蛋白质翻译总结
分子生物学第5章蛋白质翻译
---aa 接受臂 ;
loading aa at 3‟ end ---TΨ C loop; contact with 5s rRNA
---DHU loop;
contact with AARS ---anti-codon loop;
34
---extra loop;
分类标准
tRNACys表示转运半胱氨酸的tRNA Cys-tRNACys 表 示 携 带 了 半 胱 氨 酸 的 tRNACys
●
Paracodon ---由若干Nt组成，存在于tRNA不定位置上 ---与AARS侧链基团的分子发生特异的“契合” ---成为tRNA准确负载氨基酸的机制之一
●
tRNA的“L”三维结构与功能 “L”构型的结构力 ---二级结构中双链区的碱基堆积力和氢键 ---二级结构中非双链区在“L”结构中，形成氢键结合
成为核糖体识别第一个 AUG的信号
细菌 16S
AMEAMECCUGCGGUUGGAUGACCUCCUU
哺乳动物 18S rRNA AMEAMECCUGCGGAAGGAUGAUUA
高度相似
5.2.3. mRNA
mRNA分子5‟端的序列对于起始密码子选择 有重要作用
● In Prokaryote
poly-cistron
a) 简并现象的概念； ---一种氨基酸受2个或2个以上codon编码的遗传现象 ---编码一种aa的4个codon间, 仅3rd Nt 不同, 称为codon family 例；Ser (6 codons) 1 codon family & 2 extra codons
密码子的简并性
b) 简并现象的机理；
5.3. Genetic Code
proteins翻译
proteins翻译proteins的中文翻译为蛋白质。
蛋白质是生命体内重要的营养物质，由氨基酸构成。
它在维持身体健康和功能方面起着重要作用。
以下是一些蛋白质的用法和中英文对照例句：1. 蛋白质的功能：- 蛋白质是构成细胞、组织和器官的基本组成部分。
Proteins are the basic building blocks of cells, tissues, and organs.- 蛋白质参与细胞信号传导和调节生物化学反应。
Proteins are involved in cell signaling and regulating biochemical reactions.- 蛋白质在免疫系统中起到抗体和免疫调节剂的作用。
Proteins play a role in the immune system as antibodies and immune modulators.- 蛋白质在运输和储存营养物质方面具有重要功能。
Proteins have important functions in transporting and storing nutrients.- 蛋白质参与肌肉收缩和运动能力的维持。
Proteins are involved in muscle contraction and maintaining physical performance.2. 蛋白质的来源：- 动物性食品，如肉、鱼、奶制品和蛋类，富含高质量的蛋白质。
Animal-based foods such as meat, fish, dairy products, and eggs are rich sources of high-quality proteins.- 植物性食品，如豆类、谷物、坚果和种子，也含有蛋白质。
Plant-based foods such as legumes, grains, nuts, and seeds also contain proteins.- 蛋白质补充剂可以作为蛋白质摄入的补充或替代品。
蛋白质翻译名词解释
蛋白质翻译名词解释蛋白质(Protein)，又称朊(Carboxylic)，化学结构通式为C16 H12O10(NH2)2，由20种氨基酸按一定顺序连接而成的一大类生物大分子。
它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。
它是我们身体的重要组成部分，是在生物遗传、变异和自然选择中起决定性作用的主要遗传物质。
各种蛋白质之间在结构上具有一定的相似性，所以，常常把它们称为同源性物质。
1。
蛋白质：(1) protein，蛋白质： protein2。
蛋白质： ( 1) protein，蛋白质： protein2。
protein，蛋白质： ( 2)RNA(ribonucleic acid)核糖核酸： nucleic acid3。
蛋白质：RNA(ribonucleic acid)核糖核酸： nucleic acid4。
蛋白质：DNA(deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸： deoxyribonucleic acid5。
蛋白质： RNA(ribonucleic acid)核糖核酸：deoxyribonucleic acid6。
蛋白质： DNA(deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸： deoxyribonucleic acid7。
蛋白质：DNA(deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸： deoxyribonucleic acid8。
蛋白质： RNA(ribonucleic acid)核糖核酸：deoxyribonucleic acid9。
蛋白质： DNA(deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸： deoxyribonucleic acid10。
蛋白质：RNA(ribonucleic acid)核糖核酸： deoxyribonucleic acid11。
蛋白质： RNA(ribonucleic acid)核糖核酸： deoxyribonucleic acid12。
9. 蛋白质翻译(1)
摇摆的原因（摇摆假说）：
一般地，同义密码子的第１、２位是保守的，而第３位 则是可变的，意味着该可变位点的配对具有一定的灵活 性。
