生化-14蛋白質(zhì)生物合成

第十八蛋白質(zhì)的合成與Proteinsynthesisand蛋白質(zhì)生物合成的概蛋白質(zhì)生物合成(proteinbiosynthesis)也稱翻譯(translation)，是生物細(xì)胞以mRNA為模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列順序所組成的ProteinBiosynthesis蛋白質(zhì)生物合成體基本原料：20種編碼模板適配器裝配機(jī) 白能源物質(zhì)：ATP、無(wú)機(jī)離子：Mg2+、一、mRNA是蛋白質(zhì)生物合mRNA的基本結(jié)Startofgeneticmessage

5’-

開(kāi)放閱讀框

3’-從mRNA5-端起始子AUG到3-端終止密碼子之間的核苷酸序列，稱為開(kāi)放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。遺子種三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱為子。起始子和終止起 子(initiation終 子(terminationcodon)：UAA、UAG、 遺 的特方向性 讀碼方 肽鏈延伸方連續(xù)性(non- 5’…….AUGGCAGUACAU……UA 終 (frameshiftmutation)。簡(jiǎn)并性各種氨基酸 子數(shù)

有一個(gè)子編碼同一種氨基酸的子稱為同義子。在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，同義子的使用概率并不相同。某一物種或某一通常傾向于使用一種或幾種特定的同義子，這些子被稱為最優(yōu)子(OptimalCodon)，此現(xiàn)象被稱為密碼子偏愛(ài)性(CodonUsagebias)。通用性從簡(jiǎn)單的到高等的人類，幾乎使用同一套遺傳，因此，遺傳表中的這套“通用”基本上適用于生物界的所有通 線粒 異 蛋、起 終 終 終 擺動(dòng)性反 子與密碼子之間配對(duì)有時(shí)并不嚴(yán)遵守常見(jiàn)的堿配對(duì)這種現(xiàn)象為擺動(dòng)配對(duì)wleaeairig。AAU子、 子配對(duì)的擺動(dòng)現(xiàn)第1位堿IUGACU,C,A,U,UG二 白體是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)白體的組白體又稱核糖體，是由rRNA和多種蛋白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖白顆粒，是不同細(xì) 原核生 真核生白體小亞大亞白體小亞大亞S16S-23S-5S-18S-28S-5.8S-5S-蛋白rpS21rpL36rpS33rpL49原核生 白體結(jié)構(gòu)模核糖體在翻譯中的功能部tRNA的作運(yùn)載氨基酸：氨基酸各由其特異的tRNA攜帶，一種氨基酸可有幾種對(duì)應(yīng)的tRNA，氨基酸結(jié)合在tRNA3ˊ-CCA的位置，結(jié)合需要ATP供能；充當(dāng)“適配器”：每種tA的反 子決定了所攜帶的氨基酸能準(zhǔn)確地在A上對(duì)號(hào)入座。tRNA的構(gòu)氨基酸 二級(jí)結(jié) 三級(jí)結(jié)四、蛋白質(zhì)合成體系還需要其他輔助因20種氨基酸酶、起始因子(initiationfactor，IF)、延長(zhǎng)因子（elongationfactor，EF）、釋放因子（releasefactor，RF）。階 必需化合 20種氨基起 50S起始因子（IF-1IF-2IF-3） 延長(zhǎng)因子（EF-TuEF-TsEF-G） 釋放因子（RF-1RF-2RF- 蛋白質(zhì)因起始因子（initiation延長(zhǎng)因子（elongation釋放因子（release參與原核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功種 生物學(xué)功起始因 IF- 占據(jù)A位防止結(jié)合其他IF- 促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)IF- 促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對(duì)結(jié)合起始tRNA敏感延長(zhǎng)因子EF- 促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合并分解EF- 調(diào)節(jié)亞F-G 有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)N-肽酰-tA由A位移至P位，促進(jìn)tA卸載與釋放釋放因 RF- 特異識(shí)別UAA、UAG，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷F- 特異識(shí)別UAA、UGA，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷F- 可 白體其他部位結(jié)合，有GTP酶活性，介導(dǎo)RF-1及RF-2 白體的相互作參與真核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功種 生物學(xué)功起始因

促 延長(zhǎng)因 eEF1- eEF1- eEF- 釋放因 識(shí)別所有終 （三）能源物質(zhì)及離參與蛋白質(zhì)生物合成的無(wú)機(jī)離子有Mg2+K+ProteinSynthesis整個(gè)翻譯過(guò)程可分為4個(gè)階段肽鏈合成的終止(termination一、氨基酸活化形成氨基酰-反應(yīng)過(guò)氨基酸

