第十四章 蛋白质生物合成
分子生物学--蛋白质的生物合成课件
+
t
复合物对mRNA进行滑动搜索，寻找起始 密码子AUG
3 1 40S 4C 3 1 40S 4C
AUG
Met
Met
5.生成80S起始复合物
60S
eIF-5
GDP+Pi
各种elF释放
40S
Met
AUG
Met
40S ②
ATP
③ met
ADP+Pi
mRNA
Met elF-2 -GTP - Met-tRNAiMet
1.终止信号的识别：有三种蛋白因子
RF1识别UAA、UAG， RF2识别UAA、UGA。
RF3协助肽链释放。
2. 肽链释放：释放因子使肽酰转移酶活性转变为 水解活性，并释放tRNA，然后核糖体离开。
（三）真核生物蛋白质合成的过程
1. 核糖体：更大，80S，可解离成60S和40S。 2. 起始tRNA：
氨酰-tRNA合成酶将氨基酸装载到tRNA上的过程
氨酰-tRNA的表示方法：
Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet
E.coli蛋白质的生物合成过程
肽链起始(Initiation)
肽链延伸(Elongation)
肽链终止(Termination)
肽链的起始
1.起始信号：
起始密码子多数是AUG，少数是GUG。
SD序列：起始密码子的上游约10个核苷
酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列。 SD序列与核糖体16S rRNA 3’端的核苷酸 序列互补，可促使核糖体与mRNA的结 合。
2.起始tRNA
甲酰甲硫氨酰-tRNA（fMet-tRNAf）
2种可携带Met的tRNA
14 蛋白质的生物合成-翻译
蛋白质生物合成一级要求单选题1 真核生物在蛋白质生物合成中的启始tRNA 是A 亮氨酸TrnaB 丙氨酸tRNAC 赖氨酸tRNAD 甲酰蛋氨酸tRNAE 蛋氨酸tRNA E2 原核生物蛋白质生物合成中肽链延长所需的能量来源于A ATPB GTPC GDPD UTPE CTP B3 哺乳动物核蛋白体大亚基的沉降常数是A 40SB 70SC 30SD 80SE 60S E4 下列关于氨基酸密码的叙述哪一项是正确的A 由DNA 链中相邻的三个核苷酸组成B 由tRNA 链中相邻的三个核苷酸组成C 由mRNA 链中相邻的三个核苷酸组成D 由rRNA 链中相邻的三个核苷酸组成E 由多肽链中相邻的三个氨基酸组成 C5 mRNA 作为蛋白质合成的模板，根本上是由于A 含有核糖核苷酸B 代谢快C 含量少D 由DNA 转录而来E 含有密码子 E6 蛋白质生物合成过程特点是A 蛋白质水解的逆反应B 肽键合成的化学反应C 遗传信息的逆向传递D 在核蛋白体上以mRNA 为模板的多肽链合成过程E 氨基酸的自发反应 D7 关于mRNA，错误的叙述是A 一个mRNA 分子只能指导一种多肽链生成B mRNA 通过转录生成C mRNA 与核蛋白体结合才能起作用D mRNA 极易降解E 一个tRNA 分子只能指导一分于多肽链生成 E8 反密码子是指A DNA 中的遗传信息B tRNA 中的某些部分C mRNA 中除密码子以外的其他部分D rRNA 中的某些部分E 密码子的相应氨基酸 B9 密码GGC 的对应反密码子是A GCCB CCGC CCCD CGCE GGC A10 在蛋白质生物合成中转运氨基酸作用的物质是A mRNAB rRNAC hnRNAD DNAE tRNA E11 凡AUG 三联密码都是A 蛋白质合成的终止信号B 线粒体蛋白质合成启动信号C 启动tRNA 的反密码D 代表蛋氨酸或甲酰蛋氨酸E 蛋白质合成的启动信号 D12 蛋白质合成时，氨基酸的被活化部位是A 烷基B 羧基C 氨基D 硫氢基E 羟基 B13 多核蛋白体指A 多个核蛋白体B 多个核蛋白体小亚基C 多个核蛋白体附着在一条mRNA 上合成多肽链的复合物D 多个核蛋白体大亚基E 多个携有氨基酰tRNA 的核蛋白体小亚基 C14 关于密码子，错误的叙述是A 每一密码子代表一种氨基酸B 某些密码子不代表氨基酸C 一种氨基酸只有一种密码子D 蛋氨酸只有一种密码子E 密码子无种族特异性 C15 氨基酸活化的特异性取决于A rRNAB tRNA C．转肽酶D 核蛋白体E 氨基酰-tRNA 合成酶 E16 氨基酰-tRNA 合成酶的特点是A 只对氨基酸有特异性B 只对tRNA 有特异性C 对氨基酸和tRNA 都有特异性D 对GTP 有特异性E 对ATP 有特异性 C17 反密码子中的哪个碱基在密码子阅读中摆动？A 第一个B 第二个C 第一和第二个D 第二和第三个E 第三个 A18 关于蛋白质合成的终止阶段，正确的叙述是A 某种蛋白质因子可识别终止密码子B 终止密码子都由U、G、A 三种脱氧核苷酸构成C 一种特异的tRNA 可识别终止密码子D 终止密码子有两种E 肽酰-tRNA 在核蛋白体“A位”上脱落 AA UB GC CD TE AE终止密码子5’端第一个核苷酸是 uaa uag uga A U B G C CD TE AA细胞内的固有蛋白质，合成场所在A 粗面内质网上B 核仁内C 溶酶体内D 高尔基氏体内E 胞液内A 甘氨酸B 酪氨酸C 脯氨酸D C 端氨基酸E 甲酰蛋氨酸或蛋氨酸多肽链的合成结束于A 甘氨酸B 酪氨酸C 脯氨酸D C 端氨基酸E 甲酰蛋氨酸或蛋氨酸多肽链上可磷酸化的氨基酸是A 甘氨酸B 酪氨酸C 脯氨酸D C 端氨基酸E 甲酰蛋氨酸或蛋氨酸19 真核生物蛋白质生物合成的特异抑制剂是A 嘌呤霉素B 氯霉素C 利福霉素D 环己酰亚胺E 青霉素D20 氨基酸活化所需的酶是A 信号肽酶B 氨基酰-tRNA 合成酶C 磷酸酶D 蛋白激酶E GTP 