tRNA的反密码子在反密码环上呈弧状排列，与密码子 不能保持完全的平行排列；另外，反密码子的第1个核 苷酸位于非双链结构的松弛环内，摇摆的自由度较大， 从而导致密码子的第3位核苷酸和反密码子的第1位核苷 酸之间形成非标准的碱基配对。（反密码子的这个位点 称为摇摆位点） 如果tRNA的摇摆位点是被修饰的碱基，就可能出现更 多的选择配对关系。
上次讲解内容
一、顺式作用元件与反式作用因子（重点） 二、真核生物RNA的转录过程 三、真核生物RNA转录后加工（重点） 1. 5’加帽； 2. 3’加尾; 3. 选择性剪接; 4. RNA编辑 四、RNA编辑
碱基的突变
C变为U
ApoB 基因有 29 个外显子
CAA
第 2153 个密码子编码 Glu 编辑
T-loop（TψC环）
• 这个环中始终含有胸 腺嘧啶-假尿嘧啶-胞嘧 啶的序列。 • 它与核糖体大亚基的 5S rRNA结合，稳定 蛋白质的结构
D-loop (DHU环)
直接与氨基酰tRNA合成酶
结合，使氨基酸连接到 tRNA的受体位点上。
tRNA与氨基酰tRNA合成酶的结合
氨基酸连接到受体位点上的过程：
UAA
3’UTR
AAA
Open reading frame（开放阅读框）, ORF （3’非翻译区）
Stop codon(终止密码) UAG UGA UAA
开放阅读框（open reading frame, ORF）： mRNA中从起始密码子（AUG）到终止密 码子（UAA、UAG或UGA）的核酸序列， 它可以编码一条完整的多肽链。
5蛋白质的翻译
proteins，r-proteins)组成，rRNA 组成总分子量的 60％～65％。核糖体的相对大小常常用 沉降系数单位来表示。大肠杆菌的核糖体称为 70S 核糖体，其中的小亚基称为 30S 核糖体， 大亚基称为 50S 核糖体（图 5-8） 。小亚基包含 21 种不同的蛋白质(被称为 S1 一 S21)和 16SrRNA。大亚基由 33 种蛋白质(被命名为 L1～L33)和 23S 及 5SrRNAs 组成(图 5-9)。真核 核糖体称为 80S 核糖体，其中 40S 小亚基包含 33 种蛋白质和 18SrRNA，而 60S 大亚基包含 50 种蛋白质(图 5-9)和 3 种 rRNA （28S， 5.8S 和 5S） 。 真核 5.8SrRNA 与细菌 23SrRNA 的 5SrRNAs 部分同源（表 5.1） 。古细菌核糖体类似于细菌核糖体，但有些包含与真核相同的特别亚基。
组织上，原核生物与真核生物有重要的差别（图 5.1、图 5.2 和图 5.3） 。原核生物的 mRNA 的第一个密码子 AUG 上游的一个重要特征就是 Shine-Dalgarno 序列，而真核生物 mRNA 除
第一个密码子 AUG 的上游是核糖体小亚基扫描 AUG 的信号序列（CCACC）外, 5’端非翻译区 上游为帽子结构, 3’端非翻译区内有多聚腺苷化的信号 AAUAAA 以及其下游的多聚 A 尾巴。 mRNA 是由 DNA 的模板链转录而来， 其序列与编码链相同与模板链互补。 mRNA 的 5’ →3 ’ 三联体密码子序列与蛋白质 N 端到 C 端的氨基酸序列线形相关。原核生物 mRNA 的转录和翻 译发生在时间与空间上具有相对的同一性，其 mRNA 通常不稳定，在合成后的几分钟内翻译 成蛋白质。 真核 mRNA 的合成与成熟都在核内， 成熟的 mRNA 被运往胞质, 作为模板翻译蛋白 质 ， 其 稳 定 性 相 对 较 高 ， 达 几 小 时 。
蛋白质英语怎么说
蛋白质英语怎么说蛋白质的英语说法1：protein蛋白质的英语说法2：proteide蛋白质分解proteolysis;DNA-蛋白质复合物DNA-proteincomplex;蛋白质工程{遗}proteinengineering;蛋白质合成proteinsynthesis;蛋白质结构proteinstructure;蛋白质进化proteinevolution;蛋白质缺乏poteindeficiency;蛋白质纤维proteinfiber蛋白质的英语例句：1.Foodismadeupofcarbohydrates,proteinsandfats.食物由碳水化合物、蛋白质和脂肪构成。
2.Toomuchproteininthedietmayadvancetheageingprocess.饮食中摄入过量蛋白质可能会加速衰老。
3.Researchershaveisolatedanewproteinfromtheseedsofpoppie s.kproductsareanexcellentsourceofcalciumandprotein.奶制品富含钙与蛋白质。
5.Proteinmoleculescomposeallthecomplexworkingpartsoflivi ngcells.活细胞中所有复杂的运行成分都由蛋白质分子构成。
6.Fishandchipsarepackedwithprotein.炸鱼薯条富含蛋白质。
7.Fishisarichsourceofprotein.鱼肉富含蛋白质。
8.Theseproteinsstimulatetheproductionofbloodcells.这些蛋白质会刺激血细胞的产生。
9.essentialproteinsandvitamins必不可少的蛋白质和维生素10.Theplantrequiresnitrogeninordertomakeproteins.11.ProteinsandDNAarepolymers.蛋白质和脱氧核糖核酸都是聚合体.12.Ricecontainsproteinandfat.大米含蛋白质和脂肪.13.Soybeansareveryrichinprotein.大豆含有丰富的蛋白质.ksolidsincludesalts,proteinandsugar.牛乳中的固态物质包括盐分、蛋白质和糖.15.Overtime,theproteinintheeggshellbreaksdownintoitscons tituentaminoacids.时间久了，蛋壳中的蛋白质就会分解为其构成成分氨基酸。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
放线菌酮
氯霉素
嘌呤霉素
氨基糖苷类抗生素
四 环 素 族
干扰素的作用机理
1. 干扰素诱导eIF2磷酸化而失活
干扰素诱导的蛋白激酶
dsRNA
ATP ADP
eIF2
