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1、蛋白质生物合成蛋白质生物合成 翻译及翻译后过程翻译及翻译后过程1高等课件将存在于将存在于将存在于将存在于mRNAmRNA上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换为多肽链氨基酸残基序列的过程为多肽链氨基酸残基序列的过程为多肽链氨基酸残基序列的过程为多肽链氨基酸残基序列的过程nn氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、ATPATP、GTPGTP翻译（翻译（Translation）2
2、高等课件参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质生物合成的物质1. 三种三种三种三种RNAmRNARNAmRNA、rRNArRNA、tRNAtRNA2.2020种氨基酸（种氨基酸（种氨基酸（种氨基酸（AAAA）作为原料）作为原料）作为原料）作为原料3. 酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IFIF、eIFeIF4.ATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子、无机离子、无机离子3高等课件CAACAACUGCUGCAGCAGACAACAUAUUAUAUGAUGAUAAUACAACAAUUUUUUGAUGAUCAGCAGUAUUAU5533 - -GlnGl
3、n-Leu-Leu-GlnGln-Thr-Thr-TyrTyr-Met-Met-IleIle-Gln-Gln-PhePhe-Asp-Asp-GlnGln-Tyr-Tyr-一、生物合成的模板一、生物合成的模板mRNA遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码(geneticcode)(geneticcode)能编码蛋白质氨基酸序列的能编码蛋白质氨基酸序列的能编码蛋白质氨基酸序列的能编码蛋白质氨基酸序列的基因中的核苷酸体系基因中的核苷酸体系基因中的核苷酸体系基因中的核苷酸体系4高等课件mRNAmRNA分子上从分子上从分子上从分子上从5 5 3 3 方向，由起方向，由起方向，由起方向，由起始密码子始密码子始密
4、码子始密码子AUGAUG开始，每开始，每开始，每开始，每3 3个核苷酸组个核苷酸组个核苷酸组个核苷酸组成的三联体，决定肽链上某一个氨成的三联体，决定肽链上某一个氨成的三联体，决定肽链上某一个氨成的三联体，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信基酸或蛋白质合成的起始、终止信基酸或蛋白质合成的起始、终止信基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码。号，称为三联体密码。号，称为三联体密码。号，称为三联体密码。密码子密码子起始密码：起始密码：起始密码：起始密码： AUGAUG终止密码：终止密码：终止密码：终止密码： UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA5高等课件遗传密码的性质遗传密
5、码的性质1. 1.简并性简并性简并性简并性：指一个氨基酸具有：指一个氨基酸具有：指一个氨基酸具有：指一个氨基酸具有2 2个或个或个或个或2 2个以上的密码子个以上的密码子个以上的密码子个以上的密码子2. 2.摆动性摆动性摆动性摆动性：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象3. 3.通用性通用性通用性通用性：除个
6、别细胞器的特殊密码子外，蛋白质生物：除个别细胞器的特殊密码子外，蛋白质生物：除个别细胞器的特殊密码子外，蛋白质生物：除个别细胞器的特殊密码子外，蛋白质生物合成的整套密码，从简单生物到人类都通用合成的整套密码，从简单生物到人类都通用合成的整套密码，从简单生物到人类都通用合成的整套密码，从简单生物到人类都通用4. 4.连续性连续性连续性连续性：mRNAmRNA的读码方向从的读码方向从的读码方向从的读码方向从5353，两个密码子之，两个密码子之，两个密码子之，两个密码子之间无任何核苷酸隔开间无任何核苷酸隔开间无任何核苷酸隔开间无任何核苷酸隔开5. 5.偏爱性偏爱性偏爱性偏爱性：密码子使用频率的差异：
7、密码子使用频率的差异：密码子使用频率的差异：密码子使用频率的差异6高等课件7高等课件阅读框架阅读框架(readingframes)开放阅读框开放阅读框开放阅读框开放阅读框(openreadingframe,ORF):(openreadingframe,ORF):从起始密码从起始密码从起始密码从起始密码AUGAUG到终止密码处的正确可阅读序列到终止密码处的正确可阅读序列到终止密码处的正确可阅读序列到终止密码处的正确可阅读序列8高等课件原核生物原核生物mRNA的特点的特点S-DS-D序列：序列：序列：序列：原核生物原核生物原核生物原核生物mRNAmRNA起始密码起始密码起始密码起始密码AUGAUG
