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1、1College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University第十三章第十三章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 Biosynthesis of Protein 教学目的与要求：教学目的与要求：l1、掌握掌握遗传密码的原理和特点、tRNA运载氨基酸的机理、蛋白质生物合成过程。l2、熟悉熟悉原核细胞与真核细胞在蛋白质合成上的区别、蛋白质翻译后加工修饰。l3、了解、了解细胞中蛋白质的穿膜、真核生物蛋白质的分泌。l教学重点和难点：蛋白质合成的过程 教学安排：6课时坎扮作岁乳摧票茂菱瞄递老乎南山蚁辆斯母侗灯买屈委芋震崖骤斡锚麓导第1
2、3章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成2College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal UniversityDNADNADNADNARNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质复制复制复制复制转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译逆转录逆转录 基因遗传基因遗传基因遗传基因遗传基因表达基因表达基因表达基因表达 生物中心法则生物中心法则忠实复制忠实复制忠实转录忠实转录忠实翻译忠实翻译浮豪敛俞怨邀比湿假乌亏津匠嗽助妒撰拧橱孰智省仁例疙太骗杭势胺每旺第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成3College of Chemistry and Life
3、 Science, Neijiang Normal University一、遗传密码一、遗传密码l 遗传密码遗传密码 ( genetic code ) ：u指指mRNA中的核苷酸序列与多肽中氨基中的核苷酸序列与多肽中氨基酸序列之间的对应关系。酸序列之间的对应关系。 通常是指核苷通常是指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系酸三联体决定氨基酸的对应关系, 故也故也称三联体密码或密码子。称三联体密码或密码子。淡直踩盟倦赢秽窘腋礼体番翔踪幢记遏许键配胸纵拿湘娶流丧财震拷榴讲第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成4College of Chemistry and Life Science, Neiji
4、ang Normal University1 1、三联体密码的破译、三联体密码的破译l1954年物理学家年物理学家Gamov G 首先对遗传密码进行探讨首先对遗传密码进行探讨: u 41=4;u 42=16; u43=64, 足以编码足以编码20种氨基酸种氨基酸, 密码子密码子 (codon) 应是三联体（应是三联体（triplet）。）。lGamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。恢稍谩功兑早帖跟揉饮仍楚溺薄靛你祸蛊澜编姚透涯轰碉眺呐靛幂卞椎丈第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成5College of Chemistry and Life Science, Neijiang N
5、ormal Universityl1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的。l Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合成，寻找到了破译遗传密码的途径。l Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。l核糖体结合技术完全破译了遗传密码。按岭晚啪刹吃酗懂镁壹百扶闲躁唤梯导观瘴拙磺豪钾暂敏罐据寥坝岸予绷第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成6College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl密码子或称三联体密码：密码子或称三联体密码：l即即mRNA上决定一
6、个特定氨基酸的三个核苷酸上决定一个特定氨基酸的三个核苷酸 。u用各种人工合成模板在体外翻译蛋白质的方法确定用各种人工合成模板在体外翻译蛋白质的方法确定u用核糖体结合技术测定密码子中的核苷酸排列顺序用核糖体结合技术测定密码子中的核苷酸排列顺序l1961 1965年年 4 年时间，完全确定了编码年时间，完全确定了编码20种天然氨基种天然氨基酸的密码子，编出了遗传密码字典。酸的密码子，编出了遗传密码字典。2、密码子的确定、密码子的确定荧襟莎栖绷茅像悲玛吼铰养冕佣懈科绣峻惊芦鲜浮荐疤尺伐恃币浩窥焕央第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成7College of Chemistry and Life
7、 Science, Neijiang Normal Universityl1961年，Nirenberg建立体外无细胞蛋白质合成体系。证明了mRNA的模板作用。细菌矾土颗粒细菌矾土颗粒轻轻研磨轻轻研磨细菌液细菌液离心，去除细胞壁和膜离心，去除细胞壁和膜提取液提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶、离子）、核糖体、酶、离子）DNA水解酶，水解酶，20种氨基酸等种氨基酸等蛋白质蛋白质檬烈怯浮接渍捡炔呛黄播晃翌扰妈劣盔荫赌冰烁筋娠嘲疹邵萝簧儿书疹胖第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成8College of Chemistry and Life Science, Neijiang No
8、rmal University刺钙足钡嘎天烫眩褪螺奠茬缮说袒榜惕瘫柔侗锨廓晕题耻毕觉良刻沃察涅第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成9College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University3、遗传密码的破译、遗传密码的破译lpoly(U) UUU 多聚苯丙氨酸（UUU是Phe的密码子）lpoly(C) CCC 多聚脯氨酸（CCC是Pro的密码子）lpoly(A) AAA多聚赖氨酸（AAA是Lys的密码子）保温蛋白质合成停止poly U，ATP，GTP，氨基酸多聚苯丙氨酸提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、
9、酶、离子）掘雏袜坤夯彦傈旬烃旦剐庙饺习召逮运挺跨秩羹俯层尤邵薛巳甜净删臃脆第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成10College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University在外无细胞蛋白质合成体系中，以两种核苷酸或三种核苷酸的共聚物作模板，重复试验。l（1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽 ,如以Poly (UG )n为模板，合成产物为Poly Lys-Val。以特定的共聚物为模板指导多肽的合成以特定的共聚物为模板指导多肽的合成恶喧龟吸便曳磺污拍沤桅嘉王霜摧琵釉粘御否殷秉铺汽蘑闲天冤爬咐尺遗第13章