酶活性B21 高等动物中代表蛋氨酸的密码子是A AUGB UGAC AAAD UGGE 启动部位的 AUGA22 氨基酸搬运所需要的物质是A 多作用子(或多顺反子)的 mRNAB 转肽酶C tRNAD 70S 核蛋白体E 含 7 甲基三磷酸鸟苷“帽”的 mRNA C23 tRNA 与氨基酸相连的核苷酸是2425E26 多肽链的合成开始于E27D28B29 大肠杆菌中多肽链合成时,其氨基末端都是下列哪个氨基酸残基?A 蛋氨酸B 丝氨酸C N-甲酰蛋氨酸D N-甲酰丝氨酸E 谷氨酸C30 在蛋白质生物合成中,mRNA 起着十分重要的作用,原因是它带有:A 蛋白质生物合成的遣传信息B 氨基酸C 高能键D 识别密码的结构E 各种辅因子A 31组成mRNA 分子只有四种单核苷酸,但却能组成多少种密码子?A 64 种B 20 种C 32 种D 75 种E 16 种A 32mRNA 分子中的起始密码位于:A 3'末端B 5'末端C 中间D 由3'端向5'端不断移动E 由5'端向3'端移动B 33mRNA 分子中的起始密码是A UAAB UGAC UAGD AUGE UUU D 34合成蛋白质的氨基酸必须活化,其活化部位是:A α羧基B α氨基C α羧基与α氨基同时活化D 其他基团E 整个分子A 35氨基酸活化需要哪种酶参加?A α氨基酸激酶B 氨基酰-tRNA 合成酶C 磷酸酶D ATP 酶E ATP 合成酶B 36氨基酸活化需要消耗A ATPB GTPC CTPD UTPE TTP A 37核蛋白体的结构特点是:A 单链蛋白质B 由大、小亚基组成C 四个亚基组成D 三个亚基组成E 亚基与NAD 构成B 38翻译的含义是指:A mRNA 的合成B tRNA 的合成C tRNA 运输氨基酸D 核蛋白体大,小亚基的聚合与解聚E 以mRNA 为模板合成蛋白质的过程E 39mRNA 的信息阅读方式是:A 从多核苷酸链的5'末端向3'末端进行B 从多核苷酸链的3'-末端向5'-末端进行C 从多核苷酸链的多个位点阅读D 5'-末端及3'末端同时进行E 先从5'-末端阅读,然后再从3'-末端阅读A 40AUG 的重要性在于:A 作为附着于30S 核糖体位点B 作为tRNA 的识别位点C 作为肽链的释放因子D 作为肽链合成的终止密码子E 作为肽链的起始密码子E 41摆动配对是指下列哪些碱基之间配对不严格:A 反密码子第一个碱基与密码子第三个碱基B 使肽键在核蛋白体大亚基中得以伸展的一种机制C 在翻译中由链霉素诱发的一种错误A 细胞核B 核仁C 溶酶体D 高尔基复合体E 粗面内质网 E氨基酸是通过下列哪种化学键与tRNA 结合的? A 糖苷键 B 酯键 C 酰胺键D 磷酸酯键E 氢键 B生物体编码20种氨基酸的密码子个数 A 16 B 61 C 20D 64E 60 BB 反密码子第三个碱基与密码子第一个碱基C 反密码子和密码子的第二个碱基D 反密码子和密码子的第一个碱基E 反密码子和密码子的第三个碱基A42 有关蛋白质中多肽链合成起动信号的叙述,哪项是错误的?A 它位于 mRNA 的 5'-末端B 它位于 mRNA 的 3'末端C 它能被起动作用的蛋氨酰- tRNA 所识别D 在起始复合物中的位置相当大亚基的受位E 本身代表蛋氨酸B43 蛋白质合成的起动信号是:A UGAB UAAC UAGD AUGE AUUD44 哺乳动物细胞中蛋白质合成的主要部位是454647 下列关于氨基酸密码的描述哪一项是错误的?A 密码有种属特异性,所以不同生物合成不同的蛋白质B 密码阅读有方向性,5'端起始, 3'端终止C 一种氨基酸可有一组以上的密码D 一组密码只代表一种氨基酸E 密码第3位(即3'端)碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小 A48 下列哪一项叙述说明遗传密码是不重叠的?A 多聚 U-G 指导多聚 Cys-Val 的合成B 单个碱基突变只改变生成蛋白质的一个氨基酸C 大多数氨基酸是由一组以上的密码编码的D 原核生物和真核生物多肽链合成的起动信号均为 AUGE 已经发现了 3 组终止密码 B49 遗传密码的简并性指的是:A 一些三联体密码可缺少一个嘌呤碱或嘧啶碱B 密码中有许多稀有碱基C 大多数氨基酸有一组以上的密码D 一些密码适用于一种以上的氨基酸E 以上都不是C50 摆动(Wobble)的正确含义是A 一种反密码子能与第三位碱基不同的几种密码子配对D 指核蛋白体沿着mRNA 从其5'端向3'端的移动E 热运动所导致的DNA 双螺旋局部变性 A51 氨酰-tRNA 促进多少个核糖核苷酸三联体的翻译?A 1B 2C 3D 20E 61 E52 能出现在蛋白质分子中的下列氨基酸哪一种没有遗传密码?A 酪氨酸B 苯丙氨酸C 异亮氨酸D 羟赖氨酸E 亮氨酸 D53 下列关于多核蛋白体正确的描述是A 是一种多顺反子B 是mRNA 的前体C 是mRNA 与核蛋白体小亚基的结合物D 是一组核蛋白体与一个mRNA 不同区段的结合物E 以上都不是 D54 蛋白质生物合成时A 由tRNA 识别DNA 上的三密码B氨基酸能直接与其特异的三联体密码连接C tRNA 的反密码子能与mRNA 上相应密码子形成碱基对D在合成蛋白质之前,氨基酸密码中碱基全部改变,才会出现由一种氨基酸置换另一种氨基酸E核蛋白体从mRNA 的5'端向3'端滑动时,相当于蛋白质从C 端向N 端延伸C55 下列关于蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的?A 活化氨基酸的羧基与相应tRNA5'端核苷酸中核糖上的3'-OH 以酯键连接B原核生物完成多肽链合成以前,甲酰蛋氨酸残基就从N 端切掉C mRNA 