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[理学]大连理工大学生物化学课件--蛋白质合成与转运
蛋白质的合成与转运 中心法则 蛋白质合成概述 蛋白质的生物合成 ★参与蛋白质合成的RNA 分子体系 mRNA:蛋白质合成的直接模板 √ 遗传密码存在于mRNA分子上,每3个碱基决定1个氨基酸 √ 起始密码:AUG √ 氨基酸码:61种 √ 终止密码:UAA、UAG、UGA tRNA : 专一运送氨基酸至mRNA 并于密码子配对 rRNA: 与蛋白质构成核糖核蛋白体,是蛋白质合成的场所,核糖体由大亚基和小亚基构成 ★蛋白质合成的过程 氨基酸的活化:氨基酸与tRNA合成氨基酰-tRNA 1、起始阶段:mRNA 、Met-tRNA 、核糖体构成起始复合体 2、肽链的延伸:进位、转肽、移位循环、肽链延长 3、终止阶段:延伸至终止密码,肽链释放,核糖体大小亚基与m RNA解离 一、参与蛋白质生物合成的物质 生物体内的各种蛋白质都是利用生物体内的氨基酸为原料自行合成的。参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系,该体系包括: ① mRNA:作为蛋白质生物合成的模板,决定多肽链中氨基酸的排列顺序; ② tRNA:搬运氨基酸的工具; ③ 核蛋白体:蛋白体生物合成的场所; ④ 酶及其他蛋白质因子;氨酰-tRNA合成酶; ⑤ 供能物质及无机离子。ATP和GTP, Mg2+、K+ ; mRNA是蛋白质合成的模板 mRNA分子中每三个相邻碱基组成一个密码子,密码子分为起始码、氨基酸码和终止码3类。 mRNA上的四种碱基可组成64个密码子,其中61个代表不同的氨基酸,其余三个代表终止信号。 遗传密码的基本特性 翻译时须从起始密码AUG开始确定阅读框架、移码 突变是最严重的突变 原核生物的mRNA可包含几个基因信息-多顺反子 真核生物的mRNA只有一个基因信息-单顺反子 绝大多数基因不重叠,但少数病毒基因有重叠现象 密码的简并性和通用性 密码的简并性和变偶性 密码的变偶性(摆动性) 遗传密码的摆动配对 密码的通用性和变异性 绝大多数生物共同使用同一套遗传密码(遗传密码的保守性),这意味着生物有一个共同的祖先 但是在线粒体中发现了少数与通用密码不一致的密码子 其他少数生物中也存在非通用密码 密码的防错系统 起始密码的选择 mRNA是蛋白质合成的模板 辨认起始密码子是翻译(蛋白质合成)起始的必须步骤:确定阅读框架! 按照不重叠的三联密码子翻译产生对应的氨基酸并形成肽键 当到达终止密码时,合成结束,肽键释放 通常终止密码不止一个,而是连续出现2-3个终止密码 对于某些病毒,如果中间有起始密码,则一条mRNA可产生2条或多条肽链 2、tRNA 在氨酰-tRNA合成酶催化下,特定的tRNA与相应的氨基酸结合,生成氨酰-tRNA,从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。 氨基酸的活化 能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA,称为起动tRNA。 原核生物中,起动tRNA是一种携带甲酰甲硫氨酸的tRNA,即tRNAifmet; 真核生物中,起动tRNA是一种携带蛋氨酸的tRNA,即tRNAimet。 在原核生物和真核生物中,均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA,识别非起动部位的蛋氨酸密码,AUG。 tRNA转运氨基酸至mRNA模板 N-甲酰甲硫氨酰-tRNAifMet的形成 3、rRNA和核蛋白体 原核生物中的核蛋白体大小为70S,可分为30S小亚基和50S大亚基。小亚基由16SrRNA和21种蛋白质构成,大亚基由5SrRNA,23SRNA和35种蛋白质构成。 真核生物中的核蛋白体大小为80S,也分为40S小亚基和60S大亚基。小亚基由18SrRNA和30多种蛋白质构成,大亚基则由5S rRNA,28S rRNA和50多种蛋白质构成,在哺乳动物中还含有5.8 S rRNA。 rRNA与蛋白质构成核糖体 rRNA与蛋白质构成核糖体 核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能: 1.小亚基:可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。 2.大亚基:(1)具有两个不同的tRNA结合点。 A位:受位或氨酰基位,可与新进入的氨基酰tRNA结合; P位:给位或肽酰基位,可与延伸中的肽酰基tRNA结合。 在蛋白质生物合成过程中,常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上,同时进行翻译,但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔,形成念球状结构。 4、起动因子(IF) 这是一些与多肽链合成起动有关的蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子,分别称为IF1~3。在真核生物中存在9种起动因子(eIF)。其作用主要是促进核蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结合。 5、延长因子(EF) 原核生
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