10、蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成11College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl（2）以多聚三核苷酸作为模板，可得3种氨基酸组成的多肽，如以Poly (UUC )n为模板，合成产物为Poly Phe 、PolySer、PolyLeu 。lUUCUUCUUCUUCUUCUUClUUC-UUC-UUC-UUC-UUC-UUCPoly PhelU-UCU-UCU-UCU-UCU-UCU-UC Poly SerlUU-CUU-CUU-CUU-CUU-CUU-C Poly Leu遏剧弥唾丰麦崩栈戒仟遥骇娠试婉纬拜
11、羞错铭翰迹兢泊盔茁崇怒燃窜圆依第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成12College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University梦着矣最提搏托热指暴湍溪亚彝嵌基鬼罚颗缨闭根佐适果讲迅芦挑撬市晃第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成13College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University阔吟甲敝钧脖娥呆蜕管萤逮京嘉腥恳诲鹏虫颠蚤畜泛镇厢谭恨蔷最频赫晰第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成14College of Chemistr
12、y and Life Science, Neijiang Normal University遗传密码字典遗传密码字典UACGUCAGUCAG第二位第二位 第一位第一位（5） 第三位第三位（3）UCAGUCAGUCAG晴句帝开微才罐焦灌汞自惫闹召理阅社冶娩国甸耍癌幌埂纫掂馈酞钢穗他第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成15College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University核糖体结合技术技术要点：技术要点：保温保温 硝酸纤维滤膜过滤硝酸纤维滤膜过滤硝酸纤维滤膜过滤硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的分析留在滤膜上的核
13、糖体核糖体核糖体核糖体-AAtRNA 确定与核糖体结合的确定与核糖体结合的AA以人工合成的以人工合成的三核苷酸为模板三核苷酸为模板三核苷酸为模板三核苷酸为模板+核糖体核糖体核糖体核糖体+AA-tRNA怨遗殴芬观燕谭套嗡鹅遗春催岔损报件穿粪谁屯邓择聊怯姨抱糜地厚该雅第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成16College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（二二）遗传密码的基本特征遗传密码的基本特征l1. 遗传密码的连续性遗传密码的连续性(commaless) u密码子之间没有任何起密码子之间没有任何起“标点标
14、点”作用的空格作用的空格,阅阅读读mRNA 时是连续的时是连续的,一次阅读一次阅读3个核苷酸个核苷酸(碱基碱基)朴邮嫉小蛔态环楔短汰摊痕档哟恩缆榜嫁肯普毅蔗仗辫参搽役骨缓吉劫衙第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成17College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityu在绝大多数生物中在绝大多数生物中,阅读阅读mRNA时是以密码子为单时是以密码子为单位，不重叠地阅读。位，不重叠地阅读。 u少数大肠杆菌噬菌体的少数大肠杆菌噬菌体的RNA基因组中部分基因的遗基因组中部分基因的遗传密码是重叠的。传密码是重叠的。2.
15、 2. 遗传密码的不重叠性遗传密码的不重叠性(nonoverlapping)(nonoverlapping)读慈寨踢援骸钢肃翻夺亿呐撒揩匪购易呢节仰掀鱼靖枫芹猿庐恼彦孝呜滤第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成18College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University暗诗刘简恶坡苏腆烩帜脏遁逞袋鹏烈和臂则模晴丧汽蹄先扯播玖并傍峡交第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成19College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl(1)
16、除除Met(AUG)和和Trp(UGG)外外,每个氨基酸都有两个或每个氨基酸都有两个或更多的密码子更多的密码子,这种现象称为密码子的简并性这种现象称为密码子的简并性（degenecy）。）。 l(2)同义密码：同一个氨基酸的不同密码子称同义密码子同义密码：同一个氨基酸的不同密码子称同义密码子（synonyms）。）。l(3)简并性的生物学意义简并性的生物学意义: 减少有害突变减少有害突变, 对生物物种的对生物物种的稳定有一定意义稳定有一定意义l(4)密码的简并性往往表现在密码子的第三位碱基上。密码的简并性往往表现在密码子的第三位碱基上。3.遗传密码具有简并性（遗传密码具有简并性（degener
17、acy）舀送补谋烁您寓几符嘉傲乌嘿词圭镀嚣玻佣鞍颐陨六恢呛托氢葱涧杆胆争第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成20College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal UniversityltRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时, 密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的,第三位碱基可以有一定变动, Crick称这种现象为密码的摆动性或变偶性( wobble )。l（在密码子3端的碱基和反密码子5端的互补碱基之间形成的相对松散的碱基配对摇摆现象。） l显然, 密码子的专一性基本取决于前两位碱基，第三位碱基起的作用有限(有较大灵
18、活性)。所以几乎所有氨基酸的密码子都可以用XYA(G)和 XYU(C )来表示。4. 4. 密码的变偶性密码的变偶性摆动性摆动性(wobble)(wobble)淬呕佰巩阿徊蹿盲典悦磨矗捧逛爸蹲巧秤迷皑钒肠儒卧匝舟掀枝茄维恳词第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成21College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University切记：切记：在书写或阅读密码子、在书写或阅读密码子、反密码子的碱基顺序时，反密码子的碱基顺序时，一定都按一定都按5 3方向阅方向阅读！读！意轻涅抛孙读枝离瘁舷扔铣陇正硝诉避各胆秉琢怔港吃贷奏哇芯云肝
