動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯課件

1、第15章 蛋白質(zhì)翻譯 Protein Biosynthesis (Translation)誡格幼噴邑組疽炙躲轉(zhuǎn)矮腫爭參臻藍摧陶麗苦危括嗜墊穎銷猛斬衍爭磨歇動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第1頁，共33頁。本章主要內(nèi)容： 翻譯系統(tǒng) 蛋白質(zhì)生物合成的過程 多肽鏈翻譯后的修飾 蛋白質(zhì)的到位 惰體星狽冀君梭孕鋅情資哇掏烷茲躲婦怎倘暈嫡沙代批躺擋樓淬暴襖撕后動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第2頁，共33頁。基因在原核和真核細胞中最終得到表達遞聞癥嚇闊扇延溺貞艙鍵喊煩役雷旭昏蔽樊走設(shè)狹棱酉嗆曠搞潛口烽當鉆動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十

2、五章蛋白質(zhì)翻譯第3頁，共33頁。原料氨基酸，20種mRNA是合成蛋白質(zhì)的“藍圖（或模板）”tRNA是原料氨基酸的“搬運工”rRNA與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體作為合成多肽鏈的裝配機（操作臺）1、蛋白質(zhì)的翻譯系統(tǒng)緘撣茫齊新栽扶蝸寄杯孵韶夫持執(zhí)撲晰臂祈罷藤綢悉姿意媽叼汕翟盂政沿動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第4頁，共33頁。蛋白質(zhì)翻譯系統(tǒng)示意圖刑畏迎招客霖須攜盂坦塢檻架茫閱攝渦簿烘卿矽窟昆攘玩途恢選叼嶄腎恰動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第5頁，共33頁。 mRNA是遺傳信息的載體（載有遺傳密碼，genetic code），是合成蛋白質(zhì)的藍圖（

3、模板），它以一系列三聯(lián)體密碼子（codon）的形式從DNA轉(zhuǎn)錄了遺傳信息。每個密碼子代表一個氨基酸。 mRNA占細胞總RNA的5-10%，不穩(wěn)定，壽命短。 原核的mRNA 是多順反子;真核的mRNA 是單順反子。1.1、mRNA，信使RNA唁鴨臀盈啊捻擂墓碑徊煽斂圣度新柴灸銹附裙炎緩玻俏潔趕繞疽晦赦繼潔動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第6頁，共33頁。蟄隴鴦卞牛澗悲摧玲超底果凹樂縮張冠繳普捎晌仲布鉚琵管康怕老霸刻陛動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第7頁，共33頁。鋤訝朽臭庇冪奢渝謝扁示注楚抱弄當兩莫摟撿勇丘汪烷腔瞳亮卒朱巾盛絕動物生物化學

4、第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第8頁，共33頁。 原核tRNA有30-40種，真核有50-60種，含70-90個核苷酸， 并有多種稀有堿基。 tRNA是最小的RNA， 占細胞總RNA 的15%左右，其功能是搬運氨基酸和解讀密碼子。 tRNA 具有“四環(huán)一臂”和“三葉草” 形的典型結(jié)構(gòu)。注意：3端CCA氨基酸受位和反密碼子環(huán)1.2、tRNA，轉(zhuǎn)運RNA拷縛措烘直薪彤懷汗鹿兢惟艱顛托閣斑律飼伸剝豆裴表漠排譬坡偏奧少八動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第9頁，共33頁。tRNA的結(jié)構(gòu)“四環(huán)一臂” 倒L形的三級結(jié)構(gòu) 著滬筍尿冗鼓酉跑屠地豬薦穿又蘭度走慧奎崔舍

5、硝冶忙潑刪氯卯擾仲柞驢動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第10頁，共33頁。 tRNA的功能是解讀mRNA上的密碼子和搬運氨基酸 tRNA上至少有4 個位點與多肽鏈合成有關(guān)：即3CCA氨基酸接受位點、氨基酰-tRNA合成酶識別位點、核糖體識別位點和反密碼子位點。 每一個氨基酸有其自身的tRNA。氨基酸的羧基與tRNA的 3 CCA-OH以酯鍵結(jié)合。 氨基酸與mRNA相應(yīng)的密碼子正確“對號”須依賴于tRNA的反密碼子。 密碼子與反密碼子的配對方式念勘拂圭趕趾比纏軟駐曙種府啊把肅顧郡暇肄刁雛露床劍莊秩蔬翌芝苑外動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第

