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1、第十四章第十四章蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成-翻译翻译(translation)(translation)1翻译（蛋白质的生物合成）翻译（蛋白质的生物合成）: :l l以以氨基酸氨基酸为原料为原料l l以以mRNAmRNA为模板为模板l l以以tRNAtRNA为运载工具为运载工具l l以以核糖体核糖体为合成场所为合成场所l l起始、延长、终止各阶段起始、延长、终止各阶段蛋白因子蛋白因子参与参与l l合成后加工成为有合成后加工成为有活性蛋白质活性蛋白质2第一节第一节 参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质生物合成的物质l l氨基酸氨基酸l lmRNAmRNAl ltRNAtRNAl l核糖体核糖
2、体l l酶及蛋白质因子酶及蛋白质因子l lATPATP、GTPGTP3一一一一、 mRNA mRNA与遗传密码与遗传密码l l遗传密码（遗传密码（genetic code)-genetic code)-共共6464个遗传密码个遗传密码 （DNADNA）mRNA 5mRNA 5AUGAUG UCC ACC GUA UCC ACC GUA UAAUAA 3 3 蛋白质蛋白质 Ser Thr Val Ser Thr Vall l三联体三联体= = 一个密码子一个密码子/ /暗码子暗码子 一个氨基酸一个氨基酸l l起始密码起始密码-AUG-AUGl l终止密码终止密码-UAA/UGA/UAG-UAA/
3、UGA/UAG45* * 遗传密码的基本特点遗传密码的基本特点l l方向性与无间隔性方向性与无间隔性l l简并性简并性l l连续连续连续连续阅读从阅读从阅读从阅读从mRNAmRNAmRNAmRNA5555 3333 肽链合成肽链合成肽链合成肽链合成N N N N端端端端 C C C C端端端端l l阅读框移位（阅读框移位（阅读框移位（阅读框移位（frame frame frame frame shiftshiftshiftshift） ，蛋白功能丧失，蛋白功能丧失，蛋白功能丧失，蛋白功能丧失 l l一个一个一个一个A.AA.AA.AA.A有多个密码有多个密码有多个密码有多个密码l l密码上密码
4、上密码上密码上第一、二位上碱基第一、二位上碱基第一、二位上碱基第一、二位上碱基不变不变不变不变，第三位碱基可改变第三位碱基可改变第三位碱基可改变第三位碱基可改变l l如：如：如：如：UCUCUCUCU U U U UC UC UC UCC C C C UC UC UC UCA A A A UC UC UC UCG G G G 都代表都代表都代表都代表SerSerSerSer67l l兼职性兼职性兼职性兼职性l l通用性通用性通用性通用性 l lAUGAUGAUGAUG： 起始信号起始信号起始信号起始信号 Met Met Met Met的密码子的密码子的密码子的密码子 l l从最简单的生物（病毒
5、）到人类，从最简单的生物（病毒）到人类，从最简单的生物（病毒）到人类，从最简单的生物（病毒）到人类，使用同一套遗传密码使用同一套遗传密码使用同一套遗传密码使用同一套遗传密码8二二. .氨基酸的氨基酸的“搬运工具搬运工具”-tRNA”-tRNAl l作用作用作用作用l l是氨基酸的是氨基酸的是氨基酸的是氨基酸的 特异特异特异特异“ “搬运工具搬运工具搬运工具搬运工具” ” 1A.A-26 1A.A-26特异特异特异特异 tRNA tRNAl l起起起起“ “接合器接合器接合器接合器” ”作用作用作用作用l l和和和和 mRNA mRNA摆动配对摆动配对摆动配对摆动配对9101 1、密码子与反密码
6、子的摆动配对、密码子与反密码子的摆动配对l l反密码子与密码子的相互作用反密码子与密码子的相互作用 前二对前二对 严格碱基配对严格碱基配对第三对第三对 摆动配对摆动配对11密码密码密码密码 mRNAmRNA55333355反密码反密码反密码反密码 tRNAtRNAGCUCGIC AtRNAtRNAtRNAtRNA的反密码子与的反密码子与的反密码子与的反密码子与mRNAmRNAmRNAmRNA分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对1 12 23 31 12 23 3自由度的大自由度的大自由度的大自由度的大小由小由小由小由tRNAtRNAtRNAt
7、RNA反反反反密码子第一密码子第一密码子第一密码子第一位碱基的种位碱基的种位碱基的种位碱基的种类决定类决定类决定类决定12l l种类种类种类种类l l起始起始起始起始tRNA- tRNAtRNA- tRNAtRNA- tRNAtRNA- tRNAi i i imetmetmetmetl l只能识别翻译只能识别翻译只能识别翻译只能识别翻译起始起始起始起始信号信号信号信号AUGAUGAUGAUGl l只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的肽位肽位肽位肽位l l普通普通普通普通tRNA- tRNAtRNA- tRNAtRNA- tRNAtRNA- tRNAmetme