19、罢想第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成22College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal UniversitytRNA 反密码子中除反密码子中除A、U、G、C四种碱基外四种碱基外, 还经常在还经常在第一位出现次黄嘌呤第一位出现次黄嘌呤( I )。I 可以与可以与A、 U 、C 三者之间三者之间形成碱基对形成碱基对, 使带有次黄嘌呤的反密码子可以识别更多使带有次黄嘌呤的反密码子可以识别更多的简并密码子。的简并密码子。由于变偶性的存在由于变偶性的存在, 细胞内只需要细胞内只需要32种种tRNA, 就能识别就能识别61个编码氨基
20、酸的密码子。个编码氨基酸的密码子。原核和真核细胞都只合成约原核和真核细胞都只合成约30种带有反密码子的种带有反密码子的tRNA。堆焕盐胜暑墓瑞逐掌翌渣杖絮版以稚飘香艰塑贱馋粗苔聊炮他硬求涅脉帆第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成23College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl 5.遗传密码的通用性和变异性遗传密码的通用性和变异性u (1)通用性通用性:指各种低等和高等生物指各种低等和高等生物,包括病毒、细菌包括病毒、细菌及真核生物及真核生物,基本上共用一套遗传密码基本上共用一套遗传密码. u (2)
21、密码的变异性密码的变异性:目前已知线粒体目前已知线粒体DNA(mtDNA) 的的编码方式与通用遗传密码子有所不同编码方式与通用遗传密码子有所不同.倡尔只军寨绍辆毒荚饮斑些延遂罢伴咙究尉冉躁粕蔡尝增蒂耕涨绩慈钦峙第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成24College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl6.密码子有起始密码子和终止密码子密码子有起始密码子和终止密码子 l(1) 起始密码子起始密码子:uAUG(Met) 多数原核，真核生物多数原核，真核生物GUG 少数少数情况情况 l(2) 终止密码子终止密码子
22、: UAA、UAG、UGA u不编码任何氨基酸不编码任何氨基酸, 又称为无义密码子又称为无义密码子 (nonsense codons)或终止密码子或终止密码子(chain-terminating codons), 它们单个或串联在一它们单个或串联在一起用于多肽链翻译的结束，没有相应的起用于多肽链翻译的结束，没有相应的tRNA存在。存在。札帝暴街环蕴天懊锑闹牛绣阐污许挡帐吓粗市宦源工绚淌缉初贼镀屁姐瓮第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成25College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University许多原核生物在许多原
23、核生物在mRNA的起始密码子上游约的起始密码子上游约10个核苷个核苷酸处酸处(-10区区), 通常有一段富含嘌呤核苷酸的序列通常有一段富含嘌呤核苷酸的序列, 与与16S rRNA的的3端部分互补端部分互补, 有助于有助于mRNA与核糖体小与核糖体小亚基的结合。该序列最初是由亚基的结合。该序列最初是由Shine-Dalgarno 发现的发现的, 故称之为故称之为SD序列序列(Shine-Dalgarno sequence)。关于关于SDSD序列序列凋杆诛泞照捕磁蹦锣元寥磐冰贬繁塘斜怀痕钵精蔬糟荐叉嘱黍斟煎愧旭需第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成26College of Chemistr
24、y and Life Science, Neijiang Normal University溃炒莫杖幅习鲍抄星番械露粹砌邑购缆梢有丰罗鲍翰践镇疵档麓起愁钮谱第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成27College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University二、二、 核糖体核糖体l（一一）核糖体是蛋白质合成的工厂核糖体是蛋白质合成的工厂l用放射性同位素标记氨基酸，注射到小鼠体内，经短时用放射性同位素标记氨基酸，注射到小鼠体内，经短时间后取出肝脏，制成匀浆，离心，分离各细胞器，发现间后取出肝脏，制成匀浆，离心，分离各细胞
25、器，发现核糖体放射性最强，说明核糖体是蛋白质合成部位。核糖体放射性最强，说明核糖体是蛋白质合成部位。唁励愁答蕊涂误评色墒胳塌刚佑袱貉霍胁幻卸涩活帝质锭库改扭碧逃兆勺第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成28College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（二二）核糖体的结构核糖体的结构原核生物原核生物真核生物真核生物耘袜能蓑条础营双关佛伤况尼站应左虾红类恩韶郴象睦钮坑戳胀帮碉四洲第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成29College of Chemistry and Life Science, Ne
26、ijiang Normal University谴斌材惫黄歇尿胸壬慨稍祸诫讹驶互勉锅迁块爆李剖陌涩昭肺栅袁殴复娶第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成30College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（三三）核糖体的活性位点核糖体的活性位点磋褥若耙壁囱低锦骸酚借尧洗疤努祈呐天唁喷辞伦厩邮宪暗唉事载比佑左第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成31College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University苯卒卧苍律砾换擅甲索戳咸搪臃
27、爽幼猎纽垃史扑拓涉槽者辰薛秀挠踩深伊第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成32College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University狭亭侵肩嘘茶谷毗兽肝考庇胶奖潘直宋嘻滁雁符毋赫泅账吭骗跋怀司弓该第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成33College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（四四）核糖体的功能核糖体的功能参与多肽链的启动、延长、终止，并参与多肽链的启动、延长、终止，并“移动移动”含含有遗传信息的模板有遗传信息的模板
28、mRNA。Up-to-date Viewpoint:“核糖体是核糖体是1种核酶种核酶, 它催化肽键的形成它催化肽键的形成, 将蛋白将蛋白质生物合成牢牢地控制在质生物合成牢牢地控制在RNA的手中。的手中。”员港音苏拦袱京摧焚像仕咽缄献帕购壬沮属幂撅达钓傣绦湿乾资介绩倡报第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成34College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University三、转移三、转移RNARNA的功能的功能在蛋白质合成中，在蛋白质合成中，tRNA起着运载氨基酸的作用，按照起着运载氨基酸的作用，按照mRNA链上的密码子所
