蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第1頁中心法則

(TheCentralDogma)轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第2頁第一節(jié)：蛋白質(zhì)合成生物體系蛋白質(zhì)生物合成體系極其復(fù)雜：20種氨基酸,mRNA,核糖體,還包含各種蛋白質(zhì)因子、其它蛋白質(zhì)、酶類以及ATP、GTP等供能物質(zhì)與必要無機離子等：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第3頁（一）原核生物mRNA特點原核生物mRNA起始密碼AUG上游４～7個核苷酸以外有一段5-UAAGGAGG-3

保守序列稱為S-D(Shine-DalgarnoSequence)。該序列是核糖體識別結(jié)合位點．1、S-D(Shine-Dalgarno)序列一.生物合成模板－mRNA蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第4頁2、多順反子(polycistron)

順反子(cistron)遺傳學(xué)將編碼一個多肽mRNA上遺傳單位稱為順反子．蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第5頁乳糖操縱子(lacoperon)結(jié)構(gòu)調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點開啟序列操縱序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第6頁3、連續(xù)基因

多順反子mRNA所轉(zhuǎn)錄基因與基因之間有一段長度不等間隔堿基序列，有mRNA鏈上基因間隔僅有1個堿基，甚至有編碼序列相互重合。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第7頁E和D：鄰氨基苯甲酸合成酶兩個亞基A和B：色氨酸合成酶α、β亞基C:吲哚甘油磷酸合成酶前導(dǎo)序列

EDCBAOPtrpR結(jié)構(gòu)基因蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第8頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第9頁（二）真核生物mRNA特點起始密碼子常處于－CCACCAUGG－序列中，這段保守序列存在能增加翻譯起始效率，這段序列稱為Kozark序列(MarilynKozark).１、Kozark序列(MarilynKozark)

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第10頁2、斷裂基因

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第11頁

3、單順反子

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第12頁因為氨基酸有20種，而核苷酸只有4種，其對應(yīng)關(guān)系不可能是

1核苷酸→1氨基酸（41＝4，4＜20)2核苷酸→1氨基酸（42＝16＜20)但3核苷酸→1氨基酸（43＝64＞20）是可能，這從理論上必定了三聯(lián)體密碼子結(jié)構(gòu)形式。MarshallNirenberg(1961)遺傳密碼破譯（三）、遺傳密碼蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第13頁Nirenberg等設(shè)計試驗：用化學(xué)合成mRNA為模板，利用無細胞體系進行體外翻譯試驗：Poly(U)n→多聚苯丙氨酸；UUU→苯丙氨酸Poly(A)n→多聚賴氨酸；AAA→賴氨酸Poly(C)n→多聚脯氨酸；CCC→脯氨酸Poly(G)n→多聚甘氨酸；GGG→甘氨酸Poly(AC)n→蘇氨酸/組氨酸交替組成肽鏈

ACA→蘇氨酸？

CAC→組氨酸？Poly(AAC)n→多聚蘇氨酸；ACA→蘇氨酸蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第14頁M.Nirenberg&P.Leder(1964.Science145;1399)InvitrotRNAaaRibosomeNitrocellulosefilterUCU(trinucleotides)Ser-C14,Leu,Lys,Arg,…Ser,Leu-C14,Lys,Arg,…Ser,Leu,Lys-C14,Arg,………蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第15頁Ser-C14….

Leu-C14….

Lys-C14….

Gly-C14….

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第16頁閱讀框架指mRNA中從特定位點開始，一段含有翻譯密碼堿基序列。mRNA中編碼序列在被核糖體閱讀和翻譯時，從起始到終止都是以不重合和不停頓方式連續(xù)進行，即從mRNA5’端開始，以三個核苷酸為一組方式進行。所以，就有可能存在三種閱讀框架，每一個框架只相差一個堿基位移。三種框架出現(xiàn)完全取決于哪一個核苷酸作為第一個密碼子第一個堿基。一些基礎(chǔ)概念：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第17頁開放閱讀框架

指從AUG開始到終止密碼子處正確可讀序列。通常情況下，在三種框架中，只有一個能夠正確地編碼有功效活性蛋白質(zhì)，而其它閱讀框架往往因為頻繁出現(xiàn)終止密碼子而被封閉。所以，普通一條mRNA序列僅編碼一條蛋白質(zhì)多肽鏈。

