蛋白质的生物合成翻译-生物化学与分子生物学.ppt

白喉毒素(diphtheria toxin)的作用机理 白喉毒素 + + 延长因子-2 （有活性） 延长因子-2 （无活性） 干扰素的作用机理 干扰素诱导的蛋白激酶 dsRNA 1. 干扰素诱导eIF2磷酸化而失活 ATP eIF2 ADP eIF2-P（失活） Pi 磷酸酶 2. 干扰素诱导病毒RNA降解 降解mRNA dsRNA 干扰素 A A P A P PPP 2? 5? 2? 5? 5? 2?- 5?A A PPP ATP 2-5A合成酶 RNaseL RNaseL 活化 * * * * * * * * * * * * * * * * 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。 主要包括 多肽链折叠为天然的三维结构 肽链一级结构的修饰 高级结构修饰 一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质 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) 1. 热休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和GreE族 2. 伴侣素(chaperonins) GroEL和GroES家族 分子伴侣 分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，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。 热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用—— 结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进行折叠。形成HSP70和多肽片段依次结合、解离的循环。 HSP40结合待折叠多肽片段 HSP70-ATP复合物 HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物 ATP水解 GrpE ATP ADP 复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠 目录 Hsp70反应循环 伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程 伴侣素的主要作用—— 为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。 Gro EL-Gro ES反应循环 蛋白二硫键异构酶 多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这一过程主要在细胞内质网进行。 二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。 肽-脯氨酰顺反异构酶 多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象明显差别。 肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。 肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。 二、一级结构的修饰 （一）肽链N端和C端的切除和/或化学修饰 （二）个别氨基酸的修饰 （三）多肽链的水解修饰 （一）肽链N端和C端的切除和/或化学修饰 细胞内的脱甲酰基酶或氨基肽酶可以去除N-甲酰基、N-末端蛋氨酸或N-末端的一段肽链。 在真核细胞，50%的蛋白质在翻译后，氨基末端的氨基发生乙酰化。 有些情况下，羧基末端的残基也可被酶切除。 1. 个别氨基酸可进行甲基化和乙酰化修饰 2. 蛋白质糖基化（glycosylation）修饰是一种 复杂的化学修饰 3. 亲脂性修饰：某些蛋白质加入异戊二烯基团 4. 羟基化 5. 大多数蛋白质有二硫键的形成 6. 磷酸化 （二）氨基酸残基的化学修饰有多种形式 （三）水解加工包括多蛋白水解加工和内含肽的剪接 1．多蛋白水解加工可产生多种肽链 一些蛋白质在合成之初是含有一系列头尾相连的蛋白质的长多肽链。多肽链的水解将裂解释放出各种蛋白质，释放出的蛋白质可能具有完全不同的功能。 鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰 N C 信号肽 PMOC KR KR 103肽 ( ？) ACTH ?-LT ?-MSH ?-MSH Endophin 2．内含肽切除导致外显肽连接 内含肽是蛋白质的内部片段，翻译后很快被剪切，两个外显肽连接到一起。内含肽的长度一般在300 ~ 600个氨基酸之间。 剪接是由内含肽自我催化的。 三、高级