8、上游上游上游上游813813核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸处，存在一段处，存在一段处，存在一段处，存在一段5-UAAGGAGG-35-UAAGGAGG-3的保守序列，称为的保守序列，称为的保守序列，称为的保守序列，称为S-DS-D序序序序列。是列。是列。是列。是mRNAmRNA与核蛋白体识别、结合的位点与核蛋白体识别、结合的位点与核蛋白体识别、结合的位点与核蛋白体识别、结合的位点9高等课件真核生物真核生物mRNA的特点的特点真核生物没有真核生物没有真核生物没有真核生物没有S-DS-D序列，序列，序列，序列，靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体真核生物的起始
9、密码位真核生物的起始密码位真核生物的起始密码位真核生物的起始密码位于于于于KozakKozak序列序列序列序列（CCACCCCACCAUGAUGGG）中，中，中，中，增加翻译起始的效率增加翻译起始的效率增加翻译起始的效率增加翻译起始的效率10高等课件二、生物合成的场所二、生物合成的场所核蛋白体核蛋白体(Ribosomes)11高等课件原核生物原核生物原核生物原核生物真核生物真核生物真核生物真核生物核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基S S70S70S30S30S50S50
10、S80S80S40S40S60S60SrRNArRNA16S-rRNA16S-rRNA5S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA23S-rRNA18S-18S-rRNArRNA28S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA5.8S-rRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质rpS21rpS21种种种种rpL34rpL34种种种种rpS33rpS33种种种种rpL49rpL49种种种种核蛋白体蛋白及核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点的组成特点12高等课件小亚基与小亚基与mRNA的结合的结合13高等课件大亚基大亚基P P位位位位(peptidyl site)(peptidyl
11、 site) ：结合肽酰结合肽酰结合肽酰结合肽酰tRNAtRNA的部位的部位的部位的部位A A位位位位(aminoacyl site)(aminoacyl site) ：结合氨基酰结合氨基酰结合氨基酰结合氨基酰tRNAtRNA的部位的部位的部位的部位E E位位位位(exit site)(exit site) ：排出位排出位排出位排出位P位位A位位14高等课件三、氨基酸的活化与转运三、氨基酸的活化与转运tRNAACC氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂反密码环反密码环15高等课件氨基酸的活化氨基酸的活化氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA
12、(aminoacyl-tRNAsynthetase)synthetase)氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶16高等课件氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 ATP-EATP-E氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-AMP-E-AMP-E PPiPPi氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-AMP-E-AMP-E tRNAtRNA 氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA AMPAMP E E17高等课件蛋白质的生物合成的过程蛋白质的生物合成的过程1.1.氨基酸的活化氨基酸的活化2.2.多肽链合成的起始多肽链合成的起始3.3.肽链的延长肽链的延长4.4.肽链的终止
13、和释放肽链的终止和释放5.5.蛋白质合成后的加工修饰蛋白质合成后的加工修饰18高等课件一、肽链合成起始一、肽链合成起始(initiation)甲硫氨酰甲硫氨酰甲硫氨酰甲硫氨酰tRNAtRNA与与与与mRNAmRNA结合到核蛋白体上，结合到核蛋白体上，结合到核蛋白体上，结合到核蛋白体上，生成翻译起始复合物生成翻译起始复合物生成翻译起始复合物生成翻译起始复合物19高等课件（一）原核生物翻译起始（一）原核生物翻译起始核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离起始因子起始因子起始因子起始因子 IF3IF3 、IF1IF1介导，介导，介导，介导，利利于小亚基与于小亚
