第十二蛋白質(zhì)的生物合成

翻譯的基本過程為3個階段：起始、延長、終止蛋白質(zhì)前體合成后，還必須經(jīng)過翻譯后加工才能成為具有生物功能的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)定向運輸?shù)较鄳?yīng)部位發(fā)揮作用當(dāng)前1頁，總共95頁。第一節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成體系當(dāng)前2頁，總共95頁。mRNAtRNArRNA和多種蛋白質(zhì)多種生物大分子當(dāng)前3頁，總共95頁。一、mRNA（一）mRNA的特點1原核mRNA多順反子（polycistronic）當(dāng)前4頁，總共95頁。順反子（cistron）：編碼一個多肽鏈的遺傳單位轉(zhuǎn)錄后無需特別加工；轉(zhuǎn)錄未完成時翻譯即開始當(dāng)前5頁，總共95頁。當(dāng)前6頁，總共95頁。2真核mRNA單順反子（monocistronic）hnRNA加工修飾后成為成熟的mRNA當(dāng)前7頁，總共95頁。（二）遺傳密碼1遺傳密碼（geneticcodon）概念：在mRNA信息區(qū)內(nèi)從5′→3′每三個相鄰的核苷酸組成一個三聯(lián)體，編碼一種氨基酸，稱為該氨基酸的遺傳密碼當(dāng)前8頁，總共95頁。當(dāng)前9頁，總共95頁。2個數(shù)：64個3分類終止密碼（UAA，UAG，UGA）有意義密碼（其余61種密碼）起始密碼（AUG）還可編碼蛋氨酸當(dāng)前10頁，總共95頁。

4開放閱讀框架（ORF）

Openingreadingframe

從mRNA5’端起始密碼子AUG到3’端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開放閱讀框架當(dāng)前11頁，總共95頁。5遺傳密碼的特點連續(xù)性A密碼子必須連續(xù)閱讀，無間隔和標(biāo)點符號BmRNA分子中5′→3′密碼子的排列順序決定了蛋白質(zhì)分子N端→C端氨基酸排列順序當(dāng)前12頁，總共95頁?！璆CA

GUA

CAU

GUC……

丙纈組纈

C……GAG

UAC

AUG

UC…..

谷酪蛋絲當(dāng)前13頁，總共95頁。當(dāng)前14頁，總共95頁。簡并性A每個氨基酸有1個（Trp、Met）～6個密碼子（Arg、leu、Ser），多數(shù)為2～4個密碼子B簡并性的實質(zhì)是密碼子第3個堿基的搖擺性當(dāng)前15頁，總共95頁。當(dāng)前16頁，總共95頁。當(dāng)前17頁，總共95頁。通用性從原核生物到人類均使用同一套密碼的現(xiàn)象擺動性

密碼子與tRNA反密碼子反向配對咬合，第3位堿基不遵守堿基配對原則的現(xiàn)象當(dāng)前18頁，總共95頁。當(dāng)前19頁，總共95頁。精氨酸當(dāng)前20頁，總共95頁。（三）mRNA的功能作為翻譯的模板當(dāng)前21頁，總共95頁。二、rRNA（核蛋白體）（一）核蛋白體組成及結(jié)構(gòu)

1由多種核蛋白體蛋白質(zhì)和rRNA組成當(dāng)前22頁，總共95頁。原核生物真核生物小亞基RNAprRNApr16SrRNA21種18SrRNA33種大亞基5SrRNA23SrRNA36種5SRNA28SRNA5.8SrRNA49種當(dāng)前23頁，總共95頁。當(dāng)前24頁，總共95頁。2A位、P位和E位P位（peptidylsite，肽酰位），又稱給位（Donorsite）A位（aminoacylsite，氨基酰位），又稱受位（acceptorsite）E位（exitsite），是卸載tRNA的排出位當(dāng)前25頁，總共95頁。當(dāng)前26頁，總共95頁。（二）核蛋白體的功能是翻譯進(jìn)行的場所1小亞基結(jié)合mRNA、起始氨酰?tRNA當(dāng)前27頁，總共95頁。2大亞基轉(zhuǎn)肽酶：催化形成肽鍵

