第10章外源基因表達(dá)與基因工程藥物

外源基因表達(dá)與基因工程藥物第十章目錄第一節(jié)

概述

一、基因表達(dá)基本原理

基因表達(dá)指基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯而產(chǎn)生其蛋白產(chǎn)物,或轉(zhuǎn)錄后直接產(chǎn)生其RNA產(chǎn)物的過程。外源基因表達(dá)利用細(xì)胞內(nèi)相關(guān)酶系及其調(diào)控系統(tǒng)，將外源基因轉(zhuǎn)錄成mRNA，進(jìn)而翻譯成肽鏈或加工成活性蛋白質(zhì)的過程?；蚬こ蹋╣eneticengineering)為實(shí)現(xiàn)基因克隆所采用的方法和相關(guān)技術(shù)，包括重組DNA技術(shù)及操作過程，表達(dá)產(chǎn)物的后續(xù)處理過程和技術(shù)（如蛋白質(zhì)分離純化、修飾和加工技術(shù)、中試和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的工藝和技術(shù)等）統(tǒng)稱為基因工程。生物技術(shù)工程:

基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細(xì)胞工程等目的①分離獲得某一感興趣的基因或DNA②獲得感興趣基因的表達(dá)產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）轉(zhuǎn)錄與翻譯各有兩種模式：原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄一、基因表達(dá)基本原理

原核生物真核生物轉(zhuǎn)錄全長轉(zhuǎn)錄，無需RNA加工無活性前體需剪輯、加工修飾后轉(zhuǎn)變成具有翻譯模板的活性形式翻譯轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)，mRNA直接作模板指導(dǎo)肽鏈合成；可編碼多條肽鏈轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行；編碼一條肽鏈宿主細(xì)胞表達(dá)的外源蛋白的屬性涉及：①目標(biāo)蛋白是否是糖基化蛋白②真核生物蛋白三維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度二、基因表達(dá)基本類型

根據(jù)外源基因表達(dá)宿主細(xì)胞原核表達(dá)系統(tǒng)包括大腸桿菌、芽孢桿菌系統(tǒng)真核表達(dá)系統(tǒng)包括酵母、昆蟲、哺乳動物細(xì)胞根據(jù)表達(dá)產(chǎn)物在宿主細(xì)胞的部位胞內(nèi)表達(dá)：表達(dá)產(chǎn)物存在于胞質(zhì)中定位表達(dá)：通過定位系統(tǒng)分布于周間質(zhì)等特定位置分泌表達(dá)：通過分泌分泌到細(xì)胞外根據(jù)表達(dá)產(chǎn)物的溶解狀態(tài)可溶性表達(dá)：溶解形式存在包涵體表達(dá)：以包涵體形式存在根據(jù)表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)狀況非融合表達(dá)融合表達(dá)：N-端或C-端連接一個(gè)特定功能肽鏈第二節(jié)

外源基因表達(dá)基本過程

以質(zhì)粒為載體的DNA

克隆過程重組DNA技術(shù)的發(fā)展史1865年

G.J.Mendel的豌豆雜交試驗(yàn)。1944年O.T.Avery的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。1973年美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家構(gòu)建第一個(gè)重組DNA分子。1977年美國南舊金山由博耶和斯旺森建立世界上第一家遺傳工程公司，專門應(yīng)用重組DNA技術(shù)制造醫(yī)學(xué)上重要的藥物。1980年開始建造第一家應(yīng)用重組DNA技術(shù)生產(chǎn)胰島素的工廠。1997年英國羅林研究所成功的克隆了多莉。一、目的基因的獲取化學(xué)合成法要求：已知目的基因的核苷酸序列或其產(chǎn)物的氨基酸序列。RT-PCR擴(kuò)增，從總RNA或mRNA反轉(zhuǎn)錄擴(kuò)增PCR擴(kuò)增從cDNA文庫(cDNAlibrary)或基因組文庫(genomicDNAlibrary)擴(kuò)增雜交技術(shù)從cDNA文庫或基因組文庫篩選利用篩淘技術(shù)，從各類型文庫中篩淘化學(xué)合成法獲取目的基因由已知氨基酸序列推測可能的DNA序列。組織或細(xì)胞染色體DNA基因片段克隆載體重組DNA分子含重組分子的轉(zhuǎn)化菌限制性內(nèi)切酶受體菌基因組DNA文庫存在于轉(zhuǎn)化細(xì)胞內(nèi)由克隆載體所攜帶的所有基因組DNA的集合從基因組DNA文庫獲取目的基因限制酶切位點(diǎn)限制酶消化除去中間片段cosLRcoscosL左臂Rcos右臂真核生物染色體DNA限制酶部分消化外源DNA與載體DNA混合連接反應(yīng)體外包裝用重組噬菌體感染大腸桿菌~20KbDNA片段cosLRcos~20Kb外源DNA片段基因文庫用隨機(jī)切割的真核生物染色體DNA片段構(gòu)建基因文庫mRNAcDNA