上密码的阅读方向是由5'-3'端D多肽链从N 端→C端延伸E新合成的多肽链需经加工修饰才具生理活性A56 关于蛋白质生物合成中的肽链延长阶段,正确的描述是A 核蛋白体向mRNA5'端移动3 个核苷酸的距离B 肽酰基移位到核蛋白体大亚基的给位上C GTP 转变成GDP 和无机磷酸供给能量D 核蛋白体上的tRNA 从给位向受位移动E ATP 直接供能 C57 原核生物多肽链的延长与下列何种物质无关?A 转肽酶B GTPC EFTu、EFTs EFGD 甲酰蛋氨酰-tRNAE mRNA D58 原核生物蛋白质生物合成中肽链延长所需要的能量来源于A ATPB GTPC GDPD UTPE CTP B59 蛋白质生物合成时转肽酶活性存在于A EFTuB EFGC IF3D 核蛋白体大亚基E 核蛋白体小亚基 D60 下列哪一项不适用于蛋白质生物合成的肽链延长阶段A 新的蛋氨酰-tRNA 进入受位B 大亚基"受位"有转肽酶活性C 转肽后"给位"上的tRNA 脱落D 核蛋白体向mRNA3'端移动一个密码距离E 每合成一个肽键需要消耗2 分子GTP B61 下述蛋白质合成过程中核蛋白体上的移位应是A 空载tRNA 的脱落发生在A 位上B 肽酰-tRNA 的移位消耗ATPC 核蛋白体沿mRNA5'-3'方向作相对移动D 核蛋白体在mRNA 上移动距离相当于一个核苷酸的长度E 肽酰-tRNA 由P 位移至A 位 C62 下列哪个因子不参与原核生物的蛋白质生物合成?A IFB EFTuC RFD p 蛋白E EF-G D63 蛋白质生物合成中每生成一个肽键消耗的高能磷酸键数是A 5B 2C 3D 1E 4 E64 大肠杆菌合成的所有未修饰的多肽链,其N 末端应是哪种氨基酸?A 蛋氨酸B 丝氨酸C 甲酰蛋氨酸D 甲酰丝氨酸E 谷氨酸 C65 转肽酶存在于A 核蛋白体大亚基B 核蛋白体小亚基C mRNA 分子内D tRNA 分子内E 胞液中 A66 转肽酶的作用是:A 促进"P"位上肽酰-tRNA 中的肽酰基转移至"A"位B 使"A"位上的氨基酰-tRNA 的氨基酰基转移至"P"位C 使胞液中的氨基酸形成肽链D 水解肽键E 连接两条多肽链 A67 在蛋白质合成过程,肽链的延伸需要一个重要的辅因子是:A ETB IFC RFD ATPE GTP A68 镰刀形细胞贫血病人的血红蛋白的氨基酸被取代是由于:A DNA 的核苷酸顺序改变B mRNA 降解C 氨基酰-tRNA 合成酶活性降低D rRNA 的大,小亚基结构改变E rRNA 的大,小亚基不能聚合 A69 下面哪些是不正确的?A 20 种不同的密码子代表着遗传密码B 色氨酸(Trp)和蛋氨酸(Met)仅仅由一个密码子所编码C 每三个核苷酸编码一个氨基酸D 不同的密码子可能编码同种氨基酸E 密码子中的第三位是高度可变的 A70 氨酰-tRNA 的功能主要决定于：A 氨基酸B 反密码子C 不变区D 氨基酸和反密码子之间的距离E 氨酰-tRNA 合成酶活性 B 一级要求名词解释1 翻译2 密码子3 多核糖体4 摆动配对5 起始tRNA6 延长tRNA7 氨基酰tRNA 合成酶8 核糖体循环9 转肽酶10 遗传密码11 反密码子12 密码的简并性13 密码的兼职14 密码的通用性。
【精品】生化第十四章
第十四章蛋白质生物合成一、填空题1．蛋白质的生物合成是以____作为模版，_____作为运输氨基酸的工具，____作为合成的场所。
2．细胞内多肽链合成的方向是从端到端，而阅读mRNA的方向是从_____到___端。
3．核糖体上能够结合tRNA的部位有部位、部位和部位。
4．ORF是指，已知发现最小的PRF只编码个氨基酸。
5．蛋白质的生物合成通常以作为起始密码子，有时也以作为起始密码子，是以和以及作为终止密码子.6．SD序列是指原核细胞mRNA的5′端富含碱基的序列，它可以和16SrRNA的3′端的序列互补配对，而帮助起始密码子的识别.7．含硒半胱氨酸的密码子是。
8．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF)有种，延伸因子(EF）有种，终止释放因子(RF）有种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有种，真菌有种，终止释放因子有种。
9．密码子的第二个核苷酸如果是嘧啶核苷酸，那么该密码子所决定氨基酸通常是。
10．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是。
11．真核生物细胞质蛋白质合成对起始密码子的识别主要是通过机制进行。
12．无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长,这是因为。
13．蛋白质的半寿期通常与端的氨基酸性质有关。
14．tmRNA是指。
15．同工受体tRNA是指。
16．疯牛病的致病因子是一种.17．已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要的帮助，某些蛋白质的折叠还需要的催化酶是和。
18．SRP是指，它是一种由和组成的超分子体系，它的功能是。
19．蛋白质定位于溶酶体的信号是。
20．分子伴侣通常具有酶的活性。
21．某些蛋白质基因的编码链上并无终止密码子，但可以通过Pre—mRNA的和两种后加工方式引入终止密码子。
22．蛋白质内含子通常具有_____酶的活性。
23．已有充分的证据表明大肠杆菌的转肽酶由其核糖体的____承担。
24．决定蛋白质进入过氧化物酶体的信号肽是____。
生物化学第14章翻译
第二步反应：酶找相应的tRNA
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
