蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)運(yùn)加工與修飾

蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)運(yùn)加工與修飾第1頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月本章內(nèi)容2.1蛋白質(zhì)的生物合成2.2蛋白質(zhì)合成后的定向輸送2.3蛋白質(zhì)合成后的加工與修飾第2頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成問題1.蛋白質(zhì)生物合成過程中涉及哪些重要元素？這些元素的特點(diǎn)/結(jié)構(gòu)特征及功能如何？2.蛋白質(zhì)的生物合成過程分哪幾個階段？每個階段是如何進(jìn)行的？各階段涉及哪些蛋白因子？這些因子與以上各元素是如何相互配合，共同完成蛋白質(zhì)生物合成的？3.真核生物與原核生物的蛋白合成過程有何異同點(diǎn)？第3頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素信使RNA（messengerRNA,mRNA）遺傳密碼子核糖體轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（transferRNA,tRNA）二、蛋白質(zhì)的生物合成過程原核生物真核生物第4頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程

1.信使RNA第5頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素mRNA的概念是在理論上先提出，然后通過實(shí)驗來驗證。1961年由Jaiob和Monod提出mRNA假說信使是一種多核苷酸信使的堿基應(yīng)與相應(yīng)的DNA堿基一致信使具有不同長度信使應(yīng)與核糖體有短暫結(jié)合信使的半衰期很短隨后，Brenner和Spiegelman等通過實(shí)驗來證明以上假說的正確性由噬菌體T2感染大腸桿菌→噬菌體蛋白和半衰期很短的新生RNA；感染后新合成的RNA可以與噬菌體DNA相雜交，不可與細(xì)胞內(nèi)其他DNA雜交。1.信使RNA第6頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素真核生物與原核生物中的mRNA有何區(qū)別？真核生物：存在外顯子和內(nèi)含子DNA轉(zhuǎn)錄為前體RNA，需要剪切加工后得到成熟mRNA外顯子拼接；5’端加“帽”（m’GpppNm）——有利于核糖體識別及保持mRNA的穩(wěn)定性；3’端酶切、poly(A)接尾——有利于由細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及保持mRNA的穩(wěn)定性。只有單順反子mRNA（一種mRNA分子只能編碼一種多肽鏈）原核生物不需要剪切加工；在起始密碼子前存在一個SD序列（即核糖體結(jié)合位點(diǎn)）；含有多順反子mRNA（一種mRNA分子編碼多種肽鏈）；1.信使RNA第7頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素功能：

指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的直接模板（好比一座大樓的設(shè)計圖紙）。

1.信使RNA第8頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素第二密碼第三密碼第一密碼遺傳密碼表2.遺傳密碼子第9頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素連續(xù)性通用性簡并性擺動性不重疊性2.遺傳密碼子——基本特征第10頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素①遺傳密碼無標(biāo)點(diǎn)符號（連續(xù)性）

閱讀框架(readingframes)：

通常從一個正確起點(diǎn)（AUG）開始，3個一組，一個不漏的讀下去至終止密碼。若刪/增，即引起突變(移碼突變）。2.遺傳密碼子——基本特征第11頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素②

通用性

在地球上所有的生物中，合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼都使用同一套，只是在不同種類的生物中存在密碼子的偏好性。但近年來發(fā)現(xiàn)在哺乳動物的線粒體的蛋白合成體系中有一些例外：UAG——色氨酸（并非終止密碼子）CUA——蘇氨酸（并非亮氨酸）AUA——蛋氨酸（并非異亮氨酸）2.遺傳密碼子——基本特征第12頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素③

簡并性大多數(shù)情況下，1個氨基酸可有幾種不同的密碼子編碼即簡并性。同義密碼子：編碼同一氨基酸的密碼子。如：UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG

都編碼Leu。密碼子的專一性主要由前2個堿基決定，第三位堿基的改變不重要：

如：His：CAU、CAC；第3位均為嘧啶；

Glu：CAA、CAG；第3位均為嘌呤。降低了由于第3個堿基發(fā)生突變造成的誤差。意義:DNA堿基有較大變化時，仍保持多肽鏈中氨基酸順序不變，減少有害突變。保證了物種的穩(wěn)定性。2.遺傳密碼子——基本特征第14頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素④擺動性翻譯過程氨基酸的正確加入是靠mRNA的密碼與tRNA上的反密碼子相互以堿基配對辨認(rèn)。密碼子的擺動性是指密碼子與反密碼子有時雖不嚴(yán)格互補(bǔ)，卻能相互辨認(rèn)。（參見表2.2）2.遺傳密碼子——基本特征第15頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素⑤不重疊性即讀碼規(guī)則是不重疊的。2.遺傳密碼子——基本特征第16頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素功能：將mRNA上的信息轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)中多肽鏈的氨基酸順序的信息。（好比一本英漢詞典）2.遺傳密碼子第17頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素