8、tmetmetl l在翻译在翻译在翻译在翻译延长延长延长延长中发挥作用中发挥作用中发挥作用中发挥作用l l只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的只能结合于核糖体的氨基酰位氨基酰位氨基酰位氨基酰位2 2、起始起始tRNAtRNA与普通与普通tRNAtRNA13l l原核生物原核生物原核生物原核生物l l起始起始起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAl l延长延长延长延长tRNAtRNAtRNAtRNAl l真核生物真核生物真核生物真核生物l l起始起始起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAl l延长延长延长延长tRNAtRNAtRNAtRNAl l起始密码只能辨认起始密码只能
9、辨认起始密码只能辨认起始密码只能辨认 甲酰甲硫氨酸（甲酰甲硫氨酸（甲酰甲硫氨酸（甲酰甲硫氨酸（fMet)fMet)fMet)fMet)l lfMet-fMet-fMet-fMet-tRNAtRNAtRNAtRNAi i i imetmetmetmetl l延长识别延长识别延长识别延长识别 Met Met Met Met时为时为时为时为Met-tRNAMet-tRNAMet-tRNAMet-tRNAmetmetmetmetl l起始密码只能辨认甲硫氨（起始密码只能辨认甲硫氨（起始密码只能辨认甲硫氨（起始密码只能辨认甲硫氨（Met)Met)Met)Met)l lMet-Met-Met-Met-tR
10、NAtRNAtRNAtRNAi i i imetmetmetmetl l延长识别延长识别延长识别延长识别MetMetMetMet时为时为时为时为Met-tRNAMet-tRNAMet-tRNAMet-tRNAe e e emetmetmetmet14三、三、 肽链合成的肽链合成的“装配机装配机”-”-核糖体核糖体l l核糖体核糖体核糖体核糖体结构结构结构结构l l核糖体种类核糖体种类核糖体种类核糖体种类 ( ( ( (胞质中胞质中胞质中胞质中) ) ) )l l由大小二亚基组成由大小二亚基组成由大小二亚基组成由大小二亚基组成 l l给位（给位（给位（给位（P P P P位，肽位）位，肽位）位，
11、肽位）位，肽位）： 起始起始起始起始时，时，时，时， tRNA tRNA tRNA tRNAi i i imetmetmetmet结合于核糖体的肽位结合于核糖体的肽位结合于核糖体的肽位结合于核糖体的肽位 延长延长延长延长成肽后，肽链转到此位。成肽后，肽链转到此位。成肽后，肽链转到此位。成肽后，肽链转到此位。l l受位（受位（受位（受位（A A A A位，氨基酰位）：位，氨基酰位）：位，氨基酰位）：位，氨基酰位）： 延长延长延长延长成肽时，氨基酰成肽时，氨基酰成肽时，氨基酰成肽时，氨基酰tRNAtRNAtRNAtRNA就加入此位。就加入此位。就加入此位。就加入此位。l l游离的核糖体游离的核糖体
12、游离的核糖体游离的核糖体-合成合成合成合成细胞固有蛋白细胞固有蛋白细胞固有蛋白细胞固有蛋白 l l与粗面内质网结合的核糖体与粗面内质网结合的核糖体与粗面内质网结合的核糖体与粗面内质网结合的核糖体 -合成带有合成带有合成带有合成带有信号肽信号肽信号肽信号肽的的的的分泌性蛋白质分泌性蛋白质分泌性蛋白质分泌性蛋白质1516l l多核糖体多核糖体多核糖体多核糖体l l一条一条一条一条mRNAmRNAmRNAmRNA链上链上链上链上同时具有同时具有同时具有同时具有许多个核糖体许多个核糖体许多个核糖体许多个核糖体（每隔（每隔（每隔（每隔80808080核苷酸有一个核糖体）核苷酸有一个核糖体）核苷酸有一个核
13、糖体）核苷酸有一个核糖体）l l一条一条一条一条mRNAmRNAmRNAmRNA可同时合成可同时合成可同时合成可同时合成多条多肽链多条多肽链多条多肽链多条多肽链17四、可溶性蛋白质因子四、可溶性蛋白质因子l l起始因子起始因子起始因子起始因子l l延长因子延长因子延长因子延长因子l l释放因子释放因子释放因子释放因子l linitiation factorsinitiation factors IF IFl leukaryote initiation factors eukaryote initiation factors eIFeIFl lelongation factors elongat
