蛋白質(zhì)合成和翻譯

1、關(guān)于蛋白質(zhì)的合成與翻譯1第一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2翻譯（蛋白質(zhì)的生物合成）:以氨基酸為原料以mRNA為模板以tRNA為運(yùn)載工具以核糖體為合成場(chǎng)所起始、延長(zhǎng)、終止各階段蛋白因子參與合成后加工成為有活性蛋白質(zhì)第二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3第一節(jié) 參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)氨基酸mRNAtRNA核糖體酶及蛋白質(zhì)因子ATP、GTP第三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4一、 mRNA與遺傳密碼遺傳密碼（genetic code)-共64個(gè)遺傳密碼 （DNA）mRNA 5AUG UCC ACC GUA UAA 3 蛋白質(zhì) Ser Thr Val三聯(lián)體= 一個(gè)

2、密碼子/暗碼子 一個(gè)氨基酸起始密碼-AUG終止密碼-UAA/UGA/UAG第四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6* 遺傳密碼的基本特點(diǎn)方向性與無(wú)間隔性簡(jiǎn)并性連續(xù)閱讀從mRNA5 3 肽鏈合成N端 C端閱讀框移位（frame shift） ，蛋白功能喪失 一個(gè)A.A有多個(gè)密碼密碼上第一、二位上堿基不變，第三位堿基可改變?nèi)纾篣CU UCC UCA UCG 都代表Ser第六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8兼職性通用性 AUG： 起始信號(hào) Met的密碼子 從最簡(jiǎn)單的生物（病毒）到人類，使用

3、同一套遺傳密碼第八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月9二.氨基酸的“搬運(yùn)工具”-tRNA作用是氨基酸的 特異“搬運(yùn)工具” 1A.A-26特異 tRNA起“接合器”作用和 mRNA擺動(dòng)配對(duì)第九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月111、密碼子與反密碼子的擺動(dòng)配對(duì)反密碼子與密碼子的相互作用 前二對(duì) 嚴(yán)格堿基配對(duì)第三對(duì) 擺動(dòng)配對(duì)第十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12密碼 mRNA5335反密碼 tRNAGCUCGICAtRNA的反密碼子與mRNA分子上的密碼子擺動(dòng)配對(duì)123123自由度的大小由tRNA反密碼子第一位堿基的種類決

4、定第十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月13種類起始tRNA- tRNAimet只能識(shí)別翻譯起始信號(hào)AUG只能結(jié)合于核糖體的肽位普通tRNA- tRNAmet在翻譯延長(zhǎng)中發(fā)揮作用只能結(jié)合于核糖體的氨基酰位2、起始tRNA與普通tRNA第十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月14原核生物起始tRNA延長(zhǎng)tRNA真核生物起始tRNA延長(zhǎng)tRNA起始密碼只能辨認(rèn) 甲酰甲硫氨酸（fMet)fMet-tRNAimet延長(zhǎng)識(shí)別 Met時(shí)為Met-tRNAmet起始密碼只能辨認(rèn)甲硫氨（Met)Met-tRNAimet延長(zhǎng)識(shí)別Met時(shí)為Met-tRNAemet第十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作

5、于2022年6月15三、 肽鏈合成的“裝配機(jī)”-核糖體核糖體結(jié)構(gòu)核糖體種類 (胞質(zhì)中)由大小二亞基組成 給位（P位，肽位）： 起始時(shí)， tRNAimet結(jié)合于核糖體的肽位 延長(zhǎng)成肽后，肽鏈轉(zhuǎn)到此位。受位（A位，氨基酰位）： 延長(zhǎng)成肽時(shí)，氨基酰tRNA就加入此位。游離的核糖體-合成細(xì)胞固有蛋白 與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合的核糖體 -合成帶有信號(hào)肽的分泌性蛋白質(zhì)第十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月17多核糖體一條mRNA鏈上同時(shí)具有許多個(gè)核糖體（每隔80核苷酸有一個(gè)核糖體）一條mRNA可同時(shí)合成多條多肽鏈第十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

6、6月18四、可溶性蛋白質(zhì)因子起始因子延長(zhǎng)因子釋放因子initiation factors IFeukaryote initiation factors eIFelongation factors EFeukaryote elongation factors eEFrelease factors RF五、 能量與酶 ATP 、GTP ,多種酶第十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月19第二節(jié) 蛋白質(zhì)合成的過(guò)程原核生物氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)肽鏈合成的起始肽鏈的延長(zhǎng) “核糖體循環(huán)” 肽鏈合成的終止蛋白質(zhì)的加工、修飾第十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月20一、氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)酶 催化