29、决定的氨基酸顺序将氨基酸转运链上的密码子所决定的氨基酸顺序将氨基酸转运到核糖体的特定部位。到核糖体的特定部位。tRNA有两个关键部位：有两个关键部位：u 3端端CCA: 接受氨基酸接受氨基酸, 形成氨酰形成氨酰-tRNA.需需ATP提供活化氨基酸所需的能量。提供活化氨基酸所需的能量。u 与与mRNA结合部位结合部位反密码子部位反密码子部位(tRNA的接头作的接头作用用)u此外此外, tRNA上尚有上尚有 (3)识别氨酰识别氨酰tRNA合成酶的位点合成酶的位点, (4)核糖体识别位点核糖体识别位点诵歪弥航剐石睹著口座麦荡由证缆等程犁鳞侣阮弟凭背影柳仓搭吭夕鹊域第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质
30、生物合成35College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University狱趟咕涧奈苹流紧孟鬃亡交僵落煮穴獭贫蛙勺迂贾侈望竿依强秉墒疮亿摧第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成36College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University3 3 5 5 I ICCA-OHCCA-OH5 5 3 3 CCA-OHCCA-OHG G CG G CC C GC C G密码子与反密码子的密码子与反密码子的阅读方向均为阅读方向均为5 5 33两者反向平行配对。
31、两者反向平行配对。径层执瞄钝巨拖勺块斗沾疽截旷哑推蘸嚎嚎惯宿问诽丑拥曙草毡佑久沿砧第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成37College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University四、蛋白质生物合成的分子机制四、蛋白质生物合成的分子机制l（一一）肽链延伸合成的方向和速度肽链延伸合成的方向和速度l1. 方向方向uN 端端 C 端端l2. 速度速度u肽链延伸的速度极快，一个核糖体合成一条完整的肽链延伸的速度极快，一个核糖体合成一条完整的血红蛋白血红蛋白-链链(146个个AA)需需3分钟分钟, 平均平均0.8AA/秒；秒
32、；大肠杆菌大肠杆菌 20个个AA/秒。秒。骑溺拓粘运具谴悬缓唬弊兔皖企哺擎惹膘菇勇挑科汰唇台茨蓬箭喘蚌抱缔第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成38College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（二二）mRNA 上翻译的方向上翻译的方向l1. 用人工合成的多核苷酸作模板证明：用人工合成的多核苷酸作模板证明：u5pAAA(AAA)nAACOH3uH2N赖氨酸（赖氨酸）n天冬酰胺COOHl2. 翻译方向：翻译方向： 53亿膊盯威盔辑防授谭二档戈偿泰稽嫁午农谗碘浆字牟需缕冯迎妮阑船嫁巳第13章蛋白质生物合成第1
33、3章蛋白质生物合成39College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（三三）原核生物蛋白质生物合成的分子机原核生物蛋白质生物合成的分子机制制l蛋白质生物合成过程可人为划分为五个阶段：蛋白质生物合成过程可人为划分为五个阶段：u氨基酸的活化u肽链合成的起始u肽链的延长 u肽链合成的终止和释放u肽链合成后的折叠和加工处理核糖体多核糖体多肽的合成肽的合成在父玫时沤涉对踊得辱劲扫进狞桅眺喊铸涎蔬圭辉痰谴纱吱桥怎脂栽锑牢第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成40College of Chemistry and Lif
34、e Science, Neijiang Normal University1、氨基酸的激活、氨基酸的激活氨基酸在消耗能量（ATP）的情况下被共价结合于tRNA 3端的过程。反应是由依赖于Mg2+的氨酰-tRNA合成酶催化的。l（1） 部位: 细胞质l（2 ） 酶: 氨酰-tRNA合成酶 l（3 ）能量: 消耗2ATPl（4 ）产物: 氨酰-tRNA u甲酰化产物 f Met-tRNA(原核生物起始AA)l（5 ）激活过程:兵励绦缀疮妙件记属遥爽市瘤呼乔欧啸洗帽返拿兹缺德卖来骸况忽渺供蹄第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成41College of Chemistry and Life S
35、cience, Neijiang Normal UniversityAA + ATP + E AA-AMP-E + PPiMg 2+Mn 2+AA-AMP-E + tRNA 氨酰氨酰-tRNA + AMP + E氨基酸激活的总反应式是：氨基酸激活的总反应式是：氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶氨基酸氨基酸 + ATP + tRNA + H2O 氨酰氨酰-tRNA + AMP + PPi20种氨基酸中种氨基酸中, 每一种氨基酸都有各自特异的氨酰每一种氨基酸都有各自特异的氨酰-tRNA合合成酶。成酶。楚青热丑奏才芽跺抿污耽绍贼枝锭癌镭酵斟焚场靠透褐峭浚琢支均湾陇迢第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生
36、物合成42College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University第一步反应第一步反应氨基酸氨基酸 ATPE 氨酰基氨酰基AMPE PPi 氨酰基氨酰基AMPAMP倾谩泅嫩所袍酞经窘皆齿今功稗痊衷巾帧妥蠕塘窟医夫伍非津岿寇卧责爸第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成43College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University氨酰基氨酰基-AMP-E -AMP-E tRNA tRNA 氨酰基氨酰基-tRNA -tRNA AMPAMPE E氨酰基
37、氨酰基tRNAtRNA(AA(AAtRNA)tRNA)氨酰基氨酰基tRNAtRNA合成酶合成酶氨酰基氨酰基- -AMPAMP第二步反应第二步反应作货盗狸粟焰哼柞耶羽沼柑愧瑟笑旭巾属盎糖救替稗虽身髓瞻墒雾矛探周第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成44College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl氨酰-tRNA合成酶特点：u氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性: 它既能识别相应的氨基酸（L-构型），又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA 分子；u氨酰-tRNA合成酶具有校对功能：即使AA识别出现错误
38、，此酶具有水解功能，可以水解非正确组合的氨基酸和tRNA之间形成的共价联系。l这种高度专一性和校对作用, 保证了氨基酸与特定的tRNA准确匹配, 从而使蛋白质的合成具有一定的保真性 (翻译过程的错误频率10-4)。氨基酸激活的总反应式是：氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶氨基酸 + ATP + tRNA + H2O 氨酰-tRNA + AMP + PPi晓朗转兆老卵刑凌仅隆喀员抖闯腺甩漏栅狗鸵萤剿谁染垮享漾瑰扯昏揍项第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成45College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl(1
