生物信息的傳遞下

關(guān)于生物信息的傳遞下第2頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第3頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)遺傳密碼－三聯(lián)子第4頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第5頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第6頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第7頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳密碼(geneticcode):DNA（或mRNA）中核苷酸序列與蛋白質(zhì)中氨基酸序列之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。密碼子(codon)：mRNA上每3個(gè)核苷酸破譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)氨基酸，這3個(gè)核苷酸就稱為三聯(lián)子密碼。（一）三聯(lián)子密碼及其破譯第8頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天翻譯從起始密碼子AUG開(kāi)始，沿著5’→3’方向連續(xù)閱讀密碼子，直至終止密碼子為止。若以3個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸，有43=64種密碼子，滿足了編碼20種氨基酸的需要。第9頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳密碼破譯簡(jiǎn)史（1）1954年Gamow首先對(duì)遺傳密碼進(jìn)行了探討；（2）1961年Crick證明三聯(lián)體密碼子是正確的；（3）1961年，Nirenberg以均聚物、隨機(jī)共聚物、特定序列的共聚物作模板合成多肽，破譯遺傳密碼；（4）1964年Nirenberg用核糖體結(jié)合技術(shù)研究遺傳密碼，直接測(cè)出三聯(lián)體對(duì)應(yīng)的氨基酸；（5）到1966年，遺傳密碼全部破譯。第10頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.制備E.coli無(wú)細(xì)胞合成體系，以均聚物、隨機(jī)共聚物和特定序列的共聚物模板指導(dǎo)多肽的合成。多聚同一核苷酸的翻譯多聚重復(fù)核苷酸的翻譯2.核糖體結(jié)合技術(shù)遺傳密碼的破譯第11頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第12頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天核糖體結(jié)合技術(shù)保溫

硝酸纖維濾膜過(guò)濾分析留在濾膜上的核糖體-AA-tRNA

確定與核糖體結(jié)合的AA和模板特定三核苷酸為模板+核糖體+20種AA-tRNA(其中一種AA-tRNA的氨基酸被14C標(biāo)記）第13頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天

遺傳密碼閱讀方向?yàn)?‘-3’第14頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）遺傳密碼的性質(zhì)1.密碼的連續(xù)性2.密碼的簡(jiǎn)并性3.密碼的方向性4.密碼的擺動(dòng)性5.密碼的普遍性與特殊性第15頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、密碼的連續(xù)性3‘起始密碼子5‘讀碼無(wú)標(biāo)點(diǎn)、無(wú)重疊，閱讀方向?yàn)?’→3’第16頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳密碼的連續(xù)性第17頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天從mRNA5

端起始密碼子AUG到3

端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。openreadingframe,ORF第18頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天移碼突變第19頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、密碼的簡(jiǎn)并性大多數(shù)氨基酸都存在幾個(gè)密碼，由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為密碼子的簡(jiǎn)并性（degeneracy）。密碼子堿基數(shù)確定和對(duì)應(yīng)性（64個(gè)密碼子對(duì)20種氨基酸）確定同一個(gè)氨基酸的不同密碼稱為同義密碼（synonymouscodons）。第20頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天密碼的簡(jiǎn)并性可以減少堿基突變?cè)斐傻挠泻π?yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼表中，只有一個(gè)密碼子的氨基酸是Trp和Met。第21頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳密碼的簡(jiǎn)并性第22頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第23頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、密碼的方向性指閱讀mRNA模板上的三聯(lián)體密碼時(shí)，只能沿5’→3’方向進(jìn)行。3‘起始密碼子5‘第24頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、密碼的擺動(dòng)性1966年，Crick提出擺動(dòng)假說(shuō)（Wobblehypothesis）tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對(duì)時(shí)，密碼子的第一位、第二位堿基配對(duì)是嚴(yán)格的，第三位堿基可以有一定變動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為密碼的擺動(dòng)性或變偶性（wobble）。I（肌苷，次黃嘌呤核苷）

A、U、C配對(duì)。第25頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第26頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第27頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天在密碼子第三位堿基與反密碼子第一位堿基之間，堿基配對(duì)的擺動(dòng)允許形成G-U配對(duì)。G-Upairsformatthethirdcodonbase第28頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第29頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、密碼的普遍性與特殊性遺傳密碼無(wú)論在體內(nèi)還是體外，無(wú)論是對(duì)病毒、細(xì)菌、動(dòng)物還是植物而言都通用。在真核細(xì)胞線粒體中，UGA不是終止密碼子，是Trp的密碼子；AUA不是Ile的密碼子，而是Met的密碼子；AGA和AGG不是Arg密碼子，而是終止密碼子。第30頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)tRNA第31頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天mRNA：蛋白質(zhì)的DNA序列信息的中間體。tRNA：運(yùn)送特定氨基酸到核糖體上合成蛋白質(zhì)。rRNA：核糖體的組成元件。概述第32頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天ProteinsynthesisusesthreetypesofRNA5`3`第33頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天mRNA第34頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天原核生物mRNA與真核生物mRNA結(jié)構(gòu)比較