雙鏈cDNA

重組DNA分子cDNA文庫

反轉(zhuǎn)錄酶載體受體菌復(fù)制從cDNA文庫獲取目的基因逆轉(zhuǎn)錄酶AAAA

TTTTAAAASI核酸酶

DNA聚合酶Ⅰ堿水解

TTTT（一）載體定義為攜帶目的基因，實(shí)現(xiàn)其無性繁殖或表達(dá)有意義的蛋白質(zhì)所采用的一些DNA分子，是實(shí)現(xiàn)目的基因在宿主細(xì)胞的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及翻譯后加工修飾的保障。常用載體質(zhì)粒DNA噬菌體DNA病毒DNA二、目的基因與表達(dá)載體的重組載體的共同特征本身是復(fù)制子，能自主復(fù)制；分子量小，易于操作和易于得到完整分子具有選擇性標(biāo)記，便于重組體的篩選和鑒定；有克隆位點(diǎn)（外源DNA插入點(diǎn)），常具有多個(gè)單一酶切位點(diǎn)，稱為多克隆位點(diǎn)；有一定的非必要區(qū)（即插入外源DNA不影響其復(fù)制的區(qū)段。表達(dá)載體具備與宿主細(xì)胞相適應(yīng)的啟動子、前導(dǎo)序列和增強(qiáng)子等調(diào)控元件多克隆位點(diǎn)ori復(fù)制起始區(qū)抗性基因或遺傳標(biāo)記Amppolylinker載體基本組成克隆載體(cloningvector)為使插入的外源DNA序列被擴(kuò)增而特意設(shè)計(jì)的載體稱為克隆載體。表達(dá)載體(expressionvector)為使插入的外源DNA序列可轉(zhuǎn)錄翻譯成多肽鏈而特意設(shè)計(jì)的載體稱為表達(dá)載體。1.質(zhì)粒

(plasmid)特點(diǎn)能在宿主細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立自主復(fù)制；帶有某些遺傳信息,會賦予宿主細(xì)胞一些遺傳性狀。某些細(xì)胞中獨(dú)立于染色體以外共價(jià)閉合環(huán)狀的小分子雙鏈DNA，它具有在宿主細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立復(fù)制的能力，并可在宿主細(xì)胞分裂時(shí)隨染色體一道分配到子細(xì)胞中。

λ噬菌體DNA改造系統(tǒng)

λgt系列（插入型，適用cDNA克?。?/p>

EMBL系列（置換型，適用基因組克?。┦删w(phage)

M13噬菌體DNA改造系統(tǒng)（含lacZ基因）

M13mp系列

pUC系列粘性質(zhì)粒(cosmid)酵母人工染色體

(yeastartificialchromosome,YAC)

細(xì)菌人工染色體

(bacterialartificialchromosome,BAC)

動物病毒DNA改造的載體（如腺病毒，腺病毒相關(guān)病毒，逆轉(zhuǎn)錄病毒）其他需要的工具酶

限制性核酸內(nèi)切酶

DNA聚合酶Ⅰ

逆轉(zhuǎn)錄酶

T4DNA連接酶堿性磷酸酶末端轉(zhuǎn)移酶

TaqDNA聚合酶（二）重組重組DNA技術(shù)中常用的工具酶工具酶功能限制性核酸內(nèi)切酶識別特異序列，切割DNADNA連接酶催化DNA中相鄰的5′磷酸基和3′羥基末端之間形成磷酸二酯鍵，使DNA切口封合或使兩個(gè)DNA分子或片段連接DNA聚合酶Ⅰ合成雙鏈cDNA分子或片段連接缺口平移制作高比活探針DNA序列分析填補(bǔ)3′末端Klenow片段又名DNA聚合酶I大片段，具有完整DNA聚合酶I的53聚合、35外切活性，而無53外切活性。常用于cDNA第二鏈合成，雙鏈DNA3末端標(biāo)記等反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA替代DNA聚合酶I進(jìn)行填補(bǔ)，標(biāo)記或DNA序列分析多聚核苷酸激酶催化多聚核苷酸5′羥基末端磷酸化，或標(biāo)記探針末端轉(zhuǎn)移酶在3′羥基末端進(jìn)行同質(zhì)多聚物加尾堿性磷酸酶切除末端磷酸基限制性核酸內(nèi)切酶(restrictionendonuclease)