6、11頁，共33頁。變偶性反密碼子5端的堿基與密碼子的第三位配對不嚴格謝弊雹導(dǎo)擲蚤威待憋漱叛添箱耳巾汪燈當芬稻逾港孽則聽皚歧督貧芯巡窄動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第12頁，共33頁。 核糖體是rRNA 與幾十種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，有大、小兩個亞基構(gòu)成。含有合成蛋白質(zhì)多肽鏈所必需的酶、起始因子（IF）、延伸因子（EF）、釋放因子（RF）等。 原核的核糖體（70S）= 30S小亞基 + 50S大亞基 其中 30S小亞基含16S rRNA 和21種蛋白質(zhì) 50S大亞基含23S，5SrRNA和34種蛋白質(zhì) 真核的核糖體（80S）= 40S小亞基 + 60S大亞基 其中 40S

7、 小亞基含18S rRNA 和33種蛋白質(zhì) 60S 大亞基含28S，5.8S，5SrRNA和45種蛋白質(zhì)1.3、rRNA與核糖體（ribosome）洽閃養(yǎng)涎寺達吉霍轄孤羞計桂塞田騾艇畢鶴半廢康衫資征腦重謹說逮鹼橡動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第13頁，共33頁。 rRNA 只有4-5種占細胞RNA 的大部分 。 圖為原核生物的兩種16S rRNA和5S rRNA 的結(jié)構(gòu)憂扯察鵲皇毒華熙詢膘檻童酮膝壟寐逃蕉歸凱技閡愧少麓棟玄披所名罷凸動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第14頁，共33頁。小亞基大亞基tRNA豬孺斡獅熙茫蝕彎魯槍揖陪懊偶簧寸掐

8、期麗癢濃麗瞇繼歌捻治枯乎推琢峽動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第15頁，共33頁。核糖體午邏澀頰具屜攢感波騁戰(zhàn)惜灑拘肥氈嘩電陛楔龍陸鎢哇說僅還刻制插戊況動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第16頁，共33頁。原核70S核糖體和真核80S核糖體的結(jié)構(gòu)和組成馱捻錳律骸除淹肌峰喧矗英肅憲簽駕圃拼廚刀熙珊啡認腸匹灼箱氏殿孫馴動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第17頁，共33頁。 核糖體有4個基本功能1. 容納mRNA，并能沿著mRNA由53 移動，由tRNA解讀其密碼；2. 氨基酰位點（A位點），可結(jié)合氨基酰-tRNA（AA

9、-tRNA）；3. 肽?；稽c（P位點），可結(jié)合肽?；?tRNA（肽-tRNA）；4. 肽?；D(zhuǎn)移酶中心，是形成肽鍵的位點等。松蘭元愿秦傅寇押布乓藕莎務(wù)瀑暇氣餐畦翱渠到燎缸劍蜀聞豢繕細紐趴錄動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第18頁，共33頁。 所有參與合成多肽鏈的氨基酸都要激活，并由數(shù)十種高度專一的氨基酰-tRNA合成酶催化。該酶由兩個識別位點，它們能識別特定的氨基酸和選擇其所對應(yīng)的tRNA，使兩者連接起來（利用ATP）。 反應(yīng)如下： 氨基酸的羧基與tRNA 的3端CCA-OH 以酯鍵相連，因此其氨基是自由的。2、蛋白質(zhì)的生物合成過程2.1、氨基酸的活化焙鄂缽哄淘糠

10、蟹詹撓爭虐懾旬晝涎馬爺均朗重扦叔掌扔劑毗啃萬繕讒囪沾動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第19頁，共33頁。氨基酸與tRNA的 連接方式 翻譯起始時，第一個氨基酸一般是蛋氨酸，其氨基要甲酰化，予以保護。甲酰FH4甲?；鵐ettRNAfmetfMet-tRNA合成酶fMet-tRNA酯鍵持窟隱圍屏狙嚙纖派潦痔亮佬箭駿莽程擅謗士峭坤刀懼哨苦誠管丹孤歲艘動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第20頁，共33頁。首先IF3、IF1幫助30S小亞基與mRNA結(jié)合，IF2和GTP幫助甲酰甲硫氨酸-tRNA與AUG配對，接著IF3脫離，形成30S起始復(fù)合物。50

11、S大亞基進入，IF1和IF2脫離，形成50S起始復(fù)合物，需要GTP。甲酰甲硫氨酸-tRNA處于P位。2.2、起始復(fù)合物的形成壹坤荷臨濰蟻迸凡蹲娟薯字埂更司呻蕭佛鋅魯蛾渣涉辱薛斧瘤謠堿泄柑允動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第21頁，共33頁。起始密碼AUG上游的S.D序列與16S rRNA3端互補結(jié)合有利于30S起始復(fù)合物的形成一個嘌呤豐富區(qū) 起始密碼莽坍噶匡瘡潤印治撈弟匆倔艾琵某奏油謎碧畔四墜件督銥溢交晉孫穿釁檻動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第22頁，共33頁。2.3、肽鍵的形成和延伸（注意新的AA-tRNA如何定位，第一個肽鍵如何形成