Pi
eIF2-P（失活） 磷酸酶
2. 干扰素诱导病毒RNA降解
干扰素
A dsRNA
PPP PPP A 2 P 5 5 A 2 P 5 A
三、肽链合成终止 （Termination）
1. 终止密码的辨认及肽链从 肽酰-tRNA水解出。 2. mRNA从核蛋白体中分 离及大小亚基的拆开 3. 终止过程需释放因子 (RF）。
释放因子(release factor, RF)：与肽链合成 终止相关的蛋白因子
原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF
过氧化体蛋白
溶酶体蛋白
-Ser-Lys-Leu-（PST序列）
Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
翻译中运输过程 （信号肽假说）
信号肽(Signal sequence) —能启动蛋白质运转的任何一 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
2-5A合成酶
2- 5A
ATP
RNaseL
活化
RNaseL 降解mRNA
蛋白质合成后的折叠
折叠(folding):蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定 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——自我装配
2. 需要辅助蛋白协助——分子伴侣
分子伴侣 （molecular chaperones）
甲基化、糖基化、磷酸化及 乙酰化等化学修饰
（二）剪切和剪接加工
蛋白质翻译总结
氨基酸的活化a.起始信号（AUG-甲硫氨酸密码子）和缬氨酸（GUG）极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸，原核生物-甲酰甲硫氨酸ii.SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，与16srRNA3’端反向互补。
功能将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
1)原核生物的SD序列：原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。
30s小亚基首先与翻译因子IF-1（与30s结合）和IF-3（稳定小亚基，帮助其与mRNA结合位点的识别）结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。
iii.真核生物依赖于结合5'帽，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBSiv.在IF2起始因子和GTP的帮助下，fMet-tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。
v.小亚基复合物与50s大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子vi.翻译的起始b.后续氨基酸与核糖体的集合：第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。
i.肽键的生成：AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA占据P位，在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，P位上的起始tRNA转移至E位，与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。
起始RNA随后离开。
ii.移位：核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子，二肽基-tRNA完全进入P位点iii.肽链的延申c.当终止密码子UAA,UAG，UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与其结合，而释放因子能识别密码子并与之结合，水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键，然后新生的肽链释放，核糖体大小亚基解体i.肽链的终止d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工e.无义突变：DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子UAA,UGA,UAG中的突变，使得蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。
蛋白质翻译
A A U C U A U U A G A U A U C
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
C U A U A G U U A G A U A U C
亮氨酸
天门 冬氨酸
异亮氨酸
A U G C U A U U A G A U A U C
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
遗传信息的翻译
核酸的语言
蛋白质的语言
遗传密码
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C
mRNA（模板）
tRNA的三叶草结构
亮氨酸
A A U U U A G A
mRNA
密码子
遗传信息的翻译
场所： 翻译者： 模板： 条件
原料：
能量： 结果：
mRNA 与核糖体结合
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
核糖体
U U A G A U A U C
边解旋边转录
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
tRNA 上的碱基与 mRNA上的密码子互补配对 .
亮氨酸
A A U U U A G A U A U C
核糖体随着 mRNA滑动.
另一个tRNA上的碱基与mRNA上的 密码子互补配对.
