【蛋白质翻译】生物化学课件 ppt 124页.ppt

蛋白质的生物合成  —— 翻译 (Protein Biosynthesis，Translation) 蛋白质的生物合成  Biosynthesis of Protein 翻译的概念 蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，这一过程被称为翻译(translation)。 第一节 蛋白质生物合成体系 生物体内的各种蛋白质都是生物体内利用约20种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，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 核糖体：蛋白体生物合成的场所； ④ 酶及其他蛋白质因子； ⑤ 供能物质及无机离子。 一、mRNA－翻译模板 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。 真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron) 。 mRNA的基本结构 遗传密码 作为指导蛋白质生物合成的模板。mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，称为密码(coden)。共有64种不同的密码。 遗传密码具有以下特点： ① 连续性；② 简并性； ③ 通用性；（但在线粒体或叶绿体中特殊） ④ 方向性，即解读方向为5′→ 3′； ⑤ 摆动性； ⑥ 起始密码：AUG；终止密码：UAA、UAG、UGA。 遗传密码的方向性 遗传密码的连续性 许多真核生物基因转录后有一个对mRNA外显子加工的过程，可通过特定碱基的插入、缺失或置换，使mRNA序列中出现移码突变、错义突变或无义突变，导致mRNA与其DNA模板序列不匹配，使同一前体mRNA翻译出序列、功能不同的蛋白质。 这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑（mRNA editing）。 遗传密码表 遗传密码的通用性 从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 遗传密码的摆动配对 二、核糖体－蛋白质合成的场所 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。 核蛋白体的组装 大肠杆菌核蛋白体的空间结构为一椭圆球体 30S亚基呈哑铃状 50S亚基带有三角中间凹陷形成空穴，将30S小亚基抱住 两亚基的结合面为蛋白质生物合成的场所 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）具有不同的tRNA结合点。A位（右）—— 受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；P位（左）——给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合；E位，排出位。 （2）具有转肽酶活性：将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA，形成肽键。 （3）具有GTPase活性，水解GTP，获得能量。 （4）具有起动因子、延长因子及释放因子的结合部位。 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；称为多核蛋白体。 三、tRNA－氨基酸的运载工具及适配器 运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带，一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能； 充当“适配器”：每种tRNA的反密码决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。 tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体，可以识别mRNA上相应的密码，称为反密码(anticoden)。 反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原则，即A—U，G—C配对。但反密码的第一个核苷酸与密码的第三核苷酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原则。 如反密码第一个核苷酸为Ⅰ，则可与A、U或C配对，如为U，则可与A或G配对，这种配对称为不稳定配对。 （二）蛋白质因子 起始因子（IF） 原核生物中存在3种起动因子，分别称为IF1-3。