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第18頁閱讀框架1UUAUGAGCGCUAAAU閱讀框架2UUAUGAGCGCUAAAULeuStopAlaLeuAsnTyrGluArgStop閱讀框架3UUAUGAGCGCUAAAUMetSerAlaLys閱讀框架可能存在形式核糖體選擇正確開放框架封閉蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第19頁５’３’AUGGGCAAUCCCUAA終止密碼開放閱讀框架蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第20頁遺傳密碼（geneticcode）：

是mRNA分子上按照5’→3’方向，每三個核苷酸與一個氨基酸對應(yīng)，全部64種組合所形成體系。密碼子（codon）：每一個三聯(lián)核苷酸次序稱為密碼子，也叫三聯(lián)體密碼。每一個密碼子與特定一個氨基酸相對應(yīng)。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第21頁終止密碼（stopcoden）：

也稱無意義密碼子（nonsensecoden）：沒有對應(yīng)tRNA反密碼子與之結(jié)合，但能被蛋白質(zhì)合成終止因子或釋放因子識別，終止肽鏈合成。

終止密碼有3個：UAA、UAG、UGA起始密碼（initiation/startcoden）：

AUG，是多肽鏈翻譯開始第一個密碼子，在鏈內(nèi)部則作為蛋氨酸密碼子。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第22頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第23頁1、方向性:mRNA分子中遺傳密碼閱讀方向是從5’端到3’端。2、連續(xù)性:mRNA分子中編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列各個三聯(lián)體密碼是連續(xù)排列，密碼間無標(biāo)點符號，沒有間隔。移碼突變遺傳密碼特點：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第24頁５’３’AUGGGCAAUCCCUAA終止密碼開放閱讀框架蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第25頁3、吞并性與偏愛性吞并性：

遺傳密碼簡并性通常是指密碼子前兩位堿基相同，第三位堿基不一樣仍編碼相同氨基酸。同義密碼子：編碼相同氨基酸密碼子統(tǒng)稱為密碼子家族，其組員互稱為同義密碼子。簡并性現(xiàn)象決定了“同義突變”存在，即DNA或mRNA序列中一個核苷酸改變（點突變）可能并不影響其編碼多肽鏈中氨基酸性質(zhì)和序列。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第26頁偏愛性：

是指即使多數(shù)氨基酸有一個以上密碼子，但這些密碼子使用頻率各不相同。原核生物和真核生物有著各自密碼偏愛性，如：脯氨酸密碼子有CCC（真核生物）和CCG（原核生物）；某一個密碼子使用頻率與細胞內(nèi)對應(yīng)tRNA豐度一致，二者之間相互協(xié)調(diào)有利于細胞內(nèi)某一氨基酸含量高蛋白質(zhì)順暢表示。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第27頁理論意義：遺傳密碼偏愛性能夠作為基因表示調(diào)控一個機制，比如基因序列中出現(xiàn)稀有密碼子時，能夠使蛋白質(zhì)生物合成受到延遲。實踐意義：

當(dāng)大家期望人工合成基因片段能在細胞內(nèi)高效表示時，應(yīng)考慮采取該細胞偏愛密碼子作為基因密碼子，以此來指導(dǎo)人類對基因改造。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第28頁4、擺動性

是指在蛋白質(zhì)生物合成過程中，密碼子第三位堿基總是處于一個不穩(wěn)定位置，它與反密碼子第一個堿基配對結(jié)合強度不如前兩個堿基，即“擺動堿基配對”。其結(jié)果是使一個tRNA分子可與一個以上密碼子堿基配對。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第29頁UAUmRNA3'5'擺動配對蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第30頁密碼子、反密碼子配正確擺動現(xiàn)象tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG結(jié)果：一個tRNA能與多個一二位相同三聯(lián)體密碼配對（簡并密碼子）蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第31頁5、通用性：

遺傳密碼通用性是指從最簡單生物一直到人類，除個別細胞器特殊密碼子外，遺傳密碼都是相同。理論意義：這對進化過程中生物物種穩(wěn)定性及物種之間相互聯(lián)絡(luò)與溝通是十分主要。實踐意義：這對當(dāng)代基因工程，利用低等細胞生成包含人類在內(nèi)高等哺乳動物基因產(chǎn)物提供了可能性。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第32頁二、蛋白質(zhì)生物合成場所場所：核糖體（ribosome)結(jié)構(gòu):Mg2+,蛋白質(zhì)，rRNA蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第33頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第34頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第35頁核糖體RNA作用1.大亞基rRNA含有肽?；D(zhuǎn)移酶活性,催化肽鍵合成。2.小亞基含有mRNA上S-D互補序列,是識別結(jié)合mRNA位點。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第36頁3.核糖體大亞基5SrRNA含有兩個保守序列,其中一個與tRNA

