第十二章 蛋白质生物合成课件.ppt

蛋白质的生物合成（翻译）;本章重要知识点;蛋白质生物合成的概念;（1）氨基酸的活化 （2）肽链的生物合成 （3）肽链形成后的加工和靶向输送;（1）维持多种生命活动 （2）适应环境的变化 （3）参与组织的更新和修复;第一节蛋白质生物合成体系;;一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板;原核生物的多顺反子;遗传密码;遗传密码表;遗传密码的特点;2. 连续性(non-punctuated);基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。;;3. 简并性(degenerate);各种氨基酸的密码子数目;4. 通用性(universal);已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。;5. 摆动性(wobble);U;二、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所;;核蛋白体的组成;原核生物核蛋白体结构模式 ;三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器;亡靴竖粱筹五协禄埃力柒钙泉列烁锐统侄泌邯蔓奶略签柱泛裁唬松琳涅丘第十二章 蛋白质生物合成课件第十二章 蛋白质生物合成课件;二级结构;四、蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等;（二）蛋白质因子;参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能;参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能;蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP; 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、K+ 等。;第二节氨基酸的活化;;反应过程;氨基酸 ＋ATP-E 氨基酰-AMP-E ＋ PPi ;第二步反应;氨基酰-tRNA合成酶;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。;氨基酰-tRNA的表示方法;tRNA;二、真核生物起始氨基酰-tRNA是Met-tRNAiMet;具有起始功能的tRNAfMet与甲硫氨酸结合后，甲硫氨酸很快被甲酰化为N-甲酰甲硫氨酸(N-formyl methionine, fMet)，于是形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)，可以在mRNA的起始密码子AUG处就位，参与形成翻译起始复合物。起始密码子只能辨认fMet-tRNAfMet。 ;fMet-tRNAfMet的生成是一碳化合物转移和利用的过程之一，反应由转甲酰基酶催化，甲酰基从N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的α-氨基上。 ;第三节肽链的生物合成过程;;起始(initiation) 延长(elongation) 终止(termination );（一）起始;IF-3;A;原核生物mRNA在核蛋白体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制：;S-D序列;;IF-3;IF-3;IF-3;指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。;1. 进位; 进位需要延长因子EF-Tu与EF-Ts参与。 ;萎学潍洱技淹雄讣榨垦镰衫妈初浇健翌猾沉柬挖妄厉排埂竣龙哇南洽备剩第十二章 蛋白质生物合成课件第十二章 蛋白质生物合成课件;Tu;2.成肽;成肽的反应过程;3. 转位;EF-G有转位酶（translocase）活性，可结合并水解1分子GTP，释放的能量促进核蛋白体向mRNA的3′侧移动，使起始二肽酰-tRNA-mRNA相对位移进入核蛋白体P位，而卸载的tRNA则移入E位。;;fMet;进位;（三）终止;RF-3可结合核蛋白体其他部位，有GTP酶活性，能介导RF-1、RF-2与核蛋白体的相互作用。 ;原核肽链合成终止过程 ;原核肽链合成终止过程：; 多聚核蛋白体的形成可以使蛋白质生物合成以高速度、高效率进行。;多聚核蛋白体;电镜下的多聚核蛋白体;二、真核生物的肽链合成过程;Met;真核生物肽链合成的延长过程与原核生物基本相似，但有不同的反应体系和延长因子。 另外，真核细胞核蛋白体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。;（三）终止;原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别;第四节蛋白质翻译后修饰和靶向输送;;;一、多肽链折叠为天然构象的蛋白质;几种有促进蛋白质折叠功能的大分子:;1. 分子伴侣:;;(1) 热休克蛋白(heat shock protein, HSP);它有两个主要功能域：一个是存在于N-端的高度保守的ATP酶结构域，能结合和水解ATP；另一个是存在于C-端的多肽链结合结构域。蛋白质的折叠需要这两个结构域的相互作用。 ;;大肠杆菌中的HSP70 反应循环;;(2) 伴侣蛋白(chaperonin);当待折叠肽链进入Gro EL的桶状空腔后，Gro ES可作为“盖子”瞬时封闭Gro EL空腔出口。封闭后的桶状空腔提供了能完成该肽链折叠的微环境。;Gro EL-Gro ES反应循环 ;2. 蛋白质二硫键异构