有若干種，是大亞基結(jié)合蛋白質(zhì)的一部分

EF-Tu位點和轉(zhuǎn)位因子EF-G位點當(dāng)前28頁，總共95頁。三、tRNA當(dāng)前29頁，總共95頁。（一）tRNA的功能結(jié)合并轉(zhuǎn)運氨基酸1氨基酸臂3′末端?CCA?OH攜帶氨基酸當(dāng)前30頁，總共95頁。2反密碼環(huán)中的反密碼子與mRNA分子中的密碼子按堿基配對原則反方向咬合當(dāng)前31頁，總共95頁。當(dāng)前32頁，總共95頁。3DHU環(huán)是氨基酰tRNA合成酶的識別位點4TψC環(huán)是核蛋白體的識別位點當(dāng)前33頁，總共95頁。（二）氨基酰-tRNA的合成1氨基酰tRNA合成酶催化特異氨基酸與特異tRNA合成氨基酰tRNA高專一性，種類多，有校正作用當(dāng)前34頁，總共95頁。氨基酸＋tRNAATP

氨基酰tRNA合成酶AMP＋PPi

氨基酰-tRNA當(dāng)前35頁，總共95頁。當(dāng)前36頁，總共95頁。氨基酰-tRNA的表示方法Eg：Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet

當(dāng)前37頁，總共95頁。2肽鏈起始時的氨基酰-tRNA真核生物

真核生物與蛋氨酸結(jié)合的tRNA至少有2種：當(dāng)前38頁，總共95頁。tRNAiMet（起始階段）

起始者tRNA(initiator-tRNA)tRNAeMet（延長階段）（e：elongation）當(dāng)前39頁，總共95頁。AUG5’3’UAAORFMetMet

Met-tRNAiMetAUGMet-tRNAeMet當(dāng)前40頁，總共95頁。原核生物原核生物的起始密碼只能辨認(rèn)N-甲酰蛋氨酸當(dāng)前41頁，總共95頁。

Met-tRNAMetTHFA-CHO

轉(zhuǎn)甲?；窮H4fMet-tRNAfMet當(dāng)前42頁，總共95頁。四、參與翻譯的

其它蛋白因子起始因子（initiationfactor，IF）

原核：IF1、IF2、IF3真核：eIF當(dāng)前43頁，總共95頁。延長因子（elongationfactor，EF）原核：EFTu、EFTs、EFG真核：EF1、EF2當(dāng)前44頁，總共95頁。釋放因子（releasefactor，RF）原核：RF1、RF2、RF3真核：eRF當(dāng)前45頁，總共95頁。第二節(jié)

蛋白質(zhì)生物合成過程當(dāng)前46頁，總共95頁。翻譯過程：起始、延長、終止蛋白質(zhì)合成后的加工修飾當(dāng)前47頁，總共95頁。一、起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合形成翻譯起始復(fù)合物的過程當(dāng)前48頁，總共95頁。（一）原核起始復(fù)合物形成1.IF-3、IF-1與小亞基結(jié)合，促使大小亞基分離2.mRNA在小亞基上定位結(jié)合當(dāng)前49頁，總共95頁。mRNA在小亞基上定位的機制：1）mRNA上的S-D序列與小亞基16-SrRNA3′端的UCCU序列堿基互補，促使mRNA與小亞基結(jié)合當(dāng)前50頁，總共95頁。

S-D序列（Shine-Dalgarno序列）指位于mRNA起始密碼上游8～13b部位的4～9b的一致序列，富含嘌呤堿基如AGGAGG，又稱核蛋白體結(jié)合位點（ribosomalbindingsite，RBS）當(dāng)前51頁，總共95頁。當(dāng)前52頁，總共95頁。2）緊隨S-D序列的小核苷酸序列可被核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識別結(jié)合當(dāng)前53頁，總共95頁。當(dāng)前54頁，總共95頁。3起始氨基酰-tRNA的結(jié)合fMet?tRNAfMet?IF2?GTP復(fù)合物辨認(rèn)結(jié)合于mRNA起始密碼AUG上，fMet?RNAfMet定位于P位，A位被IF-1占據(jù)當(dāng)前55頁，總共95頁。IF1:占據(jù)A位IF2:促進(jìn)啟始tRNA與小亞基結(jié)合IF3:促進(jìn)大小亞基分離當(dāng)前56頁，總共95頁。

4核蛋白體大亞基結(jié)合結(jié)合了fMet-tRNAfMet，

mRNA的小亞基與大亞基結(jié)合，3種IF釋放，形成翻譯起始復(fù)合物當(dāng)前57頁，總共95頁。當(dāng)前58頁，總共95頁。（二）真核生物翻譯