亮氨酸
天门冬 酰氨
A A U C U A U U A G A U A U C
两个氨基酸分子脱水缩合
亮氨酸
天门冬 酰氨
天门冬 酰氨
亮氨酸
异亮氨酸
U A G U U A G A U A U C
遗传信息的翻译
场所： 翻译者： 细胞质的核糖体上 转运RNA ( tRNA ) 模板： mRNA 条件
蛋白质总结(英文)
Summary of amino acid,peptide and protein氨基酸，肽和蛋白质的总结The 20 amino acids commonly found as products of proteins contain an α-carboxyl group, an α-amino group, and a distinctive R group substituted on the α-carbon atom.20种氨基酸通常是蛋白质的水解产物，含有一个阿尔法羧基，一个阿尔法氨基和一个连接在a碳上的不同R基。
The α-carbon atom of the amino acids (except glycine) is asymmetric, and thus amino acids can exist in at least two stereoisomeric forms.（除甘氨酸外）阿尔法碳原子是不对称的，因此氨基酸至少存在两个立体异构体。
Only the L stereoisomers, which are related to the absolute configuration of L-glyceraldehyde, are found in proteins. The amino acids are classified on the basis of the polarity of their R groups. The nonpolar, aliphatic class includes alanine, glycine, isoleucine, leucine, proline, and valine. Phenylalanine, tryptophan, and tyrosine have aromatic side chains and are also relatively hydrophobic. The polar, uncharged class includes asparagine, cysteine, glutamine, methionine, serine, and threonine. The negatively charged (acidic) amino acids are aspartate and glutamate; the positively charge (basic) ones are arginine, histidine, and lysine. There are also a large ndmber of nonstandard amino acids that occur in some proteins (as a result of the modification of standard amino acids) or as free metabolites in cells.Monoamino monocarboxylic amino acids are diprotic acids (+H3NCH(R)COOH) at low pH. As the pH is raised to about 6, near the isoelectric point, the proton is lost from the carboxyl group to form the dipolar or zwitterionic species +H3NCH(R)COO-, which is electrically neutral. Further increase in pH causes loss of the second proton, to yield the ionic species H2NCH(R)COO-. Amino acids with ionizable R groups may exist in additional ionic species, depending on the pH and the pKa of the R group. Thus amino acids vary in theiracid-base properties. Amino acids form colored derivatives with ninhydrin. Other colored or fluorescent derivatives are formed in reactions of the α-amino group of amino acids with fluorescamine, dansyl chloride, dabsyl chloride, and 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene. Complex mixtures of amino acids can be separated and identified by ionexchange chromatography or HPLC.Amino acids can be joined covalently through peptide bonds to form peptides, which can also be formed by incomplete hydrolysis of polypeptides. 氨基酸可以通过肽键极性链接形成肽，肽可以通过多肽的不完全水解生成。
第六章 蛋白质翻译
1、 核糖体的结构 、 （1） Prok E.coli ） 小亚基 16SRNA 21种proteins S1-------S21 种 大亚基 23SRNA 5SRNA 34种proteins L1---- L34 种 Euk 大亚基 28SRNA 5SRNA 5.8SRNA 49种protein 种 小亚基 18SRNA 33种proteins 种
通用性
摇摆性始复合物，完成翻译的起始、 多种翻译因子组成翻译起始复合物，完成翻译的起始、 延伸和终止， 延伸和终止，并且保证其准确性
第一节 基本元件
一、 tRNA
最小的 RNA，4S，70 ~ 80个base ， ， 个 1、 tRNA的高级结构 、 的高级结构 1964 Holly. R. 鉴定出 tRNA的二级结构为三叶草形 的二级结构为三叶草形
• 前导序列 AUG之前的 5’ 端非编码区（5’UTR－untranslated region 之前的 － • 尾巴 终止密码子之后，不翻译的 3’ 端 终止密码子之后，
