第38章蛋白质合成与转运

（3）抗代谢物
• 结构与天然代谢物相似 • 竞争性抑制代谢中酶/反应 嘌呤霉素 结构与Tyr-tRNA Tyr相似，进入核糖体A位 连于肽链的C端，形成肽酰嘌呤霉素， 容易脱落，肽链合成提前终止 嘌呤霉素对原/真核生物翻译过程均有干扰 用于肿瘤治疗
（4）干扰素（interferon，IFN）
②转肽：肽酰转移酶（核糖体参与催化）
③移位：EF-G（EF-2）
8、翻译的终止（terminate）
• 没有识别终止密码子的tRNA • 释放因子 • 核糖体释放因子
肽酰转移酶活性变为酯酶活性
RF1：UAA/UAG RF2：UGA RF3：刺激活性
多核糖体（polysome）
2、线粒体与叶绿体蛋白 ● 蛋白质向线粒体的定位机制
信号肽假说简图
5ˊ
SRP 循环
内质网膜 内质网腔
3ˊ
mRNA
信号肽 信号肽酶
一些真核细胞多肽链上N-端的信号肽的结构
分泌蛋白质的合成和胞吐作用
芽泡
泡融入 质膜
泡
泡
核糖体
内质网
高尔基体
蛋白质的加工修饰
1、肽链末端的修饰： N-端fMet或Met的切除
2、信号序列的切除 3、二硫键的形成 4、部分肽段的切除 5、个别氨基酸的修饰 6、糖基侧链的添加 7、辅基的加入
实例：胰岛素原的加工
胰岛素原的加工
间插序列（C肽区）
HS SH
HS SH HS
C A链区
B链区
SH
核糖体上合成出无规 则卷曲的前胰岛素原
①与核糖体A位紧密结合，阻碍氨基酰tRNA进入 ②抑制肽酰转移酶活性，肽链延伸受到影响
50S大亚基蛋白组分
（2）毒素
白喉霉素 催化蛋白发生ADP-核糖基化
共价修饰使EF-2失活 一条多肽单链，2个二硫键，2个结构域 β 结构域与细胞表面受体结合→ 毒素蛋白水解断裂 二硫键还原，产生A、B两片段： B协助A通过细胞膜，A为蛋白修饰酶
• 病毒感染的宿主细胞产生
白细胞（α）、成纤维～（β）、免疫～（γ）
干扰素结合于细胞膜，活化抗病毒蛋白基因 诱导产生： 蛋白激酶使eIF2磷酸化失活； 2’—5’腺嘌呤寡聚核苷酸合成酶 2’—5’A激活磷酸二酯酶水解mRNA
真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子
阶段 原核
真核
功
能
IF1 IF2 IF3 起始
EF-Tu 延长 EF-Ts
EF-G
eIF2 eIF3、eIF4C CBP I eIF4A B F eIF5 eIF6 eEF1 eEF1 eEF2
参与起始复合物的形成
与mRNA帽子结合 参与寻找第一个AUG 协助eIF2 、 eIF3、eIF4C的释放 协助60S亚基从无活性的核糖体上解离 协助氨酰-tRNA进入核糖体 帮助EF-Tu 、 eEF1周转 移位因子
• 异亮氨酰 – tRNAIle • 缬氨酰 – tRNAVal 缬氨酰 – tRNAIle则被水解： 缬氨酸+ tRNAIle
4、一个特殊的tRNA启动蛋白的合成
• 翻译起始于Met的参与
tRNAMet：携带Met掺入蛋白内部
tRNAiMet ：起始Met 掺入
——由同一种tRNA合成酶合成
起始因子识别tRNAiMet 延伸因子识别tRNAMet
See movie
tRNA分子具有： • 3’CCA-OH氨基酸接受位点 • 识别氨酰-tRNA合成酶位点 • 核糖体识别位点 • 反密码子位点
Cys tRNACys
* ↓ 半胱氨酰tRNA合成酶
半胱氨酰* - tRNACys
↓
丙氨酰* - tRNACys
↓
Ala插入蛋白中Cys的位置
形成氨酰tRNA后去向由tRNA决定
3、核糖体是蛋白质合成的工厂
（二）蛋白质合成的步骤
1、氨酰tRNA的生成
氨酰tRNA合成酶
氨酰AMP
形成2’形式的酯
氨酰基团在2’ 3’间交换
形成3’形式的酯
形成3’形式的酯
2、氨酰tRNA合成酶识别：AA、tRNA 、ATP
Ⅰ型和Ⅱ型酶
3、氨酰tRNA合成酶的校正功能 ——水解非正确组合的AA和tRNA
第38章 蛋白质合成与转运
一、蛋白质的生物合成
合成场所：核糖体 原料：AA、tRNA 、mRNA 、rRNA
其他蛋白因子、ATP、GTP
• 粗面内质网