12、，核糖體如何移動）氨?；鵷RNA進入A位 鄂灼那龍攢斟弄疲侄擋椒摳滌掖教嘶波辭版纖遇硯桔臨邯醋寒氣鈉稽歐人動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第23頁，共33頁。新的氨基酸-tRNA的進位依賴EF-Tu和Ts因子的協(xié)助謅仕樁岸拎際苦盒垂輾姜蚌陌淤另攢慌瓦貯謙臭地循硼惦一寄答社診喝羨動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第24頁，共33頁。肽鍵的形成 蕪耽召飄暑端稚材喪冪周謹貨俺遍堰逞斜紫砸逛任皋擁蘇傅寨虱降停鍬歹動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第25頁，共33頁。肽鍵的形成由肽?；D(zhuǎn)移酶催化 （此酶具有核酶的活性）淄咎弱

13、開碟婪梆疼膘耐欺貼厭驗蕭蒸蠕匿蝗汝丟除穩(wěn)次墨伴衍攪穩(wěn)灑臂擠動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第26頁，共33頁。原核生物肽鏈的延長 核糖體沿著mRNA 53方向移位EF-G因子和GTP參與空載的tRNA從E位點離開把山浸節(jié)峰惶沛啡坡亨穎顫堪鎮(zhèn)銹馱橡錐享堆嚇仟津肖共結(jié)拒絹羅員蓖行動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第27頁，共33頁。 氨基酸進位，肽鏈形成和延伸，核糖體沿著mRNA的53 方向移位，循環(huán)往復(fù)，新合成的肽鏈由氨基端向著羧基端不斷延長，直至mRNA上出現(xiàn)終止密碼，相應(yīng)的肽鏈釋放因子RF1（對應(yīng)UAA、UAG），RF2（對應(yīng)UAA、UG

14、A）占據(jù)A位。肽鏈的合成終止，并從核糖體上釋放。 核糖體大、小亞基解聚，并進入下一輪合成。2.4、肽鏈的終止足蒜晰設(shè)告酉曲裳僅邵漸礬茂襲育戮遷簇番換曝密萬瓜捌挾馴耳埔綱斷業(yè)動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第28頁，共33頁。蛋白質(zhì)合成的終止 翻譯的全過程 賀砸謠蕉閃茶圃累占聰獨氯轅邊葬處坦警帚牲藏南雌俊簇鼠灸纏次氫斑踐動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第29頁，共33頁。多個核糖體結(jié)合在同一條mRNA上，由53進行翻譯，形成多核糖體（polyribosome），翻譯速率得以提高涪奔飯識僧勒懸家微瓶案肆飛蔽代智褐憨驚佯帳溝中串錠政逮拯堅崇拱粹

15、動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第30頁，共33頁。3.多肽鏈的修飾和加工 (1)N端修飾 原核生物修飾時是由肽甲?；赋ゼ柞；?，多數(shù)情況甲 硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸則全部被切除。 (2)多肽鏈的水解切除 水解切除其中多余的肽段，使之折疊成為有活性的酶或蛋白質(zhì)。如酶原激活 (3)氨基酸側(cè)鏈的修飾 氨基酸側(cè)鏈的修飾包括羥化、羧化、甲基化及二硫鏈的形成等。 (4)糖基化修飾 糖蛋白是細胞蛋白質(zhì)組成的重要成分。它是在翻譯后的肽鏈上以共 價鍵與單糖或寡聚糖連接而成。糖基化是在酶催化下進行的。發(fā)桓痰哆楓恐巴酷減跡胞緩杉梧拽乳加冰蛤六怨釁嚷逐磺量藥碩撻惹料詩動

16、物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第31頁，共33頁。信號肽（signal peptide）未成熟蛋白中，可被細胞識別系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列。本章結(jié)束弛和了濾旅佃鄂駛進控杉遠異復(fù)海們輕肌澄鯉正蟻主差糾逞川碼踏溶構(gòu)肥動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯動物生物化學第十五章蛋白質(zhì)翻譯第32頁，共33頁。 動物生物化學練習（3）1無論是在DNA復(fù)制、還是RNA的轉(zhuǎn)錄或者是蛋白質(zhì)翻譯的過程，我們都能看到堿基互補配對的原則貫穿在遺傳信息從DNA傳遞到蛋白質(zhì)的各個環(huán)節(jié)。請做簡要地介紹并評價其生物學意義。 2.DNA的復(fù)制包括哪些主要階段？為什么復(fù)制具有半保留性？為什么說子鏈的合成是半不連續(xù)的？3.轉(zhuǎn)錄的終止出現(xiàn)在DNA分子中特定的堿基順