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1、第 十 七 章蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成，即，即，即，即翻译翻译，就是将核酸中由就是将核酸中由就是将核酸中由就是将核酸中由 4 4 种种种种核苷酸核苷酸的序列的序列编码的遗传信息，通编码的遗传信息，通编码的遗传信息，通编码的遗传信息，通过过过过遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码破译的方式解读破译的方式解读破译的方式解读破译的方式解读为蛋白质一级结构中为蛋白质一级结构中为蛋白质一级结构中为蛋白质一级结构中2020种种种种氨氨氨氨基酸的排列顺序基酸的排列顺序基酸的排列顺序基酸
2、的排列顺序 。第一节第一节蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成体系Protein biosynthesis system1.基本原料：基本原料：20种编码氨基酸种编码氨基酸2.模板：模板：mRNA3.适配器：适配器：tRNA4.装配机：核蛋白体装配机：核蛋白体5.主要酶和蛋白质因子：氨基酰主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等6.能源物质：能源物质：ATP、GTP7.无机离子：无机离子：Mg2+、 K+蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成体系一、一、mRNA是蛋白质合成的信息模板是蛋白质合成的信息模板nmRNA的
3、基本结构的基本结构Start of genetic messageCapEndTail5 -端非翻译区端非翻译区 5 3 3 -端非翻译区端非翻译区 开放阅读框架开放阅读框架 从从mRNA 5 -端端起起始始密密码码子子AUG到到3 -端端终终止止密密码码子子之之间间的的核核苷苷酸酸序序列列，称称为为开开放放阅阅读读框框架架(open reading frame, ORF)。 mRNA是遗传信息的携带者是遗传信息的携带者遗遗传传学学将将编编码码一一个个多多肽肽的的遗遗传传单单位位称称为为顺顺反反子子(cistron)。原原核核细细胞胞中中数数个个结结构构基基因因常常串串联联为为一一个个转转录录
4、单单位位，转转录录生生成成的的mRNA可可编编码码几几种种功功能能相相关关的的蛋蛋白白质质，为为多顺反子多顺反子(polycistron) mRNA 。真真 核核 mRNA只只 编编 码码 一一 种种 蛋蛋 白白 质质 ， 为为 单单 顺顺 反反 子子(monocistron) mRNA 。 原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG -5 3 蛋白质蛋白质AAA n遗传密码遗传密码在在mRNA的开放阅读框架区，以每的开放
5、阅读框架区，以每3个相邻的个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息或其他信息)，这，这种三联体形式的核苷酸序列称为种三联体形式的核苷酸序列称为密码子密码子。起始密码子起始密码子(initiation codon)：AUG终止密码子终止密码子(termination codon) ：UAA、UAG、UGA密码子（密码子（codon）起始密码子和终止密码子：起始密码子和终止密码子：遗传密码表n遗传密码的特点遗传密码的特点1. 方向性方向性(directional)翻译时遗传密码的阅读方向是翻译时遗传密码的阅读方向是5 3 ，即，即读码从读码从mRNA的起始密码子
6、的起始密码子AUG开始，按开始，按5 3 的方向逐一阅读，直至终止密码子。的方向逐一阅读，直至终止密码子。 NC肽链延伸方向肽链延伸方向53读码方向读码方向2. 连续性连续性(non-punctuated)编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉。既无间隔也无交叉。 5 5 .A U GA U G G C AG C A G U AG U A C A UC A U U A AU A A 3 3 AlaValHisMet终止密码终止密码由于密码子的连续性，在开放阅读框中发生插入由