限制性核酸內(nèi)切酶(restrictionendonuclease,RE)是識別DNA的特異序列,并在識別位點(diǎn)或其周圍切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切酶。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BamHⅠ定義：與甲基化酶共同構(gòu)成細(xì)菌的限制修飾系統(tǒng)，限制外源DNA，保護(hù)自身DNA。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（基因工程技術(shù)中常用Ⅱ型）分類：作用：第一個(gè)字母取自產(chǎn)生該酶的細(xì)菌屬名，用大寫；第二、第三個(gè)字母是該細(xì)菌的種名，用小寫；第四個(gè)字母代表株；用羅馬數(shù)字表示發(fā)現(xiàn)的先后次序。命名：Hin

dⅢ屬

系

株序Haemophilus

influenzaed株流感嗜血桿菌d株的第三種酶Ⅱ類酶識別序列特點(diǎn)——

回文結(jié)構(gòu)(palindrome)

切口

：平端切口、粘端切口GGATCCCCTAGG呈二元旋轉(zhuǎn)對稱BamHⅠ切割位點(diǎn)：雙鏈DNA的磷酸二酯鍵，產(chǎn)生5’-磷酸基，3’羥基末端切割長度：對于識別4個(gè)核苷酸的酶，每44長度出現(xiàn)一個(gè)靶順序?qū)τ谧R別6個(gè)核苷酸的酶，每46長度出現(xiàn)一個(gè)靶順序BamHⅠGTCCAGGCCTAGGATCCG+GGATCCCCTAGGHindⅡGTCGACCAGCTGGACCTG+平端切口粘端切口來源不同的限制酶，但能識別和切割同一位點(diǎn)，這些酶稱異源同工酶或同裂酶。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BamHⅠGGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BstⅠ異源同工酶：有些限制性內(nèi)切酶雖然識別序列不完全相同，但切割DNA后，產(chǎn)生相同的粘性末端，稱為同尾酶。這兩個(gè)相同的粘性末端稱為配伍未端(compatibleend)。BamHⅠBg

lⅡGGATCCCCTAGGAGATCTTCTAGAGCCTAGGATCCG++ATCTAG

GATCTA同尾酶名稱識別序列及切割位點(diǎn)名稱識別序列及切割點(diǎn)切割后產(chǎn)生５’突出末端:BamHⅠ5’…G▼GATCC...3’Bgl

Ⅱ

5’…A▼GATCT...3’EcoRⅠ

5’…G▼AATTC...3’HindⅢ

5’…A▼AGCTT...3’HpaⅡ

5’…C▼CGG...3’MboⅠ

5’…▼GATC...3’NdeⅠ

5’…GA▼TATG...3’切割后產(chǎn)生3’突出末端:Apa

Ⅰ

5’…GGGCC▼C...3’Hae

Ⅱ

5’…PuGCGC▼Py...3’Kpn

Ⅰ

5’…GGTAC▼C...3’Pst

Ⅰ

5’…CTGCA▼G...3’Sph

Ⅰ

5’…GCATG▼C...3’切割后產(chǎn)生平末端:Alu

Ⅰ

5’…AG▼CT...3’EcoR

Ⅴ

5’…GAT▼ATC...3’HaeⅢ

5’…GG▼CC...3’PvuⅡ

5’…CAG▼CTG...3’SmaⅠ

5’…CCC▼GGG...3’限制性內(nèi)切核酸酶（三）外源基因與載體的連接方式：(1)同一限制酶切位點(diǎn)連接

(2)不同限制酶切位點(diǎn)連接配伍末端連接非配伍末端連接粘性末端連接工具酶：DNA連接酶催化形成3‘，5‘-磷酸二酯鍵，實(shí)現(xiàn)基因與載體的共價(jià)連接，即重組BamHⅠ切割反應(yīng)

GGATCCCCTAGGT4

DNA連接酶15oCGATCCGGCCTAG+目的基因用BamHⅠ切割載體DNA用BamHⅠ切割重組體載體自連目的基因自連同一限制酶切位點(diǎn)連接不同限制酶切位點(diǎn)（非配伍末端）的連接EcoRⅠ切割位點(diǎn)Bg

lⅡ切割位點(diǎn)+EcoRⅠ+Bg

lⅡ雙酶切EcoRⅠ+Bg

lⅡ雙酶切T4

DNA連接酶15oC重組體配伍末端的連接情況和同一限制酶切位點(diǎn)連接相似。平端連接

限制性內(nèi)切酶切割產(chǎn)生的平端粘端補(bǔ)齊或切平形成的平端適用于：目的基因載體限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶T4DNA連接酶15oC重組體載體自連目的基因自連宿主細(xì)胞條件：限制酶和重組酶缺陷易于重組子導(dǎo)入遺傳穩(wěn)定性好安全性高功能互補(bǔ)具有較好翻譯后加工機(jī)制蛋白水解酶基因缺陷或表達(dá)水平低

