[医学]蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程.ppt

蛋白质生物合成 — 翻译及翻译后过程 翻译（Translation ） 参与蛋白质生物合成的物质 一、生物合成的模板—mRNA 密码子 遗传密码的性质 简并性：指一个氨基酸具有2个或2个以上的密码子 摆动性：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象 通用性：除个别细胞器的特殊密码子外，蛋白质生物合成的整套密码，从简单生物到人类都通用 连续性：mRNA的读码方向从5‘→3’，两个密码子之间无任何核苷酸隔开 偏爱性：密码子使用频率的差异 阅读框架(reading frames) 原核生物mRNA的特点 S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点 真核生物mRNA的特点 核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点 小亚基与mRNA的结合 大亚基 蛋白质的生物合成的过程 氨基酸的活化 多肽链合成的起始 肽链的延长 肽链的终止和释放 蛋白质合成后的加工修饰 一、肽链合成起始(initiation) 甲硫氨酰tRNA与mRNA结合到核蛋白体上，生成翻译起始复合物 起始因子IF和eIF （二）真核生物翻译起始复合物形成 二、肽链合成延长 根据mRNA密码序列的指导，顺序添加的氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸 进位(entrance)/注册（registration） 成肽(peptide bond formation) 转位(translocation) 又称注册(registration) （二）成肽 蛋白质生物合成的调节 干扰素的作用机理 2. 干扰素诱导病毒RNA降解 蛋白质合成后的折叠 分子伴侣（molecular chaperones） 翻译后的加工修饰 常见的加工修饰方式 蛋白质的转运 细胞中蛋白质运输的方式 翻译中运输过程（信号肽假说） 翻译后运输（导肽假说） 导肽(leading sequence)的一般特性 线粒体蛋白的靶向输送 细胞核蛋白的靶向输送 蛋白质的正向和逆向运输 （三）转位（Translocation） 延长因子EF-G有转位酶活性，结合并水解GTP，使核蛋白体向mRNA的3侧移动 进位 转位 成肽 三、肽链合成终止 （Termination） 终止密码的辨认及肽链从肽酰-tRNA水解出。 mRNA从核蛋白体中分离及大小亚基的拆开 终止过程需释放因子(RF）。 释放因子(release factor, RF)：与肽链合成终止相关的蛋白因子 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA 诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。 原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF 四、核蛋白体循环— 多聚核蛋白体 (polysome) 细胞内一条mRNA链上结合着多个核糖体 每个核糖体都独立完成一条多肽链的合成 蛋白质合成高速、高效进行 阅读框架的漂移、重叠和5’-AUG的作用 翻译错误：氨基酰合成酶校正 RNA的结构：帽子、poly (A)尾、空间结构 蛋白质生物合成阻断剂： 抗生素类—大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素 抗代谢药物—抗肿瘤药 其他生物活性物质—白喉毒素、干扰素 氨基糖苷类抗生素 放线菌酮 氯霉素 四环素族 嘌呤霉素 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 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 折叠(folding):蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定的酸碱度、温度等）下，进行自我组装 蛋白质自发获得成熟的构型——自我装配 需要辅助蛋白协助——分子伴侣 一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质。在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份 作用 蛋白合成开始时，防止新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，帮助蛋白质获得最初的正确结构 封闭所暴露出来的疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰的隔离环境 识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降解及其调控过程 伴侣素系统（chaper