2014第八章生物信息的传递(下)—从RNA到PROTEIN概述.ppt

* 生科院 * 蛋白质的半衰期与N-端氨基酸残基的关系 1. 2.密码子概念和性质 3.tRNA的二级、三级结构特点、种类和功能 4 核糖体的组成、活性中心 5 真核和原核生物翻译的机制及差异 「你跌得越重，反弹得就越高。」– 美国谚语 * 2. 翻译的起始 细菌中翻译的起始需要如下7种成分: 30S小亚基， 模板mRNA， fMet-tRNAfMet， 3个翻译起始因子（IF-l、IF-2和IF-3）， GTP， 50S大亚基， Mg2＋。 * 生科院 * * 生科院 * 翻译起始又可被分成3步： 30S小亚基与翻译起始因子IF-l，IF-3的作用下通过mRNA 的SD序列与之相结合 在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对 带有tRNA、mRNA及3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合；然后，释放翻译起始因子。 * 生科院 * 30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始位点的性质，而IF-3能协助该亚基完成这种选择。30S亚基通过其16S rRNA的3端与mRNA5’端起始密码子上游碱基配对结合。 * 生科院 * 所有原核生物mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3序列，这个富嘌呤区与30S亚基上16S rRNA3’端的富嘧啶区序列5-GAUCACCUCCUUA-3相互补。 * 生科院 * 细菌核糖体上一般存在3个与氨酰－tRNA结合的位点，即A位点（aminoacyl site），P位点（Peptidyl site）和E位点（exit site）。只有fMet-tRNAfMet能与第一个P位点相结合，其他所有tRNA都必须通过A位点到达P位点，再由E位点离开核糖体。 * 生科院 * * 生科院 * 真核生物翻译的起始机制与原核生物基本相同。 其差异是： 核糖体较大 有较多的起始因子 mRNA具有 5’端帽 子 结 构 Met-tRNAMet不甲酰化 mRNA分子5’ 端的“帽子”和3’ 端的多聚A都参与形成翻译起始复合物 遗传密码：mRNA上编码20中氨基酸的3-碱基密码（密码子：Codon） 多数情况下，有一个以上的三联体编码一个氨基酸，也就是密码是简并的（degenerate） * 生科院 * 遗传密码简并性的一部分是由同工tRNA提供的，同工tRNA结合同一个氨基酸但是识别不同的密码子，其余部分由摇摆来决定。 第四节 蛋白质合成机制 3. 肽链的延伸 当第一个氨基酸与核糖体结合以后，按照mRNA模板密码子的排列，氨基酸通过新生肽键的方式被有序地结合上去。 每加一个AA是一个循环，每个循环包括： 后续AA-tRNA与核糖体结合 肽键的生成 移位。 * 生科院 * * 生科院 * 后续AA-tRNA与核糖体结合 * 生科院 * 起始复合物形成后，第二个AA-tRNA在延伸因子EF-Tu及GTP的作用下，生成AA-tRNA·EF-Tu·GTP复合物，然后结合到核糖体 的A位上。 由于EF-Tu不能与fMet－tRNA起反应，所以起始tRNA不会被结合到A位上，这就是mRNA内部的AUG不会被起始tRNA读出，肽链中间不会出现fMet的原因。 肽键的生成 经过上一步反应后，在核糖体·mRNA·AA－tRNA复合物中，AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA fMet占据P位。 在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，与fMet-tRNA fMet上的氨基酸生成肽键。 A位点腾空准备接受新的AA-tRNA，进行下一轮合成反应。起始tRNA则离开了核糖体P位点。 * 生科院 * 移位 肽键延伸过程中最后一步，核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。此时，仍与第二个密码子相结合的二肽基tRNA，从A位进入P位，去氨酰-tRNA被挤入E位，mRNA上的第三位密码子则对应于A位。 * 生科院 * 4. 肽链的终止 当终止密码子UAA、UAG或UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与之结合，而释放因子能识别这些密码子并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键，释放新生的肽链和tRNA，核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束。 * 生科院 * * 生科院 * 4. 肽链的终止 释放因子RF具有GTP酶活性，它催化GTP水解，使肽链与核糖体解离。 细菌细胞内存在三种终止因子（或称释放因子，RF1，RF2，RF3）。一旦RF与终止密码相结合，它们就能诱导肽基转移酶把一个水分子而不是氨基酸加到延伸中的肽链上。 RF1能识别UAG和UAA， RF2识别UGA和UAA， RF3可能与核糖体的解体有关。 真核细胞只有一个（RF）终止因子。 5. 蛋白质前体的加工 新生多肽链大多数是没有