氨基酰tRNA合成酶的活性是绝对
专一性的，酶同时对氨基酸和tRNA 高度特异地识别。
氨基酰tRNA合成酶有20种，分别特异
Met f fMet-tRNAi
大肠杆菌起始密码子编码的met须甲酰化
CH3 S 转甲酰基酶 CH2 N10-CHO-FH4 CH2 O H2N CH COO tRNAfMet H-C-HN CH3 S CH2 CH2 CH COO tRNAfMet
真核细胞起始密码子编码的met不须甲酰化
20/56
合成原料：20种有遗传密码的氨基酸
能源：
ATP主要参与氨基酸的活化； GTP提供翻译起始、延长、终止阶段 所需能量
参与的蛋白质因子、酶及酶的辅助因子：
如起始阶段的起始因子、延长阶段的延 长因子、终止阶段的释放因子，转肽酶、
氨基酰-tRNA合成酶。
一、翻译模板mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
3. 蛋白质的靶向输送
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA
–mRNA（messenger RNA, 信使RNA）
–rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA）
–tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
终止密码(termination coden):
UAA，UAG，UGA
遗 传 密 码 表
蛋白质生物合成体系
核糖体的结构
核糖体是一种高度复杂的超分子结构，由多个蛋白质和RNA分子组装而成。
大、小亚基的形状类似于扁平的椭圆形或球形，大亚基的直径约为70-80 埃，小亚基的直径约为40-50埃。
核糖体中的蛋白质和RNA分子通过相互作用形成了一个稳定的结构，使得 核糖体能够作为一个整体来执行功能。
02
每种氨基酸都有特定的氨酰tRNA合成酶，该酶具有高度的 专一性，只对一种氨基酸起作 用。
03
活化后的氨基酸通过酯键与 tRNA结合，形成氨酰-tRNA， 为接下来的蛋白质合成做准备。
氨基酸在细胞内的转运
氨基酸在细胞内的转运主要依靠细胞内不同的 转运体系来完成，这些转运体系能够识别和结 合相应的氨基酸，并将其转运到需要的地方。
通过调节翻译延长因子EF-Tu、EF-G等，可以影响蛋 白质合成的速率。
调节翻译终止
通过调节翻译终止因子eRFs的活性，可以控制蛋白质 合成的终止。
蛋白质生物合成与疾病的关系
疾病发生
01
当蛋白质生物合成体系出现异常时，可能导致某些疾病的发生，
如癌症、感染性疾病等。
疾病发展
02
蛋白质生物合成体系的变化可能影响疾病的发展进程，如肿瘤
蛋白质的折叠
1
蛋白质折叠是指蛋白质合成后，通过一系列复杂 的化学和物理过程，将其由线性肽链折叠成具有 特定三维结构的构象。
2
蛋白质折叠是一个自发的、动态的过程，需要依 靠分子伴侣、折叠酶等辅助因子来完成。
3
正确的蛋白质折叠对于维持细胞正常功能和生物 体的健康至关重要，而错误的折叠会导致多种疾 病的发生。
核糖体的功能
蛋白质的生物合成课件.ppt
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
生物化学试题 蛋白质生物合成
第十四章蛋白质生物合成..（一）A型题1 遗传密码的简并性指的是（1995年生化试题）A 一些三联体密码可以缺少一个嘌呤碱或嘧啶碱B 密码中有许多稀有碱基C 大多数的氨基酸有一组以上的密码D 一些密码适用于一种以上的氨基酸E 以上都不是[答案] C2 原核事物蛋白质合成中肽链延长所需的能量来源于（1996年生化试题）A. ATPB. GTPC. GDPD. UTPE. CTP[答案] B3．下列关于氨基酸密码的叙述哪一项是正确的(1996年生化试题) 、A．由DNA链中相邻的三个核苷酸组成，B．由tRNA链中相邻的三个核苷酸组成C．由mRNA链中相邻的三个核苷酸组成D．由rRNA链中相邻的三个核苷酸组成E．由多肽链中相邻的三个氨基酸组成(答案) C4．氯霉素的抗菌作用是由于抑制了细菌的(1997年生化试题)A．细胞色素氧化酶B．核蛋白体上的转肽酶C．嘌呤核苷酸代谢D．基因表达E，二氢叶酸还原酶答案B5 一个mRNA的部分顺序和密码编号如下(1998年生化试题)．．CAG CUC UAU CGG UAG AAU AGC．．．．．140 141 142 143 144 145 146以此mRNA为模板，经翻译后生成多肽链含有的氨基酸数是：A．140 B．141 C．142 D．143 E．146(答案) D(二)X型题1．下列哪些氨基酸是蛋白质合成后加工过程形成的(1997年生化试题) A．羟赖氨酸B，磷酸酪氨酸C．羟脯氨酸D，磷酸丝氨酸(答案) A、B C D2．下列哪些成分是核蛋白循环终止阶段所需要的(1999年生化试题) A．核蛋白体B，终止因子·C．遗传密码(UAA,UAG UGA) D．GTP(答案) A、B、C四、测试题（一)A型题1．真核生物在蛋白质生物合成中的启动tRNA是A。
亮氨酸tRNA B．丙氨酸tRNA C，赖氨酸tRNAD。
甲酰蛋氨酸tRNA E．蛋氨酸tRNA2．哺乳动物核蛋白体大亚基的沉降常数是·A．40S B，70S C．30S D．80S E．60S3。
DNA、RNA和蛋白质的生物合成
DNA 的 复 制 过 程
引
解
发
螺
酶
旋
酶
聚
修
松
单
连
合
复
弛
链
接
酶
酶
酶
结酶合源自蛋白1. 引物酶识别复制起点， 引导解螺旋酶到正确位点
2. 解螺旋酶解开双螺旋