三、重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞及其篩選與確認(rèn)導(dǎo)入方式：轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction)轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)染(transfection)感染(infection)轉(zhuǎn)導(dǎo)（Transduction）指噬菌體顆粒感染宿主細(xì)胞，通過特定的途徑，將噬菌體核酸注入宿主細(xì)胞內(nèi)的過程，并使噬菌體核酸在宿主細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯或子代噬菌體的繁殖。實(shí)質(zhì)是：被感染的（供體）細(xì)胞釋放出來、再次感染另一（供體）細(xì)胞時(shí)，發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及基因重組。λ噬菌體的生活史溶菌生長途徑(lysispathway)溶源菌生長途徑(lysogenicpathway)轉(zhuǎn)化（Transformation）指感受態(tài)細(xì)胞接納外源DNA分子的過程，并使其在宿主細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)制、擴(kuò)增、轉(zhuǎn)錄、翻譯（統(tǒng)稱表達(dá)）。實(shí)質(zhì)是：通過自動獲取或人為地供給外源DNA，使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型。方式有兩種：二價(jià)金屬離子如Ca2+、Mn2+處理電轉(zhuǎn)化即電穿孔法如：細(xì)菌感受態(tài)制備、重組體轉(zhuǎn)化及篩選細(xì)菌感受態(tài)細(xì)胞的制備：CaCl2

處理法

受體細(xì)菌0-4℃0.1MCaCl2冰浴15-30min細(xì)菌處于感受態(tài)42℃，細(xì)胞熱休克細(xì)菌的細(xì)胞膜通透性增加重組DNA進(jìn)入感受態(tài)細(xì)胞LB0.18M0.1MCaCl20.1MCaCl2H2O細(xì)胞膨脹：低滲環(huán)境胞膜收縮：低溫環(huán)境離子擴(kuò)散：DNA-Ca2＋熱休克：42℃1LLB培養(yǎng)基:10g胰蛋白胨5g酵母提取物10gNaCl0.18M轉(zhuǎn)化

1.根據(jù)表型特征或遺傳標(biāo)記篩選(1)

抗藥性標(biāo)記選擇(2)藍(lán)白篩選2.噬菌體的溶菌性和溶源性3.利用核酸探針篩選4.限制性內(nèi)切核酸酶圖譜篩選5.PCR篩選6.免疫學(xué)方法如免疫化學(xué)方法及酶免檢測分析等（三）宿主細(xì)胞內(nèi)重組子的篩選與確認(rèn)(插入失活法)

抗藥性標(biāo)記選擇

α互補(bǔ)利用α互補(bǔ)原理篩選重組體pUC18

原位雜交

Southern印跡雞的β肌球蛋白的克隆和檢出免疫學(xué)方法重組DNA技術(shù)操作過程可形象歸納為：

小結(jié)分分離目的基因切限制酶切目的基因與載體接拼接重組體

轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞篩篩選重組體

重組DNA技術(shù)操作的主要步驟載體質(zhì)粒噬菌體病毒目的基因（外源基因）基因組DNA

cDNA人工合成PCR產(chǎn)物限制酶消化開環(huán)載體DNA目的基因連接酶重組體轉(zhuǎn)化體外包裝，轉(zhuǎn)染帶重組體的宿主篩選表型篩選酶切電泳鑒定菌落原位雜交表達(dá)體系的建立：表達(dá)載體的構(gòu)建受體細(xì)胞的建立表達(dá)產(chǎn)物的分離純化四、目的基因表達(dá)通過：1.目的DNA的有效轉(zhuǎn)錄2.mRNA的有效翻譯3.翻譯后的加工修飾標(biāo)準(zhǔn)：選擇標(biāo)志 強(qiáng)啟動子翻譯調(diào)控序列 多接頭克隆位點(diǎn)

E.coli表達(dá)體系的不足：不宜表達(dá)真核基因組DNA；不能加工表達(dá)的真核蛋白質(zhì)；表達(dá)的蛋白質(zhì)常形成不溶性包涵體(inclusionbody)

；很難表達(dá)大量可溶性蛋白。1.原核表達(dá)體系(E.coli表達(dá)體系最為常用)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控以操縱子模式進(jìn)行原核生物蛋白質(zhì)因子——操縱子(operon)

