14蛋白质的生物合成.ppt

Section 1 Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质 20种氨基酸(Aa)作为原料 酶及众多蛋白因子，如IF、EF、RF 供能物质（ATP、GTP）、无机离子 遗传密码具有以下特点： ① 连续性；② 简并性；③ 通用性；④ 方向性；⑤ 摆动性。 遗传密码的连续性 从mRNA 5?端起始密码子AUG到3?端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框(open reading frame, ORF)。 遗传密码字典 密码子与反密码子的摆动配对 1966年Crick根据立体化学原理提出： 蛋白质与rRNA的重量比约为1:2。核糖体是蛋白质合成的场所。 核糖体的存在形态有三种：单核糖体、核糖体亚基和多核糖体。 1.不同来源核糖体的大小和RNA组成 能够识别mRNA中5′端起始密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA，称为起始tRNA。 在原核生物中，起始tRNA是一种携带甲酰蛋氨酸的tRNA，即fMet-tRNAffmet；而在真核生物中，起始tRNA是一种携带蛋氨酸的tRNA，即Met-tRNAfmet。 在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA（Met-tRNAm），识别非起动部位的蛋氨酸密码AUG。 氨基酸的活化与携带反应由氨基酰tRNA合成酶催化。 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性：Aa识别出现错误，此酶具有水解功能，可以将其水解掉。 tRNAIle——携带Ile的tRNA Ile- tRNAIle——异亮氨酰-tRNAIle 氨酰-tRNA合成酶和之相对应的tRNA分子被称为遗传密码第二。 与多肽链合成起始有关的蛋白因子称为起始因子（initiation factor，IF）。 原核生物中存在3种起始因子，分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种起始因子（eIF）。 IF的作用主要是促进核蛋白体小亚基与起始tRNA及模板mRNA结合。 与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为延长因子（elongation factor，EF）。 原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS，EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。 EF的作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的A位，并可促进移位过程。 与多肽链合成终止并从核蛋白体上释放有关的蛋白因子称为释放因子（release factor，RF）。 RF在原核生物中有3种，在真核生物中只有1种。 RF的生物学功能主要有： 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。 诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放。 多肽链合成时，需ATP、GTP作为供能物质，并需Mg2+、K+参与。 在蛋白质合成过程中，每形成1个肽键要消耗3分子的ATP，其中1个用于氨基酸活化，肽链延长时，每形成一个肽键要分解2GTP，此外，合成起始时还要多消耗1个GTP，故蛋白质合成耗能很大。 第二节 蛋白质生物合成过程 Section 2 The Process of Protein Biosynthesis 蛋白质生物合成过程包括三大步骤： ①氨基酸的活化与搬运； ②活化氨基酸在核蛋白体上的缩合； ③多肽链合成后的加工修饰。 包括以下几个步骤： （二）真核生物翻译起始复合体形成 是循环反应（核蛋白体循环）：翻译起始复合体形成的基础上，活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽链。 核蛋白体循环包括多肽链合成的进位、成肽和转位三步反应。 2. 成肽（peptide bond formation）： 成肽反应过程 3. 转位（translocation）： 核蛋白体沿mRNA链滑动，不断使多肽链延长，直到终止信号进入A位。 1．识别：RF识别终止密码，进入核蛋白体的A位。? 2．水解：RF使转肽酶变为酯酶，多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多肽链释放。 3. 脱离：模板mRNA、RF以及空载tRNA与核蛋白体脱离。? 多肽链合成终止演示 第三节 蛋白质合成后加工和输送 Section 3 Posttranslational Processing Transportation of Protein 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成。 一级结构是空间构象的基础。 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋白辅助。 几种有促进蛋白折叠功能的大分子 分子伴侣 ：可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠，通常具有ATPase的活性。 蛋白二硫键