60-65%rRNA，30-35%蛋白質(zhì)。3.核糖體——組成第18頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素1)mRNA結(jié)合位點(diǎn)：大小亞基的結(jié)合面上，為蛋白質(zhì)合成處。2）A位點(diǎn)（受位）：氨酰-tRNA結(jié)合位點(diǎn)。3）P位點(diǎn)(供位)：肽酰-tRNA結(jié)合位點(diǎn)，是肽基-tRNA移交肽鏈后，tRNA被釋放的部位。4）肽基轉(zhuǎn)移酶位：肽鏈合成過程中催化氨基酸之間形成肽鍵的酶活性部位。5）GTP酶位：水解GTP，產(chǎn)生能量用來催化肽基-tRNA由A位轉(zhuǎn)到P位。321445肽基轉(zhuǎn)移酶位GTP酶位3.核糖體——結(jié)構(gòu)（以大腸桿菌的核糖體為例）第19頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素核糖體單體——無蛋白合成功能多聚核糖體：與mRNA結(jié)合——具有蛋白合成功能游離核糖體結(jié)合核糖體（與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合）3.核糖體——存在形式第20頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠使mRNA不斷與tRNA結(jié)合，保證氨基酸序列正確性；控制肽鏈的合成大、小亞基分工協(xié)作，共同完成蛋白質(zhì)的合成過程。小亞基：將mRNA結(jié)合到核糖體上（16sRNA可以識別mRMA上的RBS）提供部分tRNA結(jié)合部位（A位）充當(dāng)tRNA釋放部位（P位）大亞基提供部分tRNA結(jié)合部位（A位）提供肽基轉(zhuǎn)移酶提供能量（GTP酶位）提供新生肽鏈的釋放通道3.核糖體——功能第21頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素（一）結(jié)構(gòu)三葉草結(jié)構(gòu)倒“L”結(jié)構(gòu)4.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）——結(jié)構(gòu)第22頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素反密碼子位點(diǎn)：由密碼子環(huán)下方的3個堿基組成，與mRNA上密碼子的堿基互補(bǔ)3’末端的CCA序列：為氨基酸接受位點(diǎn)，氨基酸共價結(jié)合到A殘基上。識別氨酰-tRNA合成酶的位點(diǎn)。反密碼子合成酶aa位點(diǎn)4.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）——與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的位點(diǎn)第23頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸活化生成氨酰-tRNAE+E--E其中，氨基酰tRNA合成酶具有高度專一性：

1.對氨基酸具有極高的專一性只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸每種酶都對應(yīng)一個專一的氨基酸；2.對tRNA具有極高的專一性。

第24頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素運(yùn)輸氨基酸的功能（好比一種特殊的交通工具）1、有攜帶aa的功能；

2、有接頭作用氨酰-tRNA憑借自身的反密碼子，依靠在核糖體的特定位點(diǎn)識別mRNA的密碼子并以堿基配對方式與之結(jié)合的作用。將氨基酸帶到肽鏈的一定位置。4.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）——功能第25頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)生物合成過程中的重要元素“啟動”

tRNAt特異地識別起始密碼子AUG;只攜帶蛋氨酸（真核）或甲酰蛋氨酸（原核）?！胺菃印?/p>

tRNA不識別起始密碼子。特殊的tRNA（原核）:它可以識別AUG密碼子，但不能與甲酰蛋氨酸結(jié)合，只能與蛋氨酸結(jié)合，該類tRNA也屬于“非啟動”tRNA。

4.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）——分類第26頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程

mRNA解讀方向：

5’→3’

肽鏈延伸方向：從N端向C端進(jìn)行。C端N端5’3’第27頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程