氨基酰-tRNA

氨基酰氨基酸＋ATP-E-AMP-E＋（Ⅱ型（Ⅱ型＋↓氨基酰-＋＋E

氨基酰-tRNA合成校對(duì)活性（proofreadingactivity）—改正反應(yīng)的任一步驟中出現(xiàn)的錯(cuò)配，保證氨基酸和 對(duì)氨基酰-tRNA丙氨酰-tRNA：Ala-精氨酰-tRNA：Arg-甲硫氨酰-tRNA：Met-起始氨基酰-真核生物：Met-原核生物：fMet- fMet-tRNAifMet的生成是一碳化合物轉(zhuǎn)移和利用的過(guò)程之一，反應(yīng)由轉(zhuǎn)甲?；复呋柞；鶑腘10-甲酰四氫葉酸轉(zhuǎn)移到甲硫氨酸的α-氨二、起始階白體大小亞基mRNA在小亞基定位結(jié)起始氨基酰-tRNA的結(jié)合白體大亞基結(jié) 白體大小亞基

mRNA在小亞基定位結(jié)IF-AUIF-AUGmRNA 白體上定位的機(jī)制 起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)AUAUG白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形IF-

AUGAUG起始復(fù)合物形成GiAUG三、延長(zhǎng)階指在mRNA模板的指導(dǎo)下，氨基酸依次進(jìn)入肽鏈延長(zhǎng)在白體上連續(xù)循環(huán)式進(jìn)行，又稱為白體循環(huán)(ribosomalcycle)，包括以進(jìn)位 成肽(peptidebond轉(zhuǎn)位進(jìn) 進(jìn)位的反

AUGAUG成模板鏈方向肽鏈延長(zhǎng)方向N端－C轉(zhuǎn) 白體向mRNA的3'側(cè)移動(dòng)。成肽→轉(zhuǎn)位→下一輪進(jìn)AAUG 轉(zhuǎn)白體循轉(zhuǎn)肽鏈合成延長(zhǎng) 白體循環(huán))過(guò)進(jìn)位成（三）終 終止階段需要釋放因子RF-1RF-2和釋放因子的功能識(shí)別終 氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNAsynthetase)，轉(zhuǎn)肽酶(peptidase)，催化白體P位上的肽?；D(zhuǎn)移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基與氨基結(jié)合形成肽鍵;并受釋放因子的作用后發(fā)生變構(gòu)，表現(xiàn)出轉(zhuǎn)位酶(translocase)，催化白體向mRNA3’-端移動(dòng)一個(gè)子的距離，使下一個(gè)子定位于A位。（四）多 白體 為多 白體(polysome) 多 白電鏡下的多 白二、真核生物的（一）起白體大小亞基起始氨基酰-tRNA的結(jié)合mRNA在小亞基定位結(jié)合白體大亞基結(jié)真核生物翻譯起始復(fù)合物的裝

elF-②

elF4E,elF4G, F-2-

eIF-2B、eIF-3 eIF-

elF-

④

各種elF釋真核生物的核糖體為真核生物的起始氨基酸是甲硫氨酸， 真核較原核 的起始因子（用（二）延真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物另外，真核細(xì) 白體沒(méi)有E位，轉(zhuǎn)位真核生物肽鏈延長(zhǎng)過(guò)（三）終原核生物與真核生物肽鏈合成過(guò)程的主30S小亞基＋50S大亞基?70S白40S小亞基＋60S大亞基?80S白mRNA中的S-D序列與16SrRNA3-端的釋放因子為FoldingandPosttranslational（一）肽鏈末端的修（二）個(gè)別氨基酸的共價(jià)修糖基羥基甲基磷酸二硫鍵形親脂性修（三）多肽鏈的水解修例 促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修二、多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白 （相同的天然態(tài)重要，是柔性無(wú)序分子伴包括熱激蛋白(heatshockproteinHSP)、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)三、空間結(jié)構(gòu)的（一）通過(guò)非共價(jià)鍵亞基聚合形成具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 分泌蛋白的靶向輸信號(hào)肽(signal列信號(hào)肽識(shí)別顆粒signalrecognition信號(hào)肽識(shí)別顆粒signalrecognition 信號(hào)肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì) ClinicalRelativesinProtein一 利用宿主蛋白質(zhì)合成體系進(jìn) 抗生素(antibiotics)是一類由某些真菌、細(xì)菌等微生物產(chǎn)生的藥物，有抑制其他微生物生長(zhǎng)或殺死其他微生物的能力，對(duì)宿主無(wú)毒性的抗生素可用于預(yù)防和治療人、動(dòng)物和植物的性疾病。

--抑制常用抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理與應(yīng)抗生 作用位 作用原 應(yīng)

阻礙翻譯起始復(fù)合物的形 抗腫瘤四環(huán)素、土霉 原 白體小亞 抑制氨基酰-tRNA與小亞鏈霉素、新霉素、原 白體小亞 改變構(gòu)象引起讀碼錯(cuò)誤、

抗菌抗菌氯霉素

原 白體大亞 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷肽鏈延 抗菌嘌呤霉 原核、真 白 使肽?；D(zhuǎn)移到它的氨基后脫

抗腫瘤放線菌 真 白體大亞 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷肽鏈延 醫(yī)學(xué)研

抑制EF-G 轉(zhuǎn) 抗菌壯觀霉 原 轉(zhuǎn) 抗菌三、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物毒素干擾素 白喉毒素的作用機(jī)理

CH2

C

+ +喉 喉 OCN