3. DNA聚合酶合成新的DNA链
5. 四种脱氧核苷三磷酸为底物
4. 按碱基互补原理合成DNA链
6. 释放焦磷酸
7-12. DNA片段的合成和链的延伸
单相复制
噬菌体Φ×174—滚环复制
3'
33''
5'
5' 5'
② 真核生物
线形双链DNA，含有多个复制子；双向复制。
2. 复制速度 3. 真核生物的DNA在全部复制完成之前，起点不再 重新开始复制；原核生物中，起点可连续发动复制
14.1.6 在RNA指导下的DNA的合成
1970年Temin等在致癌RNA病毒中发现了一种特殊的DNA聚合 酶，该酶以RNA为模板，根据碱基配对原则，按照RNA的核 苷酸顺序(其中U与A配对)合成DNA。这一过程与一般遗传信 息流转录的方向相反，故称为反转录。
13. 连接酶
14. 单链结合蛋白
15. 松弛酶
16. DNA的复制
14.5.1 原核生物与真核生物 DNA复制的特点比较
1. 复制的起点和单位
复制单位：复制子，生物体内能独立行使复制 功能，进行独立复制的DNA单位。
ori
① 原核生物
由一个复制子组成 双向复制
大肠杆菌，θ结构
大肠杆菌：θ结构
3. mRNA前体的转录后加工
【2019年整理】生物化学试题蛋白质生物合成
第十四章蛋白质生物合成..（一）A型题1 遗传密码的简并性指的是（1995年生化试题）A 一些三联体密码可以缺少一个嘌呤碱或嘧啶碱B 密码中有许多稀有碱基C 大多数的氨基酸有一组以上的密码D 一些密码适用于一种以上的氨基酸E 以上都不是[答案] C2 原核事物蛋白质合成中肽链延长所需的能量来源于（1996年生化试题）A. ATPB. GTPC. GDPD. UTPE. CTP[答案] B3．下列关于氨基酸密码的叙述哪一项是正确的(1996年生化试题) 、A．由DNA链中相邻的三个核苷酸组成，B．由tRNA链中相邻的三个核苷酸组成C．由mRNA链中相邻的三个核苷酸组成D．由rRNA链中相邻的三个核苷酸组成E．由多肽链中相邻的三个氨基酸组成(答案) C4．氯霉素的抗菌作用是由于抑制了细菌的(1997年生化试题)A．细胞色素氧化酶B．核蛋白体上的转肽酶C．嘌呤核苷酸代谢D．基因表达E，二氢叶酸还原酶答案B5 一个mRNA的部分顺序和密码编号如下(1998年生化试题)．．CAG CUC UAU CGG UAG AAU AGC．．．．．140 141 142 143 144 145 146以此mRNA为模板，经翻译后生成多肽链含有的氨基酸数是：A．140 B．141 C．142 D．143 E．146(答案) D(二)X型题1．下列哪些氨基酸是蛋白质合成后加工过程形成的(1997年生化试题) A．羟赖氨酸B，磷酸酪氨酸C．羟脯氨酸D，磷酸丝氨酸(答案) A、B C D2．下列哪些成分是核蛋白循环终止阶段所需要的(1999年生化试题) A．核蛋白体B，终止因子·C．遗传密码(UAA,UAG UGA) D．GTP(答案) A、B、C四、测试题（一)A型题1．真核生物在蛋白质生物合成中的启动tRNA是A。
亮氨酸tRNA B．丙氨酸tRNA C，赖氨酸tRNAD。
甲酰蛋氨酸tRNA E．蛋氨酸tRNA2．哺乳动物核蛋白体大亚基的沉降常数是·A．40S B，70S C．30S D．80S E．60S3。
细胞生物学细胞基因表达和蛋白质的生物合成
（四）进入内质腔内的蛋白质的命运
1、内质网驻留蛋白（ER resident protein） （1）特点：C端有由4个氨基酸组成的驻留信号序列，
动 物 KDEL（Lys-Asp-Glu-Leu)， 酵 母 HDEL， 植 物 不确定。 （2）驻留蛋白的功能：催化剂的作用和分子伴侣的作 用。协助进入ER腔的蛋白质正确折叠和组装。 2、途径ER腔，经修饰加工后被运到其它部位的蛋白质
• 使两膜靠近的物质：ATP，GTP，乙酰CoA和 几种蛋白质，其中两种主要的蛋白—NSF和 SNAP，Rab蛋白。NSF是可溶性的ATP酶， SNAP与v-SNARE和t-SNARE均能结合， Rab蛋白是GTP结合蛋白，水解GTP后将CO 泡锁定在靶膜上。
（三）细胞骨架与摩托蛋白在膜泡运 输中的作用（前已述）
Hsp90 等(heat shock protein)，为主要的分子伴侣 类的蛋白；热休克蛋白的功能。p474 2、钙连接蛋白：即钙结合蛋白。
（二）分子伴侣的基本结构和作用机制
1．Hsp70分子伴侣系统： 功能结构域:2个 N端：ATPase功能域
C端：底物结合域、可变动功能域 Hsp70的两种状态：ATP结合态，能与底物结合
二、蛋白质运输的信号理论
（一）信号学说
• 1971年Blobel等提出有关分泌蛋白合成机制的信号假 说
• 1975年破译了第一个信号肽序列 • 20世纪80年代初发现了信号识别颗粒及其受体
• 信号学说的主要内容：
（1）信号序列、信号肽(signal peptide)，10-30个疏水 氨基酸（mRNA带信号序列）；
3. 分子伴侣在蛋白质跨膜运转中的作用
例子，Hsp70在蛋白质向线粒体中输入的作用。图14-75
蛋白质的生物合成医学课件
蛋白质生物合成的过程包括起始、延长、终止和翻译后修饰四个阶段。
起始阶段：核糖体与mRNA、tRNA结合形成翻译起始复合物，然后通过一系列构象变化形成翻译延长复合物。
延长阶段：核糖体沿着mRNA移动，通过进位、成肽、转位等步骤循环进行，最终合成完整的多肽链。
终止阶段：当核糖体移动到mRNA的终止密码子时，多肽链合成停止，核糖体释放出多肽链并从mRNA上脱落。
恶性肿瘤
蛋白质生物合成异常与神经退行性疾病如帕金森病、阿尔茨海默病等的发生发展密切相关。
神经退行性疾病
抗生素和抗病毒药物
抗肿瘤药物
神经保护药物
蛋白质生物合成与药物发现及开发