7、反應(yīng)氨基酰tRNA合成酶絕對(duì)專一性 1個(gè)A.A1個(gè)氨基酰tRNA合成酶活化A.A-活化“-COOH” 消耗2個(gè)ATP活化A.A+tRNA 氨基酰tRNA第二十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月21酶的兩個(gè)位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合正確的A.A 活化水解位點(diǎn)保證A.A序列的正確性第二十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月22第一步反應(yīng)第二步反應(yīng)消耗2ATP3-CCA-OH第二十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二步反應(yīng)第二十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月24二、肽鏈合成的起始所需的條件游離的核糖體大小亞基mRNA 5端的起始信號(hào)起始tRNA-tRNAimetGTP

8、三種可溶性起始因子(IF)第二十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月25三種起始因子IF1IF2 IF3輔助IF3有GTP酶活性特異識(shí)別fmet-tRNAimet形成fmet-tRNAimet- IF2-GTP促進(jìn)30S小亞基結(jié)合mRNA終止時(shí)：促使核糖體解離第二十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2630s起始復(fù)合物形成1.核糖體亞基的拆離2.mRNA在小亞基上就位3.fmet-tRNAfmet的結(jié)合 起始序列（SD 序列）30S小亞基與mRNA識(shí)別、結(jié)合IF1、IF3協(xié)助 fmet-tRNAfmet -IF2-GTP 通過(guò)其反密碼與mRNA上的起始密碼AUG相配對(duì)第二十六

9、張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月27SD序列(shine-Dalgarno序列):-原核生物1.位于起始密碼上游25個(gè)核苷酸，2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序列。3.能和原核生物16s rRNA相應(yīng)的富含嘧啶序列 互補(bǔ)。4.在IF3、IF1促進(jìn)下和30S亞基結(jié)合。第二十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月28起始密碼SD序列第二十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2970s起始復(fù)合物形成1.IF3脫落2.50S大亞基結(jié)合3.GTP GDP+Pi 4.IF2、IF1脫落70s起始復(fù)合物組成1.大小亞基2.mRNA3. fmet-tRNAimet （結(jié)

10、合于核糖體的 給位）第二十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月30S50S第三十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月31 三.肽鏈的延長(zhǎng)（進(jìn)位、成肽、移位）所需的條件70S起始復(fù)合物延長(zhǎng)tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸延長(zhǎng)因子(EF)GTP第三十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月321. 進(jìn)位 氨基酰-tRNA根據(jù)遺傳密碼的指引，進(jìn)入核糖體的受位。參與的延長(zhǎng)因子EF-TuEF-Ts協(xié)助AA-tRNA進(jìn)入受位 具有GTP酶活性促進(jìn)EF-Tu的再利用第三十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月342. 轉(zhuǎn)肽酶肽鍵位置轉(zhuǎn)肽酶（大亞基）

11、催化形成肽鍵給位：f-met-（肽酰）的-COO- + 受位：氨基酰的-NH4+ 形成肽鍵受位：反應(yīng)在此位上進(jìn)行 （給位上的f-met退至受位） 生成的二肽在受位上。給位：無(wú)負(fù)載tRNA第三十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月363. 移位 在受位的二肽鏈連同mRNA從受位進(jìn)入給位酶位置方向轉(zhuǎn)位酶-EFG有GTP酶活性協(xié)助mRNA前移,游離tRNA釋放給位：肽-tRNA-mRNA受位：空留,下一個(gè)AA進(jìn)入 mRNA： 從5 3 移動(dòng)1個(gè)帶有肽鏈的tRNA：從受位 給位肽鏈合成： 從N端 C端延長(zhǎng)第三十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于20

12、22年6月374.脫落： 給位上無(wú)負(fù)載的tRNA在肽鍵形成前從E位脫落。第三十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月385.延長(zhǎng)的特點(diǎn)：“搖擺前進(jìn)”延長(zhǎng)時(shí)的能量保證蛋白質(zhì)合成的連續(xù)性。防止肽酰tRNA脫落形成無(wú)活性的未成熟蛋白質(zhì)。每合成一個(gè)肽鍵， 消耗4個(gè)高能磷酸鍵活化：2個(gè)ATP進(jìn)位：1個(gè)GTP移位：1個(gè)GTP第三十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月39四. 肽鏈合成的終止終止密碼的辨認(rèn)肽鏈從肽酰-tRNA水解出mRNA從核糖體中分離及大小亞基的拆開(kāi)蛋白質(zhì)因子的參與UAA、UAG、UGAGTP GDP+PiIF3結(jié)合30小亞基RF1：作用于UAA、UAGRF2：作用于UGA

