīng)過初步的翻譯后修飾，可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白被運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，這種運(yùn)輸是經(jīng)過運(yùn)輸泡進(jìn)行的目前一百四十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)滯留內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白有滯留信號，在許多脊椎動物中它是C端的四肽：Lys-Asp-Glu-Leu（簡稱KDEL）。目前一百四十五頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)在高爾基體中，多肽進(jìn)一步被修飾，如N-糖苷鍵型寡糖鏈進(jìn)一步被處理，特定Ser和Thr殘基進(jìn)行O-糖苷鍵型糖基化修飾。溶酶體蛋白添加一個6-磷酸甘露糖殘基后被運(yùn)往溶酶體?，F(xiàn)在還不清楚下一步有什么信號指導(dǎo)分泌蛋白運(yùn)往細(xì)胞表面（經(jīng)過胞外分泌，exocytosis），什么信號指導(dǎo)質(zhì)膜蛋白的運(yùn)輸，有人提出一種默認(rèn)機(jī)制（缺省機(jī)制，defaultmechanism）：在缺失指導(dǎo)信號的情況下的一個特定的順序事件。目前一百四十六頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百四十七頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)(二)葉綠體蛋白和線粒體蛋白——翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制線粒體和葉綠體蛋白是在細(xì)胞質(zhì)游離核糖體上完全合成后運(yùn)輸來的，同樣，這種運(yùn)輸也需要信號序列。在細(xì)胞質(zhì)游離核糖體上被完全合成后通過新生肽的信號序列（引導(dǎo)肽Leaderpeptide）直接運(yùn)往目的地并被加工。目前一百四十八頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)細(xì)胞色素C1向線粒體的運(yùn)輸細(xì)胞色素C1合成要被轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體的內(nèi)膜空間（它是ETC復(fù)合物Ⅲ的一個組分），細(xì)胞色素C1的轉(zhuǎn)運(yùn)需要兩個序列（N端），第一個指導(dǎo)它運(yùn)往線粒體基后質(zhì)被切除，第二個指導(dǎo)它運(yùn)往內(nèi)膜空間后被切除，細(xì)胞色素C1肽鏈折疊并結(jié)合一個血紅素輔基后與內(nèi)膜上的復(fù)合物Ⅲ結(jié)合。目前一百四十九頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)Uptakeofproteinsintothemitochondrialmatrix目前一百五十頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)目前一百五十一頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)★問題：質(zhì)體藍(lán)素（plastocyanin）是一種在葉綠體光合作用中作為電子傳遞體的含銅蛋白，定位于類囊體腔，和類囊體膜的內(nèi)表面相連，它的轉(zhuǎn)運(yùn)需要N端的兩段轉(zhuǎn)運(yùn)信號，假設(shè)其轉(zhuǎn)運(yùn)與線粒體相似，那么它是如何被轉(zhuǎn)運(yùn)的呢？轉(zhuǎn)膜機(jī)制目前一百五十二頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)細(xì)胞核蛋白的靶向輸送目錄目前一百五十三頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)◎蛋白質(zhì)的折疊蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和它的三維構(gòu)象以及生物功能的直接關(guān)系一直是現(xiàn)代生物化學(xué)研究的重點(diǎn)。這方面的一個重要的經(jīng)典的范例是ChristuianAnfinsen在1950年后期做的一系列實(shí)驗(yàn)（1972年獲得諾貝爾化學(xué)獎）。變性的牛胰RNase在適當(dāng)?shù)臈l件下能重新折疊成天然的生物活性的狀態(tài)。這暗示如果多肽的aa的物理、化學(xué)性質(zhì)以及驅(qū)動折疊過程的力（如鍵的旋轉(zhuǎn)、自由能氨基酸在多水環(huán)境中的特性）都已知的情況下應(yīng)該可以預(yù)測一個蛋白的三維結(jié)構(gòu)，然而盡管用盡各種先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)展仍然緩慢。目前一百五十四頁\總數(shù)一百七十頁\編于十七點(diǎn)總的說來，蛋白質(zhì)的折疊是一個樓梯式的（stepwise）過程，在這個過程中，二級結(jié)構(gòu)的形成是早期的特征，疏水作用似乎是很重要的驅(qū)動力。因?yàn)楸砻姘被釟埢奶娲苌儆绊懙鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)