核糖體可以不從mRNA上解離連續(xù)合成三個(gè)蛋白質(zhì)EukaryoticmRNAProkaryoticmRNA第35頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.2原核生物mRNA與真核生物mRNA生命周期比較

第36頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2)ThelifecycleofEukaryoticmRNAmessengerRNA:expressionofmRNAinanimalcellsrequirestranscription,modification,processing,nucleo-cytoplasmictransport,andtranslation.EukaryoticmRNAismodifiedandexported第37頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草型三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L型稀有核苷含量多第38頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第39頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)第40頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天tRNA折疊為緊湊的L型三級(jí)結(jié)構(gòu)。第41頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、tRNA的功能在蛋白質(zhì)合成中，起著運(yùn)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(yùn)到核糖體的特定部位。3’端CCA－OH上的氨基酸接受臂識(shí)別氨酰tRNA合成酶的位點(diǎn)核糖體識(shí)別位點(diǎn)反密碼子位點(diǎn)第42頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天tRNA特異性只取決于反密碼子,與攜帶的氨基酸無(wú)關(guān)第43頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、tRNA的種類（一）起始tRNA和延伸tRNA一類特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA為延伸tRNA.原核起始tRNA攜帶fMet真核起始tRNA攜帶Met第44頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）同工tRNA攜帶相同氨基酸而反密碼子不同的一組tRNA稱為同功受體tRNA原因：tRNA的數(shù)目（>20余種）大于氨基酸數(shù)目第45頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天同工tRNA既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被AA-tRNA合成酶識(shí)別.同工tRNA的特性：第46頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）校正tRNA（suppressortRNA）錯(cuò)義突變校正無(wú)義突變校正校正tRNA的類型：第47頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、無(wú)義突變與無(wú)義突變校正在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中,一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子(UAG、UGA、UAA),使蛋白質(zhì)合成提前終止,合成無(wú)功能的或無(wú)意義的多肽,這種突變就稱為無(wú)義突變.tRNA可通過(guò)改變反密碼子區(qū)校正無(wú)義突變。第48頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天大腸桿菌無(wú)義突變的校正tRNA

第49頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天Nonsensesuppressor第50頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天錯(cuò)義突變的校正tRNA通過(guò)反密碼子區(qū)的改變把正確的氨基酸加到肽鏈上,合成正常的蛋白質(zhì)2、錯(cuò)義突變與錯(cuò)義突變校正錯(cuò)義突變是由于結(jié)構(gòu)基因中某個(gè)核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成另外一種氨基酸的密碼.第51頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第52頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第53頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天Missensesuppression第54頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、氨酰-tRNA合成酶

第55頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：氨基酸＋ATP+E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應(yīng)第56頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二步：轉(zhuǎn)移反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第57頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第58頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)核糖體第59頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第60頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、核糖體的結(jié)構(gòu)第61頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第62頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第63頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第64頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、rRNA5SrRNA23SrRNA16SrRNA5.8SrRNA5SrRNA28SrRNA18SrRNA真核生物原核生物第65頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第66頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天原核生物翻譯過(guò)程中核糖體結(jié)構(gòu)模式A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)第67頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、核糖體的功能第68頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天活性中心：mRNA結(jié)合部位結(jié)合或接受AA-tRNA部位結(jié)合或接受肽基tRNA的部位肽基轉(zhuǎn)移部位形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶的中心）負(fù)責(zé)肽鏈合成的各種因子的結(jié)合位點(diǎn)第69頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天AP肽基轉(zhuǎn)移酶位點(diǎn)肽酰結(jié)合位點(diǎn)（P位）氨酰接受位點(diǎn)（A位）mRNA結(jié)合位點(diǎn)小亞基大亞基UAC氨酰-tRNA肽酰-tRNAAAC功能位點(diǎn)E第70頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第71頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第四節(jié)蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制第72頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天20種氨基酸(AA)作為原料酶及眾多蛋白因子，如IF、eIF