14、基与mRNA，fMet-tRNAfMet结合结合mRNAmRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合在小亚基定位结合在小亚基定位结合通过通过5端端S-D序列序列(AGGA)配配对结合到核蛋白体小亚基上的对结合到核蛋白体小亚基上的16S-rRNA近近3-末端处末端处(UCCU)起始氨基酰起始氨基酰起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA的结合的结合的结合的结合fMet-tRNAifMet和和和和IF-2IF-2及及及及GTPGTP形成复合物形成复合物形成复合物形成复合物核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合70S70S起始复合物形成起始复合物形成起始复合物形成起始复
15、合物形成20高等课件起始氨基酰起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfmet)结合结合到小亚基上到小亚基上核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合21高等课件起始因子起始因子IF和和eIF 原核：起始因子原核：起始因子原核：起始因子原核：起始因子 三种；三种；三种；三种； IF-lIF-l、2 2和和和和3 3 真核：起始因子真核：起始因子真核：起始因子真核：起始因子 十种；十种；十种；十种； eIFeIF 翻译起始：翻译起始：翻译起始：翻译起始： 1 1）IF-3IF-3结合核蛋白体结合核蛋白体结合核蛋白体结合核蛋白体30S30S亚基，使大、小亚基拆离亚基，使大、小亚基拆离亚基，使大、小亚基拆离
16、亚基，使大、小亚基拆离 2 2）IF-1IF-1协助协助协助协助IF-3IF-3结合和亚基拆离结合和亚基拆离结合和亚基拆离结合和亚基拆离 3 3）单独的）单独的）单独的）单独的30S30S亚基易于与亚基易于与亚基易于与亚基易于与mRNAmRNA及起始及起始及起始及起始tRNAtRNA结合结合结合结合 4 4）IF-2IF-2促进促进促进促进fMet-tRNAfMet-tRNA结合结合结合结合mRNAmRNA及核蛋白体及核蛋白体及核蛋白体及核蛋白体22高等课件（二）真核生物翻译起始复合物形成（二）真核生物翻译起始复合物形成1. 1.起始因子起始因子起始因子起始因子eIF3eIF3结合到核糖体结合
17、到核糖体结合到核糖体结合到核糖体（80S80S）的小亚基（）的小亚基（）的小亚基（）的小亚基（40S40S）上，使大）上，使大）上，使大）上，使大亚基（亚基（亚基（亚基（60S60S）与小亚基解离）与小亚基解离）与小亚基解离）与小亚基解离2. 2. 甲硫酰甲硫酰甲硫酰甲硫酰tRNAtRNA（ Met-tRNAiMet-tRNAimetmet）结结结结合合合合3. 3. mRNAmRNA结合（需结合（需结合（需结合（需帽结合蛋白帽结合蛋白帽结合蛋白帽结合蛋白CBPCBP）23高等课件metmet40S40S60S60SMeMet tMetMet40S40S60S60SmRNAmRNAeIF-2B
18、eIF-2B、eIF-3eIF-3、eIF-6elF-3elF-3GDP+Pi各种各种各种各种elFelF释放释放释放释放elF-5ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PABMetMet-tRNAMet-tRNAi iMetMet-elF-2-elF-2 - -GTPGTP真核生物翻译起始复真核生物翻译起始复合物形成过程合物形成过程24高等课件二、肽链合成延长二、肽链合成延长根据根据mRNA密码序列的指导，顺序密码序列的指导，顺序添加的氨基酸从添加的氨基酸从N端向端向C端延伸肽链，端延伸肽链，直到合成终止的过程直到合成终止的过程25高等课件肽链延长在核蛋白体上连续
19、性循环式进行，肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为又称为核蛋白体循环核蛋白体循环(ribosomalcycle)，每，每次循环增加一个氨基酸次循环增加一个氨基酸l l进位进位进位进位(entrance)/(entrance)/注册（注册（注册（注册（registrationregistration）l l成肽成肽成肽成肽(peptidebondformation)(peptidebondformation)l l转位转位转位转位(translocation)(translocation)26高等课件延伸过程所需蛋白因子延伸过程所需蛋白因子延长因子延长因子(elongationfacto