（以原核生物為例）（一）肽鏈合成的起始（initiation）；（二）肽鏈的延伸（elongation)：

（三）肽鏈合成的終止（termination）與釋放；第28頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程大腸桿菌及其他原核細(xì)胞中幾乎所有蛋白質(zhì)合成都始于甲硫氨酸（以AUG為起始密碼子），但并不是以Met-tRNA作為起始物，而是以N-甲酰甲硫氨酰-tRNA（fMet-tRNAt）作為肽鏈合成的起始物。細(xì)胞內(nèi)有一種甲?；缚纱呋疢et-tRNA的α-NH2甲?；纬蒮Met-tRNAt：（不可催化游離的Met或非啟動Met-tRNAm

）（一）肽鏈合成的起始第29頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程起始過程：1.核糖體大小亞基分開（在IF-3作用下）；2.

mRNA與小亞基結(jié)合3.fMet-tRNAt與mRNA及小亞基結(jié)合——形成30S起始復(fù)合物4.大小亞基結(jié)合，形成有生物學(xué)功能的70S起始復(fù)合物。（一）肽鏈合成的起始①②③④第30頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.mRNA與小亞基結(jié)合1）小亞基上的16srRNA與mRNA上的S-D序列結(jié)合2）小亞基蛋白（rps-1）與mRNA上的核苷酸序列結(jié)合3）由起始因子3（IF-3）介導(dǎo)4）IF-1促進(jìn)IF-3與小亞基的結(jié)合（一）肽鏈合成的起始②第31頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月S-D序列(Shine-Dalgarnosequence)：在mRNA起始密碼上游，富含嘌呤，可與16SrRNA中部分互補(bǔ)，使mRNA與核糖體結(jié)合。故又稱核蛋白結(jié)合位點(diǎn)（ribosomalbindingsite，RBS)（一）肽鏈合成的起始第32頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3.30S起始復(fù)合物的形成在IF-2作用下，fMet-tRNAt與mRNA分子中的AUG相結(jié)合，即密碼子與反密碼子配對，形成30S起始復(fù)合物）——30S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復(fù)合物此步需要GTP和Mg2+參與。（一）肽鏈合成的起始③②第33頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.70S起始復(fù)合物50S大亞基與上述的30S起始復(fù)合物結(jié)合，形成70S起始復(fù)合物，即30S亞基.mRNA.50S亞基.fMet-tRNAt復(fù)合物。同時，釋放起始因子（IF-1、IF-2和IF-3）此時核糖體的Ｐ位被fMet-tRNA和ＡＵＧ占據(jù)；而A位則空著，有待于對應(yīng)mRNA中第二個密碼的相應(yīng)氨基酰tRNA進(jìn)入，從而進(jìn)入延伸階段。（一）肽鏈合成的起始第34頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程起始所需材料：核糖體大小亞基：30S亞基（16srRNA）、50S亞基；模板：帶起始密碼的mRNA（含有SD序列）；起始用的氨酰-tRNA：fMet-tRNAt

；

起始因子(initiationfactors，IF)

（IF1、IF2、IF3）；

2個GTP；

Mg2+

。（一）肽鏈合成的起始第35頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程起始因子(initiationfactors，IF)的作用：IF3

：阻止大、小亞基的結(jié)合；IF2

：攜帶fMet-tRNAt

、GTP；并具GTP水解酶的作用；IF1

：協(xié)調(diào)IF2、IF3與核糖體亞基的結(jié)合與脫落。（一）肽鏈合成的起始第36頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)位轉(zhuǎn)位成肽（二）肽鏈延伸第37頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程1）

EFTu與GTP結(jié)合后，再與aa2-tRNA2結(jié)合成復(fù)合物；2）aa2-tRNA2與A位點(diǎn)上mRNA密碼子結(jié)合，釋放出EFTu-GDP

；3）EFTu-GDP再與EFTs及GTP相反應(yīng)，重新生成EFTu-GTP。EFT1包括EFTu和EFTs除fMet-tRNAt外，所有aa-tRNA進(jìn)入A位點(diǎn)都需先與EFTu-GTP結(jié)合。（二）肽鏈延伸——1.進(jìn)位第38頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程在肽基轉(zhuǎn)移酶作用下，P位上的氨基酸和A位上的氨基酸之間形成肽鍵，成二肽；P位點(diǎn)上fMet與tRNA脫離；此時，P位上的tRNA成為無負(fù)載的tRNA，而A位上tRNA負(fù)載著以“肽鍵”相連的兩個氨基酸（二肽）。這一步反應(yīng)需要較高的K+離子濃度。（二）肽鏈延伸——2.肽鍵形成第39頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程1）在移位酶(EFG因子)作用下，消耗1個GTP,核糖體沿mRNA5’→3’移動了1個密碼子的距離.