蛋白质生物合成是分子生物学研究的核心内容之一，其研究方法如基因克隆、RNA干扰等技术为医学研究提供了重要手段。
蛋白质生物合成的研究方法在医学中的应用
DNA转录遵循中心法则，即遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA传递给蛋白质，最终表达为特定的生物学功能。
DNA转录的机制
DNA双链在转录开始前需要解旋，解旋后的单链DNA才能作为模板进行转录。
解旋
转录的启动需要一个起始序列，称为启动子，它与RNA聚合酶结合，启动转录过程。
启动
RNA聚合酶沿着DNA模板链向前移动，逐个将核苷酸添加到新生RNA链的3'端，直到遇到终止信号为止。
延伸
当RNA聚合酶遇到终止序列时，转录停止，新生RNA链从DNA模板链上释放出来。
终止
DNA转录的调节
DNA上的某些特定序列可以与调节蛋白结合，影响RNA聚合酶的结合和转录效率。
顺式作用元件
反式作用因子
代谢调节
细胞信号调节
某些调节蛋白可以与RNA聚合酶直接结合，影响其活性或招募其他调节蛋白参与转录过程。
第十四章蛋白质的生物合成
• 终止密码(termination coden): UAA，UAG，U-端）
遗传第 密二 码碱 表基
第三碱基 （3/-端）
终止
终止
*
*在mRNA起始部位的AUG为起始信号
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（三）遗传密码的特点
核糖体 原核生物 70S
大亚基 rRNA 蛋白质 23S， 36种 5S
小亚基 rRNA 蛋白质 16S 21种
真核生物 80S
28S， 49种 5.8S，
5S,
18S 33种
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原核生物翻译过程中核糖体结构模式:
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（二）核糖体的主要功能部位
• 氨基酰部位（aminoacyl site），简称A位 • 肽酰部位（peptidyl site），简称P位； • 排出部位（exit site），简称E位 • 转肽酶（transpeptidase）活性部位； • mRNA结合部位； • 蛋白因子 （IF ，EF ，RF ）结合部位。
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翻译(Translation)
• 蛋白质的生物合成，即翻译，就是将mRNA分子中4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破 译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的 排列顺序 。
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5/
mRNA
3/
CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU
翻译
-Gln-Leu-Gln-Thr-Tyr-Met-Ile-Gln-Phe-Asp-Gln-Tyr多肽链
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14第十四章蛋白质的合成
第十四章 蛋白质的合成
4.核糖体的结合位点
（1）mRNA结合位点：位于30s小亚基头 部，负责与mRNA的结合，特别是16srRNA 的3'-端与mRNA的AUG之前的一段序列互补 是这种结合必不可少的。
第十四章 蛋白质的合成
第十四章 蛋白质的合成
（2）A位点：（Aminoacyl-tRNA site） 是结合新进入的氨基酰-tRNA 的位置。即氨基酰
（1）每个密码子三联体(triplet)决定一种氨基酸 性质相近的氨基酸的密码子排列较近，这有利于
在基因突变时不会引起蛋白质功能的变化。 （2）两个密码子之间无任何核苷酸或其它成分加以分
隔，即密码子间无逗号 因此从起始码AUG开始，三个碱基代表一个氨基
酸，从mRNA的5'→3'方向构成一个连续的读框，直至 终止码。如果在读框中间插入或缺失一个碱基就会造 成移码突变，引起突变位点下游氨基排列的错误。
每种氨基酸至少有一种密码子，最多的有6种密 码子。通过遗传学和生物化学实验，1966年编排出了 遗传密码字典。
第十四章 蛋白质的合成
2.遗传密码的破译
（1）均聚核苷酸指导均聚肽合成 首先，polyU作为模板，加入体外无细胞翻译系
统中。将翻译产物分析后，发现合成的肽链中的氨基 酸 残 基 全 部 是 Phe 。 确 认 了 第 一 个 Phe 的 密 码 子 （ UUU ） 。 接 着 ， polyA 和 polyC 证 明 是 polyLys 和 polyPro。确定了AAA是Lys的密码子，CCC是pro的 密码子。
第十四章 蛋白质的合成
（3）起始密码子和终止密码子
AUG是起始密码子，也是Met（或者fMet）的密 码子。
原核和真核生物肽链合成的第一个氨基酸都是 Met（或者fMet）；少数细菌中也用GUG做为起始码 （起始位点编码fMet，密码表中编码Val）；真核生 物偶尔也用CUG作起始蛋氨酸的密码。
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(一）mRNA与遗传信息的传递
蛋白质合成的信息来自于DNA，合成的模板是 mRNA 蛋白质的合成是在核糖体上进行的，而遗传 信息载体DNA存在于核中，必然有一种中间物 来传递DNA上的信息。推测这种中间物极不稳 定，在蛋白质合成时产生，合成结束后又分解， 半寿期很短。后来科学家用实验证明这种中间 物就是mRNA。