14、ion factors EF EFl leukaryote elongation factors eukaryote elongation factors eEFeEFl lrelease factors release factors RFRF五、五、 能量与酶能量与酶 ATP ATP 、GTPGTP , ,多种酶多种酶18第二节第二节 蛋白质合成的过程蛋白质合成的过程l l原核生物原核生物l l氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运l l肽链合成的起始肽链合成的起始l l肽链的延长肽链的延长 “核糖体循环核糖体循环” l l肽链合成的终止肽链合成的终止l l蛋白质的加工、修饰蛋白质的加工、修
15、饰19一、氨基酸的活化与转运一、氨基酸的活化与转运l l酶酶酶酶 l l催化反应催化反应催化反应催化反应l l氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰tRNAtRNAtRNAtRNA合成酶合成酶合成酶合成酶l l绝对专一性绝对专一性绝对专一性绝对专一性 1 1 1 1个个个个A.AA.AA.AA.A1 1 1 1个氨基酰个氨基酰个氨基酰个氨基酰tRNAtRNAtRNAtRNA合成酶合成酶合成酶合成酶l l活化活化活化活化A.A-A.A-A.A-A.A-活化活化活化活化“-COOH”“-COOH”“-COOH”“-COOH” 消耗消耗消耗消耗2 2 2 2个个个个ATPATPATPATPl l活化活化活化活化A
16、.A+tRNA A.A+tRNA A.A+tRNA A.A+tRNA 氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰tRNAtRNAtRNAtRNA20l l酶的两个位点酶的两个位点酶的两个位点酶的两个位点l l结合位点结合位点结合位点结合位点l l结合正确的结合正确的结合正确的结合正确的A.A A.A A.A A.A 活化活化活化活化l l水解位点水解位点水解位点水解位点l l保证保证保证保证A.AA.AA.AA.A序列的正确性序列的正确性序列的正确性序列的正确性21第一步反应第一步反应第二步反应第二步反应消耗消耗2ATP3-CCA-OH22第二步反应第二步反应23二、肽链合成的起始二、肽链合成的起始所需的条件所
17、需的条件所需的条件所需的条件l l游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基l lmRNA 5mRNA 5mRNA 5mRNA 5端的起始信号端的起始信号端的起始信号端的起始信号l l起始起始起始起始tRNA-tRNAtRNA-tRNAtRNA-tRNAtRNA-tRNAi i i imetmetmetmetl lGTPGTPGTPGTPl l三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子(IF)(IF)(IF)(IF)24三种起始因子三种起始因子三种起始因子三种起始因子l lIFIFIFIF1 1 1 1l lIFIFIFIF2
18、 2 2 2 l lIFIFIFIF3 3 3 3l l辅助辅助辅助辅助IFIFIFIF3 3 3 3l l有有有有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l l特异识别特异识别特异识别特异识别fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmetl l形成形成形成形成fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmet- IF- IF- IF- IF2 2 2 2-GTP-GTP-GTP-GTPl l促进促进促进促进30S30S30S30S小亚基结合小亚基结合小亚基结合小
19、亚基结合mRNAmRNAmRNAmRNAl l终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离2530303030s s s s起始复合物形成起始复合物形成起始复合物形成起始复合物形成1.1.1.1.核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离2.2.2.2.mRNAmRNAmRNAmRNA在小亚基上就位在小亚基上就位在小亚基上就位在小亚基上就位3.3.3.3.fmetfmetfmetfmet- - - -tRNAtRNAtRNAtRNAf f f fmetmetmetmet的结合的结合的结合的结合 l l起始序列（起始序列（起始序列
20、（起始序列（SD SD SD SD 序列）序列）序列）序列）l l30S30S30S30S小亚基与小亚基与小亚基与小亚基与mRNAmRNAmRNAmRNA识别、识别、识别、识别、结合结合结合结合l lIFIFIFIF1 1 1 1、IFIFIFIF3 3 3 3协助协助协助协助 l lfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAf f f fmetmetmetmet -IF -IF -IF -IF2 2 2 2-GTP -GTP -GTP -GTP 通过其反密码与通过其反密码与通过其反密码与通过其反密码与mRNAmRNAmRNAmRNA上上上上的起始密码的起始密码的
