蛋白质的生物合成-1

Protein synthesis--------Genetic Code
利用一种酶，叫做多核苷酸磷酸化酶 来生成模板，结果产生四种模板，即 poly(A), poly(C), poly(U) 和 poly(G)。 (同聚化mRNA模板) 。
Nirenberg 用放射性同位素标记了1种 氨基酸，做了20组平行实验。
……Βιβλιοθήκη ……(UAUC)n,
(Tyr-Leu-Ser-Ile)n;
(UUAC)n,
(Leu-Leu-Thr-Tyr)n
……..
……
通过这种实验，最终确定了61个密码子的确定的
精确的序列。另外的3个密码子是终止密码子。
Protein synthesis--------Genetic Code
标准遗传 密码表
Protein synthesis--------Introduction
蛋白质合成是细胞内最复杂的 生物学事件之一。真核细胞中， 总共有超过300种不同的大分子 来参与蛋白质的合成。
Protein synthesis--------Introduction
蛋白质合成消耗的能量占细胞内化学 合成能量消耗的90%以上。
破解遗传密码*
Protein synthesis--------Genetic Code
DNA与蛋白质的共线性
Protein synthesis--------Genetic Code
DNA与蛋白质的共线性
Protein synthesis--------Genetic Code
1.2 遗传密码的特点
蛋白质的合成受到精密调节。蛋白质的 合成、运输和降解处于一种动态平衡。
Protein synthesis--------Genetic Code
第一节 遗传密码
1.1 遗传密码的破译 1.2 遗传密码的特点
Protein synthesis--------Genetic Code
1.1 遗传密码的破译
Protein synthesis--------Genetic Code
结果，poly(U) 的模板产生了多聚苯 丙氨酸， poly(A)产生多聚赖氨酸， poly(C) 产生了多聚脯氨酸， poly(G) 没有起作用。
这样历史上第1次破译出的3个遗传密 码子。
Protein synthesis--------Genetic Code
Protein synthesis
本章主要内容：
引言 第一节 遗传密码 第二节 蛋白质的合成 第三节 蛋白质合成后的折叠和修饰 第四节 蛋白质的运输 第五节 蛋白质的降解
Protein synthesis--------Introduction
引言
DNA
中心法则
RNA
Central Dogma
Proteins
遗传密码是利用人工合成的mRNA 作为模板破译的。
20世纪60年代遗传密码破译之前，人们通 过一系列的实验就发现：
(1) 遗传密码的读法是从mRNA的靠近5‘端的地方开 始，按照顺序依次读取的。翻译是沿着mRNA从 5’ 到 3‘端的方向进行的，与蛋白质的N端到C端 相对应。
Protein synthesis--------Genetic Code
20世纪60年代，人们发现使用的合成的三核苷酸可以吸附到核 糖体上，并且结合在特殊的氨酰-tRNA上形成复合物。
使用一种特殊的滤膜，只有核糖体、三联体密码和氨酰tRNA 形成的复合物才能被滞留在膜上。
Protein synthesis--------Genetic Code
这样，通过使用化学方 法合成的三核苷酸作为 模板，大约有50个密码 子得到破译。
（1）没有标点符号 （2）一般没有重叠 （3）密码子具有简并性（同义密码子） （4）密码子的第3位碱基具有摆动性。 （5）起始密码子一般是AUG （6）密码子在生物中几乎是通用的 （7）不同生物使用密码子有“偏爱性”
Protein synthesis--------Genetic Code
随机共聚物模板（Random co-polymers）
用两种不同的核苷酸（例如U核G）混合物作为底 物，利用多核苷酸磷酸化酶（polynucleotide phosphorylase )，可以合成这种模板。2种核苷酸 相对浓度不同，产生的模板类型也不同。
例如 U / G= 0.76/0.24 时，形成的产物三联体中， UUU数量 最多，有 2U 和1G 的模板次之，1U 和 2G 的模板第三多。 GGG 最少。
(2) 密码子由3个核苷酸组成的三联体组成。
(3) 由4种核苷酸分子所组成的所有64种可 能组合均用来编码氨基酸。由于氨基酸 只有20种，所以密码子具有简并性。
Protein synthesis--------Genetic Code
20世纪60年代，Nirenberg将大肠杆菌细 胞用 DNase 处理后得到的细胞裂解物设 计成一种无细胞蛋白质合成体系。这种 体系中，如果在这个体系中加入天然的 或人工合成的mRNA ，就可以合成出一 定量的蛋白质。
Protein synthesis--------Genetic Code
有确定重复顺序，长度为2-4个的多聚核苷酸模板
模板
产物
(UUC)n,
(Phe)n, (Ser)n, (Leu)n
(AAG)n,
(Lys)n, (Arg)n, (Glu)n
(UUG)n,
(Leu)n, (Cys)n, (Val)n
Protein synthesis--------Genetic Code
随机共聚物模板（Random co-polymers）
通过这种方法，测定了许多氨基酸的 密码子的组成。但是不能知道密码子 的精确顺序。
Protein synthesis--------Genetic Code
人工合成的三核苷酸
在一个典型的细菌中，含有 20,000 核糖体, 100,000相关蛋白 和酶;200,000 tRNAs。这些成分 占细胞干重的35%以上！
Protein synthesis--------Introduction
蛋白质的合成速度非常快，37℃ 时大 肠杆菌平均每 15 分钟分裂繁殖一次， 平均每秒中合成20个氨基酸！