機(jī)制特異DNA序列編碼序列

啟動序列操縱序列

其他調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)操縱子模型的普遍性原核生物絕大多數(shù)基因按功能相關(guān)性成簇地串聯(lián)、密集于染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位──操縱子（operon）。一個(gè)操縱子只含一個(gè)啟動序列（promoter）及數(shù)個(gè)可轉(zhuǎn)錄的編碼基因。通常，這些編碼基因可轉(zhuǎn)錄出多順反子mRNA。原核基因的協(xié)調(diào)表達(dá)就是通過調(diào)控單個(gè)啟動基因的活性來完成的。是RNA聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1、啟動序列RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp

tRNATyrlacrecAAra

BAD

TTGACA

TATAAT共有序列圖13-1五種E.coli啟動序列的共有序列2、操縱序列

——阻遏蛋白(repressor)的結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí)，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白（一）乳糖操縱子(lac

operon)的結(jié)構(gòu)

調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動序列操縱序列

結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNAmRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)阻遏基因阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶圖13-4lac

操縱子與阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)原核生物mRNA作為模板進(jìn)行翻譯的效率與強(qiáng)度與SD序列的堿基排序和組成以及其與起始密碼子ATG的間隔相關(guān)：在各種mRNA起始AUG上游約8～13核苷酸部位，存在一段由4～9個(gè)核苷酸組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如-AGGAGG-，稱為Shine-Dalgarno序列(S-D序列)，又稱核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)(ribosomalbindingsite,RBS)。一條多順反子mRNA序列上的每個(gè)基因編碼序列均擁有各自的S-D序列和起始AUG。S-D序列小亞基中的16S-rRNA3ˊ-端有一富含嘧啶堿基的短序列，如-UCCUCC-，通過與S-D序列堿基互補(bǔ)而使mRNA與小亞基結(jié)合。mRNA序列上緊接S-D序列后的小核苷酸序列，可被核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識別并結(jié)合。大鼠胰島素原cDNA的表達(dá)和分泌 優(yōu)點(diǎn)：可表達(dá)克隆的cDNA及真核基因組DNA

可適當(dāng)修飾表達(dá)的蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物分區(qū)域積累缺點(diǎn)：操作技術(shù)難、費(fèi)時(shí)、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)染

——將表達(dá)載體導(dǎo)入真核細(xì)胞的過程方法：磷酸鈣轉(zhuǎn)染

DEAE葡聚糖介導(dǎo)轉(zhuǎn)染電穿孔脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染顯微注射2.真核表達(dá)體系（酵母、昆蟲、乳類動物細(xì)胞）真核基因順式作用元件影響基因轉(zhuǎn)錄活性啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上的功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒CCAAT盒GC盒TATA盒轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)高等真核生物上游激活序列（UAS）TATA盒轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)酵母圖13-7真核基因啟動子的典型結(jié)構(gòu)增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時(shí)間、空間特異性、增強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。其發(fā)揮作用的方式通常與方向、距離無關(guān)。沉默子(silencer)某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性，必須經(jīng)過復(fù)雜的加工過程才能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì)，這一加工過程稱為翻譯后修飾(posttranslationalmodification)。翻譯后修飾包括多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)象及對肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾、空間結(jié)構(gòu)的修飾等。翻譯后修飾使得蛋白質(zhì)組成更加多樣化，從而使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)更大的復(fù)雜性。多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈N-端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開始?？赡茈S著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空間構(gòu)象。一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級結(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)折疊都不是自動完成，而需要其他酶和蛋白質(zhì)輔助。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)修飾主要是肽鍵水解和化學(xué)修飾

（一）肽鏈末端的修飾（二）個(gè)別氨基酸的共價(jià)修飾1．糖基化2．羥基化3．甲基化4．磷酸化5．二硫鍵形成6．親脂性修飾例：鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾多肽鏈的水解修飾空間結(jié)構(gòu)的修飾結(jié)合蛋白質(zhì)合成后都需要結(jié)合相應(yīng)輔基，才能成為具有功能活性的天然蛋白質(zhì)。具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上的肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體(oligomer)。（一）通過非共價(jià)鍵亞基聚合形成具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)（二）輔基連接后形成完整的結(jié)合蛋白質(zhì)合成后蛋白質(zhì)可被靶向輸送至細(xì)胞特定部位蛋白質(zhì)在核蛋白體上合成后，必須分選出來，定向輸送到一個(gè)合適的部位才能行使各自的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)的靶向輸送與翻譯后修飾過程同步進(jìn)行。所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要是N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這類