第十五章 蛋白质生物合成幻灯片.pptVIP

第十五章 Protein Biosynthesis (Translation) 第一节蛋白质的合成体系 参与蛋白质生物合成的物质 20种氨基酸(AA)作为原料 20多种酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、无机离子 蛋白质合成的场所（工厂）是核糖体； 运输氨基酸到模板上的是tRNA—适配器； 模板是mRNA； 氨基酸变为活化态与tRNA共价结合形成氨酰tRNA，催化这个过程的酶叫氨酰tRNA合成酶。 一、 mRNA及遗传密码 mRNA是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。 三联体密码破译的实验依据 以随机共聚物指导多肽的合成：以随机共聚物A、C为模板，任意排列可出现8种三聚体，获得六种氨基酸组成的多肽。 以特定的共聚物为模板指导多肽的合成：以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽，如PolyUG模板，合成产物为Lys和Val；以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成的多肽。 遗传密码表 终止密码(termination codon) ：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(initiation codon)： AUG 编码甲硫氨酸（原核为甲酰甲硫氨酸），为起始密码，常用。 少数原核生物是GUG（缬氨酸）：极少用。 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。 但在1979年发现线粒体的遗传密码与通用密码表有区别，1980年又发现不同生物的线粒体密码也不尽相同。植物细胞的叶绿体密码也不尽相同，可见遗传密码并非绝对通用。 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： 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、rRNA及核糖体 核糖体是蛋白质合成的工厂（场所） 2、结构： 球形颗粒，由大小两个亚基组成。 核蛋白体的组成 （二）核糖体的功能 1、16SrRNA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： 1） mRNA结合位点： 在大小亚基的结合面上，为蛋白质合成之处。 2）P位点：肽酰基位点，大部分位于小亚基上，小部分位于大亚基上，结合起始-tRNA和肽酰基-tRNA。 3）A位点：氨酰基位点，位于大亚基上，结合氨酰-tRNA。 4）E位点：专供tRNA离开。 三、tRNA—氨基酸转运工具 与蛋白质合成有关的位点 （1）3’末端的CCA序列：为aa接受位点，活化aa的羧基共价结合到3’末端A的-OH上，形成氨酰tRNA 。 （2）反密码子位点：由反密码子环下方的3个碱基组成，与mRNA上密码子的碱基互补。 （3）DHU环：识别氨酰-tRNA合成酶的位点。 （4）TΨC环：核糖体识别位点。 氨酰-tRNA合成酶的特点 （一）起始氨酰-tRNA 起始过程所需要的因子 原核生物mRNA在核糖体小亚基上的准确定位和结合的机制 在各种mRNA起始AUG上游约8～13核苷酸部位，存在一段由4～9个核苷酸组成的富含嘌呤碱基的一致序列，如-AGGAGG-，称为Shine-Dalgarno序列(SD序列)，又称核蛋白体结合位点(ribosomal binding site, RBS)。 三、肽链合成的延伸 指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。 延伸过程需要下列因子参与 2、成 肽 3、转 位 EF-G有转位酶（translocase）活性，可结合并水解1分子GTP，释放的能量促进核糖体向mRNA的3′端移动，每次移动一个密码子的距离，使起始二肽酰-tRNA-mRNA相对位移进入核蛋白体P位，而卸载的tRNA则移入E位。 A位上的肽基tRNA到达P位，A位空出； P位上的tRNA移到E位，再出口，P位上是肽基tRNA。 四、肽链合成的终止和释放 真核细胞中蛋白质的生物合成 蛋白质合成所需能量 在合成1个肽键的过程中： 氨基酸活化：2个GTP 肽链延长： 1个GTP 肽链移位： 1个GTP 共计：4个GTP 反应不可逆。 能量的消耗保证了翻译的准确性。 第三节 蛋白质合成后的加工 新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能