20、r,EF)原核延长因子原核延长因子原核延长因子原核延长因子生物功能生物功能生物功能生物功能对应真核延长对应真核延长对应真核延长对应真核延长因子因子因子因子EF-TuEF-Tu促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰-tRNA-tRNA进入进入进入进入A A位，结合位，结合位，结合位，结合分解分解分解分解GTPGTPEF-1-EF-1-EF-TsEF-Ts调节亚基调节亚基调节亚基调节亚基EF-1-EF-1-EFGEFG有有有有转位酶活性转位酶活性转位酶活性转位酶活性，促进，促进，促进，促进mRNA-mRNA-肽酰肽酰肽酰肽酰- -tRNAtRNA由由由由A A位前移到位前移到位前移到位前移到P
21、P位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载tRNAtRNA释放释放释放释放EF-2EF-227高等课件又称注册又称注册(registration)(registration)（一）进位（一）进位指根据指根据mRNAmRNA下一组下一组遗传密码指导，使相应遗传密码指导，使相应氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA进入核蛋进入核蛋白体白体A A位。位。 28高等课件延长因子延长因子延长因子延长因子EF-TEF-TEF-TEF-T催化进位（原核生物）催化进位（原核生物）催化进位（原核生物）催化进位（原核生物） 29高等课件（二）成肽（二）成肽转转转转肽肽肽肽酶酶酶酶( (t tr ra an ns
22、 sp pe ep pt ti id da as se e) )催催催催化化化化形形形形成成成成肽肽肽肽键键键键30高等课件（三）转位（三）转位（Translocation）延长因子延长因子延长因子延长因子EF-GEF-G有有有有转位酶活性，结转位酶活性，结转位酶活性，结转位酶活性，结合并水解合并水解合并水解合并水解GTPGTP，使核蛋白体向使核蛋白体向使核蛋白体向使核蛋白体向mRNAmRNA的的的的33侧移动侧移动侧移动侧移动31高等课件进进位位转转位位成肽成肽32高等课件三、肽链合成终止三、肽链合成终止（Termination）1. 1.终止密码的辨认及肽链从终止密码的辨认及肽链从终止密码
23、的辨认及肽链从终止密码的辨认及肽链从肽酰肽酰肽酰肽酰-tRNA-tRNA水解出。水解出。水解出。水解出。2. 2. mRNAmRNA从核蛋白体中分从核蛋白体中分从核蛋白体中分从核蛋白体中分离及大小亚基的拆开离及大小亚基的拆开离及大小亚基的拆开离及大小亚基的拆开3. 3. 终止过程需释放因子终止过程需释放因子终止过程需释放因子终止过程需释放因子(RF(RF）。）。）。）。33高等课件释放因子释放因子(release factor, RF)(release factor, RF)：与肽链：与肽链合成终止相关的蛋白因子合成终止相关的蛋白因子1. 1.识别终止密码，如识别终止密码，如识别终止密码，如识
24、别终止密码，如RF-1RF-1特异识别特异识别特异识别特异识别UAAUAA、UAGUAG；而；而；而；而RF-2RF-2可识可识可识可识别别别别UAAUAA、UGAUGA2. 2.诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到-OH-OH上，使上，使上，使上，使肽链从核蛋白体上释放。肽链从核蛋白体上释放。肽链从核蛋白体上释放。肽链从核蛋白体上释放。原核生物释放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1RF-1，RF-2RF-2，RF-3RF-3真核
25、生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRFeRF34高等课件四、核蛋白体循环四、核蛋白体循环多聚核蛋白体多聚核蛋白体(polysome)1. 1.细胞内一条细胞内一条细胞内一条细胞内一条mRNAmRNA链上结合链上结合链上结合链上结合着多个核糖体着多个核糖体着多个核糖体着多个核糖体2. 2.每个核糖体都独立完成一条每个核糖体都独立完成一条每个核糖体都独立完成一条每个核糖体都独立完成一条多肽链的合成多肽链的合成多肽链的合成多肽链的合成 3. 3.蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行35高等课件蛋白质生物合
26、成的调节蛋白质生物合成的调节1.阅读框架的漂移、重叠和阅读框架的漂移、重叠和阅读框架的漂移、重叠和阅读框架的漂移、重叠和5-AUG5-AUG的作用的作用的作用的作用2.翻译错误：氨基酰合成酶校正翻译错误：氨基酰合成酶校正翻译错误：氨基酰合成酶校正翻译错误：氨基酰合成酶校正3.RNARNA的结构：帽子、的结构：帽子、的结构：帽子、的结构：帽子、poly(A)poly(A)尾、空间结构尾、空间结构尾、空间结构尾、空间结构4.蛋白质生物合成阻断剂：蛋白质生物合成阻断剂：蛋白质生物合成阻断剂：蛋白质生物合成阻断剂： 抗生素类抗生素类抗生素类抗生素类大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素大环内酯类、氯霉