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原 核 生 物 起 始 复 合 物 的 形 成
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（二）肽链合成的延伸
• 结合（或称进位）
对应于mRNA上第二个密码子的氨基酰-tRNA（aa-
tRNA）进入A位与核糖体结合，这是一个需能的反应，
GTP是直接能源。此外还需要两个蛋白质因子Tu和Ts。
Ts、Tu和前面提到的移位酶G统称为肽链延伸因子。
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蛋白质因子
蛋白质的合成过程可分为起始、延伸和终止三个 过程，每个过程部有许多蛋白质因子参加。 1. 起始因子：蛋白质合成的起始过程是形成［核糖 体 ·mRNA· tRNA ］三元复合物的过程，必须在蛋白因 子的帮助下进行。与起始复合物形成有关的所有蛋白 质因子统称为起始因子。 2.延伸因子：蛋白质合成的延伸过程包括”aa-tRNA进 入核糖体、肽链形成和移位等过程。在真核细跑中这 一过程需要EF－1和EF一2等延伸因子的作用。 3.释放因子：当mRNA分子上密码子阅读进入终止密码 （UAA，UAG，UGA）时，aa-tRNA不再与核糖体结合， 此时释放因子与终止密码子结合，阻止mRNA的进一步 阅读。
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（二）肽链合成的延伸
• 移位
核糖体从mRNA的5‘向3’方向移动一个三联体的距 离，于是携带着肽基的tRNA连同mRNA从核糖体的A位 移到P位：这个过程称为移位，由移位酶（或称G因 子）催化，并须有供能的GTP参与。G因子具有GTP 酶活力，能催化GTP分解放出能量。由于核糖体的移
既催化氨基酸与ATP的作用, 也催化氨基酰基转移到tRNA。
tRNA 合成酶只能识别一种相应的tRNA。
• 氨基酰-tRNA 合成酶具有高度的专一性。 每一种氨基酰• tRNA 分子能接受相应的氨基酸, 决定于它特有的碱基顺
序, 而这种碱基顺序能够被氨基酰-tRNA 合成酶所识别。
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通用性：无论是病毒、原核细胞，还是真核细胞，使用的 都是同一套氨基酸编码方法。 不重叠(连续性)：密码间无标点，顺着核苷酸5‘ 向一个接一个地阅读。 3’的方
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二、转译相关的生物大分子
与转译相关的生物大分子主要有核糖体和 tRNA两种。
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（一）核糖体是装配蛋白质的机器
动，原来在A位上的肽基一tRNA已经移到P位，于是
第三个密码于进入A位，等待着第三个aa-tRNA进入。
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（三）肽链合成的终止释放
识别mRNA的终止密码 子，水解所合成肽链 与tRNA间的酯键，释 放肽链
R1识别UAA、UAG R2识别UAA、UGA
R3影响肽链的释放速 度
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(一）mRNA与遗传信息的传递
1961年，Crick F H C等人用遗传学的方法证 明了三联密码子的学说是正确的。 遗传学上把由于密码移位而造成的突变称为移 码突变 在E.coli的T4DNA上的一个基因缺失（或增加） 一个或二个核苷酸会造成缺失（或增加）部位以 后的全部氨基酸误译。若同时缺失（或增加）三 个核苷酸，前后核苷酸表达仍和正常一样。必须 假设密码子是三联体才能完满地解释以上这些实 验结果。
密码子与反密码子的识别
aa－tRNA是在蛋白质因子的作用下，通过TCG环与核糖体 5S rRNA（真核细胞为5.8S rRNA）分子的互补关系而进入核糖 体的。但某一特定aa－tRNA的进入与否取决于aa－tRNA的反密 码子与mRNA密码子是否能相互识别。 反密码子与密码子的配对并不十分严格，由于同一种氨基 酸与不同 tRNA 结合的现象，所以只是密码子的前两个碱基必需 准确配对，而第三个碱基可以错配（摇摆），这就是摇摆学说所 要说明的现象。 近年来，又发现了一种新的现象，如果编码蛋白质的基因 发生了点突变， tRNA 也随着发生突变以校正上述基因的突变， 以合成一条正常的多肽链，这种 tRNA 叫做校正 tRNA ，它的作用 机制也是以密码子与反密码子间不十分严密的配对为基础的。
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（二）肽链合成的延伸
• 转肽
结合过程一旦完成立即进行转肽。 通过肽基转移酶的催化使P位上的 fmet- tRNA（肽基－tRNA）转到A位上 的aa-tRNA的游离氨基上，形成肽键， 并释放出原来在 P位上的tRNA。这个反 应不需能量。肽基转移酶是50S核糖体 亚基上的一个蛋白质组分。
