蛋白質(zhì)的生物合成（生物化學(xué)課件）

蛋白質(zhì)生物合成010203目錄蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學(xué)蛋白質(zhì)的生物合成—知識(shí)點(diǎn)翻譯的概念、模板、原料遺傳密碼的概念、特點(diǎn)、起始密碼、終止密碼蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程（三個(gè)階段）肽鏈延伸的三個(gè)階段0102030405翻譯后的加工修飾的類型06蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）將核酸中由4種核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過(guò)遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的序列蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）蛋白質(zhì)生物合成的原料和所需酶類mRNA（信使RNA）rRNA（核糖體RNA）tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）合成原料三種RNA

20種編碼氨基酸作為原料ATP、GTP、無(wú)機(jī)離子蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）蛋白質(zhì)生物合成的原料和所需酶類氨基酰-tRNA合成酶轉(zhuǎn)肽酶ATP存在下合成氨基酰-tRNA，具有絕對(duì)特異性催化核糖體向mRNA的3′端移動(dòng)定位于“A位”催化核糖體“P位”上的肽酰基轉(zhuǎn)移至“A位”的氨基酰-tRNA的氨基上，使?；c氨基縮合形成肽鍵酶及蛋白因子蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）蛋白質(zhì)生物合成的原料和所需酶類起始因子（initiationfactor，IF）延長(zhǎng)因子（elongationfactor，EF）釋放因子（releasingfactor，RF）蛋白因子酶及蛋白因子蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）mRNA與遺傳密碼順?lè)醋?cistron)遺傳學(xué)將編碼一個(gè)多肽鏈的遺傳單位稱為順?lè)醋釉思?xì)胞中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順?lè)醋樱╬olycistron）蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）mRNA與遺傳密碼非編碼序列核糖體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子終止密碼子編碼序列原核生物的多順?lè)醋覲PP5

3

蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)真核生物的單順?lè)醋觤G-5

3

PPP蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）mRNA與遺傳密碼遺傳密碼mRNA分子上從5

至3

方向，由AUG開(kāi)始，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼(tripletcoden)UAAUGA蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）第一個(gè)核苷酸第二個(gè)核苷酸第三個(gè)核苷酸UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止密碼終止密碼半胱氨酸半胱氨酸終止密碼色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG遺傳密碼表蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）遺傳密碼的特點(diǎn)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(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框架（openreadingframe,ORF）連續(xù)性（commaless）蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）遺傳密碼中，除色氨酸和蛋氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸均有多個(gè)密碼子簡(jiǎn)并性（degeneracy）氨基酸密碼子數(shù)目氨基酸密碼子數(shù)目Ala4Leu6Arg6Lys2Asn2Met1Asp2Phe2Cys2Pro4Gln2Ser6Glu2Thr4Gly4Trp1His2Tyr2Ile3Val4蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）起始密碼子位于mRNA鏈的5′-端，終止密碼子位于3′-端，翻譯時(shí)沿5′→3′方向進(jìn)行，直到終止密碼子為止，相應(yīng)多肽鏈的合成從N端向C端延伸方向性（direction）整套密碼從原核生物到人類都通用，但動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體例外密碼的通用性證明各種生物進(jìn)化自同一祖先通用性（universal）蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼需要通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反向配對(duì)結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見(jiàn)的堿基配對(duì)規(guī)律，稱為擺動(dòng)配對(duì)擺動(dòng)性（wobble）tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG密碼子、反密碼子配對(duì)的擺動(dòng)現(xiàn)象蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）rRNA與核糖體核糖體由大、小兩個(gè)亞基組成，是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所密碼子、反密碼子配對(duì)的擺動(dòng)現(xiàn)象原核生物真核生物核糖體小亞基大亞基核糖體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rpS21種rpL36種rpS33種rpL49種蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）rRNA與核糖體原核生物翻譯過(guò)程中核糖體結(jié)構(gòu)模式P位肽酰位（給位）A位氨基酰位（受位）蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）tRNA功能攜帶氨基酸（氨基酸臂）識(shí)別mRNA上密碼子（反密碼環(huán)）雙重功能蛋白質(zhì)生物合成010203目錄蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學(xué)蛋白質(zhì)的生物合成—知識(shí)點(diǎn)翻譯的概念、模板、原料遺傳密碼的概念、特點(diǎn)、起始密碼、終止密碼蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程（三個(gè)階段）肽鏈延伸的三個(gè)階段0102030405翻譯后的加工修飾的類型06蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）tRNA與氨基酸的活化氨基酸的活化氨基酰-tRNA合成氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶對(duì)氨基酸和tRNA特異性高；具有校正活性氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla

、Ser-tRNASer、Met-tRNAMet氨基酰-tRNA合成酶蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）tRNA與氨基酸的活化起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA第一步反應(yīng)真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）tRNA與氨基酸的活化起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA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（翻譯）翻譯過(guò)程從閱讀框架的5′-AUG開(kāi)始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長(zhǎng)肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)翻譯過(guò)程起始（initiation）終止（termination）延長(zhǎng)（elongation）蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程起始mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核糖體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物(translationalinitiationcomplex)核糖體大小亞基分離起始氨基酰-tRNA的結(jié)合蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程起始復(fù)合體蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程延長(zhǎng)肽鏈延長(zhǎng)包括進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位三步，在核糖體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核糖體循環(huán)（ribosomalcycle），每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸進(jìn)位（注冊(cè)，registration）第2個(gè)密碼子相應(yīng)的氨基酰-tRNA與EF-Tu-GTP結(jié)合，其反密碼子識(shí)別密碼子，進(jìn)入A位蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程成肽由轉(zhuǎn)肽酶（transpeptidase）催化的肽鍵形成過(guò)程轉(zhuǎn)位延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP促進(jìn)核蛋白體向mRNA的3'側(cè)移動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程進(jìn)位成肽蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）原核生物翻譯過(guò)程終止當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核糖體等分離的過(guò)程識(shí)別終止密碼誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ傅鞍踪|(zhì)的生物合成（翻譯）UAG5'3'RFCOO-蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）翻譯后加工一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾肽鏈N端的修飾多肽鏈的水解修飾個(gè)別氨基酸的修飾多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的功能蛋白質(zhì)亞基的聚合疏水脂鏈的共價(jià)連接蛋白質(zhì)生物合成010203目錄蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學(xué)的關(guān)系蛋白質(zhì)的生物合成—知識(shí)點(diǎn)翻譯的概念、模板、原料遺傳密碼的概念、特點(diǎn)、起始密碼、終止密碼蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程（三個(gè)階段）肽鏈延伸的三個(gè)階段0102030405翻譯后的加工修飾的類型06蛋白質(zhì)的生物合