（一）蛋白质合成的分子基础
1、模板是mRNA • 含有密码子 • 阅读方向5’到3’ • 起始密码和终止密码 • 3’端：真核生物有PolyA尾巴 • 5’端：决定起始密码的选择
多核糖体与核糖体循环
核糖体循环
多核糖体
3ˊmRNA 5ˊ
延伸中的肽链
合成完毕 的肽链
9、蛋白质合成的抑制剂
抗菌素（antibiotics） 毒素 抗代谢物 干扰素
（1）抗菌素
链霉素、卡那霉素、新霉素
主要抑制G-菌Pr合成三个阶段： ①起始复合物形成—使氨基酰tRNA从复合物脱
落； ②肽链延伸阶段—使氨基酰tRNA与mRNA错配； ③终止阶段—阻碍终止因子与核蛋白体结合，
肽链的折叠
肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成具 有正确三维空间结构的蛋白质的过程。
体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋白 质参与，称为助折叠蛋白: （1）酶：蛋白质二硫 键异构酶（PDI）； （2）分子伴侣
Lasky于1978年首先提出分子伴侣（mulecular chaperone）的概念，这是一类在细胞内能帮助新生肽 链正确折叠与装配组装成为成熟蛋白质，但其本身并 不构成被介导的蛋白质组成部分的一类蛋白因子，在 原核生物和真核生物中广泛存在。
mRNA与小亚基结合
② fMet – tRNAiMet进入
③50S大亚基的结合
• A：aminoacyl site • P：peptide site • E：exit site（大部分在大亚基上）
7、蛋白合成的延伸（elongation）
延伸因子EF-Tu EF-Ts
真核：EF-1
①进位
原核生物mRNA 5’端的SD序列 ——识别16S rRNA
核糖体结合位点序列
• 真核生物
5’端有核糖体进入部位 帽子结构帮助识别 向3’扫描至AUG
2、tRNA转运活化的AA到模板上
• 每种AA都至少有一种tRNA负责转运 • 书写方式：tRNAPhe、 tRNASer • 通常一种AA具有几种tRNA
切除信号肽后
折叠成稳定构
信号肽
象的胰岛素原
N
N
S－S C
S
S
S
S
胰岛素原
切除C肽后，形成 成熟的胰岛素分子
N
S S N
A链 C
S
C B链
S
胰岛素
多核糖体
mRNA 5´
第一个编码区
3´
起始 第二个编码区 终止
mRNA
5´
第一个编码区
终止\起始
3´
第二个编码区
蛋白质定位
1、分泌蛋白 ● 信号肽假说简图 ● 分泌蛋白质的合成和胞吐作用
已合成的多肽链无法释放， 抑制70S核糖体的解离
四环素（土霉素、金霉素）
①作用于细菌30S小亚基，抑制起始复合物形成 ②抑制氨酰tRNA进入核糖体A位，阻滞肽链延伸； ③影响终止因子与核糖体的结合
四环素类抗生素对真核细胞核糖体也有抑制
但不能通过真核生物细胞膜 对70S核糖体的敏感性更高
氯霉素——ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ谱抗生素
RF-1
终止
eRF
释放完整的肽链
RF-2
五、蛋白质的运输及翻译后修饰
真核生物多肽链的合成（自学）
1、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂； 2、起始氨基酸为Met，不是fMet； 3、肽链合成的起始：由40S核糖体亚基首 先识别 mRNA的5’端-帽子，然后沿mRNA移动寻找AUG； 4、起始因子有12种，但只有2种延长因子和1种终止 因子； 5、真核细胞中线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成 及蛋白质合成过程都类似于原核细胞。
原核生物中的甲酰Met
fMet - tRNAiMet
5、翻译起始于mRNA与核糖体的结 合
原核生物借助SD序列
6、蛋白因子帮助合成的起始
原核生物（大肠杆菌） 三个起始因子（initiation factor） IF1、IF2、IF3
真核生物
①IF1、 IF3与30S小亚基结合
IF3防止30S亚基与 50S亚基过早结合