21、起始密码的起始密码AUGAUGAUGAUG相配对相配对相配对相配对26SDSD序列序列( (shine-Dalgarnoshine-Dalgarnoshine-Dalgarnoshine-Dalgarno序列序列):-):-原核生物原核生物1.1.位于起始密码上游位于起始密码上游2525个核苷酸，个核苷酸，2.2.序列富含嘌呤序列富含嘌呤( (如如AGGA /GAGGAGGA /GAGG）的一段序列。）的一段序列。3.3.能和原核生物能和原核生物16s rRNA16s rRNA相应的富含嘧啶序列相应的富含嘧啶序列 互补。互补。4.4.在在IFIF3 3、IFIF1 1促进下和促进下和30S30
22、S亚基结合。亚基结合。27起始密码起始密码SD序列序列2870707070s s s s起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物形成形成形成形成1.1.1.1.IFIFIFIF3 3 3 3脱落脱落脱落脱落2.502.502.502.50S S S S大亚基结合大亚基结合大亚基结合大亚基结合3.3.3.3.GTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pi 4.IF4.IF4.IF4.IF2 2 2 2、IFIFIFIF1 1 1 1脱落脱落脱落脱落70707070s s s s起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物组成组成组成组成1.1.1.1.大小亚基大小亚
23、基大小亚基大小亚基2.2.2.2.mRNAmRNAmRNAmRNA3. 3. 3. 3. fmetfmetfmetfmet- - - -tRNAtRNAtRNAtRNAi i i imetmetmetmet （结合于核糖体的结合于核糖体的结合于核糖体的结合于核糖体的 给位给位给位给位 ）2930S50S30 三三. .肽链的延长（进位、成肽、移位）肽链的延长（进位、成肽、移位）所需的条件所需的条件所需的条件所需的条件l l70707070S S S S起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物l l延长延长延长延长tRNAtRNAtRNAtRNA转运氨基酸转运氨基酸转运氨基酸转运氨基酸l l延长
24、因子延长因子延长因子延长因子( ( ( (EF)EF)EF)EF)l lGTPGTPGTPGTP311. 1. 进位进位 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA根据遗传密码的指引，进根据遗传密码的指引，进入核糖体的受位。入核糖体的受位。l l参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子l lEF-TuEF-TuEF-TuEF-Tul lEF-TsEF-TsEF-TsEF-Tsl l协助协助协助协助AA-tRNAAA-tRNAAA-tRNAAA-tRNA进入受位进入受位进入受位进入受位 具有具有具有具有GTPGTPGTPGTP酶酶酶酶活性活性活性活性l l促进促进促进促进EF-TuEF-T
25、uEF-TuEF-Tu的再利用的再利用的再利用的再利用32332. 2. 转肽转肽l l酶酶酶酶l l肽键肽键肽键肽键l l位置位置位置位置l l转肽酶（大亚基）催化形成肽键转肽酶（大亚基）催化形成肽键转肽酶（大亚基）催化形成肽键转肽酶（大亚基）催化形成肽键l l给给给给位：位：位：位：f-met-f-met-f-met-f-met-（肽酰）的（肽酰）的（肽酰）的（肽酰）的-COO-COO-COO-COO- - - - + + + + 受位：受位：受位：受位：氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰的的的的-NH-NH-NH-NH4 4 4 4+ + + + 形成肽键形成肽键形成肽键形成肽键l l受位：反应在
26、此位上进行受位：反应在此位上进行受位：反应在此位上进行受位：反应在此位上进行 （给位上的（给位上的（给位上的（给位上的f-metf-metf-metf-met退至受位）退至受位）退至受位）退至受位） 生成的二肽在受位上。生成的二肽在受位上。生成的二肽在受位上。生成的二肽在受位上。l l给位：给位：给位：给位：无负载无负载无负载无负载tRNAtRNAtRNAtRNA34353. 3. 移位移位 在受位的二肽链连同在受位的二肽链连同mRNAmRNA从受位进入给位从受位进入给位l l酶酶酶酶l l位置位置位置位置l l方向方向方向方向l l转位酶转位酶转位酶转位酶-EFG-EFG-EFG-EFGl