ATP、GTP、無(wú)機(jī)離子參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)包括三種RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）rRNA（ribosomalRNA,核糖體RNA）tRNA（transferRNA,轉(zhuǎn)移RNA）第73頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程氨基酸的活化肽鏈合成的起始肽鏈的延長(zhǎng)肽鏈合成的終止和釋放新合成多肽鏈的折疊和加工處理第74頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第一步：活化第二步：轉(zhuǎn)移第75頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：氨基酸＋ATP-E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應(yīng)第76頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二步：轉(zhuǎn)移反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第77頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天

tRNA與酶結(jié)合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP第78頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第79頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第80頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天原核生物：fMet-tRNAifMetMet+tRNA+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPi甲?；D(zhuǎn)移酶四氫葉酸fMet-tRNAfMet第81頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、翻譯的起始mRNA和起始氨酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物.原核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合體形成第82頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天(一)原核生物翻譯起始復(fù)合物形成1、翻譯起始需要的幾種成分：30S小亞基模板mRNAfMet-tRNAfMet三個(gè)翻譯起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）GTP50S大亞基Mg2＋第83頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、翻譯起始包括以下幾個(gè)步驟：核糖體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結(jié)合；起始氨酰-tRNA的結(jié)合；核糖體大亞基結(jié)合。第84頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）核糖體大、小亞基分離IF-1和IF-3與小亞基結(jié)合，促進(jìn)核糖體大、小亞基拆離，為新一輪合成作準(zhǔn)備。IF-3IF-1第85頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2)mRNA在小亞基的精確定位結(jié)合：AUG5'3'IF-3IF-1第86頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天SDsequenceAUG~10basesUAAGGAGGU:complementarywith16srRNA5’Thesiteforribosomebinding第87頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天3）起始氨酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結(jié)合到小亞基起始

fMet-tRNAfMet在IF2-GTP幫助下，進(jìn)入小亞基P位，并對(duì)應(yīng)模板mRNA的起始密碼AUG。IF-2GTPIF-3IF-1AUG5'3'第88頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天4）核糖體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合體形成IF2結(jié)合的GTP被水解，三種IF脫離，50S大亞基與30S小亞基、模板mRNA以及起始fMet-tRNAfMet構(gòu)成起始復(fù)合體。IF-3IF-1IF-2-GTP-GDPPiAUG5'3'第89頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第90頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天(二)真核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合體的形成過(guò)程與原核生物類似，但參與的蛋白因子更多。核糖體大小亞基分離；起始氨基酰-tRNA結(jié)合；mRNA在核糖體小亞基就位；核糖體大亞基結(jié)合。第91頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天PolyA結(jié)合蛋白帽子結(jié)合蛋白第92頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-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)合體形成過(guò)程第93頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天原核和真核生物中各種起始因子的生物功能..第94頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天延長(zhǎng)階段由一循環(huán)反應(yīng)過(guò)程來(lái)完成，每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸殘基。在翻譯起始復(fù)合體形成的基礎(chǔ)上，活化氨基酸在核糖體上反復(fù)翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過(guò)程，稱為核糖體循環(huán)。核糖體循環(huán)包括多肽鏈合成的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、脫落和移位三步反應(yīng)。三、肽鏈的延長(zhǎng)第95頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.進(jìn)位即與mRNA下一個(gè)密碼相對(duì)應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位。此步驟需GTP，Mg2+，和EF-T參與。第96頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第97頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.轉(zhuǎn)肽是由肽基轉(zhuǎn)移酶(peptidyltransferase)催化的肽鍵形成過(guò)程。在肽基轉(zhuǎn)移酶的催化下，將給位上的tRNA所攜帶的fMet基或肽?；D(zhuǎn)移到受位上的氨基酰tRNA上，與其

-氨基縮合形成肽鍵。第98頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)肽反應(yīng)過(guò)程第99頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.移位延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進(jìn)核糖體向mRNA的3'側(cè)移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼的距離，同時(shí)使肽酰基tRNA從A位移到P位。此步驟需GTP和Mg2+參與。第100頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天移位反應(yīng)過(guò)程第101頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天進(jìn)位移位轉(zhuǎn)肽核糖體循環(huán)的反應(yīng)過(guò)程第102頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天多肽鏈合成的延長(zhǎng)因子

