分子生物学导论 第8章 蛋白质生物合成.ppt

只有N-甲酰甲硫氨酰tRNA能用于30S亚基的起始P 位，其他的氨酰-tRNA 则只能进入70S 亚基A位。 真核生物中， 任何一个多肽合成都是从生成甲硫氨酰-tRNAiMet开始的。 体内存在2种tRNAMet。 只有甲硫氨酰-tRNAiMet才能与40S小亚基相结合，起始肽链合成， 普通tRNAMet中携带的甲硫氨酸只能被掺入正在延伸的肽链中。 2 翻译的起始 需要如下7种成分： 1）30S小亚基； 2）模板mRNA； 3）fMet-tRNAfMet; 4) 3个翻译起始因子（IF-1，2，3）； 5) GTP; 6) 50S大亚基； 7）Mg2+ 2.1 细菌翻译的起始 本次内容 一、遗传密码—三联子 二、tRNA 三、核糖体 四、蛋白质合成的生物学机制 1 核糖体简介 核糖体提供一个控制mRNA与氨酰-tRNA相互作用的环境，它像一个沿着模板前进的移动工厂，快速地重复合成肽键的循环。 氨酰-tRNA以惊人的速度进出核糖体，卸载下氨基酸； 延伸因子(Elongation factor)反复的与核糖体结合、解离。在这些辅助因子(Accessory factors)的共同参与下核糖体才能够完成蛋白质合成的全过程。 三位科学家都采用了Ｘ射线蛋白质晶体学的技术，标识出了构成核糖体的成千上万个原子。这些科学家们不仅让我们知晓了核糖体的“外貌”，而且在原子层面上揭示了核糖体功能的机理。“认识核糖体内在工作的机理，对于科学理解生命非常重要。” 用三维模型来显示不同的抗生素如何抑制核糖体功能，“这些模型已被用于研发新的抗生素，直接帮助减轻人类的病痛，拯救生命”。 核糖体的结构和功能 2 核糖体的结构 核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒，可以分为两个亚基，每个亚基都含有一个相对分子量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子。 这些大分子rRNA能在特定位点与蛋白质结合，从而完成核糖体不同亚基的组装。 核糖体就是既含蛋白质又含RNA (RNA比蛋白多)、能够解离为大小亚单位的一些大的核糖蛋白颗粒。 原核生物 真核生物 核蛋白体 小亚基 大亚基 核蛋白体 小亚基 大亚基 S值 70S 30S 50S 80S 40S 60S rRNA 16S-rRNA 5S-rRNA 23S-rRNA 18S-rRNA 28S-rRNA 5S-rRNA 5.8S-rRNA 蛋白质 rpS 21种 rpL 36种 rpS 33种 rpL 49种 不同细胞核蛋白体的组成 核糖体与mRNA和tRNA大小的比较： 显示前者的大小足以支持其对后者的吸附。 核糖体有一些活性中心，其中每一个活性中心都由一组特定的蛋白质和核糖体RNA的一段区域共同组成。其中rRNA对活性中心是必须的，它行使结构上的甚至是催化的功能。一些催化功能需要蛋白质参与，但没有一种活性可以由独立的蛋白质或蛋白质组产生，他们只有在核糖体中才能行使功能。 核糖体由两个亚单位组成，其中每一个亚单位又由rRNA 和一些小的蛋白质构成。大亚基也可能含有小的RNA。 在E. coli 中，小亚基(30S)由16S RNA和21 种蛋白质构成，大亚基(50S)由23S rRNA，小5S rRNA和31 种蛋白质构成。 除其中一种蛋白质在每个核糖体中有四个拷贝外，其余的蛋白质都是每个核糖体一个拷贝。 3 核糖体的组成 — — rRNA 5S RNA 16S RNA 23S RNA 5.8S RNA 18S RNA 28S RNA 细菌5S rRNA含有116-120个核苷酸。有两个高度保守的区域，其中一个区域含有保守序列CGAAC，是5S rRNA与tRNA相互识别的序列。 另一个区域含有保守序列GCGCCGAAUGGUAGU，与23S rRNA的中一段序列互补，可能是5S rRNA与50S核糖体大亚基相互作用的位点。 1) 5S rRNA 长约1 475～1 544个核苷酸之间，含有少量修饰碱基，位于30S小亚基内。 16S rRNA的结构十分保守，其中3‘端一段ACCUCCUUA的保守序列，与mRNA 5’端翻译起始区中的SD序列互补。 16S rRNA靠近3 端处还有一段与23S rRNA互补的序列，在30S与50S亚基的结合中起作用。 2) 16S rRNA 在蛋白质合成的过程中，16S rRNA 的构象可能发生变化。 rRNA象骨架，将蛋白质串起来，并决定蛋白质的定位 每种rRNA都有自己的二级结构，比较保守 mRNA和tRNA进入核糖体会引起rRNA构象的变化 23S rRNA基因有2 904个核苷酸， 第1984～2001核苷酸之间存在能与tRNAMet序列互补的片段，表明核糖体大亚基23S rRNA可能与tRNAMet的结合有关。 第143～157位核苷酸