7、于密码子的连续性，在开放阅读框中发生插入或缺失或缺失1个或个或2个碱基的基因突变，都会引起个碱基的基因突变，都会引起mRNA阅阅读框架发生移动，称为读框架发生移动，称为移码（移码（frame shift），使后续，使后续的氨基酸序列大部分被改变，其编码的蛋白质彻底丧的氨基酸序列大部分被改变，其编码的蛋白质彻底丧失功能，称之为失功能，称之为移码突变移码突变。 缬缬 脯脯 苏苏 天冬天冬缬缬 丙丙 酪酪 甘甘缬缬 丙丙 丝丝 精精3. 简并性简并性(degeneracy)一一种种氨氨基基酸酸可可具具有有2个个或或2个个以以上上的的密密码码子子为其编码。这一特性称为遗传密码的为其编码。这一特性称为遗
8、传密码的简并性。简并性。除除色色氨氨酸酸和和甲甲硫硫氨氨酸酸仅仅有有1个个密密码码子子外外，其其余余氨氨基基酸酸有有2、3、4个个或或多多至至6个个三三联联体体为为其其编编码码。为为同同一一种种氨氨基基酸酸编编码码的的各各密密码码子子称称为为简简并性密码子并性密码子，也称，也称同义密码子同义密码子 。各种氨基酸的密码子数目各种氨基酸的密码子数目4. 摆动性摆动性(wobble) 反密码子与密码子之间的配对有时反密码子与密码子之间的配对有时并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为象称为摆动配对摆动配对( (wobble base pairing) )。
9、tRNA反密码子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U, C, AA, GU, CUG反密码子与密码子的识别方式与摆动配对反密码子与密码子的识别方式与摆动配对5.通用性(universal)从简单的病毒到高等的人类，几乎使用从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这套套“通用密码通用密码”基本上适用于生物界的所有基本上适用于生物界的所有物种，具有物种，具有通用性通用性。密码的通用性进一步证明各种生物进化密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。自同一祖先。已发现少数例外，如动物细胞的线
10、粒体、植物细胞的叶绿体。 通用密码通用密码 线粒体密码线粒体密码AUA 异亮异亮 蛋、起始蛋、起始AGA 精精 终止终止AGG 精精 终止终止UGA 终止终止 色色二、氨基酰二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与通过其反密码子与mRNA中对应的密码子互补结合中对应的密码子互补结合 ntRNA的作用的作用运运载载氨氨基基酸酸：氨氨基基酸酸各各由由其其特特异异的的tRNA携携带带，一一种种氨氨基基酸酸可可有有几几种种对对应应的的tRNA，氨氨基基酸酸结结合合在在tRNA 3 -CCA的位置，结合需要的位置，结合需要ATP供能；供能；充充当当“适适配配器器”：每每种种tRNA的的反反密密码码子子决决定
11、定了了所携带的氨基酸能准确地在所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。上对号入座。二级结构三级结构反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂ntRNA的构象的构象三、核糖体是肽链三、核糖体是肽链 “装配厂装配厂”n核糖体的组成核糖体的组成核核糖糖体体又又称称核核蛋蛋白白体体，是是由由rRNA和和多多种种蛋蛋白白质质结结合合而而成成的的一一种种大大的的核核糖糖核核蛋蛋白白颗颗粒粒，是是蛋白质生物合成的场所。蛋白质生物合成的场所。原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋白核蛋白体体小亚基小亚基大亚基大亚基核蛋白核蛋白体体小亚基小亚基大亚基大亚基S值值70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRN
12、A23S-rRNA5S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5.8S-rRNA5S-rRNA蛋白质蛋白质rpS 21种种rpL 36种种rpS 33种种rpL 49种种 不同细胞核蛋白体的组成不同细胞核蛋白体的组成核蛋白体核蛋白体的组成的组成n 核糖体在翻译中的功能部位核糖体在翻译中的功能部位 四、四、肽链生物合成需要酶类和肽链生物合成需要酶类和蛋白质因子蛋白质因子氨氨基基酰酰-tRNA合合成成酶酶(aminoacyl tRNA synthetase)，催化氨基酸的活化；催化氨基酸的活化；转转肽肽酶酶(peptidase)，催催化化核核蛋蛋白白体体P位位上上的的肽肽酰酰基基转转移移至至A位