1、 原核生物 、 原核生物mRNA的特征 的特征 （1） 大部分为多顺反子 ） spacer: 各顺反子之间（基因之间）的非编码区 各顺反子之间（基因之间） 长度变化很大 因此，多顺反子的 翻译有两种情况： 因此，多顺反子的mRNA翻译有两种情况： 翻译有两种情况 a、spacer较长时，下一个基因的产物合成起始是独立的 、 较长时， 较长时 b、spacer长度较短时 两个顺反子使用相同的核糖体或小 、 长度较短时, 长度较短时 亚基 所以-----Prok中多顺反子 中多顺反子mRNA中各基因的产物数量不一定相等 所以 中多顺反子 中各基因的产物数量不一定相等
携带AA相同而反密码子不同的一组 携带 相同而反密码子不同的一组tRNA 相同而反密码子不同的一组 • 不同的反密码子识别 的同义密码 不同的反密码子识别AA的同义密码 • 结构上能被 结构上能被AA– tRNA合成酶识别的共性 合成酶识别的共性
蛋白质翻译
目录
• 信号序列(signal sequence)
所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信 号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋 白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为 信号序列 。
目录
靶向输送蛋白的信号序列或成分
靶向输送蛋白 分泌蛋白 内质网腔蛋白 线粒体蛋白 核蛋白 信号肽 信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL 序列) N端靶向序列（20～35氨基酸残基） 核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-LysVal-，SV40 T抗原） 信号序列或成分
（二）成肽
是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键
形成过程。
目录
（三）转位
延长因子EF-G有转位酶( translocase ) 活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋 白体向mRNA的3'侧移动 。
目录
fMet fMet
Tu GTP
5'
AUG
3'
目录
进 位
成肽 转 位
目录
（四）真核生物延长过程
目录
（一）原核生物翻译起始复合物形成
核蛋白体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。
目录
1. 核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3ຫໍສະໝຸດ 目录2. mRNA在小亚基定位结合
5' IF-3
AUG
3' IF-1
目录
S-D序列
目录
S-D序列： 在原核生物mRNA起始密码AUG上 游，存在4~9个富含嘌呤碱的一致性序列， 如-AGGAGG-，称为S-D序列。又称为核 蛋白体结合位点（ribosomal binding site，RBS)
蛋白质翻译
蛋白质翻译蛋白质的生物合成??翻译一切生命现象不能离开蛋白质，由于代谢更新，即使成人亦需不断合成蛋白质(约400g/日)。
蛋白质具有高度特异性。
不同生物，它们的蛋白质互不相同。
所以食物蛋白质不能为人体直接利用，需经消化、分解成氨基酸，吸收后方可用来合成人体蛋白质。
mRNA含有来自DNA的遗传信息，是合成蛋白质的“模板”，各种蛋白质就是以其相应的mRNA为“模板”，用各种氨基酸为原料合成的。
mRNA不同，所合成的蛋白质也就各异。
所以蛋白质生物合成的过程，贯穿了从DNA分子到蛋白质分子之间遗传信息的传递和体现的过程。
mRNA生成后，遗传信息由mRNA传递给新合成的蛋白质，即由核苷酸序列转换为蛋白质的氨基酸序列。
这一过程称为翻译（translation）。
翻译的基本原理见图14-1。
由图14-1可见，mRNA穿过核膜进入胞质后，多个核糖体（亦称核蛋白体，图中为四个）附着其上，形成多核糖体。
作为原料的各种氨基酸在其特异的搬运工具（tRNA）携带下，在多核糖体上以肽键互相结合，生成具有一定氨基酸序列的特定多肽链。
合成后从核糖体释下的多肽链，不一定具有生物学活性。
有的需经一定处理，有的需与其他成分（别的多肽链或糖、脂等）结合才能形成活性蛋白质。
第一节参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质合成的物质，除氨基酸外，还有mRNA（“模板”）、tRNA（“特异的搬运工具”）、核糖体（“装配机”）、有关的酶（氨基酰tRNA合成酶与某些蛋白质因子），以及ATP、GTP等供能物质与必要的无机离子等。
一、mRNA与遗传密码天然蛋白质有1010~1011种，组成蛋白质的氨基酸却只有20种。
这20种氨基1酸排列组合的不同，形成了形形色色的蛋白质。
蛋白质中氨基酸的序列如何决定？（一）三联体密码与密码的简并研究表明，密码子（codon）共有64个，每个密码子是由三个核苷酸（称为三联体，triplet）组成的。
有的氨基酸有多个密码子，这种现象称为简并（degenerate），如UUU和UUC都是苯丙氨酸的密码子，UCU、UCC、UCA、UCG、AGU和AGC都是丝氨酸的密码子，同一氨基酸的不同密码子称为同义词（synonyms）。
第四章蛋白质的翻译
摆动假说:
在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三 对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别1个 以上的密码子;
如果有几个密码子同时编码一个氨基酸，凡是第一、二位碱基不同的 密码子都对应于各自独立的tRNA。原核有30-45种tRNA，真核有50种 tRNA。 I： Inosine is formed by deamination of adenosine after tRNA synthesis
本章讲授内容： 4.1 遗传密码-----三联子 4.2 tRNA的结构、功能及种类 4.3 核糖体的结构及功能 4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.5 蛋白质的运转机制
基因的表达过程：
蛋白质的生物合成是一个比DNA复制和转录更为复杂的过程
基本概念 翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，
第二步，氨酰基转移到tRNA 3’末端腺苷残基上，与其2’或3’羟基结合。 E-AA-AMP + tRNA→AA-tRNA + E + AMP