TψC環(huán)互補識別序列,另一個與23SrRNA互補識別序列,穩(wěn)定核糖體結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第37頁①容納mRNA部位;②結(jié)合氨基酰tRNA氨基酰位（amino-acylsite,Α位）；③結(jié)合肽酰tRNA肽酰位(peptidylsite,Ρ位）；原核生物核糖體最少有6個功效部位:

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第38頁④tRNA排出位(exitsite,Ε位）；⑤肽基轉(zhuǎn)移酶所在部位；⑥轉(zhuǎn)位酶位點。真核生物核糖體結(jié)構(gòu)與原核生物相同，但組分更復(fù)雜。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第39頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第40頁mRNA結(jié)合位點蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第41頁核蛋白體與起始fmet－tRNAfmet結(jié)合蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第42頁◆tRNA種類：30種

◆同工tRNA：指攜帶不一樣密碼子，但識別相同氨基酸一組tRNA。三、蛋白質(zhì)合成搬運工具——tRNA蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第43頁反密碼環(huán)氨基酸臂蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第44頁tRNA三級結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第45頁核糖體活性結(jié)合位點蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第46頁（1）氨基酰-tRNA合成酶

(aminoacyl-tRNA

synthetase)2.氨基酸活化①活化反應(yīng)：氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶活化反應(yīng):形成酯鍵蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第47頁◆.氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。經(jīng)過其活性部位實現(xiàn)?！?氨基酰-tRNA合成酶含有校正活性，將錯配進行校正。氨基酰-tRNA合成酶特點蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第48頁（2）活化過程：第一步反應(yīng)氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E

＋

PPi

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第49頁第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋

tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP

＋

E蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第50頁（3）活化氨基酸表示方法：氨基酰-tRNA表示方法：

Ala-tRNAAla

Ser-tRNASer

Met-tRNAMet蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第51頁四、蛋白因子

（１）起始因子：

原核生物IF

：IF－１，IF－２,IF－３

真核生物eIF：

eIF－２，eIF－３,eIF－４帽結(jié)合蛋白（CBP/

eIF－４)，eIF－５

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第52頁（２）延長因子EF：

原核生物：EF-T，EF-G

真核生物：EF-１EF-２

（３）釋放因子RF：

原核生物：RF-1，RF-2,RF-3，

真核生物：eRF-1，eRF-3

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第53頁第二節(jié)：蛋白質(zhì)合成過程

核糖體讀碼方向:5’→3’肽鏈合成方向:N→C起始、延長、終止蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第54頁一、起始：指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物。需起始因子（initiationfactor,IF)參加,并消耗能量GTP(1個）蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第55頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第56頁核蛋白體大小亞基分離；mRNA在小亞基上定位結(jié)合；起始fMet-tRNAiMet結(jié)合；核蛋白體大亞基結(jié)合。原核生物合成起始蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第57頁IF-11、核蛋白體大小亞基分離目錄IF-1，IF-3與小亞基結(jié)合促進大小亞基分離蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第58頁2、mRNA在小亞基定位結(jié)合IF-3促進mRNA在小亞基定位結(jié)合IF-1IF3AUG蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第59頁（1）mRNA位于起始密碼上游8-13核苷酸部位，存在4-9個核苷酸保守序UAAGGAGG（S-D，核糖體識別序列）（2）原核生物小亞基3’端存在與之互補序列

AUUCCUCC反向互補配對。mRNA定位基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第60頁S-D序列

RNA-RNA識別RNA-蛋白質(zhì)識別mRNA固定小亞基,使AUG固定于P位蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第61頁IF-1IF-2GTP3、起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'目錄反密碼子識別P位密碼子,使起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基就位.此時A位上面結(jié)合有IF-1IF-3蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第62頁IF-2GTP起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)三元復(fù)合物蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第63頁IF-3IF-1IF-2GTPAUG5'3'目錄反密碼子識別P位密碼子,使起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基就位.蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第64頁IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成AUG5'3'目錄大亞基結(jié)合，水解GTP消耗能量,釋放起始因子蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第65頁IF-3IF-1AUG5'3'IF-2-GTPIF-2GDPPi目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第66頁（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物形成4、核蛋白體大亞基結(jié)合。消耗GTP,釋放各因子.1、核蛋白體大小亞基分離；2、起始氨基酰-tRNA與小亞基P位結(jié)合；3、mRNA在核蛋白體小亞基準(zhǔn)確就位；蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第67頁40S60S真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過程40S60SeIF-3、eIF-2B與小亞基結(jié)合并在eIF-6參加下GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PieIF4F復(fù)合物（elF4E、elF4G、elF4A），elF4B，PABP③mRNAAUGMetAUGmetP①elF-2、GTP（eIF-3、eIF-4C）②MetMet-tRNAiMetMeteIF-2-GTPAUG掃描至kozak序列蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第68頁二、肽鏈合成延長