27、素、氨基糖苷类、四环素大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素抗代谢药物抗代谢药物抗代谢药物抗代谢药物抗肿瘤药抗肿瘤药抗肿瘤药抗肿瘤药其他生物活性物质其他生物活性物质其他生物活性物质其他生物活性物质白喉毒素、干扰素白喉毒素、干扰素白喉毒素、干扰素白喉毒素、干扰素36高等课件氨基糖苷类抗生素氨基糖苷类抗生素放线菌酮放线菌酮氯霉素氯霉素氯霉素氯霉素四四环环素素族族嘌呤霉素嘌呤霉素37高等课件38高等课件干扰素的作用机理干扰素的作用机理干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶dsRNA1. 1. 干扰素诱导干扰素诱导eIFe
28、IF2 2磷酸化而失活磷酸化而失活ATPeIF2ADPeIF2-P（失活）（失活）Pi磷酸酶磷酸酶磷酸酶磷酸酶39高等课件2. 2. 干扰素诱导病毒干扰素诱导病毒RNARNA降解降解降解降解mRNAdsRNA干扰素干扰素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2 -5 AAPPPATP2-5A合成酶合成酶RNaseLRNaseL活化活化40高等课件蛋白质合成后的折叠蛋白质合成后的折叠折叠折叠折叠折叠(folding):(folding):蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定的酸碱度、温度等）
29、下，进行自我组装的酸碱度、温度等）下，进行自我组装的酸碱度、温度等）下，进行自我组装的酸碱度、温度等）下，进行自我组装1.蛋白质自发获得成熟的构型蛋白质自发获得成熟的构型蛋白质自发获得成熟的构型蛋白质自发获得成熟的构型自我装配自我装配自我装配自我装配2.需要辅助蛋白协助需要辅助蛋白协助需要辅助蛋白协助需要辅助蛋白协助分子伴侣分子伴侣分子伴侣分子伴侣41高等课件分子伴侣分子伴侣（molecularchaperones）一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质。在细胞一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质。在细胞一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质。在细胞一类在序列上没有相关性但有共同
30、功能的蛋白质。在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，且在组装完毕内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，且在组装完毕内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，且在组装完毕内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份 作用作用作用作用1.1.蛋白合成开始时，防止新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，蛋白合成开始时，防止新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，蛋白合成开始时，防止新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，
31、蛋白合成开始时，防止新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，帮助蛋白质获得最初的正确结构帮助蛋白质获得最初的正确结构帮助蛋白质获得最初的正确结构帮助蛋白质获得最初的正确结构2.2.封闭所暴露出来的疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰的隔离封闭所暴露出来的疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰的隔离封闭所暴露出来的疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰的隔离封闭所暴露出来的疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰的隔离环境环境环境环境3.3.识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解42高等课
32、件1.应激蛋白应激蛋白应激蛋白应激蛋白7070家族（家族（家族（家族（heat-shockheat-shockprotein70protein70）：参与蛋白质的从头折：参与蛋白质的从头折：参与蛋白质的从头折：参与蛋白质的从头折叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降解及其调控过程解及其调控过程解及其调控过程解及其调控过程2.伴侣素系统（伴侣素系统（伴侣素系统（伴侣素系统（chaperoninsystemchaperoninsystem）: :具有独特的双层环状结构的寡聚蛋具有独特的双层环状结构的寡聚蛋具有独特的双