4.3 核糖体
核糖体像一个能沿mRNA模板移动 的工厂，执行着蛋白质合成的功能。 它是由几十种蛋白质和几种核糖体 RNA组成的亚细胞颗粒。
5
翻译时从起始密码子AUG开始，沿着mRNA的5′→3′的方向连续 阅 读密码子，直至终止密码子为止，生成一条具有特定氨基酸序列 的多肽链 。
新生的多肽链中氨基酸的组成和排列顺序决定于其DNA碱基组成 及其顺序。因此，作为基因产物的蛋白质最终是受基因控制的。
4.1.1 三联子密码及其破译
遗传密码的破译—确定代表每种氨基酸的具体遗传密码。蛋白质 的氨基酸序列是由mRNA的核苷酸序列决定的，所以，要知道它们 之间的关系就要弄清核苷酸和氨基酸数目的对应关系。
蛋白质 翻译
蛋白质翻译Protein is an essential macronutrient that plays a variety of important roles in the human body. It is composed of amino acids, which are the building blocks of life. The translation of the term "protein" into Chinese is "蛋白质".Proteins are involved in many bodily functions, including growth and repair of tissues, hormone production, and regulation of enzymes. They are also a major component of muscles, skin, hair, and nails. In addition, proteins play a crucial role in the immune system, as they help to protect the body against infections and diseases.There are two main types of protein: complete and incomplete. Complete proteins contain all nine essential amino acids that the body cannot produce on its own. They are usually found in animal-based sources like meat, fish, eggs, and dairy products. Incomplete proteins, on the other hand, lack one or more essential amino acids and are typically derived from plant-based sources such as beans, grains, and nuts. It is important for vegetarians and vegans to combine different plant-based protein sources in order to get all necessary amino acids.Protein requirements vary depending on age, sex, weight, and activity level. The recommended daily intake for adults is around 0.8 grams of protein per kilogram of body weight. However, athletes and active individuals may require more protein to support muscle growth and repair.Insufficient protein intake can lead to various health problems.Protein deficiency can cause muscle wasting, weakened immune system, poor wound healing, and slow growth in children. On the other hand, excessive protein intake can also have negative effects on health, such as increased risk of kidney damage, osteoporosis, and cardiovascular disease.It is important to choose high-quality protein sources and maintain a balanced diet. Lean meats, fish, poultry, eggs, dairy products, and plant-based proteins are all good options. It is also beneficial to include a variety of protein sources in the diet to ensure adequate intake of all essential amino acids.In conclusion, protein is a vital nutrient that plays a crucial role in various bodily functions. It is necessary for growth, repair, and maintenance of tissues, as well as for the production of hormones and enzymes. Adequate protein intake is essential for overall health and well-being.。
蛋白质翻译及翻译后修饰
蛋白质翻译系统示意图
1.1 信使RNA (mRNA)
mRNA 是遗传信息的载体（载有遗传密码， genetic code ）， 是合成蛋白质的蓝图（模板），它以一系列三联体密码子 （codon ）的形式从DNA转录了遗传信息。每个密码子代表一个 氨基酸。
mRNA 占细胞总RNA的5-10% ，不稳定，寿命短。
倒L形的三级结构