概述肽鏈合成：指依據(jù)mRNA密碼序列指導(dǎo)，按次序添加氨基酸從N端向C端延，伸肽鏈到合成終止過程。

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第69頁

肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進行，每次循環(huán)增加一個氨基酸，包含以下三步：核蛋白體循環(huán)

(ribosomalcycle)：進位(entrance)成肽(peptidebondformation)轉(zhuǎn)位(translocation蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第70頁延長因子(elongationfactor,EF）延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts)

EF-G真核生物：eEF-1,eEF-2蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第71頁原核延長因子生物功效對應(yīng)真核延長因子EF-Tu促進氨基酰-tRNA進入A位，結(jié)合分解GTPEF-1-αEF-Ts調(diào)整亞基EF-1-βγEF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進卸載tRNA釋放EF-2肽鏈合成延長因子蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第72頁又稱注冊(registration)1、進位指依據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導(dǎo)，使對應(yīng)氨基酰-tRNA進入核蛋白體A位。

目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第73頁延長因子EF-T催化進位（原核生物）

①②③④蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第74頁TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第75頁

A位成肽2、成肽蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第76頁A位UAC3‘CCA

C=ONH2-C-HR1P位AUGmRNA3‘CCA

C=ONH2-C-HR2-H2O

C=ONH-C-HR2

C=ONH2-C-HR1N端蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第77頁延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進核蛋白體向mRNA3'側(cè)移動。原核生物EF-G轉(zhuǎn)位酶活性，消耗1GTP；真核生物eEF-2與EF-G同源3、轉(zhuǎn)位蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第78頁fMetAUG5'3'fMetTuGTP目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第79頁進位轉(zhuǎn)位成肽蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第80頁真核生物肽鏈合成延長過程與原核基礎(chǔ)相同，但有不一樣反應(yīng)體系和延長因子。另外，真核細胞核蛋白體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載tRNA直接從P位脫落。真核生物延長過程蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第81頁原核延長因子生物功效對應(yīng)真核延長因子EF-Tu促進氨基酰-tRNA進入A位，結(jié)合分解GTPEF-1-αEF-Ts調(diào)整亞基EF-1-βγEF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進卸載tRNA釋放EF-2肽鏈合成延長因子蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第82頁

三、肽鏈合成終止當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停頓，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。

需對應(yīng)蛋白因子(釋放因子)參加蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第83頁釋放因子(releasefactor,RF)種類:原核生物釋放因子：RF-1，RF-2RF-3真核生物釋放因子：eRF-1eRF-3蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第84頁1.識別終止密碼，如RF-1特異識別UAA、UAG；而RF-2可識別UAA、UGA。需能量GTP,RF-3GTPase2.誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶（肽酰基轉(zhuǎn)移酶）改變?yōu)轷ッ富钚?使肽?；D(zhuǎn)移到水分子上面，肽鏈從核蛋白體上釋放。釋放因子功效蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第85頁UAG5'3'RFCOO-目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第86頁蛋白質(zhì)合成過程中一條mRNA上附著多個核蛋白體形成多聚核蛋白體.多聚核蛋白體：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第87頁電鏡下多聚核蛋白表達象目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第88頁mRNA核糖體DNA5’3’PABCD多聚核蛋白體產(chǎn)生蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第89頁（一）、抗生素(antibiotics)

是微生物產(chǎn)生能夠殺滅或抑制細菌一類藥品。三、蛋白合成與藥品蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第90頁抗生素類抗生素作用點作用原理應(yīng)用四環(huán)素族（金霉素新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素紅霉素梭鏈孢酸