13、位氨氨基基酰酰-tRNA的的氨氨基基上上，使使酰酰基基与与氨氨基基结结合合形形成成肽肽键键;并并受受释释放放因因子子的的作作用用后后发发生生变变构构，表表现现出出酯酯酶酶的的水水解解活活性性，使使P位上的肽链与位上的肽链与tRNA分离；分离；转转位位酶酶(translocase)，催催化化核核蛋蛋白白体体向向mRNA3-端端移移动动一一个密码子的距离，使下一个密码子定位于个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。位。 起始因子（起始因子（initiation factor，IF）延长因子（延长因子（elongation factor，EF）释放因子（释放因子（release factor，RF
14、）参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能种类种类生物学功能生物学功能起始因子起始因子IF-1占据核糖体占据核糖体A位，防止位，防止A位结合其他位结合其他tRNA IF-2促进促进fMet-tRNAfMet与小亚基结合与小亚基结合 IF-3促进大、小亚基分离；提高促进大、小亚基分离；提高P位对结合位对结合fMet-tRNAfMet的敏感性的敏感性 延长因子延长因子EF-Tu促进氨基酰促进氨基酰-tRNA进入进入A位，结合并分解位，结合并分解GTPEF-TsEF-Tu的调节亚基的调节亚基EF-G有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进mRNA-肽酰
15、肽酰-tRNA由由A位移至位移至P位；促进位；促进tRNA卸载与释放卸载与释放 释放因子释放因子RF-1特异识别特异识别UAA、UAG，诱导转肽酶转变为酯酶，诱导转肽酶转变为酯酶RF-2特异识别特异识别UAA、UGA，诱导转肽酶转变为酯酶，诱导转肽酶转变为酯酶RF-3具有具有GTP酶活性，介导酶活性，介导RF-1及及RF-2与核糖体的相与核糖体的相互作用互作用第二节第二节氨基酸与氨基酸与tRNA的连接的连接 氨基酸与特异的氨基酸与特异的tRNAtRNA结合形成氨基酰结合形成氨基酰- -tRNAtRNA的过程称为的过程称为氨基酸的活化氨基酸的活化。参与氨基酸的活化的酶：参与氨基酸的活化的酶：氨基
16、酰氨基酰-tRNA-tRNA合合成酶成酶。n反应过程反应过程一、氨基酰一、氨基酰-tRNA合成酶识别特定氨合成酶识别特定氨基酸和基酸和tRNA氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶氨基酸与氨基酸与tRNA连接的专一性由氨基酰连接的专一性由氨基酰tRNA合成酶保证。合成酶保证。氨基酰氨基酰tRNA合成酶都具有高度专一性合成酶都具有高度专一性，既能识别特异的氨，既能识别特异的氨基酸，又能辨认应该结合该种氨基酸的基酸，又能辨认应该结合该种氨基酸的tRNA分子。分子。 氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi 第一步反
17、应第一步反应第二步反应第二步反应氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA氨基酰氨基酰-tRNA AMP El氨氨 基基 酰酰 tRNA合合 成成 酶酶 还还 有有 校校 对对 活活 性性（proofreading activity），能能将将错错误误结结合合的的氨基酸水解释放，氨基酸水解释放，l即即将将任任何何错错误误的的氨氨基基酰酰-AMP-E复复合合物物或或氨氨基基酰酰-tRNA的的酯酯键键水水解解，再再换换上上与与密密码码子子相相对对应应的的氨氨基基酸酸，改改正正反反应应的的任任一一步步骤骤中中出出现现的的错错配配，保保证证氨氨基基酸酸和和tRNA结结合合反反应应的的误误差差小小于于10-4。
18、特性特性n氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法的表示方法丙氨酰丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla精氨酰精氨酰-tRNA：Arg-tRNAArg甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNA： Met-tRNAMet各种氨基酸和对应的各种氨基酸和对应的tRNA结合后形成的结合后形成的氨基酰氨基酰-tRNA表示为：表示为：氨基酸的三字母缩写氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写氨基酸的三字母缩写 例如：例如：二、肽链合成的起始需要特殊的起二、肽链合成的起始需要特殊的起始氨基酰始氨基酰-tRNAtRNAiMet与与甲甲硫硫氨氨酸酸结结合合后后形形成成Met-tRNAiMet，可可以以在在mRNA的的起起始始密