13、RF3：促進(jìn)釋放 結(jié)合GTP/GTP酶活性第三十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月41五.真核生物翻譯的特點(diǎn)：遺傳密碼轉(zhuǎn)錄與翻譯起始因子mRNA原核生物相同偶聯(lián)少無(wú)需加工多順?lè)醋?端：SD序列真核生物相同 不偶聯(lián)，mRNA的前體要加工多、起始復(fù)雜5端：帽子3端：尾巴單順?lè)醋拥谒氖粡垼琍PT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月44五.真核生物翻譯的特點(diǎn)：核糖體起始tRNA合成過(guò)程線粒體原核生物簡(jiǎn)單fmet-tRNAimet需ATP、GTPIF

14、1、IF2、IF3EF-TU、EF-TS、EFGRF1、RF2、RF3真核生物大而復(fù)雜 Met-tRNAimet需ATP起始因子多延長(zhǎng)因子少 （EFT1、EFT2）一種釋放因子獨(dú)立的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)第四十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月45第三節(jié) 翻譯后加工一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾:N-端Met(fMet)去除二硫鍵的形成個(gè)別氨基酸的修飾蛋白質(zhì)前體中不必要肽段的切除多蛋白的加工羥化作用:羥脯氨酸 羥賴氨酸酶活性中心的磷酸化分泌性蛋白一條合成后的多肽鏈經(jīng)加工產(chǎn)生多種不同活性的蛋白質(zhì)/多肽第四十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月46分泌性蛋白的加工分泌性蛋白合成時(shí)帶有“信號(hào)肽”（sign

15、al peptide)有些蛋白質(zhì)前體在合成結(jié)束后仍需切除其他肽段 例如：胰島素的加工第四十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月47信號(hào)肽(signal peptide):(1)在真核生物未成熟分泌性蛋白質(zhì)中,可被 細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別的特征性氨基酸序列, 約15-30 AA(含疏水AA較多)。(2)作用：把合成的蛋白質(zhì)移向粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合(信號(hào)肽顆粒識(shí)別、結(jié)合) 把合成的蛋白質(zhì)送入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(3)信號(hào)肽對(duì)靶向輸送有決定作用。 第四十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月48信號(hào)肽顆粒識(shí)別、結(jié)合胞漿 帶有信號(hào)肽的分泌蛋白粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通道識(shí)別信號(hào)肽酶切除信號(hào)肽肽鏈合并高爾

16、基體進(jìn)一步加工分泌出胞外帶有信號(hào)肽的分泌性蛋白的加工、分泌的過(guò)程第四十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月胰島素的加工過(guò)程第五十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月多蛋白的加工 一條合成后的多肽鏈經(jīng)加工產(chǎn)生多種不同活性的蛋白質(zhì)/多肽第五十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月52高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾:亞基的聚合結(jié)合蛋白質(zhì)的合成輔基連接HbA亞單位聚合糖蛋白的合成輔基(輔酶)與肽鏈的結(jié)合第五十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月53第四節(jié) 蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學(xué)一、分子?。旱鞍踪|(zhì)分子中氨基酸序列異常的遺傳病。例如：鐮刀紅細(xì)胞貧血原

17、因：DNA中出現(xiàn)了一個(gè)堿基突變。第五十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月54正常人Hb(HbA)：鏈N端第6個(gè)氨基酸為GluHbS：鏈N端第6個(gè)氨基酸為Val導(dǎo)致：HbS攜氧能力下降,缺氧時(shí)RBC呈鐮刀狀，脆性增加，溶血第五十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月55二、蛋白質(zhì)生物合成的阻斷劑1、抗菌素類阻斷劑（表14-5）2、作為蛋白質(zhì)合成阻斷劑的毒素 細(xì)菌毒素-白喉毒素 對(duì)真核生物有劇毒的毒素， 抑制蛋白質(zhì)的合成。第五十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月56白喉毒素白喉?xiàng)U菌產(chǎn)生的毒蛋白，A、B兩條鏈組成。本質(zhì)： A鏈-修飾酶 B鏈識(shí)別受體，協(xié)助A鏈作用機(jī)制: eEF2 A鏈 eEF2- 腺苷二磷酸衍生物 (無(wú)活性) 第五十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月57酶（eEF2的作用相當(dāng)于EFG）(無(wú)活性)第五十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月58（1） 干擾素（interferon）干擾素 真核細(xì)胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白質(zhì)，抑制病毒的繁殖。干擾素的抗病毒機(jī)制： 干擾素 eIF2-P （-）蛋白質(zhì)合成+雙鏈RNA 2-5A合成酶 （-）蛋白質(zhì)合成(誘導(dǎo)產(chǎn)生)3、作為蛋白質(zhì)合成阻斷劑的其他蛋白質(zhì)類物質(zhì)第五十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年