tRNA 的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸。 tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即3'CCA 氨基酸接受位 点、氨基酰-tRNA 合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其相应的tRNA携带, 氨基酸的羧基与tRNA的 3' CCA-OH 以酯键结合。而tRNA 的反密码子可以与mRNA 上相应的密码 子互补结合, 以使氨基酸正确“对号入座” （因为密码子的序列对应于 多肽链上 的氨基酸序列）。
核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。
多个核糖体结合在同一条mRNA上，由5'——3' 进行翻译，形成 多核糖体（polyribosome），以提高翻译的效率
3 多肽链的修饰和加工
(1)N—端修饰 原核生物修饰时是由肽甲酰基酶除去甲酰基，多数 情况甲硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸则全部被切除。
原核的核糖体（70S）= 30S小亚基 + 50S大亚基 30S小亚基: 16S rRNA + 21 种蛋白质 50S大亚基: 23S，5SrRNA + 34 种蛋白质
真核的核糖体（80S）= 40S小亚基 + 60S大亚基 40S 小亚基: 18S rRNA + 33 种蛋白质 60S 大亚基: 28S，5.8S，5SrRNA + 45 种蛋白质
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氨基酸的活化a.起始信号（AUG-甲硫氨酸密码子）和缬氨酸（GUG）极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸，原核生物-甲酰甲硫氨酸ii.SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，与16srRNA3’端反向互补。
功能将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
1)原核生物的SD序列：原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。
30s小亚基首先与翻译因子IF-1（与30s结合）和IF-3（稳定小亚基，帮助其与mRNA结合位点的识别）结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。
iii.真核生物依赖于结合5'帽，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBSiv.在IF2起始因子和GTP的帮助下，fMet-tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。
v.小亚基复合物与50s大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子vi.翻译的起始b.后续氨基酸与核糖体的集合：第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。
i.肽键的生成：AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA占据P位，在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，P位上的起始tRNA转移至E位，与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。
起始RNA随后离开。
ii.移位：核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子，二肽基-tRNA完全进入P位点iii.肽链的延申c.当终止密码子UAA,UAG，UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与其结合，而释放因子能识别密码子并与之结合，水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键，然后新生的肽链释放，核糖体大小亚基解体i.肽链的终止d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工e.无义突变：DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子UAA,UGA,UAG中的突变，使得蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。
1)错义突变：由于结构基因中某种核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种密码。
2)同工tRNA：识别携带相同氨基酸的tRNAi.校正tRNA：ii.tRNA种类f.蛋白质的生物合成1.翻译2019年6月19日19:50无义突变的校正tRNA可以通过改变反密码子区校正无义突变1)错义突变的校正tRNA通过反密码子区的改变把正确的氨基酸加到肽链上，合成正常的蛋白质。
2)小结：2.阻止mRNA与核糖体结合：氯毒素a.阻止AA-tRNA与核糖体结合：四环素b.干扰fMet-tRNA与核糖体的结合：链霉素c.结合在核糖体的A位上，抑制AA-tRNA的进入：嘌呤毒素（AA-tRNA结构类似物）提前释放肽链来抑制蛋白质的合成d.青霉素，四环素和红霉素仅与原核细胞核糖体发生作用e.氯毒素和嘌呤毒素都可以f.蛋白质合成抑制剂3.蛋白质的合成与运转同时发生，如分泌蛋白的运转i.大多有信号肽ii.共翻译易位a.线粒体、叶绿体蛋白质i.翻译后易位b.蛋白质转运机制4.泛素激活酶E1，泛素结合酶E2，泛素连接酶E3a.第一步：ATP供能的情况下，E1黏附在泛素分子尾部的Cys残基上激活泛素分子b.E1再将激活的泛素分子转移到E2上c.蛋白质的降解5.E2和一些种类不同的E3共同识别靶蛋白，对其进行泛素化修饰；经历泛素化修饰的蛋白质常被运送到蛋白降解体系中降解。
d.1.参与蛋白质生物合成的酶和因子有哪些？简述其作用。
甲酰转移酶：将甲硫酰胺-tRNA甲酰化；起始因子：参与蛋白质生物合成起始的蛋白因子，原核生物中为IF-1,IF-2，IF-3；真核生物中有EIF-2,EIF-3,EIF-4A、B、E、G，EIF-5等延伸因子：参与蛋白质生物合成过程中肽链延伸的蛋白因子；EF-Tu·GTP复合物；肽基转移酶：生成肽链；移位因子：EF-G，使核糖体移动，延伸肽链；释放因子：作用是与终止密码子结合终止肽链的的合成并使肽链从核糖体上释放出来。
分为两类：I类释放因子识别终止密码，并能催化新合成的多肽链从P位点的tRNA中水解释放出来；II类释放因子在多肽链释放后刺激I类释放因子从核糖体中解离出来。
