第12章核糖体预案.ppt

翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版） 翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学（第4版） Copyright ? 高等教育出版社 2011 第12章 核糖体 微丝与细胞运动 核糖体的类型与结构 多核糖体与蛋白质合成 本章主要内容 核糖体的类型与结构 核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的 功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。 ?核糖体的基本类型与化学组成 ?核糖体的结构 ?核糖体蛋白质与rRNA的功能 一、核糖体的基本类型与化学组成 ?核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) ?基本类型 ?70S的核糖体 ?80S的核糖体 ?主要化学组成 ?r蛋白质：40%，核糖体表面 ?rRNA:60%,，核糖体内部 原核细胞核糖体结构模式图 二、核糖体的结构 大肠杆菌70S完整核糖体X射线晶体学结构 三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析 ?核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 ?在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究 核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 ?与mRNA的结合位点 ?与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位点 ?与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点 ?肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exit site) ?与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点 ?肽酰转移酶的催化位点 ?与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点 核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 ?与mRNA的结合位点 ?与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点——氨酰基位点，又称A位点 ?与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点——肽酰基位点，又称P位点 ?肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点——E位点(exit site) ?与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点 ?肽酰转移酶的催化位点 ?与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点 核糖体主要活性部位示意图 在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究 ?核糖体蛋白 ?在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 ?r蛋白质的主要功能 核糖体蛋白 ?很难确定哪一种蛋白具有催化功能： 在E.coli中核糖体蛋白突变甚至缺失对蛋白 质合成并没有表现出“全”或“无”的影响。 ?多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株，并非由 于r蛋白的基因突变而往往是 rRNA基因突变。 ?在整个进化过程中rRNA的结构比核糖体蛋白 的结构具有更高的保守性。 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 ?具有肽酰转移酶的活性； ?为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点)； ?为多种蛋白质合成因子提供结合位点； ?在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结 合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； ?核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、 无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与rRNA有关。 r蛋白质的主要功能 ?对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的； ?在蛋白质合成中, 某些r蛋白可能对核糖体的构象 起“微调”作用； ?在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。 微丝与细胞运动 核糖体的类型与结构 本章主要内容 多核糖体与蛋白质合成 多核糖体与蛋白质的合成 ?多核糖体 ?蛋白质的合成 ?核糖体与RNA世界 一、多核糖体 (polyribosome或polysome) ?概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由多个 甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽 链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与 mRNA的聚合体称为多核糖体。 多核糖体模式图 多核糖体的生物学意义 ? ?细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。 ?以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。 蛋白质的合成 蛋白质合成的三个阶段： 起始(initiation) 多肽链的延伸(elongation) 终止(termination) 核糖体与RNA世界