33、层环状结构的寡聚蛋具有独特的双层环状结构的寡聚蛋白，以依赖白，以依赖白，以依赖白，以依赖ATPATP的方式的方式的方式的方式为非自发性为非自发性为非自发性为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空折叠蛋白质提供能折叠形成天然空折叠蛋白质提供能折叠形成天然空折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境间构象的微环境间构象的微环境间构象的微环境分子伴侣的分类及作用分子伴侣的分类及作用43高等课件翻译后的加工修饰翻译后的加工修饰新和成的多肽只有经过细胞内各种修饰处理后才新和成的多肽只有经过细胞内各种修饰处理后才能成为有活性的成熟蛋白质能成为有活性的成熟蛋白质翻译后加工翻译后加工1.1.蛋白质氨基酸侧链
34、的微小改变蛋白质氨基酸侧链的微小改变蛋白质氨基酸侧链的微小改变蛋白质氨基酸侧链的微小改变2.2.特定氨基酸残基上添加体积较大的基团特定氨基酸残基上添加体积较大的基团特定氨基酸残基上添加体积较大的基团特定氨基酸残基上添加体积较大的基团3.3.剪切剪切剪切剪切 从新生肽链上去除不等的氨基酸残基从新生肽链上去除不等的氨基酸残基从新生肽链上去除不等的氨基酸残基从新生肽链上去除不等的氨基酸残基44高等课件常见的加工修饰方式常见的加工修饰方式（一）侧链氨基酸的微小修饰：（一）侧链氨基酸的微小修饰：（一）侧链氨基酸的微小修饰：（一）侧链氨基酸的微小修饰：二硫键的形成和正确配对二硫键的形成和正确配对二硫键的形
35、成和正确配对二硫键的形成和正确配对蛋白质合成后通过两个半胱蛋白质合成后通过两个半胱蛋白质合成后通过两个半胱蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成氨酸的氧化作用生成氨酸的氧化作用生成氨酸的氧化作用生成甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及乙酰化等化学修饰乙酰化等化学修饰乙酰化等化学修饰乙酰化等化学修饰45高等课件（二）剪切和剪接加工（二）剪切和剪接加工1.新生肽链新生肽链新生肽链新生肽链N N端端端端fMetfMet或或或或MetMet的切除的切除的切除的切除2.剪切剪切剪切剪切直接从新生肽链上除去不等的氨基酸残基直接从新生肽链上除去
36、不等的氨基酸残基直接从新生肽链上除去不等的氨基酸残基直接从新生肽链上除去不等的氨基酸残基 分泌型蛋白的信号肽的切除分泌型蛋白的信号肽的切除分泌型蛋白的信号肽的切除分泌型蛋白的信号肽的切除前体蛋白加工：切除前体蛋白的一端肽段；去除蛋白内前体蛋白加工：切除前体蛋白的一端肽段；去除蛋白内前体蛋白加工：切除前体蛋白的一端肽段；去除蛋白内前体蛋白加工：切除前体蛋白的一端肽段；去除蛋白内含子含子含子含子活性肽的剪切释放：一条已合成的多肽链经翻译加工后活性肽的剪切释放：一条已合成的多肽链经翻译加工后活性肽的剪切释放：一条已合成的多肽链经翻译加工后活性肽的剪切释放：一条已合成的多肽链经翻译加工后生成不同活性的
37、蛋白质或多肽生成不同活性的蛋白质或多肽生成不同活性的蛋白质或多肽生成不同活性的蛋白质或多肽3.剪接剪接剪接剪接蛋白质前体通过多肽剪除某些氨基酸片段，再蛋白质前体通过多肽剪除某些氨基酸片段，再蛋白质前体通过多肽剪除某些氨基酸片段，再蛋白质前体通过多肽剪除某些氨基酸片段，再以一定的顺序结合起来生成成熟有活性的蛋白质以一定的顺序结合起来生成成熟有活性的蛋白质以一定的顺序结合起来生成成熟有活性的蛋白质以一定的顺序结合起来生成成熟有活性的蛋白质46高等课件NC信号肽信号肽PMOCKRKR103肽肽(？)ACTH -LT -MSH -MSHEndophin鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原鸦
38、片促黑皮质素原(POMC)(POMC)的水解修饰的水解修饰的水解修饰的水解修饰47高等课件（三）添加化学基团（化学编辑）（三）添加化学基团（化学编辑）（三）添加化学基团（化学编辑）（三）添加化学基团（化学编辑）1.1.1.1.蛋白质的脂酰化蛋白质的脂酰化蛋白质的脂酰化蛋白质的脂酰化酰基转移酶催酰基转移酶催酰基转移酶催酰基转移酶催化脂肪酸与肽链中的化脂肪酸与肽链中的化脂肪酸与肽链中的化脂肪酸与肽链中的SerSerSerSer的羟基以的羟基以的羟基以的羟基以酯键结合，使新生的蛋白脂酰化酯键结合，使新生的蛋白脂酰化酯键结合，使新生的蛋白脂酰化酯键结合，使新生的蛋白脂酰化2.2.2.2.蛋白质的糖基化
39、蛋白质的糖基化蛋白质的糖基化蛋白质的糖基化使蛋白质能够抵抗消化酶的作用使蛋白质能够抵抗消化酶的作用使蛋白质能够抵抗消化酶的作用使蛋白质能够抵抗消化酶的作用赋予蛋白质传导信号的功能赋予蛋白质传导信号的功能赋予蛋白质传导信号的功能赋予蛋白质传导信号的功能某些蛋白只有在糖基化之后才能正某些蛋白只有在糖基化之后才能正某些蛋白只有在糖基化之后才能正某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠确折叠确折叠确折叠 48高等课件蛋白质的转运蛋白质的转运1.1.1.1.核孔运输核孔运输核孔运输核孔运输胞质中合成的蛋白质穿胞质中合成的蛋白质穿胞质中合成的蛋白质穿胞质中合成的蛋白质穿过胞核内外膜形成的核孔进入细胞过胞核内外