第103頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、肽鏈合成的終止和釋放核糖體沿mRNA鏈滑動(dòng)，不斷使多肽鏈延長(zhǎng)，直到終止信號(hào)進(jìn)入A位。識(shí)別：RF（釋放因子）識(shí)別終止密碼，進(jìn)入核糖體的A位水解：RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)轷ッ?，多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解，多肽鏈釋放脫離：模板mRNA、RF以及空載tRNA與核糖體脫離第104頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天多肽鏈合成的終止過(guò)程GTP第105頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天UAG5'3'RFCOO-原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3

真核生物釋放因子：eRF第106頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天RF的生物學(xué)功能主要有：識(shí)別終止密碼，如RF-1特異識(shí)別UAA、UAG；而RF-2可識(shí)別UAA、UGA。誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，酯鍵被水解，相當(dāng)于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。第107頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天多聚核糖體(polysome)——使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。第108頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天由若干核蛋白體結(jié)合在一條mRNA上同時(shí)進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為多聚核蛋白體（polysome）。

多聚核糖體第109頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象第110頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、蛋白質(zhì)前體的加工第111頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天(一)一級(jí)結(jié)構(gòu)的加工修飾1、N端fMet或Met的切除脫甲酰基酶或氨基肽酶①去甲?；好摷柞；讣柞５鞍彼?肽甲酸+蛋氨酸-肽②去蛋氨酰基：蛋氨酸氨基肽酶蛋氨酰-肽蛋氨酸+肽

第112頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、二硫鍵的形成兩個(gè)Cys的氧化形成二硫鍵第113頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3第114頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、特定氨基酸的修飾羥脯氨酸,羥賴氨酸的羥化;含-OH的絲氨酸,蘇氨酸,酪氨酸的磷酸化;組蛋白的乙基或甲基化蛋白質(zhì)側(cè)鏈的修飾作用包括：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化和羧基化等.第115頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天磷酸化由多種蛋白激酶催化糖基化糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O－連接的糖基化與Ser、Thr和Hyp的-OH連接，連接的糖類為半乳糖或N-乙酰半乳糖.在高爾基體上進(jìn)行O－連接的糖基化.N－連接的糖基化與Asn的NH2連接在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的為N-連接的糖基化甲基化由N-甲基轉(zhuǎn)移酶催化第116頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、切除新生肽鏈中非功能片斷由專一性的蛋白酶催化，將部分肽段切除。酶原激活（前體→功能蛋白質(zhì)）多肽類激素和酶的前體要經(jīng)過(guò)加工才能變?yōu)榛钚苑肿?。如胰蛋白酶原，前胰島素原，血纖維蛋白原等，還有蜂毒素。第117頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天胰島素蛋白的翻譯成熟過(guò)程第118頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天(二)高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾1、亞基的聚合具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵聚合形成寡聚體。2、輔基的連接結(jié)合蛋白合成后需要結(jié)合相應(yīng)的輔基才能成為具有天然活性的蛋白質(zhì)。第119頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）新生肽鏈的折疊新生肽鏈必須通過(guò)正確的折疊才能形成動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)活性或功能。一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白輔助。第120頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天分子伴侶（molecularchaperone）能夠在細(xì)胞內(nèi)輔助新生肽鏈正確折疊的蛋白質(zhì)。是一類序列上沒(méi)有相關(guān)性但有共同功能的保守性蛋白質(zhì)。按是否自發(fā)性折疊分為：熱休克蛋白和伴侶素。第121頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、蛋白質(zhì)合成抑制劑抗生素干擾素第122頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天

(一)抗生素第123頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天嘌呤霉素作用示意圖第124頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第125頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天(二)干擾蛋白質(zhì)生物合成的生物活性物質(zhì)白喉毒素對(duì)真核生物劇毒可對(duì)EF-2起共價(jià)修飾作用干擾素(interferon，IF)是細(xì)胞感染病毒后產(chǎn)生的一類蛋白質(zhì).可抑制病毒繁殖,保護(hù)宿主.能誘導(dǎo)特異的蛋白激酶，使真核生物起始因子eIF2磷酸化失活，抑制病毒蛋白質(zhì)合成。第126頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第五節(jié)

蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第127頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第128頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制(1)線粒體蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(2)葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)3、核定位蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制4、蛋白質(zhì)的降解過(guò)氧化物酶體第129頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的合成位點(diǎn)與功能位點(diǎn)常常被細(xì)胞內(nèi)的膜所隔開(kāi)，蛋白質(zhì)需要運(yùn)轉(zhuǎn)。核糖體是真核生物細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，任何時(shí)候都有許多蛋白質(zhì)被輸送到細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各個(gè)部分，補(bǔ)充和更新細(xì)胞功能。細(xì)胞各部分都有特定的蛋白質(zhì)組分，蛋白質(zhì)必須準(zhǔn)確無(wú)誤地定向運(yùn)送才能保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