2）A位上的肽酰-tRNA到P位，原來P位上無負(fù)載的tRNA離開核糖體。（二）肽鏈延伸——3.移位第40頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程所需材料：70S起始復(fù)合物aa2-tRNA2轉(zhuǎn)肽酶（肽酰轉(zhuǎn)移酶peptidyltransferase）延伸因子（EFT1）：EFTu（不穩(wěn)定），EFTs（較穩(wěn)定）延伸因子EFG（移位酶，G因子）

2個GTPMg2+，

K+延伸步驟：1.aa2-tRNA2進(jìn)入A位點(diǎn)（進(jìn)位）2.肽鍵形成（成肽）3.移位（二）肽鏈延伸第41頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程延伸因子的作用：EFTu：與GTP結(jié)合后，再與氨酰-tRNA結(jié)合成復(fù)合物，使氨酰-tRNA活化；EFTs：促使EFTu-GTP的形成；EFG因子：水解GTP，為核糖體沿mRNA5’→3’移動提供能量。（二）肽鏈延伸第42頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程延長過程（二）肽鏈延伸過程不斷重復(fù)肽鏈延伸過程的①，②，③步驟，直到遇到終止密碼子為止。第43頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）肽鏈合成的終止與釋放A.RF1/RF2與mRNA終止信號結(jié)合，RF3將轉(zhuǎn)肽酶活性轉(zhuǎn)變成水解酶活性；B.水解酶水解肽鏈和tRNA之間的鍵→新合成肽鏈離開核糖體；C.tRNA、mRNA離開核糖體；D.核糖體在IF-3作用下解離成大、小亞基，進(jìn)入下一輪反應(yīng)。第44頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程所需材料

70S核糖體帶終止密碼的mRNA、釋放因子（RF1、RF2、RF3、RR）。RF1：識別終止密碼UAA、UAG；RF2：識別終止密碼UAA、UGA；RF3：激活核糖體上的轉(zhuǎn)肽酶使其發(fā)生變構(gòu)，轉(zhuǎn)肽酶活性轉(zhuǎn)變成水解酶活性，使P位上的肽鏈與tRNA分離。RR：使tRNA、mRNA及RF（RF1、RF2、RF3）從核糖體上脫落（三）肽鏈合成的終止與釋放第45頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)

原核生物的蛋白質(zhì)合成過程第46頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程（一）肽鏈合成的起始階段1.起始氨基酸為甲硫氨酸（不需N-甲?；?；2.mRNA與核糖體小亞基結(jié)合是靠與mRNA5′-端的帽子相結(jié)合（不存在SD序列）；3.起始因子（eIF）有10多種，其中，eIF-2的作用類似于原核生物中的IF-2（與met-tRNAi及GTP結(jié)合）4.所需能量由GTP和ATP提供。（二）肽鏈延伸階段：過程類似，只是延伸因子較復(fù)雜：EF1αEF1βγ——EFTu、EFTs；EF2——G因子。（三）肽鏈合成的終止與釋放：過程類似，只是釋放因子有所不同。真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的差異第47頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1蛋白質(zhì)的生物合成

二、蛋白質(zhì)生物合成過程原核生物真核生物mRNA多順反子，具有SD序列單順反子，無SD序列起始復(fù)合物fMet-tRNAtGTP（所需能量）Met-tRNAiMetGTP,ATP（所需能量）肽鏈延伸因子Tu、TsEF1αEF1βγ移位因子G因子EF2釋放因子RF1、

RF2、RF3、RRRF真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的差異第48頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2蛋白質(zhì)合成后的定向輸送蛋白質(zhì)在核糖體上合成后，有三種去向：1.保留在細(xì)胞質(zhì)中——胞內(nèi)產(chǎn)物；2.進(jìn)入細(xì)胞核、線粒體或其他細(xì)胞器中；3.分泌到細(xì)胞外——胞外產(chǎn)物。后兩種情況均需要有一個跨膜輸送的過程如何輸送？存在多種不同學(xué)說?！靶盘柤僬f（signalhypothesis）”較為被接受。第49頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月信號假說（signalhypothesis）G.Blobel（甘特.布洛貝爾