19、密码码子子AUG处处就就位位，参参与与形形成成翻翻译译起起始始复复合合物物。起起始始密密码码子子只只能能辨辨认认Met-tRNAiMet。tRNAMet和和甲甲硫硫氨氨酸酸结结合合后后生生成成Met-tRNAMet，必要时进入核蛋白体，为延长中的肽链添加甲硫氨酸。必要时进入核蛋白体，为延长中的肽链添加甲硫氨酸。 起始氨基酰起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet 参与肽链延长的甲硫氨酰参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMetn真核生物真核生物具具有有起起始始功功能能的的tRNAfMet与与甲甲硫硫氨氨酸酸结结合合后后，甲甲硫硫氨氨酸酸很很快快被被甲甲酰酰化化为为N-甲甲
20、酰酰甲甲硫硫氨氨酸酸(N-formyl methionine, fMet)，于于是是形形成成N-甲甲酰酰甲甲 硫硫 氨氨 酰酰 -tRNA(fMet-tRNAfMet)， 可可 以以 在在mRNA的的起起始始密密码码子子AUG处处就就位位，参参与与形形成成翻翻译译起起始始复复合合物物。起起始始密密码码子子只只能能辨辨认认fMet-tRNAfMet。 n原核生物原核生物起始氨基酰起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet fMet-tRNAfMet的的生生成成是是一一碳碳化化合合物物转转移移和和利利用用的的过过程程之之一一，反反应应由由转转甲甲酰酰基基酶酶催催化化，甲甲酰酰基基从从N10
21、-甲甲酰酰四四氢氢叶叶酸酸转转移移到到甲甲硫硫氨氨酸酸的的-氨氨基上。基上。 第三节第三节肽链的生物合成过程肽链的生物合成过程The biosynthesis process of peptide chain翻翻译译过过程程包包括括起起始始（initiation）、延延长长（elongation）和和终终止止（termination）三三个阶段。个阶段。真真核核生生物物的的肽肽链链合合成成过过程程与与原原核核生生物物的的肽肽链链合合成成过过程程基基本本相相似似，只只是是反反应应更更复复杂、涉及的蛋白质因子更多。杂、涉及的蛋白质因子更多。 （一）原核生物翻译起始复合物的形成（一）原核生物翻译起始
22、复合物的形成 指指mRNA和起始氨基酰和起始氨基酰-tRNA分别与核糖分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物的过程。体结合而形成翻译起始复合物的过程。1. 核糖体大小亚基分离；核糖体大小亚基分离；2. 核糖体小亚基结合于核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子的起始密码子附近；附近；3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体结合在核糖体P位位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。核糖体大亚基结合形成起始复合物。一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成IF-3IF-11.1.核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离A U G53IF-3IF-12. 核糖体小亚基结
23、合于核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近的起始密码子附近 S-D序列序列(Shine-Dalgarno sequence): 位于原核位于原核mRNA起始密码子起始密码子AUG上游约上游约8-13个核苷酸位置的富含嘌呤碱基的一段保守序列，通常为个核苷酸位置的富含嘌呤碱基的一段保守序列，通常为AGGAGG, 因其可以与原核生物核糖体小亚基中因其可以与原核生物核糖体小亚基中16S RNA通过碱基配对通过碱基配对而结合，又称而结合，又称核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点(ribosomal binding site, RBS)。n原核生物原核生物mRNA在核糖体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机
