12 蛋白质的生物合成（补充）.ppt

蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation 翻译——将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序 。 蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质包括 20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、无机离子 一、翻译模板mRNA及遗传密码 mRNA是遗传信息的携带者 遗传密码表 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，称为开放阅读框架。 1. 连续性(commaless) 2. 简并性(degeneracy) 2. 简并性(degeneracy) 3. 通用性(universal) 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 4. 摆动性(wobble) 密码子、反密码子配对的摆动现象 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 核蛋白体的组成 三、tRNA与氨基酸的活化 tRNA的三级结构示意图 蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis tRNA与酶结合的模型 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(proofreading activity) 。 氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination ) 一、肽链合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 。 （一）原核生物翻译起始复合物形成 核蛋白体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。 （二）真核生物翻译起始复合物形成 二、肽链合成延长 指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor, EF) 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2 又称注册(registration) （二）成肽 （三）转位 延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。 多聚核蛋白体(polysome) 蛋白质合成后加工和输送Posttranslational Processing Protein Transportation 主要包括 从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。 一、折叠 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即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 1. 分子伴侣 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI) 二、一级结构的修饰 （一）肽链N端的修饰 （二）个别氨基酸的修饰 （三）多肽链的水解修饰 鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰 三、高级结构的修饰 （一）亚基聚合 （二）辅基连接 （三）疏水脂链的共价连接 四、蛋白质合成后的靶向输送 蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。 所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为信号序列 。 信号肽的一级结构 （二）线粒体蛋白的靶向输送 （三）细胞核蛋白的靶向输送 蛋白质生物合成的干扰和抑制 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的