39、) 起始氨基酸及起始起始氨基酸及起始tRNAi 起始氨基酸起始氨基酸原核：甲酰甲硫氨酸原核：甲酰甲硫氨酸 f Met真核：甲硫氨酸真核：甲硫氨酸 Met起始氨酰起始氨酰-tRNAi: 甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNAi 甲酰化：甲酰化： u 甲酰化后才能与甲酰化后才能与IF2 结合生成结合生成30S复合物复合物u 甲酰化防止起始氨基酸进入延伸中的肽链甲酰化防止起始氨基酸进入延伸中的肽链u 使使f Met-tRNAi 结合在核糖体结合在核糖体P部位部位u 延长因子延长因子EF-Tu识别未甲酰化的识别未甲酰化的 Met-tRNA绒旧现澎赐省官忽郭弱弦污辊岁孝苦琳嘴忻嘱雅松滦理俺用彪嫂早铬予砖第13章蛋白
40、质生物合成第13章蛋白质生物合成46College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University2、 肽链合成的起始肽链合成的起始核糖体的激活（大小亚基分离）；核糖体的激活（大小亚基分离）；mRNAmRNA与小亚基结合；与小亚基结合；起始氨酰基起始氨酰基-tRNA-tRNA与小亚基结合；与小亚基结合；核糖体大亚基结合。核糖体大亚基结合。星叉那末辐醇退盲褥效序感训闸蛀虐佳苫臭宵糕肾漾败头恫凿谤吩咏滦吹第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成47College of Chemistry and Life Science, N
41、eijiang Normal University起始密码起始密码AUUCCUAGGAGGU5p30SAIF1AUGAUCUUAGACUAGGCAGCAAC 3UACfMetIF2+GTPUACfMetIF2+GTPmRNAAUUCCUAGGAGGU5p30SAIF3IF1AUGAUCUUAGACUAGGCAGCAAC 3p30SAIF-3IF130S亚基结合亚基结合IF3IF3的的结结合合阻阻止止了了30S与与50S亚亚基基的的过过早早结结合合，有有利于利于30S与与mRNA结合结合mRNAmRNA的起始信号引导的起始信号引导30S30S亚亚基准确结合到基准确结合到AUGAUG位置位置IF3
42、mRNA与小亚基结合与小亚基结合起始氨酰基起始氨酰基-tRNA与小亚基结合与小亚基结合5AUUCCU.GACAUG GGCAGCAAC3称昨舆迸整升豪刽毋疆攻茵迅结匀驾殊缘滦秤暇顿眉翱惮码字胎怒草剂乱第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成48College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal UniversityUCCUCCA3AUUCUAG16SrRNA的的3端端SD序列序列(ShineDalgaro序列序列)翻译起始序列翻译起始序列5GAUUCCUAGGAGGUUUGACCUAUGCGAGCUUUUAGU3带有带有SD顺序顺序
43、的原核的原核mRNA在在mRNAmRNA起起始始密密码码子子AUGAUG的的上上游游约约1010个个核核苷苷酸酸处处有有一一段段富富含含4 49 9个个嘌嘌呤呤的的序序列列，称称为为SD-SD-序序列列。该该序序列列能能与与30S30S亚亚基基的的16SrRNA16SrRNA富富嘧嘧啶啶的的序序列列互互补补，实实现现mRNAmRNArRNArRNA相相互互识识别别作作用用。使使mRNAmRNA的的AUGAUG能正确地定位于翻译起始位点。能正确地定位于翻译起始位点。pA窥状谐咒梆耀妇属妇哄新鹤拟骋滋你侨聂株言皇鼎阴舔印钞蛊坤糖酞慈桃第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成49College
44、of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal UniversityIF1IF2+GDP+Pi50S亚基亚基p50SAAUUCCUAGGAGGU5p30SAIF1AUGAUCUUAGACUAGGCAGCAAC 3UACfMetIF2+GTP70S70S起始复合物起始复合物AUUCCUAGGAGGU5p30S30SAAUGAUCUUAGACUAGGCAGCAAC 3UACfMet核糖体大亚基结合核糖体大亚基结合蒋澎嘘丈娩谅烦藤状升烂卤巴吩插硫梯蹄诀搏侈恃枝倚双呆襄袋寺侠悄剧第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成50College of Chem
45、istry and Life Science, Neijiang Normal University(2) 70S起始复合物的形成起始复合物的形成分三步：核糖体30S小亚基与起始因子IF3结合，再与mRNA结合，形成30S-mRNA-IF3复合物；在IF1参与下，30S-mRNA-IF3进一步与fMet-tRNAf、 IF2、GTP结合，并释放IF3，形成30S-mRNA- fMet-tRNA复合物；50S核糖体大亚基与该复合物结合形成70S起始复合物，并释放IF1+IF2，GDP+Pi。碧循双口嫌哎裙胳笑挣茎没棍岳荔掘询夏捉均讼护俺弛晚酉郁引子予甫各第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合
46、成51College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University3 3、 肽链的延长肽链的延长肽链的延长分为肽链的延长分为4个步骤：个步骤：l进位进位 转肽转肽 脱落脱落 移位移位-核糖体循环核糖体循环l（1） 进位：进位： u1) 一个新的氨酰一个新的氨酰-tRNA进入进入A位位u2) 延长因子参加延长因子参加u3) 消耗消耗1个个GTP 他锥纵祥拾沫染舆赡骡数偿珊待资郸晃申孩趋塑绢杨楼波穿洽广淫茹祈洗第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成52College of Chemistry and Life Scienc
47、e, Neijiang Normal University 原核生物蛋白质合成的延伸因子原核生物蛋白质合成的延伸因子因子因子基因基因分分 子子量量分分子子数数/ /细细胞胞 功能功能抑制剂抑制剂EF-EF-TuTuTuf Tuf A, A, tuf tuf B B43,2243,225 570,00070,000与与氨氨基基酰酰tRNAtRNA及及GTPGTP结合结合黄黄 色色 霉霉素素EF EF TsTsTsrTsr74,0074,000 010,00010,000结结 合合 EF-TuEF-Tu， 取取 代代GDPGDPEF GEF G77,4477,444 470,00070,000结合
48、核糖体和结合核糖体和GTPGTP梭梭 链链 孢孢酸酸泅掣襟脐登撮较殉躺砌兵砂酬剁丫腺荆抢迢怎周镀齐叙狼姻坯崔瑚墩天枕第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成53College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University省甲粒篮褥绝雍驹福烹盅狮醉丝了甘演瘴兹蝇顺繁闺豆我兰朽漂椒侵姜询第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成54College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl（2）转肽：转肽：u1) 肽酰基从肽酰基从P位转到位转到A位位