24、制在核糖体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制IF-3IF-1IF-2GTP3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体结合在核糖体P位位A U G53IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.4.核糖体大亚基结合形成起始复合物核糖体大亚基结合形成起始复合物A U G53IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始复合物形成过程起始复合物形成过程翻翻译译起起始始复复合合物物形形成成后后，核核糖糖体体从从mRNAmRNA的的5 5 端端向向3 3 端端移移动动，依依据据密密码码子子顺顺序序，从从N N端开始向端开始向C C端合成多肽链。端合成多肽链。 二、在核糖体
25、上重复进行的三步反应延长肽链二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链1. 进位进位(positioning)/注册注册(registration)2. 成肽成肽(peptide bond formation)3. 转位转位(translocation) 肽肽链链延延长长在在核核糖糖体体上上连连续续循循环环式式进进行行，又又称称为为核核糖糖体体循循环环(ribosomal cycle)，包包括括以以下下三三步：步：每轮循环使多肽链增加一个每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基氨基酸残基。1. 进位（进位（entrance）又称又称注册注册(registration)，是指一个氨基酰是指一个氨基酰-t
26、RNA按照按照mRNA模板的指令模板的指令进入并结合到核糖体进入并结合到核糖体A位的过程。位的过程。延长因子延长因子EF-T催化进位催化进位（原核生物）（原核生物） TuTuTsGTPA U G53TsGTPTuGDP2.成肽成肽 成肽是指成肽是指肽基转移酶（转肽酶）肽基转移酶（转肽酶）催化两个氨催化两个氨基酸间肽键形成的反应。基酸间肽键形成的反应。 fMetA U G53fMet3. 转位转位指的是指的是核糖体沿着核糖体沿着mRNA的移位的移位。转位需要转位需要延长因子延长因子参与参与进进位位转转位位成肽成肽ribosomal ribosomal cyclecycle肽链上每增加一个氨基酸残
27、基，就需要经肽链上每增加一个氨基酸残基，就需要经过一次过一次进位、成肽和转位进位、成肽和转位反应。如此往复，直反应。如此往复，直到核糖体的到核糖体的A A位对应到了位对应到了mRNAmRNA的的终止密码子终止密码子上。上。终止密码子不被任何氨基酰终止密码子不被任何氨基酰-tRNA-tRNA识别识别，只有释放因子只有释放因子RFRF能识别终止密码子而进入能识别终止密码子而进入A A位，位，这一识别过程需要水解这一识别过程需要水解GTPGTP。 三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止原核生物有原核生物有3种种RFRF1识识别别UAA或或UAG，RF2识识别
28、别UAA或或UGA，RF3则则与与GTP结结合合并并使使其其水水解解，协协助助RF1与与RF2与与核糖体结合。核糖体结合。真核生物仅有真核生物仅有eRF一种释放因子一种释放因子，所有所有3种终止密码子均可被种终止密码子均可被eRF识别。识别。真真核核生生物物中中肽肽链链合合成成完完成成后后的的水水解解释释放放过过程程尚尚未未完全了解。完全了解。原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 U A G53RF多聚核糖体多聚核糖体mRNA与多个核糖体形成的聚合物与多个核糖体形成的聚合物(polysome) 使蛋白质生物合成以高速度、使蛋白质生物合成以高速度、 高效率进行。高效率进行。电镜下的多聚核糖体