细菌中为RF1，RF2，RF3，真核细胞中为eRF1和eRF3。
答：氨酰-tRNA合成酶：氨基酸的活化；RRF因子--核糖体再循环因子：释放空载的tRNA。
氨酰tRNA合成酶，用于催化氨基酸与tRNA的连接i.IF-1，阻止tRNA结合到A位点ii.IF-2，与起始过程的3个主要成分相互作用，阻止其他负载tRNA与小亚基结合iii.IF-3，在前一个循环结束时与小亚基结合阻止其与大亚基的结合iv.原核生物：a)eIF1：识别AUG起始密码子i.eIF2 : 将Met-tRNA结合到40s亚基ii.eIF3，结合到40S亚基上以助于形成游离的40S亚基，阻止其与60S亚基的结合iii.eIF1A：结合到核糖体40S亚基上以助于形成游离的40S亚基，阻止60S亚基的结合；协助三联体复合物结合到40S亚基iv.eIF5：三联体复合物的GTP酶激活蛋白，参与多因子复合物的组装v.eIF4B：激活eIF4F的活性vi.eIF4E:帽结合蛋白，结合与mRNA的5‘末端帽子结构1.eIF4G:作为scaffold蛋白，募集其他因子，通过C末端与另一延伸因子eIF3与核糖体相连2.eIF4A: 解旋酶3.eIF4B:催化eIF4A4.PABP: 结合3’的POLY（A）尾巴5.eIF4F:促进mRNA与预起始复合物结合vii.真核生物b)比较原核真核蛋白质翻译的异同相同点：蛋白质合成体系都相同，需要核糖体、mRNA、tRNA，需要多种蛋白质因子的参与，需要20种氨基酸作为原料；氨基酸活化后才能参与蛋白质的合成；合成过程都包括：起始、延伸、终止三个阶段；蛋白质都需要进行翻译后的加工过程。
不同点：1）蛋白质合成因子不同，2）核糖体大小不同：原核生物70S，真核生物80S。
3）起始氨基酸不同：原核生物的起始氨基酸需要甲酰化。
4）起始过程不同：原核生物与真核生物蛋白质合成过程的主要差别在于起始阶段：其主要区别来自mRNA起始密码子上游区结合能力。
原核细胞mRNA较不稳定，而且是多顺反子，在IF3介导下，通过16SrRNA的3’端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物（IF3、30S、mRNA、IF2、GTP、fMet-tRNA）就装配起来了。
原核生物mRNA先与核糖体30S小亚基结合，然后起始fMet-tRNA与小亚基结合；真核生物中，小亚基先与Met-tRNA结合，再与mRNA结合5）起始识别机制不同：原核生物是由小亚基与mRNA的SD序列结合，起始因子帮助mRNA的起始密码落在小亚基的P位点；真核生物在起始因子的帮助下，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBS(核糖体结合位点），Met-tRNA与起始密码识别并结合6）起始密码不同：原核为AUG.GUG,UUG；真核生物的起始密码为AUG，2.原核生物蛋白质合成可分为哪些阶段？简述每个阶段的主要事件。
答:可分为四个阶段：氨基酸的活化：在氨酰-tRNA合成酶的作用下，将氨基酸活化成氨基酸-AAtRNA翻译的起始：首先30S小亚基与IF-1、IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板结合；然后再IF-2和GTP下，fMet-tRNA fMet进入小亚基P位；最后带有tRNA、mRNA、3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。
肽链的延伸：在EF-Tu和GTP的作用下，AA-tRNA结合到核糖体的A位点上；然后再肽基转移酶的催化下，P位上的氨基酸移到A位上形成肽键，最后再EF-G移位因子的作用下，核糖体大亚基先向3`端移动一个密码子，小亚基再移动，然后进入下一重复阶段。
肽链的终止：在延伸过程中，出现终止密码UAA、UAG、UGA时，释放因子能识别这些密码子并结合，水解P位点上的多肽链与tRNA之间的二脂键，然后，新生的肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大小亚基解体，蛋白质合成结束。
4.根据翻译过程中涉及的各个步骤，设计出至少6种抑制翻译的方案。
答：同过以下影响核糖体进行加工的方法可以抑制翻译：（1）阻碍起始因子三级结构的形成（2）用反义RNA与mRNA结合形成双链结构抑制RNA翻译（3）选择性封闭30S亚基的P位点与A位点（4）引入错义抑制（5）抑制30S与50S亚基的装配（6）抑制转肽反应（7）抑制核糖体的转位（8）抑制核糖体的解离9. 如果你在研究某一个细菌基因的表达，发现这个基因能正常地转录，但转录出来得mRNA不能正常被启动翻译。
你认为哪些突变可以产生这样的后果？答：SD序列即RBS发生突变；起始密码子突变成其他氨基酸的密码子；翻译起始因子发生突变；16SrRNA上的反SD序列发生突变。
你如何进一步确定这种细菌究竟发生了何种突变？答：看看细胞内的其他基因的翻译是否正常。
如果其他基因的翻译起始正常，那么发生突变的位点很可能是这个基因的SD序列或者起始密码子，因为如果起始因子或者反SD序列发生突变，那么，细胞内所有的基因的翻译都会受到影响。
至于如何进一步判断是这个基因的SD序列还是起始密码子发生突变，可以将这个基因的全序列测定后与野生型的进行比较。
如果你得到这种突变细菌的回复突变，即一种新的突变让这个基因恢复正常的翻译起始，但新突变的位点与原来突变的位点不同，那么，相对于第一次突变，第二次突变会是什么？答：反SD序列，因为这种突变能够恢复SD序列与反SD序列的功能关系，使位于SD序列下游的起始密码子能够被正常识别。
1.简述蛋白质翻译后的加工过程。
1)N端fMet或Met 的切除：不管是原核生物还是真核生物，N端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。
2)二硫键的形成：mRNA中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质含有二硫键．这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的3)特定氨基酸的修饰：氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白）、糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白）、乙酰化（如组蛋白）、泛素化（多种蛋白）、羟基化（胶原蛋白）、和羧基化等。
4)切除新生肽链中的非功能片段转录与翻译为何不能偶联真核生物转录在细胞核内合成，而翻译是在细胞质中进行的。
mRNA只能被运输到细胞质，才能翻译生成蛋白质，真核生物mRNA开始合成时，是不成熟的hnRNA，需要通过一系列加工过程以后才能成为成熟的mRNA。