第一个实验是1961年由美国的M.Nirenberg等人完成 的。他首先利用多核苷酸磷酸化酶合成了一条由相同核 苷酸组成的多核苷酸链,用它作模板,利用大肠杆菌蛋白 提取液和GTP在体外合成蛋白质。发现多聚(U)导致多聚 苯丙AA的合成,表明多聚(U)编码多聚苯丙AA ；类似 的实验表明,多聚(A)编码多聚赖AA；多聚(C)编码多聚 脯AA(下图A)。 第二个实验（核糖体结合技术）是1964年也是由美国 的M.Nirenberg等人完成的。他们首先合成一个已知序列 的核苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA一 起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA上连 接的是那一种氨基酸。该实验对于几种密码编码同一个 氨基酸提供了直接的、最好的证据（下图B）。
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（二）tRNA的反密码子译出mRNA的密码子
1、tRNA的活化
2、tRNA反密码子与 mRNA密码子的识别
3、蛋白质因子
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tRNA的活化
即氨基酰-tRNA 合成酶催化tRNA与特定氨基酸结合
• 氨基酸+ATP+tRNA+H2O 氨基酰-tRNA + AMP + PPi • 每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰-tRNA 合成酶。它
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（四）合成肽链的输送和加工
合成肽链的输送：
多肽输送信号由新合成多肽N端的信号肽所控制， 而真核细胞中，识别信号肽的机构是一个称为信 号识别体的核蛋白体（SRP）来完成。它具有识别信 号肽，并与核糖体相结合暂停新生肽延伸的功能。 一旦刚合成的多肽找到安全去向（越膜）后，SRP就 脱离核糖体，暂停的肽链就可以继续完成合成过程
第十二章
蛋白质生物合成
(4学时)
一、信使RNA和遗传密码 （重点） 二、转译相关的生物大分子 三、蛋白质合成步骤 （难点）
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学习要求
• （1）理解蛋白质合成体系的重
要组分；蛋白质的合成过程。 •（2）了解蛋白质合成后的运送。
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一、信使RNA和遗传密码
(一）mRNA与遗传信息的传递 (二) 遗传密码的破译 (三) 遗传密码的特性
1961年，Nirenberg 等人用大肠杆菌的无细胞体系 在各种RNA的人工模板下合成多肽，从而推断出各氨 基酸的密码子，后来他与Khorana以及霍利分享了 1968年诺贝尔生理学奖。 以下是三个不同的证明遗传密码是mRNA上3个连 续的核苷酸残基构成的实验。
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(二) 遗传密码破译的三个实验
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核糖体亚基的引入
原 核 形生 成物 多中 聚核 核糖 糖体 体与
mRNA
延长的多肽链
翻译方向
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细菌核糖体
真核生物核糖体
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E.coli 的小亚基能单独与 mRNA 结合成为 30s 核糖体 －mRNA复合体，后者可以与tRNA专一性结合，而大亚基 则不能。 核糖体上可区分出4个功能部位： （1）A部位：也称氨基部位或受位，主要位于大亚基上， 是接受氨酰基一tRNA的部位。 （2）P部位：也称肽酰基部位或供位，主要在小亚基上， 是肽酰基一tRNA移交肽链后，tRNA释放的部位。 （ 3）肽基转移酶部位：肽基转移酶也称肽合成酶，简 称 T因子，位于大亚基上，其作用是在肽链合成过程中 催化氨基酸与氨基酸间形成肽键。 （4）GTP酶部位：GTP酶也称转位酶，简称G因子，能分 解GTP分子，并将肽酰基一tRNA由A部位移到P部位。
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（四）合成肽链的输送和加工
合成肽链的加工：
许多刚合成好的多肽，并不是最终产物，须经
一系列加工过程，才能成为有功能的蛋白多肽。 1、新生多肽N端氨基酸的除去(Met或fMet） 2、切除新生肽中不必需的肽段 3、蛋白质中二硫键的形成 4、多肽中氨基酸侧链的修饰 5、泛素化作用与不正常多肽的处理
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(一）mRNA与遗传信息的传递
生物化学上的证据 烟草坏死卫星病毒中有一分子RNA可编码 外壳蛋白的一个亚基，此RNA由1200个核苷 酸组成，而此亚基由400个氨基酸组成，也 由此证明三个核苷酸决定一个氨基酸
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(二) 遗传密码的破译
遗传密码的概念：mRNA 上的核苷酸顺序与蛋白质 中的氨基酸之间的对应关系称为遗传密码。mRNA上每 三个连续核苷酸对应一个氨基酸，这三个核苷酸就称 为一个密码子，或三联体密码（triplet codons）。
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