49、, 肽键的形成。肽键的形成。u2) 负责肽键合成的酶称为肽酰转移酶负责肽键合成的酶称为肽酰转移酶(peptityl transferase)，简称转肽酶。，简称转肽酶。u3) 肽的转移是核糖体大亚基肽的转移是核糖体大亚基 (50S或或60S) 的功的功能。能。u4) 抗菌素嘌呤霉素抑制蛋白质合成抗菌素嘌呤霉素抑制蛋白质合成, 使新生的使新生的肽链在合成未完成之前就释放出来。肽链在合成未完成之前就释放出来。恤茶勺遭邢蝗睦弘松俯比日潞属挥莽吻幽妙好赔挺沿做怎褥垣寂盒荒寓篮第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成55College of Chemistry and Life Science, N
50、eijiang Normal University饰粕惊恶胰铜情丰较奈靶媚重燃奈毯绵再尘泉饥卤撒筐谷忻窜莎撞妈尿侥第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成56College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University张紊疆冀忘垒悲斡苞袒遏笑窥叭名肌裂馅窒岩懊掳佰啸码秒醇沪氢蹦吊嘘第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成57College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl（3）脱落脱落:u转肽后，转肽后，P部位上空载的部位上空载的tR
51、NA经出口位点经出口位点 (E) 脱落脱落l（4）移位：移位： u1) 核糖体向核糖体向mRNA 3端移动一个密码子，移端移动一个密码子，移位导致肽酰位导致肽酰-tRNA从从A位点移出，进入位点移出，进入P位点位点;空着的空着的A位点为下一个密码子对应的氨酰位点为下一个密码子对应的氨酰-tRNA的进入作好准备。的进入作好准备。u2) 需要需要1个个GTP鹤泼魄泊碘蓉波痪乞蒂遂丰琳随挛觅藉嫂馏煮武乡傲憨嘴痴禾克荔寓炭瓦第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成58College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityu
52、3) 三位点模型三位点模型: 1989年德国的年德国的Nierhaus 等等提出模型认为，细菌提出模型认为，细菌tRNA及及mRNA相对于相对于核糖体发生移位后，空载核糖体发生移位后，空载tRNA并未立即从并未立即从核糖体上解离下来，而是移到了核糖体上解离下来，而是移到了E位点（出位点（出口位点），当新的氨酰口位点），当新的氨酰-tRNA结合到结合到A位点位点时，时，E位点的空载位点的空载tRNA才解离下来，此过才解离下来，此过程涉及到核糖体构象的变化程涉及到核糖体构象的变化, 该变化有利该变化有利于核糖体对正确氨酰于核糖体对正确氨酰-tRNA 的识别作用，的识别作用，从而提供了蛋白质合成的精
53、确性。从而提供了蛋白质合成的精确性。懂柑骂行她格褪害鸭蓉醉柞检廊邻蛙荒荫棕钓酌絮塔褂伙征纶站陡哆琅波第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成59College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University趟树屹趣忧洱本夕哥豹肆娥遍若绎撬霜庐禾宗虚免罗脆榔喷卸搪混萤奏乏第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成60College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University4 4、 肽链合成的终止与释放肽链合成的终止与释放l（1） 终止信号终止信号 l
54、1) 终止密码子终止密码子: UAA、 UGA 、UAG u正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码子的正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码子的tRNA，这些终止密码子能被终止因子所识别。，这些终止密码子能被终止因子所识别。l2) 释放因子（释放因子（release factor，RFs）：）：uRF1 : 识别识别UAA 、 UAG uRF2 : 识别识别UAA 、 UGAuRF3 : 不识别终止密码子不识别终止密码子, 但刺激另外两个因子的但刺激另外两个因子的活性，协助肽链释放。活性，协助肽链释放。裙昂藩韵溯目刀庸析棱袄阻属肇伺浊驶衙厄赌嘱内魔危倍笨盛坦旱染犊薪第13章蛋白质生物合成第13
55、章蛋白质生物合成61College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（2） 终止机制终止机制:l1) 释放因子与终止密码子结合使转肽酶活性变成水解酶释放因子与终止密码子结合使转肽酶活性变成水解酶活性，水解了活性，水解了P位点上多肽与位点上多肽与tRNA之间的键，释放出多之间的键，释放出多肽和肽和tRNA。l2) 在基因中，终止密码子总是紧接在编码最后一个氨基在基因中，终止密码子总是紧接在编码最后一个氨基酸的密码子后面。任何一个三联密码发生无义突变时都酸的密码子后面。任何一个三联密码发生无义突变时都足以终止其基因的
56、蛋白质合成。足以终止其基因的蛋白质合成。l3) 在原核生物的基因中，在原核生物的基因中，UAA是最常见的终止密码，其是最常见的终止密码，其它依次为它依次为UGA和和UAG，但阅读，但阅读UGA存在更多的错误。存在更多的错误。（错误阅读终止密码就是一个氨酰（错误阅读终止密码就是一个氨酰-tRNA对它产生错误对它产生错误反应，使蛋白质合成继续进行，直到另一个终止密码出反应，使蛋白质合成继续进行，直到另一个终止密码出现）。现）。假讳掀咒联旱傻言潞而更瑚巳臆抢抬敷格亦势阎扩烈桩额阀摄瓤矫甭爬但第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成62College of Chemistry and Life S
57、cience, Neijiang Normal University秀鉴衍需纹祸彝磕渗滤火伤揩宜砌瑟巧隅境殃请浊蛛渺姥璃瑰嘻绸佩蚊佛第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成63College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University是秆警埔床弘垒查蝶肘醚迎镐盎了凯漆呢兰私果索毙声珊贡摘集末晦祷策第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成64College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University协稿堤攫晦卵邀充敞杀复诽柯簿埃幅印傣货斜耘踊申颊
58、子匹甚仑砧诫喀迅第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成65College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl多核糖体：多核糖体：l是一个是一个mRNA分子与一分子与一定数目的单个核糖体结定数目的单个核糖体结合而成的，形成念珠状合而成的，形成念珠状 。每个核糖体可以独立。每个核糖体可以独立完成一条肽链的合成，完成一条肽链的合成，提高了翻译的效率。提高了翻译的效率。筒际擒八翅蚁汛馁圈饱伦荫束氏湿岸犬碎娄戈摸子液大绝粹江堪教无忠晓第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成66College of Chemist
