医学生化本科—翻译.pptxVIP

蛋白质生物合成(protein biosynthesis)也称翻译(translation)，是生物细胞以mRNA为模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成蛋白质的过程 ;　;（1）氨基酸的活化 （2）肽链的生物合成 （3）肽链形成后的加工和靶向输送; ;第一节蛋白质生物合成体系;基本原料：20种编码氨基酸 模板：mRNA 适配器：tRNA 装配机：核糖体 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 能源物质：ATP、GTP 无机离子：Mg2+、 K+;一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板; 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) 真核生物一个mRNA只编码一条多肽链，为单顺反子(single cistron) ;mRNA结构简图;遗传密码;遗传密码表;1968年诺贝尔??理学或医学奖 解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的机能; 遗传密码的特点：;2. 连续性(non-punctuated);基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frame shift mutation); 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)。 ;3. 简并性(degenerate);各种氨基酸的密码子数目; 密码子简并性的生物学意义：减少有害突变 遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基;4. 通用性(universal);线粒体;5. 摆动性(wobble);摆动配对; ;二、核糖体是蛋白质生物合成的场所;;核糖体的组成;原核生物核糖体结构模式; 30S小亚基：mRNA结合位点 50S大亚基： E位：排出位(Exit site) 　　　　　 转肽酶活性 大小亚基共同组成： 　　　　　　　A位：氨基酰位　　 　　　　　　　　　　(aminoacyl site) 　　　　　　　P位：肽酰基位 　　　　　　　　　　(peptidyl site);三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器;二级结构;四、蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等;（二）蛋白质因子; 蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、K+ 等;第二节氨基酸的活化; 氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程称为氨基酸的活化 参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶; 反应过程;氨基酸 ＋ATP-E 氨基酰-AMP-E ＋ PPi ; 第二步反应;; 氨基酸的活化形式：氨基酰-tRNA 氨基酸的活化部位：?-羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 氨基酸活化耗能：2个~P; 氨基酰-tRNA的表示方法; 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;二、起始氨基酰-tRNA;具有起始功能的tRNAfMet与甲硫氨酸结合后，甲硫氨酸很快被甲酰化为N-甲酰甲硫氨酸(N-formyl methionine, fMet)，于是形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)，可以在mRNA的起始密码子AUG处就位，参与形成翻译起始复合物;fMet-tRNAfMet的生成由转甲酰基酶催化，甲酰基从N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的?-氨基上 ;第三节肽链的生物合成过程; 翻译时，从mRNA的起始密码子AUG开始，按5?→3?方向逐一读码，直至终止密码子 合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从N端→C端延长，直至终止密码子前一位密码子所编码的氨基酸 ;起始 (initiation) 延长 (elongation) 终止 (termination );参与原核生物翻译的各种蛋白质因子;（一）起始;IF-3;; 原核生物mRNA在核糖体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制：; S-D序列;IF-3;IF-3;IF-3; 指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核糖体并聚合成多肽链的过程;1. 进位; 延长因子EF-Tu催化进位 EF-Ts协助重新生成EF-Tu-GTP复合物;Tu;2. 成肽; 成肽的反应过程;3. 转位;EF-G有转位酶(translocase)活性，