40、膜形成的核孔进入细胞过胞核内外膜形成的核孔进入细胞过胞核内外膜形成的核孔进入细胞核核核核2.2.2.2. 跨膜运输跨膜运输跨膜运输跨膜运输胞质中合成的蛋白质进胞质中合成的蛋白质进胞质中合成的蛋白质进胞质中合成的蛋白质进入到内质网、线粒体、叶绿体和过入到内质网、线粒体、叶绿体和过入到内质网、线粒体、叶绿体和过入到内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等通过跨膜机制进行运氧化物酶体等通过跨膜机制进行运氧化物酶体等通过跨膜机制进行运氧化物酶体等通过跨膜机制进行运输的。需要消耗能量输的。需要消耗能量输的。需要消耗能量输的。需要消耗能量3.3.3.3. 小泡运输小泡运输小泡运输小泡运输蛋白质从内质网转运到
41、蛋白质从内质网转运到蛋白质从内质网转运到蛋白质从内质网转运到高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外等是由小泡介导的等是由小泡介导的等是由小泡介导的等是由小泡介导的49高等课件细胞中蛋白质运输的方式细胞中蛋白质运输的方式1.1.1.1.翻译中运输翻译中运输翻译中运输翻译中运输: : : :由与内质网结合的核糖由与内质网结合的核糖由与内质网结合的核糖由与内质网结合的核糖体完成。新生肽链在合成过程中，
42、体完成。新生肽链在合成过程中，体完成。新生肽链在合成过程中，体完成。新生肽链在合成过程中，插入到内质网上的特殊通道，然后插入到内质网上的特殊通道，然后插入到内质网上的特殊通道，然后插入到内质网上的特殊通道，然后转移入内腔转移入内腔转移入内腔转移入内腔 2.2.2.2.翻译后运输翻译后运输翻译后运输翻译后运输: : : : 由游离核糖体完成。由游离核糖体完成。由游离核糖体完成。由游离核糖体完成。在多肽链合成后，将蛋白质从细胞在多肽链合成后，将蛋白质从细胞在多肽链合成后，将蛋白质从细胞在多肽链合成后，将蛋白质从细胞质转移到线粒体或叶绿体等细胞器质转移到线粒体或叶绿体等细胞器质转移到线粒体或叶绿体等
43、细胞器质转移到线粒体或叶绿体等细胞器和细胞核中和细胞核中和细胞核中和细胞核中50高等课件靶向输送蛋白靶向输送蛋白靶向输送蛋白靶向输送蛋白信号序列或成分信号序列或成分信号序列或成分信号序列或成分分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白信号肽信号肽信号肽信号肽内质网腔蛋白内质网腔蛋白内质网腔蛋白内质网腔蛋白信号肽，信号肽，信号肽，信号肽，C C端端端端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Lys-Asp-Glu-Leu-COO- -(KDEL(KDEL序列序列序列序列) )线粒体蛋白线粒体蛋白线粒体蛋白线粒体蛋白N N端靶向序列（端靶向序列（端靶向序列（端靶向序列（20203535氨基酸残基）氨基酸残
44、基）氨基酸残基）氨基酸残基）核蛋白核蛋白核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40TSV40T抗原）抗原）抗原）抗原）过氧化体蛋白过氧化体蛋白过氧化体蛋白过氧化体蛋白-Ser-Lys-Leu-Ser-Lys-Leu-（PSTPST序列）序列）序列）序列）溶酶体蛋白溶酶体蛋白溶酶体蛋白溶酶体蛋白Man-6-PMan-6-P（甘露糖（甘露糖（甘露糖（甘露糖-6-6-磷酸）磷酸）磷酸）磷酸）靶向输送蛋白的信号序列或成分靶向输送蛋白的信号序列或成
45、分 51高等课件翻译中运输过程翻译中运输过程（信号肽假说）（信号肽假说）信号肽信号肽信号肽信号肽(Signalsequence)(Signalsequence)能启动蛋白质运转的任何一能启动蛋白质运转的任何一能启动蛋白质运转的任何一能启动蛋白质运转的任何一段多肽段多肽段多肽段多肽使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽
46、，使成熟内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟的蛋白质释放至胞外的蛋白质释放至胞外的蛋白质释放至胞外的蛋白质释放至胞外52高等课件结构：约结构：约结构：约结构：约10-4010-40多个氨基酸构成，分三个区：多个氨基酸构成，分三个区：多个氨基酸构成，分三个区：多个氨基酸构成，分三个区：1. 1.N N端为亲水区含碱性氨基酸端为亲水区含碱性氨基酸端为亲水区含碱性氨基酸端为亲水区含碱性氨基酸, ,提供正电荷提供正电荷提供正电荷提供正电荷2. 2. 中性或疏水性氨基酸，能够形成一段中性或疏水性氨基酸，能够形成一段中性或疏水性氨基酸，能够形成一段中性或疏水性氨基酸，能够形成一段 螺旋结构，是