放線菌酮嘌呤霉素原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基真核核蛋白體大亞基真核、原核核蛋白體抑制氨基酰-tRNA與小亞基結(jié)合，改變構(gòu)象引發(fā)讀碼錯誤、抑制起始抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位與EFG-GTP結(jié)合，抑制肽鏈延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長氨基酰-tRNA類似物，進位后引發(fā)未成熟肽鏈脫落抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥醫(yī)學(xué)研究抗腫瘤藥抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成原理蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第91頁四環(huán)素族抑制氨基酰入位氯霉素，林可霉素，大環(huán)內(nèi)酯類鏈霉素和卡那霉素改變小亞基構(gòu)象引發(fā)讀碼錯誤嘌呤霉素放線菌酮抑制轉(zhuǎn)肽酶目錄與氨基酰-tRNA3’端結(jié)構(gòu)相同抗生素類蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第92頁

嘌呤霉素作用示意圖與氨基酰－tRNA相同核糖體錯認為A位是活化氨基酸蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第93頁（二）干擾素：真核細胞感染病毒后能分泌一類有抗病毒作用蛋白質(zhì)．１．干擾素分類：白細胞－－－INF-α成纖維細胞----INF-β淋巴細胞-------INF-γ蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第94頁干擾素作用機理（1）干擾素誘導(dǎo)蛋白激酶dsRNA(病毒)ATPeIF2ADPeIF2-P（失活）Pi磷酸酶蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第95頁降解病毒mRNAdsRNA干擾素AAPAPPPP2

5

2

5

5

2

-5

AAPPPATP2-5A合成酶RNaseLRNaseL活化核酸內(nèi)切酶（2）間接活化核酸內(nèi)切酶使mRNA降解蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第96頁白喉毒素++延長因子-2（有活性）延長因子-2（無活性）ADP糖基化修飾（三）毒素1、白喉毒素蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第97頁2、植物毒素紅豆堿、蓖麻蛋白能夠與真核生物核糖體大亞基結(jié)合，抑制肽鏈延長。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第98頁第二節(jié)蛋白質(zhì)折疊與修飾加工蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第99頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第100頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第101頁（一）分子伴侶分子伴侶是細胞一類保守蛋白質(zhì)，能識別肽鏈非天然構(gòu)象，經(jīng)過與疏水肽段結(jié)合和釋放作用（消耗ATP),消除蛋白質(zhì)不正確疊折，促進各功效域和整體蛋白質(zhì)正確折疊。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第102頁2024/4/1822:16煙臺大學(xué)藥學(xué)院

SchoolPharmacyofYantaiUniversity分子伴侶幫助新生肽鏈正確折疊蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第103頁分子伴侶分類核糖體結(jié)合性分子伴侶

如：觸發(fā)因子（TF），新生鏈相關(guān)復(fù)合物（NAC）非核糖體結(jié)合性分子伴侶

如：熱休克蛋白70家族，熱休克蛋白60家族（蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶、肽酰脯氨酸異構(gòu)酶等）蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第104頁1、常見hsp70家族包含：hsp40（DnaJ），hsp70（DnaK），GrpE

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第105頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第106頁2、hsp60家族

又稱為伴侶蛋白包含GroEL和GroES(真核細胞同源物HSP60,HSP10)家族，作用為非自發(fā)折疊蛋白質(zhì)創(chuàng)造折疊微環(huán)境．蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第107頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第108頁伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進蛋白質(zhì)折疊過程hsp60hsp60hsp60蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第109頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第110頁（二）蛋白二硫鍵異構(gòu)酶部位:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高,多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵正確形成對穩(wěn)主要在細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行。功效:在肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定天然構(gòu)象。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第111頁目錄蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第112頁(三）肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶天然蛋白質(zhì)多肽鏈中肽酰-脯氨酸間肽鍵絕大個別是反式構(gòu)型，僅6%為順式構(gòu)型。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進上述順反兩種異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)換。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶也是蛋白質(zhì)三維空間構(gòu)象形成限速酶。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第113頁二、蛋白質(zhì)加工從核糖體上釋放出新生多肽鏈?zhǔn)紫缺仨氄_折疊成含有三級結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象，然后再經(jīng)過一系列成熟和加工修飾過程才能真正成為有生物活性蛋白質(zhì),該過程稱為翻譯后加工加工過程（post-translationprocessing)。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第114頁1、肽鏈N端fMet或Met切除脫甲酰酶（deformylase）:除去N-端fMet甲?；?，留下Met作為第一個氨基酸；氨肽酶去除Met。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第115頁2、特定氨基酸共價修飾