27、l有有有有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l l协助协助协助协助mRNAmRNAmRNAmRNA前移前移前移前移, , , ,游离游离游离游离tRNAtRNAtRNAtRNA释放释放释放释放l l给位：肽给位：肽给位：肽给位：肽-tRNA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNAl l受位：空留受位：空留受位：空留受位：空留, , , ,下一个下一个下一个下一个AAAAAAAA进入进入进入进入 l lmRNAmRNAmRNAmRNA： 从从从从5 3 5 3 5 3 5 3 移移移移动动动动l l1 1 1 1个带有肽链的个带有肽链的个带有肽链的个带
28、有肽链的tRNAtRNAtRNAtRNA：从受位：从受位：从受位：从受位 给位给位给位给位l l肽链合成：肽链合成：肽链合成：肽链合成： 从从从从N N N N端端端端 C C C C端延长端延长端延长端延长364.4.脱落：脱落： 给位上无负载的给位上无负载的tRNAtRNA在肽键形成前从在肽键形成前从E E位脱落。位脱落。375.5.延长的特点：延长的特点：l l“摇摆前进摇摆前进摇摆前进摇摆前进”l l延长时的能量延长时的能量延长时的能量延长时的能量l l保证蛋白质合成的连续性。保证蛋白质合成的连续性。保证蛋白质合成的连续性。保证蛋白质合成的连续性。l l防止肽酰防止肽酰防止肽酰防止肽酰
29、tRNAtRNAtRNAtRNA脱落形成无活脱落形成无活脱落形成无活脱落形成无活性的未成熟蛋白质性的未成熟蛋白质性的未成熟蛋白质性的未成熟蛋白质。l l每合成一个肽键，每合成一个肽键，每合成一个肽键，每合成一个肽键， 消耗消耗消耗消耗4 4 4 4个高能磷酸键个高能磷酸键个高能磷酸键个高能磷酸键l l活化：活化：活化：活化：2 2 2 2个个个个ATPATPATPATPl l进位：进位：进位：进位：1 1 1 1个个个个GTPGTPGTPGTPl l移位：移位：移位：移位：1 1 1 1个个个个GTPGTPGTPGTP38四四. . 肽链合成的终止肽链合成的终止l l终止密码的辨认终止密码的辨
30、认终止密码的辨认终止密码的辨认l l肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰-tRNA-tRNA-tRNA-tRNA水水水水解出解出解出解出l lmRNAmRNAmRNAmRNA从核糖体中分离从核糖体中分离从核糖体中分离从核糖体中分离及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开l l蛋白质因子的参与蛋白质因子的参与蛋白质因子的参与蛋白质因子的参与l lUAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAG、UGAUGAUGAUGAl lGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pil lIFIFIFIF3 3 3 3结合结合结合结合303030
31、30小亚基小亚基小亚基小亚基l lRFRFRFRF1 1 1 1：作用于作用于作用于作用于UAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAGl lRFRFRFRF2 2 2 2：作用于：作用于：作用于：作用于UGA UGA UGA UGA l lRFRFRFRF3 3 3 3：促进释放：促进释放：促进释放：促进释放 结合结合结合结合GTP/GTPGTP/GTPGTP/GTPGTP/GTP酶活性酶活性酶活性酶活性3940五五. .真核生物翻译的特点：真核生物翻译的特点：l l遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码l l转录与翻转录与翻转录与翻转录与翻译译译译l l起始因子起始因子起始因子起始因子l l
32、mRNAmRNAmRNAmRNAl l原核生物原核生物原核生物原核生物l l相同相同相同相同l l偶联偶联偶联偶联l l少少少少l l无需加工无需加工无需加工无需加工l l多顺反子多顺反子多顺反子多顺反子l l5555端：端：端：端：SDSDSDSD序序序序列列列列l l真核生物真核生物真核生物真核生物l l相同相同相同相同 l l不偶联，不偶联，不偶联，不偶联，mRNAmRNAmRNAmRNA的的的的前体要前体要前体要前体要加工加工加工加工l l多、多、多、多、起始复杂起始复杂起始复杂起始复杂l l5555端：帽子端：帽子端：帽子端：帽子l l3333端：尾巴端：尾巴端：尾巴端：尾巴l l单
33、顺反子单顺反子单顺反子单顺反子414243五五. .真核生物翻译的特点：真核生物翻译的特点：l l核糖体核糖体核糖体核糖体l l起始起始起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAl l合成过程合成过程合成过程合成过程l l线粒体线粒体线粒体线粒体l l原核生物原核生物原核生物原核生物l l简单简单简单简单l lfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmetl l需需需需ATPATPATPATP、GTPGTPGTPGTPl lIFIFIFIF1 1 1 1、IFIFIFIF2 2 2 2、IFIFIFIF3 3 3 3l lEF-TU