29、电镜下的多聚核糖体蛋白质翻译后修饰和靶向输送蛋白质翻译后修饰和靶向输送Posttranslational Modification & Protein Targeting Transportation第第 四四 节节从核蛋白体释放出的新生多肽链从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备不具备蛋蛋白质生物活性，必需经过不同的复杂的白质生物活性，必需经过不同的复杂的翻译后翻译后加工加工过程才能转变为过程才能转变为天然构象天然构象的功能蛋白。的功能蛋白。主要包括n n多肽链的多肽链的多肽链的多肽链的折叠折叠折叠折叠 n n肽链一级结构的肽链一级结构的肽链一级结构的肽链一级结构的修饰修饰修饰修饰n n高级结构
30、修饰高级结构修饰高级结构修饰高级结构修饰 一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质新生肽链的折叠在肽链新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后合成中、合成后完成，新生肽链完成，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模体、二级结构、模体、结构域到形成完整空间构象。结构域到形成完整空间构象。 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即息，即一级结构是空间构象
31、的基础一级结构是空间构象的基础。细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其需要其他酶、蛋白辅助。他酶、蛋白辅助。 能够促进蛋白折叠的大分子能够促进蛋白折叠的大分子1. 分子伴侣分子伴侣 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI)3. 肽肽-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)二、一级结构的修饰二、一级结构的修饰（一）肽链（一）肽链N端和端和C端的修饰端的修饰
32、（二）个别氨基酸的共价修饰（二）个别氨基酸的共价修饰（三）多肽链的水解修饰（三）多肽链的水解修饰鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰的水解修饰胰岛素原的水解修饰胰岛素原的水解修饰 (insulin)三、高级结构的修饰三、高级结构的修饰（一）亚基聚合（一）亚基聚合 （二）辅基连接（二）辅基连接（三）疏水脂链的共价连接（三）疏水脂链的共价连接 *分泌性蛋白质（分泌性蛋白质（ secretory proteins ） 穿过合成所在的细胞穿过合成所在的细胞到其它组织细胞去的蛋白质，可统称为到其它组织细胞去的蛋白质，可统称为分泌性蛋白质分泌性蛋白质。例如各。例如各种肽类激素、各种血浆蛋
33、白、凝血因子、抗体等。种肽类激素、各种血浆蛋白、凝血因子、抗体等。蛋白质靶向运输（蛋白质靶向运输（ protein targeting） 蛋白质合成后定向地蛋白质合成后定向地输送到其执行功能的目标地点。靶向输送是对输送到其执行功能的目标地点。靶向输送是对分泌性蛋白质分泌性蛋白质而而言。言。分泌性蛋白质可穿过分泌性蛋白质可穿过膜性结构膜性结构（细胞膜、亚细胞结构膜）（细胞膜、亚细胞结构膜）四、蛋白质合成后的靶向输送四、蛋白质合成后的靶向输送*信号肽（信号肽（signal peptide）：新生分泌性蛋白质中可被细新生分泌性蛋白质中可被细胞转运系统识别的保守胞转运系统识别的保守特征性氨基酸序列特征
34、性氨基酸序列,可以分为可以分为碱性碱性N-末末端、疏水核心区和加工区端、疏水核心区和加工区三个区段三个区段。信号假说（信号假说（the signal hypothesis）信号肽识别颗粒（信号肽识别颗粒（signal peptide recognition particles, SRP）对接蛋白（对接蛋白（docking protein, DP）1. SRP识别信号肽识别信号肽2. SRP把核蛋白把核蛋白体带到膜内侧面体带到膜内侧面3. SRP与与DP识别、结合识别、结合4 .膜通道开放，信膜通道开放，信号肽带动合成的蛋号肽带动合成的蛋白质沿通道穿过膜白质沿通道穿过膜5. 信号肽再沿通道折回时
35、被信号肽再沿通道折回时被膜上的信号肽酶切除，成熟膜上的信号肽酶切除，成熟的蛋白质被分泌到膜外的蛋白质被分泌到膜外第五节第五节蛋白质生物合成的干扰和抑制蛋白质生物合成的干扰和抑制Interference and Inhibition of Protein Biosynthesisl抗生素抗生素(antibiotics)是是微生物微生物产生的能够产生的能够杀灭或抑制杀灭或抑制细菌的细菌的一类药物。一类药物。l抗代谢药物抗代谢药物指能干扰生物代谢过程，从而指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过抑制细胞过度生长度生长的药物，如的药物，如：6-MP。l 某些毒素也作用于基因信息传递过程某些毒素也作用于基因
