[理学]第十一章蛋白质的生物合成.ppt

蛋白质的生物合成 本章内容 遗传密码 蛋白质的合成体系 蛋白质的合成 蛋白质的定位 1 遗传密码的提出： 生物界组成蛋白质的氨基酸共有20种，而mRNA上的碱基只有4种。 1954年Gamov.G提出三联体密码理论 若2个相邻碱基决定1个aa：42=16 不足以应付20种aa； 若3个相邻碱基决定1个aa：43=64 可满足20种aa编码的需要 1961年，Crick等用实验证明: 三联体密码的正确性，并表明三联体密码是非重叠的、连续的、无标点的。 2.遗传密码表 （1）方向性 mRNA上的密码子的阅读方向为 5’ 3’，与其合成方向是一致的。 密码表中的64组密码子，除UAA、UAG、UGA三种为终止密码子不编码氨基酸外，其他61组编码20种氨基酸，除Met、Trp有一个密码子外，大多数情况下，1个aa可有几种不同的密码子编码即简并性。 如：UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG都编码Leu。 意义： ①DNA碱基有较大变化时，仍保持多肽链中aa顺序不变。 ②减少有害突变，保证了物种的稳定性。 （3）密码的通用性和变异性： 大部分生物共用同一套遗传密码，即通用性，但在动物体和酵母的线粒体基因组、草履虫、腺病毒中发现有例外。 （4）遗传密码连续性： 阅读框架(reading frames)： 通常从一个正确起点（AUG）开始，3个一组，一个不漏的读下去至终止密码。密码子之间既没有重叠，也没有间隔，即没有标点符号。 若删/增，即引起突变(移码突变）。 （5）起始密码子与终止密码子： 终止密码：UAA、UAG、UGA， 3个不编码aa的，为终止密码，不能被tRNA阅读，只被肽链释放因子识别。 起始密码：AUG， 编码甲硫氨酸（原核为甲酰甲硫氨酸），为起始密码。 少数原核生物是GUG（缬氨酸） （6）变偶性： 密码子的专一性主要由前2个碱基决定，第三位碱基的改变不重要，可以有一定程度的变动，称为变偶性或摆动性。 如：His：CAU、CAC；第3位均为嘧啶； Glu：CAA、CAG；第3位均为嘌呤。 意义：降低了由于第3个碱基发生突变造 成的误差。 二、蛋白质的合成体系 1.信使RNA mRNA是遗传信息的传递者，是在蛋白质的合成过程中作为模板直接指令氨基酸掺入的模板。 2.tRNA （1） 结构： 二级结构：三叶草； 三级结构：倒“L”。 （2）与蛋白质合成有关的位点： 反密码子位点：由密码子环下方的3个碱基组成，与mRNA上密码子的碱基互补 3’末端的CCA序列：为aa接受位点，aa共价结合到A残基上。 识别aa-tRNA合成酶的位点： 核糖体识别位点。 （3）功能 ①有携带aa的功能 ②有接头作用： 氨酰-tRNA凭借自身的反密码子，依靠核糖体的特定位点识别mRNA的密码子并以碱基配对方式与之结合的作用。 将aa带到肽链的一定位置。 3.核糖体 核糖体是蛋白质合成的场所。 （1）核糖体的组成和结构： （2）核糖体的功能 ①16S rRNA对识别mRNA上肽链起始位点起重要作用。 ②参与肽链的启动、延长、终止、移动等 （3） 功能位点： ①mRNA结合位点： 大小亚基的结合面上，蛋白质合成处。 ②P位点： 肽酰-tRNA结合位点。 ③A位点： 氨酰-tRNA结合位点。 原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图 （4） 多聚核糖体 4.翻译辅助因子 起始因子：IF（initiation factor） 原核细胞中有三种：IF-1 、IF-2、IF-3 真核细胞有多种 延伸因子：EF（elongation factor） 原核细胞有三种：EF-Tu、 EF-Ts、EF-G 真核细胞有两种：EF-1、EF-2 终止释放因子：RF 原核细胞有三种： RF-1 ：识别UAA、UAG RF-2： 是别UAA、UGA RF-3： 真核细胞只有一种 三 蛋白质生物合成 1 概述 蛋白质的生物合成过程 中，以mRNA为模板， mRNA解读方向：5’ →3’ 肽链延伸方向： 从N端向C端进行。 2 蛋白质合成的五个阶段 aa的激活； 肽链合成的起始； 肽链延长； 肽链合成终止与释放； 翻译后加工。 （1）氨基酸的活化（氨酰-tRNA的合成） 氨酰-tRNA合成酶：具高度专一性： 既可