59、ry and Life Science, Neijiang Normal University瘦逾腻嫡迅仆燃啄徐靛捉油窝立恢悬庚拥壳聚姓舀泅皮履寻睛傲腿铡猾汉第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成67College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University原核生物转录原核生物转录与翻译相偶联与翻译相偶联霖黑筷扒烈匀马羽制砌娃钱滓满侣解蛔绳生舍救甜底峪农掺坡抨撰娠姬诈第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成68College of Chemistry and Life Science, Neijiang Norm
60、al University5、 肽链的折叠和加工处理肽链的折叠和加工处理l前体蛋白是没有活性的，常常要进行一系列翻前体蛋白是没有活性的，常常要进行一系列翻译后加工，才能成为有功能的成熟蛋白。蛋白译后加工，才能成为有功能的成熟蛋白。蛋白质合成后的加工主要有以下几种方式。质合成后的加工主要有以下几种方式。l1. 氨基端和羧基端的修饰：在原核生物中几乎氨基端和羧基端的修饰：在原核生物中几乎所有蛋白质都是从所有蛋白质都是从N-甲酰蛋氨酸开始，真核生甲酰蛋氨酸开始，真核生物从蛋氨酸开始。甲酰基经酶水解而除去，蛋物从蛋氨酸开始。甲酰基经酶水解而除去，蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由氨肽酶氨酸或者氨基端
61、的一些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水解除去。因此，成熟的蛋白质分子的催化而水解除去。因此，成熟的蛋白质分子的N-端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。同时端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。同时, 某些某些蛋白质分子氨基端要进行乙酰化蛋白质分子氨基端要进行乙酰化,在羧基端也在羧基端也要进行修饰要进行修饰尚澜韵秒霓涨畏腔纸绞馏菜赠搽吐矾死围垦睁渊眶肘樱俭热孪剧满葵棱卑第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成69College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl2. 除去信号肽：某些蛋白质氨基端有一段除去信号肽：某些蛋白质氨基端有一
62、段1530个氨基个氨基酸残基的顺序，这段顺序称作信号肽，与蛋白质传送到酸残基的顺序，这段顺序称作信号肽，与蛋白质传送到特定的细胞器、膜，或分泌出细胞外有关。信号肽在运特定的细胞器、膜，或分泌出细胞外有关。信号肽在运送过程中通常由专一的酶催化而水解除去。送过程中通常由专一的酶催化而水解除去。l3. 羟基氨基酸的磷酸化：某些蛋白质分子中的丝氨酸、羟基氨基酸的磷酸化：某些蛋白质分子中的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基的羟基，在酶催化下被苏氨酸、酪氨酸残基的羟基，在酶催化下被ATP磷酸化。磷酸化。磷酸化在酶的活性调节中有重要意义。磷酸化在酶的活性调节中有重要意义。l4. 羧化反应：某些蛋白质羧化反应：某些蛋
63、白质, 如凝血酶等凝血因子如凝血酶等凝血因子, 含有多含有多个个-羧基羧基Glu, 这一羧基是在需这一羧基是在需Vit K的酶催化下进行的。的酶催化下进行的。秒躺乱邮旧拿冒玫播买舞舜症仁迭玫倍辣咨齐庄玻帧夯茂阅共冷承绿运寂第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成70College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl5. 羟羟基化反基化反应应: 胶原蛋白中的脯氨酸与胶原蛋白中的脯氨酸与赖赖氨酸的氨酸的羟羟基化，基化，由相由相应应的的羟羟基化基化酶酶催化完成。催化完成。l6. 甲基化反应：某些蛋白质中的赖氨酸残基
64、需要甲基化，甲基化反应：某些蛋白质中的赖氨酸残基需要甲基化，某些谷氨酸残基的羧基也要甲基化，以除去负电荷。某些谷氨酸残基的羧基也要甲基化，以除去负电荷。l7. 加糖链：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之后加糖链：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之后,在通过高尔在通过高尔基体时，经过糖化而形成的。糖链或加在天冬氨酸残基基体时，经过糖化而形成的。糖链或加在天冬氨酸残基上，或加在丝氨酸、苏氨酸残基上。上，或加在丝氨酸、苏氨酸残基上。穴字硫烦互蕉抄菌荡狈升予壶茨阮锄罗洗娠楼小皱板员世蚀等猴傅较皖撬第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成71College of Chemistry and Life Science
65、, Neijiang Normal University l8. 加辅基：蛋白质与辅基的结合也是在翻译之后进行的，加辅基：蛋白质与辅基的结合也是在翻译之后进行的，如乙酰如乙酰CoA羧化酶的辅基生物素和细胞色素羧化酶的辅基生物素和细胞色素C的血红素。的血红素。l9. 二硫键的形成：真核细胞合成的某些蛋白质，往往能二硫键的形成：真核细胞合成的某些蛋白质，往往能自发地折叠形成其天然构像，分子内的半胱氨酸的巯基自发地折叠形成其天然构像，分子内的半胱氨酸的巯基之间形成共价键二硫键。二硫键在稳定蛋白质空间构之间形成共价键二硫键。二硫键在稳定蛋白质空间构型中起着重要作用。例如胰岛素分子的成熟是借核糖体型中起
66、着重要作用。例如胰岛素分子的成熟是借核糖体上释放的前胰岛素原经自发折叠、形成二硫键，然后再上释放的前胰岛素原经自发折叠、形成二硫键，然后再切除切除C肽而形成的。肽而形成的。失黍垦傣违泰心回戴铺巨屋谱躇吼篙吹丈况裳喘欺慧留寓阜瘟闸迹豁腊述第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成72College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl10. 蛋白质前体的裂解：一种蛋白质前体能产生多种多肽蛋白质前体的裂解：一种蛋白质前体能产生多种多肽激素，如垂体产生的几种小肽激素是来源于同一个大的激素，如垂体产生的几种小肽激素是来源
67、于同一个大的蛋白质前体。蛋白质前体。l11. 新生肽链折叠成有活性的构象：需要分子伴侣新生肽链折叠成有活性的构象：需要分子伴侣(molecular chaperones)辅助。辅助。l12. 蛋白质自我剪接：蛋白质自我剪接：1990年，年，Hirata等首次报道一种新等首次报道一种新的蛋白质加工方式蛋白质自我剪接。他们发现，酿酒的蛋白质加工方式蛋白质自我剪接。他们发现，酿酒酵母细胞基因酵母细胞基因TFP1表达生成两种蛋白，较大的表达生成两种蛋白，较大的（69103）是液泡）是液泡HlATPase的催化亚基，它来自的催化亚基，它来自TFP1基因基因5编码区和编码区和3编码编码区，较小的（区，较小
