生化-14蛋白質生物合成

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

5’-

開放閱讀框

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)。簡并性各種氨基酸 子數(shù)

有一個子編碼同一種氨基酸的子稱為同義子。在蛋白質的合成過程中，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性(CodonUsagebias)。通用性從簡單的到高等的人類，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 擺動性反 子與密碼子之間配對有時并不嚴遵守常見的堿配對這種現(xiàn)象為擺動配對wleaeairig。AAU子、 子配對的擺動現(xiàn)第1位堿IUGACU,C,A,U,UG二 白體是蛋白質生物合成的場白體的組白體又稱核糖體，是由rRNA和多種蛋白質結合而成的一種大的核糖白顆粒，是不同細 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 白體結構模核糖體在翻譯中的功能部tRNA的作運載氨基酸：氨基酸各由其特異的tRNA攜帶，一種氨基酸可有幾種對應的tRNA，氨基酸結合在tRNA3ˊ-CCA的位置，結合需要ATP供能；充當“適配器”：每種tA的反 子決定了所攜帶的氨基酸能準確地在A上對號入座。tRNA的構氨基酸 二級結 三級結四、蛋白質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） 延長因子（EF-TuEF-TsEF-G） 釋放因子（RF-1RF-2RF- 蛋白質因起始因子（initiation延長因子（elongation釋放因子（release參與原核生物翻譯的各種蛋白質因子及其生物學功種 生物學功起始因 IF- 占據(jù)A位防止結合其他IF- 促進起始tRNA與小亞基結IF- 促進大小亞基分離，提高P位對結合起始tRNA敏感延長因子EF- 促進氨基酰-tRNA進入A位，結合并分解EF- 調節(jié)亞F-G 有轉位酶活性，促進N-肽酰-tA由A位移至P位，促進tA卸載與釋放釋放因 RF- 特異識別UAA、UAG，誘導轉肽酶轉變?yōu)轷F- 特異識別UAA、UGA，誘導轉肽酶轉變?yōu)轷F- 可 白體其他部位結合，有GTP酶活性，介導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因子及其生物學功種 生物學功起始因

促 延長因 eEF1- eEF1- eEF- 釋放因 識別所有終 （三）能源物質及離參與蛋白質生物合成的無機離子有Mg2+K+ProteinSynthesis整個翻譯過程可分為4個階段肽鏈合成的終止(termination一、氨基酸活化形成氨基酰-反應過氨基酸

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合成校對活性（proofreadingactivity）—改正反應的任一步驟中出現(xiàn)的錯配，保證氨基酸和 對氨基酰-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移和利用的過程之一，反應由轉甲?；复呋柞；鶑腘10-甲酰四氫葉酸轉移到甲硫氨酸的α-氨二、起始階白體大小亞基mRNA在小亞基定位結起始氨基酰-tRNA的結合白體大亞基結 白體大小亞基

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

AUGAUG起始復合物形成GiAUG三、延長階指在mRNA模板的指導下，氨基酸依次進入肽鏈延長在白體上連續(xù)循環(huán)式進行，又稱為白體循環(huán)(ribosomalcycle)，包括以進位 成肽(peptidebond轉位進 進位的反

AUGAUG成模板鏈方向肽鏈延長方向N端－C轉 白體向mRNA的3'側移動。成肽→轉位→下一輪進AAUG 轉白體循轉肽鏈合成延長 白體循環(huán))過進位成（三）終 終止階段需要釋放因子RF-1RF-2和釋放因子的功能識別終 氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNAsynthetase)，轉肽酶(peptidase)，催化白體P位上的肽?；D移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基與氨基結合形成肽鍵;并受釋放因子的作用后發(fā)生變構，表現(xiàn)出轉位酶(translocase)，催化白體向mRNA3’-端移動一個子的距離，使下一個子定位于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的結合mRNA在小亞基定位結合白體大亞基結真核生物翻譯起始復合物的裝

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過程與原核生物另外，真核細 白體沒有E位，轉位真核生物肽鏈延長過（三）終原核生物與真核生物肽鏈合成過程的主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）個別氨基酸的共價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 促黑皮質素原(POMC)的水解修二、多肽鏈折疊為天然構象的蛋白 （相同的天然態(tài)重要，是柔性無序分子伴包括熱激蛋白(heatshockproteinHSP)、蛋白質二硫鍵異構肽-脯氨酰順反異構三、空間結構的（一）通過非共價鍵亞基聚合形成具有四級結構的蛋白質 分泌蛋白的靶向輸信號肽(signal列信號肽識別顆粒signalrecognition信號肽識別顆粒signalrecognition 信號肽引導真核分泌蛋白進入內質 ClinicalRelativesinProtein一 利用宿主蛋白質合成體系進 抗生素(antibiotics)是一類由某些真菌、細菌等微生物產生的藥物，有抑制其他微生物生長或殺死其他微生物的能力，對宿主無毒性的抗生素可用于預防和治療人、動物和植物的性疾病。

--抑制常用抗生素抑制蛋白質生物合成的原理與應抗生 作用位 作用原 應

阻礙翻譯起始復合物的形 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 改變構象引起讀碼錯誤、

抗菌抗菌氯霉素

原 白體大亞 抑制轉肽酶、阻斷肽鏈延 抗菌嘌呤霉 原核、真 白 使肽酰基轉移到它的氨基后脫

抗腫瘤放線菌 真 白體大亞 抑制轉肽酶、阻斷肽鏈延 醫(yī)學研

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

CH2

C

+ +喉 喉 OCN