第130頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成：絕大多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)中合成；一小部分在細(xì)胞器（葉綠體和線粒體）中合成。

定位于細(xì)胞器內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成，細(xì)胞器內(nèi)合成的留在細(xì)胞器內(nèi)。

蛋白質(zhì)插入或穿過(guò)生物膜的過(guò)程稱為蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)（proteintranslocation）。第131頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的兩種方式翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步（co-translationaltranslocation）

◆是即將進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)的易位方式；

◆蛋白質(zhì)正合成的時(shí)候就可與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合；

◆蛋白質(zhì)合成時(shí)，核糖體定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面，稱膜結(jié)合核糖體(membrane-boundribosome）。

◆分泌蛋白質(zhì)大多是以同步機(jī)制運(yùn)輸?shù)牡?32頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天◆蛋白質(zhì)翻譯完成后從核糖體上釋放，然后擴(kuò)散至合適的靶膜并與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合?！舻鞍踪|(zhì)合成時(shí)，其核糖體不與任何細(xì)胞器相連，稱游離核糖體(freeribosome)◆在細(xì)胞器發(fā)育過(guò)程中，由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器的蛋白質(zhì)大多是以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸?shù)??！魠⑴c生物膜形成的蛋白質(zhì)，依賴于上述兩種不同的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制鑲?cè)肽?nèi)。翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)（post-translationaltranslocation）第133頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白性質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制主要類型分泌蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成，并以翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制運(yùn)輸免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等細(xì)胞器發(fā)育蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成，以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸核、葉綠體、線粒體、乙醛酸循環(huán)體、過(guò)氧化物酶體等細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)膜的形成兩種機(jī)制兼有質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、類囊體中的蛋白質(zhì)第134頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天

溶酶體分泌小泡質(zhì)膜第135頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。信號(hào)肽(signalpeptide)各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱信號(hào)肽。第136頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天●信號(hào)序列特點(diǎn)：（1）一般帶有10-15個(gè)疏水氨基酸；（2）在靠近該序列N-端常常有1個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常常帶有數(shù)個(gè)極性氨基酸，離切割位點(diǎn)最近的那個(gè)氨基酸往往帶有很短的側(cè)鏈（丙氨酸或甘氨酸）。第137頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天靶向輸送蛋白信號(hào)序列或成分分泌蛋白信號(hào)肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號(hào)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(guò)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(hào)序列或成分第138頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)第139頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天●信號(hào)肽假說(shuō)內(nèi)容：（1）蛋白質(zhì)合成起始首先合成信號(hào)肽（2）SRP（信號(hào)識(shí)別蛋白）與信號(hào)肽結(jié)合，翻譯暫停（3）SRP與SRP受體結(jié)合，核糖體與膜結(jié)合，翻譯重新開(kāi)始（4）信號(hào)肽進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)（5）蛋白質(zhì)過(guò)膜，信號(hào)肽被切除，翻譯繼續(xù)進(jìn)行（6）蛋白質(zhì)完全過(guò)膜，核糖體解離第140頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)合成起始首先合成信號(hào)肽SRP與信號(hào)肽結(jié)合，翻譯暫停SRP與SRP受體相結(jié)合核糖體與膜結(jié)合，翻譯重新開(kāi)始第141頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽過(guò)膜后被切除，翻譯繼續(xù)蛋白質(zhì)完全過(guò)膜，核糖體解離第142頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天第143頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系（1）完整信號(hào)肽是保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件；（2）僅有信號(hào)肽不足以保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生；（3）信號(hào)序列切除并不是轉(zhuǎn)運(yùn)所必需；（4）并非所有運(yùn)轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)都有可降解的信號(hào)肽。第144頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天新生蛋白質(zhì)通過(guò)同步轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔的主要過(guò)程第145頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第146頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體和線粒體中有許多蛋白質(zhì)和酶是由細(xì)胞質(zhì)提供的，其中絕大多數(shù)以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)。

前導(dǎo)肽及其特性:

?

翻譯后跨膜易位的蛋白質(zhì)，前體一般含前導(dǎo)肽(leaderpeptide)，前導(dǎo)肽在跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)中起重要作用。

?

過(guò)膜后，前導(dǎo)肽水解，蛋白質(zhì)變?yōu)橛泄δ艿牡鞍踪|(zhì)。

P146第147頁(yè),共158頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）線粒體蛋白質(zhì)跨