最新7第十三章蛋白质的生物合成汇总

合集下载

第十三章蛋白质的生物合成(共91张PPT)

已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体等。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢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。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特异性。

第十三蛋白质的生物合成

酸，这就是遗传密码。相邻的三个核苷酸称为密码子(codon)。
64个密码子中只有61个密码代表相应的氨基酸
6
第六页，编辑于星期二：十八点四十五分。
遗传密码表
7
第七页，编辑于星期二：十八点四十五分。
起动信号与终止信号
AUG
UAA UAG UGA
蛋氨酸（真核生物）／甲酰蛋氨酸（原核生物）
4
第四页，编辑于星期二：十八点四十五分。
一、mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
mRNA的作用：翻译的直接模板
mRNA
碱基语言
(4字符)
?
遗传密码
蛋白质
氨基酸语言
(20字符)
5
第五页，编辑于星期二：十八点四十五分。
遗传密码 ——mRNA上的密码语言
在mRNA分子上，从5’端→3’端，每相邻的3个核苷酸组成一组，在蛋白质合成时，对应某一种氨基
codon 1 codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7
protein methionine glycine serine isoleucine glycine alanine
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子翻译具有方向性的
14
C.蛋氨酸密码子
D. Val密码子
(A，C)
4. 关于密码子，错误的叙述是
(A)
A. AUG表示蛋白质生物合成的启动
B.密码子AUG代表甲酰蛋氨酸
C.除AUG外，有时GUG是原核生物的启动信号
D.并非所有的AUG都是启动信号
E. 密码子AUG代表蛋氨酸
16
第十六页，编辑于星期二：十八点四十五分。

生物化学判断题

第一章蛋白质化学1、蛋白质的变性是其构象发生变化的结果。

T2、蛋白质构象的改变是由于分子共价键的断裂所致。

F3、组成蛋白质的20种氨基酸分子中都含有不对称的α-碳原子。

F4、蛋白质分子的亚基就是蛋白质的结构域。

F5、组成蛋白质的氨基酸都能与茚三酮生成紫色物质。

F6、Pro不能维持α-螺旋，凡有Pro的部位肽链都发生弯转。

T7、利用盐浓度的不同可提高或降低蛋白质的溶解度。

T8、蛋白质都有一、二、三、四级结构。

F9、在肽键平面中，只有与α-碳原子连接的单键能够自由旋转。

T10、处于等电点状态时，氨基酸的溶解度最小。

T11、蛋白质的四级结构可认为是亚基的聚合体。

T12、蛋白质中的肽键可以自由旋转。

F第二章核酸化学1、脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。

F2、若双链DNA中的一条链碱基顺序为CTGGAC，则另一条链的碱基顺序为GACCTG。

F3、在相同条件下测定种属A和种属B的T m值，若种属A的DNA T m 值低于种属B，则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。

T4、原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。

F5、核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。

F6、mRNA是细胞内种类最多，含量最丰富的RNA。

F7、基因表达的最终产物都是蛋白质。

F8、核酸变性或降解时，出现减色效应。

F9、酮式与烯醇式两种互变异构体碱基在细胞中同时存在。

T10、毫无例外，从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。

F11、目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。

T12、核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。

T13、核酸变性过程导致对580nm波长的光吸收增加。

F14、核酸分子中的含氮碱基都是嘌呤和嘧啶的衍生物。

T15、组成核酸的基本单位叫做核苷酸残基。

T16、RNA和DNA都易于被碱水解。

F17、核小体是DNA与组蛋白的复合物。

T第三章糖类化学1、单糖是多羟基醛或多羟基酮类。

T2、蔗糖由葡萄糖和果糖组成，它们之间以α(1→6)键连接。

第十三章蛋白质的生物合成

11111111111111111111
三、转移RNA的功能
天然蛋白质的20种氨基酸都有自己特定的tRNA，而且一种氨基酸常有数种tRNA，所以tRNA的种类可达数 10种。它们在ATP提供能量和酶的作用下，可分别与特定的氨基酸结合。实验表明，tRNA必须具备倒L型的三级结构才具有携带氨基酰的功能。
将微粒体用去污剂处理，可以使核糖体从内质网上分离出来，离心后即可获得纯化的核糖体。将核糖体与放射性标记氨基酸、ATP、Mg2+和大白鼠肝脏的胞浆上清液部分一起保温，就可以进行肽链的合成。此后又发现许多其他的细胞，如网织红细胞、大肠杆菌等均可使氨基酸掺人核糖体。上述一系列实验结果清楚地指出：核糖体是细胞内蛋白质合成的部位。
上述遗传密码虽然是用大肠杆菌为实验材料所得的结果，但是后来证明生物的遗传密码是通用的，即不论病毒、原核生物还是真核生物都用同一套密码。但1980年底，有的实验室报导酵母链孢霉和哺乳动物线粒体的遗传密码有的不同于标准密码。如在线粒体中UGA不是终止密码而是色氨酸的密码。AUA是甲硫氨酸的密码，而不再是异亮氨酸的密码，CUA应是亮氨酸的密码，但是在线粒体中却是苏氨酸的密码。由此看来，细胞核和亚细胞的密码子略有不同。这到底是进化结果还是突变的产物，尚没有统一的认识。
总之，利用酶法或化学法合成有特定序列的均聚核苷酸，共聚核苷酸及核糖体结合技术等方法，仅仅用了4年时间，于 1965年完全弄清了20种天然氨基酸的多组密码子(表13-1)。
遗传密码
64种密码子，有61种是氨基酸的密码。每种氨基酸可以有1—6种密码。其中AUG不仅是甲硫氨酸的密码，也是“起始”密码。UAA，UAG，UGA是终止密码，也就是蛋白质合成的终止信号。

