生物化学蛋白质的生物合成翻译PPT课件.ppt

蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation 蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序 。 主要内容 第一节 蛋白质生物合成体系 第二节 蛋白质生物合成过程 第三节 蛋白质合成后加工和输送 第四节 蛋白质生物合成的干扰和抑制 蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质： 20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子 如IF、eIF ATP、GTP 一、翻译模板mRNA及遗传密码 mRNA是遗传信息的携带者 遗传密码表 从mRNA 5?端起始密码子AUG到3?端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 1. 连续性(commaless) 2. 简并性(degeneracy) 2. 简并性(degeneracy) 3. 通用性(universal) 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 4. 摆动性(wobble) 密码子、反密码子配对的摆动现象 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 核蛋白体的组成 三、tRNA与氨基酸的活化 tRNA的三级结构示意图 tRNA与酶结合模型 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。 氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 真核生物： Met-tRNAiMet(initiator-tRNA) 原核生物： fMet-tRNAifMet (N-formyl methionine) 蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination ) 一、肽链合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。 （一）原核生物翻译起始复合物形成 1. 核蛋白体大小亚基分离； 2. mRNA在小亚基定位结合； 3. 起始氨基酰-tRNA的结合； 4. 核蛋白体大亚基结合。 （二）真核生物翻译起始复合物形成 二、肽链合成延长 指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle) 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor, EF) 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2 又称注册(registration) （二）成肽 （三）转位 延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。 多聚核蛋白体(polysome) 蛋白质合成后加工和输送Posttranslational Processing Protein Transportation 主要包括 一、多肽链折叠为天然功能构象蛋白质 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。 促进蛋白折叠功能的大分子: 1. 分子伴侣 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI) 二、一级结构的修饰 （一）肽链N端的修饰 （二）个别氨基酸的修饰 （三）多肽链的水解修饰 鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰 三、空间结构的修饰 （一）亚基聚合 （二）辅基连接 （三）疏水脂链的共价连接 四、蛋白质合成后的靶向输送 蛋白质合成后经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位的过程称为蛋白质的靶向输送。 所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为信号序列 。 信号肽的一级结构 （二）线粒体蛋白的靶向输送 （三）细胞核蛋白的靶向输送 蛋