34、EF-TUEF-TUEF-TU、EF-TSEF-TSEF-TSEF-TS、EFGEFGEFGEFGl lRFRFRFRF1 1 1 1、RFRFRFRF2 2 2 2、RFRFRFRF3 3 3 3l l真核生物真核生物真核生物真核生物l l大而复杂大而复杂大而复杂大而复杂 l lMet-Met-Met-Met-tRNAtRNAtRNAtRNAi i i imetmetmetmetl l需需需需ATPATPATPATPl l起始因子多起始因子多起始因子多起始因子多l l延长因子少延长因子少延长因子少延长因子少 （EFTEFTEFTEFT1 1 1 1、EFTEFTEFTEFT2 2 2 2）l
35、 l一种释放因子一种释放因子一种释放因子一种释放因子l l独立的蛋白质合独立的蛋白质合独立的蛋白质合独立的蛋白质合成系统成系统成系统成系统44第三节第三节 翻译后加工翻译后加工一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰: : : :l lN-N-N-N-端端端端Met(fMet)Met(fMet)Met(fMet)Met(fMet)去除去除去除去除l l二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成l l个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰l l蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要肽段的切除肽段的切除肽段的切除肽段
36、的切除l l多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工羟化作用羟化作用羟化作用羟化作用: : : :羟脯氨酸羟脯氨酸羟脯氨酸羟脯氨酸 羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质/ / / /多肽多肽多肽多肽45分泌性蛋白的加工分泌性蛋白的加工分泌性蛋白合成时带有分泌性蛋白合成时带有“信号肽信号肽”（
37、signal peptide)signal peptide)有些蛋白质前体在合成结束后仍需有些蛋白质前体在合成结束后仍需切除其切除其他肽段他肽段 例如：胰岛素的加工例如：胰岛素的加工46信号肽信号肽( (signal peptide)signal peptide): :(1)(1)在在真核生物真核生物未成熟分泌性蛋白质中未成熟分泌性蛋白质中, ,可被可被 细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列, , 约约15-30 15-30 AA(AA(含疏水含疏水AAAA较多较多) )。(2)(2)作用：把合成的蛋白质移向粗面内质网膜作用：把合成的蛋白质移向粗面内质网膜 与粗
38、面内质网膜结合与粗面内质网膜结合( (信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒识别、结合识别、结合识别、结合识别、结合) ) 把合成的蛋白质送入粗面内质网膜把合成的蛋白质送入粗面内质网膜(3)(3)信号肽对靶向输送有决定作用信号肽对靶向输送有决定作用。 47信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒识别、结合识别、结合识别、结合识别、结合胞浆胞浆胞浆胞浆 带有带有带有带有信号肽信号肽信号肽信号肽的分泌蛋白的分泌蛋白的分泌蛋白的分泌蛋白粗面内质网粗面内质网粗面内质网粗面内质网通道识别通道识别通道识别通道识别信号肽酶信号肽酶信号肽酶信号肽酶切除信号肽切除信号肽切除信号肽切除信号肽肽链合并肽链合并肽链
39、合并肽链合并高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体进一步加工进一步加工进一步加工进一步加工分泌出胞外分泌出胞外分泌出胞外分泌出胞外带有信号肽的分泌性蛋白的加工、分泌的过程带有信号肽的分泌性蛋白的加工、分泌的过程4849胰岛素的加工过程胰岛素的加工过程50多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工 一条合成后的一条合成后的一条合成后的一条合成后的多肽链经加工多肽链经加工多肽链经加工多肽链经加工产生多种不同产生多种不同产生多种不同产生多种不同活性的蛋白质活性的蛋白质活性的蛋白质活性的蛋白质/ / / /多肽多肽多肽多肽51高级结构的修饰高级结构的修饰高级结构的修饰高级结构的修饰: :l l亚基的聚