47、信号肽螺旋结构，是信号肽螺旋结构，是信号肽螺旋结构，是信号肽的主要功能区的主要功能区的主要功能区的主要功能区3. 3.带负电荷的带负电荷的带负电荷的带负电荷的C C末端，含小分子氨基酸，是信号肽酶切割信号末端，含小分子氨基酸，是信号肽酶切割信号末端，含小分子氨基酸，是信号肽酶切割信号末端，含小分子氨基酸，是信号肽酶切割信号肽的部位肽的部位肽的部位肽的部位53高等课件1. 1.信号肽识别粒子（信号肽识别粒子（信号肽识别粒子（信号肽识别粒子（Signalrecognitionparticles-SRPSignalrecognitionparticles-SRP）：）：）：）：6 6种蛋种蛋种蛋种蛋
48、白质与白质与白质与白质与7S-RNA7S-RNA组成复合体组成复合体组成复合体组成复合体SRPSRP的作用的作用的作用的作用 ：与合成的分泌蛋白中的信号肽结合。与合成的分泌蛋白中的信号肽结合。与合成的分泌蛋白中的信号肽结合。与合成的分泌蛋白中的信号肽结合。参加与内质网上受体结合的反应。参加与内质网上受体结合的反应。参加与内质网上受体结合的反应。参加与内质网上受体结合的反应。2. 2.7S-RNA:7S-RNA:由由由由305bp305bp组成组成组成组成, ,提供提供提供提供SRPSRP形成的结构骨架形成的结构骨架形成的结构骨架形成的结构骨架3. 3.对接蛋白（对接蛋白（对接蛋白（对接蛋白（d
49、ockingprotein-DPdockingprotein-DP）：对接蛋白是）：对接蛋白是）：对接蛋白是）：对接蛋白是SRPSRP的受体，的受体，的受体，的受体，与与与与SRPSRP共同催化转运携有肽链的核蛋白体到内质网上。共同催化转运携有肽链的核蛋白体到内质网上。共同催化转运携有肽链的核蛋白体到内质网上。共同催化转运携有肽链的核蛋白体到内质网上。 参与转运的分子参与转运的分子54高等课件信号肽假设示意图信号肽假设示意图1. 1.编码分泌型蛋白质的编码分泌型蛋白质的编码分泌型蛋白质的编码分泌型蛋白质的mRNAmRNA与游与游与游与游离核糖体结合，蛋白合成起始离核糖体结合，蛋白合成起始离核糖
50、体结合，蛋白合成起始离核糖体结合，蛋白合成起始2. 2.合成蛋白合成蛋白合成蛋白合成蛋白N-N-端的信号肽序列端的信号肽序列端的信号肽序列端的信号肽序列3. 3.信号肽序列被信号肽识别颗粒信号肽序列被信号肽识别颗粒信号肽序列被信号肽识别颗粒信号肽序列被信号肽识别颗粒SRPSRP识别，翻译暂停识别，翻译暂停识别，翻译暂停识别，翻译暂停4. 4.SRP-SRP-核糖体复合物与核糖体复合物与核糖体复合物与核糖体复合物与ERER上的上的上的上的SRPSRP受体（停泊蛋白，受体（停泊蛋白，受体（停泊蛋白，受体（停泊蛋白，DPDP）结合，）结合，）结合，）结合，多肽合成恢复多肽合成恢复多肽合成恢复多肽合成
51、恢复5. 5.新生肽链通过核蛋白体受体蛋白新生肽链通过核蛋白体受体蛋白新生肽链通过核蛋白体受体蛋白新生肽链通过核蛋白体受体蛋白与蛋白转运子形成的通道进入与蛋白转运子形成的通道进入与蛋白转运子形成的通道进入与蛋白转运子形成的通道进入ERER6. 6.SRPSRP释放，多肽移位到释放，多肽移位到释放，多肽移位到释放，多肽移位到ERER内腔，内腔，内腔，内腔，信号肽被酶切除信号肽被酶切除信号肽被酶切除信号肽被酶切除55高等课件翻译后运输（导肽假说）翻译后运输（导肽假说）细胞器细胞器新生肽携带的信号序列新生肽携带的信号序列线粒体线粒体线粒体定向肽线粒体定向肽叶绿体叶绿体叶绿体转移肽叶绿体转移肽细胞核细
52、胞核细胞核定位序列细胞核定位序列56高等课件导肽导肽(leading sequence)的一般特性的一般特性1.1.1.1.带正电荷碱性氨基酸（带正电荷碱性氨基酸（带正电荷碱性氨基酸（带正电荷碱性氨基酸（ArgArgArgArg）较丰富，）较丰富，）较丰富，）较丰富， 分散于不带电荷的氨基分散于不带电荷的氨基分散于不带电荷的氨基分散于不带电荷的氨基酸序列之间；酸序列之间；酸序列之间；酸序列之间；2.2.2.2.有形成两亲（亲水和疏水）有形成两亲（亲水和疏水）有形成两亲（亲水和疏水）有形成两亲（亲水和疏水）- - - - 螺旋能力。螺旋能力。螺旋能力。螺旋能力。3.3.3.3.导肽运送蛋白质时具
53、有以下特点导肽运送蛋白质时具有以下特点导肽运送蛋白质时具有以下特点导肽运送蛋白质时具有以下特点:需要受体需要受体需要受体需要受体; ; ; ; 消耗消耗消耗消耗ATP; ATP; ATP; ATP; 需要分子伴侣需要分子伴侣需要分子伴侣需要分子伴侣; ; ; ; 要电化学梯度驱动要电化学梯度驱动要电化学梯度驱动要电化学梯度驱动; ; ; ; 要信号肽酶切除信号要信号肽酶切除信号要信号肽酶切除信号要信号肽酶切除信号肽肽肽肽;通过接触点进入通过接触点进入通过接触点进入通过接触点进入;非折叠形式运输非折叠形式运输非折叠形式运输非折叠形式运输 57高等课件线粒体蛋白的靶向输送线粒体蛋白的靶向输送 58高等课件细胞核蛋白的靶向输送细胞核蛋白的靶向输送59高等课件蛋白质的正向和逆向运输蛋白质的正向和逆向运输正向正向正向正向逆向逆向逆向逆向60高等课件