）等1975年提出了信號假說(Signalhypothesis)，認(rèn)為蛋白質(zhì)N端的信號肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)由核糖體轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。因此獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。信號肽的合成

信號識別顆粒(SRP)-核糖體復(fù)合體形成核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔主要過程第50頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.蛋白質(zhì)跨膜位移機(jī)制的“信號假說”涉及那些主要元素？其結(jié)構(gòu)特征和功能是什么？2.根據(jù)“信號假說”，描述蛋白質(zhì)跨膜位移的機(jī)制。問題第51頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2蛋白質(zhì)合成后的定向輸送

信號假說（signalhypothesis）一、信號假說中涉及的幾個重要元素二、蛋白質(zhì)跨膜位移的機(jī)制第52頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2蛋白質(zhì)合成后的定向輸送

信號假說（signalhypothesis）1.信號肽：在成熟mRNA5′端起始密碼（AUG)之后，有一組編碼特殊氨基酸序列的密碼子，稱為信號密碼，由信號密碼翻譯出的肽鏈，叫做信號肽。信號肽為高度疏水氨基酸組成的肽鏈（16~30個氨基酸），是新生肽鏈上的一段特殊的氨基酸序列（引導(dǎo)蛋白跨膜或分泌到胞外）。2.信號識別顆粒（SPR）：識別新生肽鏈上的信號肽。是一類游離在細(xì)胞質(zhì)中的核蛋白顆粒（由1條7S-RNA和6條多肽鏈組成，每條肽鏈都含有豐富的堿性氨基酸）。3.SPR受體（SPR-R）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜整合蛋白，可識別SPR。分子量為72kDa的異二聚體（1條α鏈和1條β鏈組成），每條鏈上均具有GTP酶活性區(qū)域。4.通道蛋白——位移子（translocon）：嵌附在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白復(fù)合體，與蛋白通道直接相關(guān)。一、信號假說中涉及的幾個重要元素第53頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月信號肽的結(jié)構(gòu)分泌性蛋白質(zhì)的信號肽沒有嚴(yán)格的專一性，目前尚未發(fā)現(xiàn)共同的信號序列。

一般均可分為三個區(qū)：

1）N端為親水區(qū)含堿性氨基酸,提供正電荷

2）疏水區(qū)含中性或疏水性氨基酸

3）加工區(qū)是信號肽酶切割信號肽的部位第54頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2蛋白質(zhì)合成后的定向輸送

信號假說（signalhypothesis）信號肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸暫時終止→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，同時信號肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。二、蛋白質(zhì)跨膜位移的機(jī)制SPR-R位移子SPR信號肽第56頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3蛋白質(zhì)合成后的加工與修飾1.蛋白質(zhì)合成后一級結(jié)構(gòu)上和高級結(jié)構(gòu)上的修飾有哪些？2.什么是分子伴侶？其在蛋白質(zhì)折疊中的作用是什么？3.查找相關(guān)資料，綜述“分子伴侶”的分類、作用機(jī)制及其應(yīng)用。（討論課）問題第57頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3蛋白質(zhì)合成后的加工與修飾肽鏈合成后，經(jīng)若干加工和修飾后，才能使合成的肽鏈具一定的空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性。一、一級結(jié)構(gòu)的修飾：切除氨基末端的fMet或Met蛋白質(zhì)前體的剪切（以胰島素為例）氨基酸側(cè)鏈的共價修飾（糖基化、磷酸化、羧化等）水解修飾——阿片促黑皮質(zhì)素原（POMC）二、高級結(jié)構(gòu)的修飾：蛋白質(zhì)折疊與分子伴侶蛋白質(zhì)亞基的聚合蛋白質(zhì)與輔基的鏈接第58頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月胰島素的加工過程①信號肽的切除（前胰島素原→胰島素原）②二硫鍵的形成③Ｃ肽的切除（胰島素原→胰島素）第59頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的糖基化蛋白質(zhì)的糖基化：是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)共價結(jié)合形成糖蛋白。蛋白質(zhì)糖基化的作用使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊第60頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)糖基化作用方式N-連接的糖基化：發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，糖蛋白中最普遍的一種。O-連接的糖基化：主要或全部在高爾基復(fù)合體中進(jìn)行。第61頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月N-連接的糖基化在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，糖鏈被連接在多肽鏈中天