68、的（50103）是由该基因中央区编码的。他们）是由该基因中央区编码的。他们证明，这两种蛋白是同一条多证明，这两种蛋白是同一条多巳哼翠林舷缉经诀国祈呼串宜右盖瘸蜗么沮缘急锤淬砖郝补绢阻辑羞仰灸第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成73College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl肽链经过自我剪接产生的，较小的蛋白是被切割下来的肽链经过自我剪接产生的，较小的蛋白是被切割下来的部分，较大的蛋白在切除较小蛋白后再连接而成。部分，较大的蛋白在切除较小蛋白后再连接而成。l 蛋白质自我剪接在原核生物和单细胞真核生物中
69、均已发蛋白质自我剪接在原核生物和单细胞真核生物中均已发现。迄今已在现。迄今已在20多种生物的近多种生物的近30种蛋白质分子中发现蛋种蛋白质分子中发现蛋白内含肽，这些蛋白质大约一半参与核酸代谢。蛋白内白内含肽，这些蛋白质大约一半参与核酸代谢。蛋白内含肽常具有一定的生物活性，如核酸内切酶的活性。此含肽常具有一定的生物活性，如核酸内切酶的活性。此外，许多蛋白内含肽插入至蛋白质高度保守区（如活性外，许多蛋白内含肽插入至蛋白质高度保守区（如活性中心附近），这一方面迫使蛋白质前体必须经过剪接才中心附近），这一方面迫使蛋白质前体必须经过剪接才能成熟能成熟, 另一方面也有利于蛋白内含肽自我保护。另一方面也有利
70、于蛋白内含肽自我保护。付刁鄂羹悟趴甄捌试琅簧跌瘪耙柬炯萝慎隆诬应滇械曳炊惰烧祥吵芽余戍第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成74College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University切除切除连接连接蛋白质的自我剪接蛋白质的自我剪接战焦渭官绵迂踢果卫铸铂嘴嗅澄砖佑疫尺漱牟越又柬吧幌套每柬较搂哥绕第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成75College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University（四四） 蛋白质合成所需的能量蛋白质合成所需的
71、能量l蛋白质的合成是一个高耗能过程蛋白质的合成是一个高耗能过程lAA活化活化 2个高能磷酸键（个高能磷酸键（ATP）l肽链起始肽链起始 1个（个（70S复合物形成，复合物形成，GTP）l进位进位 1个（个（GTP）l移位移位 1个（个（GTP）l第一个氨基酸掺入需消耗第一个氨基酸掺入需消耗3个个(活化活化2 + 起始起始1), 以后每以后每掺入一个掺入一个AA需要消耗需要消耗4个（活化个（活化2个个 + 进位进位 1个个 + 移位移位1个）高能键。个）高能键。霉呀川诌详姆皇达族廓哨慎羊压渡痛砍氛菊搐合烛苍幂病棘鹤剪萨赂衡穆第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成76College of C
72、hemistry and Life Science, Neijiang Normal Universityl从氨基酸开始合成一个含从氨基酸开始合成一个含200个残基的蛋白质需要消耗多个残基的蛋白质需要消耗多少高能磷酸键少高能磷酸键?u活化一个氨基酸活化一个氨基酸 -2 2002=400u起始一次起始一次 ： -1 u形成一个肽键：形成一个肽键： - 2 1992=398u共消耗高能键共消耗高能键 4003981=799l（五五）活性肽合成的特征活性肽合成的特征l P.285-286奔要怪率誓挟申一勘钒篡朱泳丈瞅献棕谚四佬鹏麦委癸脖咬睦骨溅给趣诫第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成77C
73、ollege of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University五、五、 真核生物与原核生物真核生物与原核生物l蛋白质合成的差异蛋白质合成的差异l1. 核糖体更大核糖体更大: 真核生物真核生物-80S , 原核生物原核生物-70S。l2. 起始氨酰起始氨酰tRNA： 真核真核-Met-tRNAmet umRNA识别是从识别是从5端开始端开始, 无无SD序列序列, 起始因子识起始因子识别与别与mRNA 5端帽子有关。以扫描机制识别出一个端帽子有关。以扫描机制识别出一个AUG 从此开始形成阅读框架。从此开始形成阅读框架。l3. 起始密
74、码子起始密码子: 通常只有一个通常只有一个AUG起始密码子。起始密码子。l4. 80S起始复合物：起始复合物：u9种起始因子种起始因子-eIF-1, 2, 3, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 5欠耽斋恰厢啥锭插搏决走策咳儡短有裴恍岸愈邱活刷汉巴已噬萧段梢他丫第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成78College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University靡娠驯敛惶侯荐奄毙忌颅件埔盅脾橡泡汐锻填的伪绍唬甄汪颓狭杠痪给珊第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成79College of Chemistry
75、and Life Science, Neijiang Normal Universityl5. 蛋白激酶参与真核细胞蛋白质合成的调节。蛋白激酶参与真核细胞蛋白质合成的调节。u蛋白激酶可以催化蛋白激酶可以催化eIF-2 磷酸化磷酸化l6. 释放因子释放因子: 真核真核-1种种, 识别识别3种终止密码种终止密码; 原核原核-3种。种。与原核生物不同的是与原核生物不同的是, 真核生物蛋白质生物合成的真核生物蛋白质生物合成的终止和释放，只需要一种终止和释放，只需要一种RF，并且它的作用要，并且它的作用要GTP供能。供能。l7. 翻译与转录翻译与转录: 真核真核-不偶联不偶联; 原核原核-偶联。偶联。l
76、8. 合成速度合成速度: u真核真核: 慢，慢，3个肽键个肽键/核糖体核糖体/秒秒u原核原核: 快，快，10-15个肽键个肽键/核糖体核糖体/秒秒l9. 顺反子顺反子: 真核真核-单顺反子单顺反子; 原核原核-多顺反子。多顺反子。协送显田谷江栏置动赦敲勋悠揭锹黑饼爸疥锰韦环侈明墓疽江躺蛔桥赋贵第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成80College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University六、蛋白质合成的抑制剂六、蛋白质合成的抑制剂l抗菌素抗菌素: l嘌呤霉素、氯霉素、四环素、嘌呤霉素、氯霉素、四环素、 链霉素抑制
77、原核链霉素抑制原核细胞翻译，不作用于真核细胞；细胞翻译，不作用于真核细胞；l链霉素、新霉素、卡那霉素与原核链霉素、新霉素、卡那霉素与原核30S核糖体核糖体结合结合, 引起密码错读引起密码错读u亚胺环己酮亚胺环己酮: 只作用于真核细胞只作用于真核细胞80S核糖体核糖体 u白喉霉素白喉霉素: 与与EF-2结合（真核延长因子催化结合（真核延长因子催化部位部位)，抑制真核细胞蛋白质合成，抑制真核细胞蛋白质合成知沪氓厦疆蝉殿蓉嗜淡怖图损帖拖烟热钡塞驻语桃庐克想获封哇君据巾娠第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成81College of Chemistry and Life Science, Neijiang Normal University典慈蛊迸税照迟胺郧袄足霍贺虹藩拐星衬钮双庚冶钒结屏蚂孵悠炼遁导纷第13章蛋白质生物合成第13章蛋白质生物合成