40、合亚基的聚合亚基的聚合亚基的聚合l l结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成l l辅基连接辅基连接辅基连接辅基连接l lHbAHbAHbAHbA亚单位聚合亚单位聚合亚单位聚合亚单位聚合l l糖蛋白的合成糖蛋白的合成糖蛋白的合成糖蛋白的合成l l辅基辅基辅基辅基( ( ( (辅酶辅酶辅酶辅酶) ) ) )与肽链的结合与肽链的结合与肽链的结合与肽链的结合52第四节第四节 蛋白质合成与医学蛋白质合成与医学一、分子病：一、分子病：l l蛋白质分子中氨基酸序列异常的遗传病。蛋白质分子中氨基酸序列异常的遗传病。l l例如：镰刀红细胞贫血例如：镰刀红细胞贫血l l原因：原因：DNA
41、DNA中出现了一个碱基突变。中出现了一个碱基突变。53正常人正常人正常人正常人Hb(HbA)Hb(HbA)Hb(HbA)Hb(HbA)：链链链链N N N N端第端第端第端第6 6 6 6个个个个氨基酸为氨基酸为氨基酸为氨基酸为GluGluGluGluHbSHbSHbSHbS：链链链链N N N N端第端第端第端第6 6 6 6个个个个氨基酸为氨基酸为氨基酸为氨基酸为ValValValVal导致：导致：导致：导致：HbSHbSHbSHbS携氧能力携氧能力携氧能力携氧能力下降下降下降下降, , , ,缺氧时缺氧时缺氧时缺氧时RBCRBCRBCRBC呈呈呈呈镰刀状，脆性增加，镰刀状，脆性增加，镰刀
42、状，脆性增加，镰刀状，脆性增加，溶血溶血溶血溶血54二、蛋白质生物合成的阻断剂二、蛋白质生物合成的阻断剂1 1、抗菌素类、抗菌素类阻断剂（表阻断剂（表14-5）2、作为蛋白质合成阻断剂的毒素、作为蛋白质合成阻断剂的毒素l l 细菌毒素细菌毒素-白喉毒素白喉毒素 对真核生物有剧毒的毒素，对真核生物有剧毒的毒素， 抑制蛋白质的合成。抑制蛋白质的合成。55白喉毒素白喉毒素l l白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，A A A A、B B B B两条链组成。两条链组成。两条链组成。两条链组成。l l本质：本质：本质：本质： A A A A链链链链-修饰
43、酶修饰酶修饰酶修饰酶 B B B B链链链链识别受体，协助识别受体，协助识别受体，协助识别受体，协助A A A A链链链链l l作用机制作用机制作用机制作用机制: : : : eEF eEF eEF eEF2 2 2 2 A A A A链链链链 eEF eEF eEF eEF2 2 2 2- - - - 腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物 ( ( ( (无活性无活性无活性无活性) ) ) ) 56酶酶（eEF2的作用相当于的作用相当于EFG）( (无活性无活性) )57（1 1 1 1） 干扰素（干扰素（干扰素（干扰素（interferoninterferonin
44、terferoninterferon）干扰素干扰素干扰素干扰素 真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制： 干扰素干扰素干扰素干扰素 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2-P -P -P -P （- - - -）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成+ + + +双链双链双链双链RNA RNA
45、RNA RNA 2-5A2-5A2-5A2-5A合成酶合成酶合成酶合成酶 （- - - -）蛋白质合）蛋白质合）蛋白质合）蛋白质合成成成成( (诱导产生诱导产生诱导产生诱导产生) )3 3、作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质、作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质581259（2 2 2 2）eIFeIFeIFeIF2 2 2 2蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍机制：机制：机制：机制： eIF eIF eIF eIF2 2 2 2蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化 eIF eIF eIF eIF2 2 2 2磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 缺铁性贫血缺铁性贫血缺铁性贫血缺铁性贫血 血红素不足时血红素不足时血红素不足时血红素不足时 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 eIF eIF eIF eIF2 2 2 2活性下降活性下降活性下降活性下降 Hb Hb Hb Hb合成减少合成减少合成减少合成减少60 GEF正常时：正常时：eIF2-GDP eIF2-GTP 缺铁性贫血：缺铁性贫血：61本章结束了！本章结束了！62