36、信息传递过程。一、许多抗生素通过抑制蛋白质生一、许多抗生素通过抑制蛋白质生物合成发挥作用物合成发挥作用影响翻译起始的抗生素影响翻译起始的抗生素影响翻译延长的抗生素影响翻译延长的抗生素 干扰进位的抗生素干扰进位的抗生素引起读码错误的抗生素引起读码错误的抗生素 影响肽键形成的抗生素影响肽键形成的抗生素 影响转位的抗生素影响转位的抗生素 抗生素抗生素 作用位点作用位点 作用原理作用原理应用应用 伊短菌素伊短菌素 原核、真核核蛋白体原核、真核核蛋白体小亚基小亚基 阻碍翻译起始复合物的形成阻碍翻译起始复合物的形成抗病毒药抗病毒药四环素、土霉素四环素、土霉素 原核核蛋白体小亚基原核核蛋白体小亚基 抑制氨基
37、酰抑制氨基酰-tRNA与小亚基与小亚基结合结合 抗菌药抗菌药链霉素、新霉素、链霉素、新霉素、巴龙霉素巴龙霉素 原核核蛋白体小亚基原核核蛋白体小亚基 改变构象引起读码错误、抑改变构象引起读码错误、抑制起始制起始抗菌药抗菌药氯霉素、林可霉氯霉素、林可霉素、红霉素素、红霉素 原核核蛋白体大亚基原核核蛋白体大亚基抑制转肽酶、阻断肽链延长抑制转肽酶、阻断肽链延长抗菌药抗菌药嘌呤霉素嘌呤霉素 原核、真核核蛋白体原核、真核核蛋白体 使肽酰基转移到它的氨基上使肽酰基转移到它的氨基上后脱落后脱落抗肿瘤药抗肿瘤药放线菌酮放线菌酮 真核核蛋白体大亚基真核核蛋白体大亚基 抑制转肽酶、阻断肽链延长抑制转肽酶、阻断肽链延
38、长医学研究医学研究 夫西地酸、细球夫西地酸、细球菌素菌素EF-G 抑制抑制EF-G、阻止转位、阻止转位抗菌药抗菌药大观霉素大观霉素原核核蛋白体小亚基原核核蛋白体小亚基 阻止转位阻止转位抗菌药抗菌药常用抗生素抑制肽链生物合成的原理与应用常用抗生素抑制肽链生物合成的原理与应用 嘌呤霉素作用示意图四四环环素素族族氯霉素氯霉素链霉素和卡那霉素链霉素和卡那霉素嘌呤霉素嘌呤霉素放线菌酮放线菌酮二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成1白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin) 2蓖麻蛋白蓖麻蛋白(ricin) 蓖麻蛋白是蓖麻籽中所含的植物糖蛋白，蓖麻蛋白是蓖麻籽中所含
39、的植物糖蛋白，由由A、B两条多肽链组成。两条多肽链组成。真核细胞蛋白质合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，真核细胞蛋白质合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，可使可使eEF-2发生发生ADP糖基化共价修饰糖基化共价修饰n白喉毒素的作用机理：白白喉喉毒毒素素+延长因子延长因子-2（有活性有活性）延长因子延长因子-2（无活性无活性）干干扰扰素素(interferon, IFN)是是真真核核细细胞胞被被病病毒毒感感染染后后分分泌泌的的一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。干干扰扰素素分分为为-（白白细细胞胞）型型、-（成成纤纤维维细细胞胞）型型和和-（淋淋
40、巴巴细细胞胞）型型三三大大类类，每每类类各各有有亚亚型型，分分别别具具有有其其特特异作用。异作用。 三、干扰素经抑制蛋白质生物合成而呈三、干扰素经抑制蛋白质生物合成而呈现抗病毒作用现抗病毒作用n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dsRNA1. 干扰素诱导干扰素诱导eIF2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2. 干扰素诱导病毒RNA降解dsRNA干扰素干扰素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2 - 5 AAPPPATP2 -5 A合成酶合成酶降解降解mRNARNaseLRNaseL活化活化l遗传密码的四个特点；重点理解简并性、摆动性遗传密码的四个特点；重点理解简并性、摆动性l起始密码、终止密码、起始密码、终止密码、S-D序列、开放阅读框架序列、开放阅读框架l以原核生物为例，说明蛋白质生物合成的过程（包以原核生物为例，说明蛋白质生物合成的过程（包括各种酶及蛋白质因子）括各种酶及蛋白质因子）l翻译后的加工翻译后的加工l分泌性蛋白质分泌性蛋白质l信号肽信号肽