起始復(fù)合物形成與原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成相似當(dāng)前59頁，總共95頁。二、肽鏈的延長指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，依次添加氨基酸，從N端向C端延伸肽鏈，直至合成終止當(dāng)前60頁，總共95頁。核蛋白體循環(huán)即翻譯的多肽鏈延長過程，在核蛋白體上，按mRNA的密碼子順序，經(jīng)進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位三步循環(huán)過程，氨基酸縮合成多肽鏈的過程當(dāng)前61頁，總共95頁。（一）進(jìn)位

EFTu、EFTs協(xié)助與A位密碼子對應(yīng)的特異氨基酰tRNA進(jìn)入A位需消耗1分子GTP（1～P）當(dāng)前62頁，總共95頁。當(dāng)前63頁，總共95頁。（二）成肽轉(zhuǎn)肽酶催化P位fMet（或肽酰）與A位氨基酰以肽鍵相連，P位上的tRNA空載，需Mg2+、K+當(dāng)前64頁，總共95頁。當(dāng)前65頁，總共95頁。（三）轉(zhuǎn)位由EFG（轉(zhuǎn)位酶）催化核蛋白體沿mRNA由5′→3′移動1個密碼子的位置，使A位的肽酰tRNA移到P位，A位空出，卸載的tRNA移入E位需消耗1分子GTP（1～P）當(dāng)前66頁，總共95頁。當(dāng)前67頁，總共95頁。核蛋白體沿5’→3’方向閱讀遺傳密碼，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位的循環(huán)過程，每次向肽鏈C端添加1個氨基酸每添加1個氨基酸需～P4個當(dāng)前68頁，總共95頁。三、終止1RF1或RF2識別并結(jié)合定位于A位的終止密碼子當(dāng)前69頁，總共95頁。當(dāng)前70頁，總共95頁。2RF3使轉(zhuǎn)肽酶變構(gòu)為酯酶，水解P位肽酰?tRNA相連的酯鍵，肽鏈釋出；mRNA、tRNA、RF脫落，IF1和IF3催化大、小亞基解聚當(dāng)前71頁，總共95頁。當(dāng)前72頁，總共95頁。多聚核蛋白體（polysome）

1條mRNA模板鏈上同時附著10～100個核蛋白體，依次結(jié)合起始密碼，并沿5‘→3’方向讀碼移動，同時進(jìn)行肽鏈合成的現(xiàn)象當(dāng)前73頁，總共95頁。當(dāng)前74頁，總共95頁。21AUG5’3’當(dāng)前75頁，總共95頁。4321AUG5’3’當(dāng)前76頁，總共95頁。二、一級結(jié)構(gòu)的修飾1肽鏈N端的修飾－切除甲硫氨酸2個別氨基酸的共價修飾

Eg：羥基化、磷酸化、甲基化等當(dāng)前77頁，總共95頁。3多肽鏈的水解修飾Eg：胰島素原→胰島素蛋白酶原→蛋白酶鴉片促黑皮質(zhì)素原→ACTH當(dāng)前78頁，總共95頁。三、空間結(jié)構(gòu)的修飾1亞基聚合2輔基連接3疏水脂鏈的共價連接當(dāng)前79頁，總共95頁。四、蛋白質(zhì)合成

后的靶向輸送指蛋白質(zhì)合成后經(jīng)復(fù)雜的機制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的目標(biāo)地點由N端特異的氨基酸序列－信號序列來引導(dǎo)當(dāng)前80頁，總共95頁。（一）分泌蛋白的靶向輸送肽鏈

信號序列引導(dǎo)↓內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

包裝進(jìn)分泌小泡↓轉(zhuǎn)移、融合到其它部位或分泌出細(xì)胞當(dāng)前81頁，總共95頁。

1信號肽（signalpeptide）各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱為信號肽，由13～36個氨基酸殘基組成當(dāng)前82頁，總共95頁。分3部分：堿性N端，含Lys，Arg

疏水核心區(qū)，由中性氨基酸Leu、Ile等組成

C端加工區(qū)，多含Gly、Ala、Ser，后接被信號肽酶切開的區(qū)段當(dāng)前83頁，總共95頁。2分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程信號肽識別顆粒（Signalrecognitionparticles，SRP）1個7S-RNA和6個多肽亞基組成對接蛋白（dockingprotein，DP）SRP受體，位于ER膜上當(dāng)前84頁，總共95頁。①信號肽與SRP結(jié)合，翻譯暫停②SRP與DP結(jié)合，膜蛋白通道開放、信號肽進(jìn)入通道，翻譯重新開始③信號肽引導(dǎo)合成的多肽鏈進(jìn)入RE