主要包含：磷酸化、甲基化、乙?；?、羥基化、親脂化修飾。比如:膠原蛋白中賴氨酸、脯氨酸殘基羥基化；

甲狀腺球蛋白碘化；

信號傳遞分子中絡(luò)氨酸、絲氨酸、蘇氨酸磷酸化。組蛋白精氨酸乙?；?/p>

蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第116頁二硫鍵形成異構(gòu)酶谷胱甘肽3、二硫鍵形成和正確配對：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第117頁二硫鍵異構(gòu)酶

部位:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高,多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵正確形成對穩(wěn)主要在細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行。功效:在肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定天然構(gòu)象。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第118頁谷胱甘肽

鏈內(nèi)二硫鍵形成起著主要作用。G-SH:還原性谷胱甘肽。G-S-S-G:氧化性谷胱甘肽。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第119頁CH2-SHCH2-SHG-SHCH2-S-S-GCH2-SHCH2-SCH2-S+G-s-s-G２G-SHG-SH鏈內(nèi)二硫鍵形成機制NADPH+H+蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第120頁鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)水解修飾NC信號肽PMOCKRKR103肽

(？)ACTH

-LT-MSH

-MSHEndophin促黑素脂解釋放激素4、多蛋白加工蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第121頁信號肽去除如：蛋白質(zhì)跨膜酶原激活如：胰島素原C肽5、前體蛋白加工蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第122頁蛋白質(zhì)內(nèi)含子去除一些新生蛋白質(zhì)含有個別間隔序列等候切割，其意義類似于hnRNA中內(nèi)含子，此片段稱為內(nèi)蛋白子。

內(nèi)蛋白質(zhì)切割下來肽段稱為游離內(nèi)蛋白子。游離蛋白子能夠?qū)Ρ旧砘蚱鹎懈钭饔?，造成該?nèi)含子基因轉(zhuǎn)位。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第123頁1、亞基聚合

含有四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)由兩條以上肽鏈經(jīng)過非共價聚合，形成寡聚體(oligomer)。蛋白質(zhì)各個亞基相互聚合所需信息仍儲存在肽鏈氨基酸序列之中。這種聚合過程往往有一定次序，前一步驟常可促進后一步驟進行。

（二）空間結(jié)構(gòu)修飾蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第124頁蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第125頁2、輔基連接是指結(jié)合蛋白，如糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、金屬蛋白及各種帶S基酶類等，其非蛋白個別(輔基)合成后與蛋白個別連接。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第126頁第三節(jié)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運與定位一、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運定義：蛋白質(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜機制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功效目標(biāo)位點，稱為蛋白質(zhì)分選和運輸，又可稱為蛋白質(zhì)靶向輸送（proteintargeting)。蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第127頁真核蛋白質(zhì)合成后去向：蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第128頁輸送入細胞器蛋白質(zhì)，存在3種運輸機制：①核孔轉(zhuǎn)運：核內(nèi)核內(nèi)、外膜上核孔②跨膜轉(zhuǎn)運：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體或過氧化物酶體，存在于膜上蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運發(fā)揮了關(guān)鍵作用；③小泡轉(zhuǎn)運：從ER或從一個細胞器到另一個細胞器轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運小泡“出芽”和“膜融合”蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第129頁游離核糖體上合成蛋白質(zhì)普通屬于細胞質(zhì)蛋白質(zhì)，還有一個別經(jīng)過分選后再運輸?shù)礁髯宰罱K定位地方，包含核蛋白以及摻入到其它細胞器(線粒體、過氧化物酶體、葉綠體）蛋白;膜結(jié)合核糖體合成蛋白質(zhì)主要指膜蛋白、分泌型蛋白以及滯留在內(nèi)膜系統(tǒng)（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體和小泡等）可溶性蛋白。因為蛋白質(zhì)合成位點不一樣，也決定了蛋白質(zhì)去向和轉(zhuǎn)運方式不一樣。

不一樣合成位點蛋白質(zhì)去向蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第130頁真核生物蛋白質(zhì)運輸方式：翻譯時運轉(zhuǎn)：信號肽引導(dǎo)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜運輸路徑翻譯后運轉(zhuǎn)：導(dǎo)肽引導(dǎo)經(jīng)過線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、乙醛酸體膜運輸路徑蛋白質(zhì)的生物合成專業(yè)知識講座第131頁信號序列(signalsequence)全部靶向輸送蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基酸序列，