生化习题及参考答案

生化习题及参考答案（附一份真题）第一章蛋白质的结构与功能一、选择题（Ａ型题）1．各种蛋白质平均含氮量约为( )A. 0.6%B. 6%C. 16%D. 26E. 36%2．关于蛋白质结构的下列描述,其中正确的是( )A.至少有100个以上的氨基酸组成的高分子化合物B.每一蛋白质都含有2条以上的多肽链C.每种蛋白质都有种类不同的辅基D.不同蛋白质分子的氨基酸组成基本相同E.组成蛋白质一级结构主键的是肽键3．蛋白质一级结构中的主要化学键是( )A. 氢键B. 盐键C. 肽键D. 疏水键E. 范德华引力4．蛋白质的等电点是（）A.蛋白质溶液的pH等于7时溶液的pH值B.蛋白质溶液的pH等于7.4时溶液的pH值C.蛋白质分子呈正离子状态时溶液的pH值D.蛋白质分子呈负离子状态时溶液的pH值E.蛋白质的正电荷与负电荷相等时溶液的pH值5. 食物蛋白质的消化产物氨基酸，最主要的生理功能是（）A.合成某些含氮化合物B.合成蛋白质C.氧化供能D.转变为糖E.转变为脂肪6．蛋白质变性不包括( )A.氢键断裂B.肽键断裂C.疏水键断裂D.盐键断裂E.二硫键断裂7．蛋白质分子中,生理条件下,下列那种氨基酸残基的侧链间可形成离子键:A.天冬氨酸,谷氨酸B.苯丙氨酸,酪氨酸C.赖氨酸,天冬氨酸D.天冬氨酸,苯丙氨酸E.亮氨酸,精氨酸8．蛋白质高级结构取决于( )A.蛋白质肽链中的氢键B.蛋白质肽链中的肽键C. 蛋白质肽链中的氨基酸残基组成和顺序D.蛋白质肽链中的肽键平面E.蛋白质肽链中的肽单位9．下列提法中错误者是（）A.所有的蛋白质分子都具有一级结构B.蛋白质的二级结构是指多肽链的局部构象C.蛋白质的三级结构是整条肽链的空间结构D.所有的蛋白质分子都有四级结构E.蛋白质四级结构中亚基的种类和数量均不固定10．肽链中有下列哪种氨基酸时易发生β-转角( )A.HisB.AlaC.GluD.ProE.Arg11．蛋白质肽键的提法何者是正确的( )A.肽键是典型的单键B.肽键是典型的双键C.肽键带有部分双键的性质D.肽键平面可以扭转E.可由任何氨基和羧基缩合形成12．蛋白质在溶液中带负电荷时，溶液的PH为( )A.酸性B.碱性C.PH=PID.PH>PIE.PH<PI13．蛋白质一级结构的化学键主要是( )A.肽键B.盐键C.二硫键D.氢键E.疏水键14．蛋白质变性时( )A.肽键断裂B.二硫键断裂C.次级键断裂D.普遍发生沉淀E.生物学功能可能增减15．蛋白质对紫外光的最大吸收峰是由于含有下列哪些氨基酸所引起的( )A.甘氨酸和赖氨酸B.谷氨酸和精氨酸C.色氨酸和酪氨酸D.丝氨酸和胱氨酸E.丙氨酸和苏氨酸16．在下列各种pH的溶液中使清蛋白（等电点4.7）带正电荷的是A. pH4.0B. pH5.0C. pH6.0D. pH7.0E. pH8.017．稳定蛋白质二级结构的化学键主要是( )A.肽键B.氢键C.疏水键D.二硫键E.范氏力18．在具有四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是( )A.辅基B.辅酶C.亚基D.寡聚体E.肽单位19. 下列哪种氨基酸含有苯环( )A.PheB.ArgC.ThrD.AspE.His20. 下列哪种氨基酸属于碱性氨基酸( )A.精氨酸B.丙氨酸C.苏氨酸D.亮氨酸E.甘氨酸二、填空题1. 在镰刀状红细胞贫血中血红蛋白的β亚基的第六位___ _ 残基变异成 __ _。

《生物化学》分章重点总结

生物化学分章重点总结第一章蛋白质的结构与功能蛋白质的四级结构及维持的力（考到问答题）一级：多肽链中AA残基的排列顺序，维持的力为肽键，二硫键。

二级：Pr中某段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及AA碱基侧链的构象，维持的力为氢键。

三级：整条多肽链全部AA残基的相对空间位置，其形成和稳定主要靠次级键—疏水作用，离子键(盐键)，氢键，范德华力。

四级：Pr中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，维持的力主要为疏水作用，氢键、离子键(盐键)也参与其中。

第二章核酸的结构与功能DNA一级结构：DNA分子中脱氧核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。

RNA的一级结构：RNA分子中核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。

hnRNA:核内合成mRNA的初级产物，比成熟mRNA分子大得多，这种初级mRNA分子大小不一被称为核内不均一RNA。

基因：DNA分子中具有特定生物学功能的片段。

基因组：一个生物体的全部DNA序列称为基因组。

第三章酶酶抑制剂：使酶催化活性降低但不引起酶蛋白变性的物质。

酶激活剂：使酶从无活性到有活性或使酶活性增加的物质。

酶活性单位：衡量酶活力大小的尺度，反映在规定条件下酶促反应在单位时间内生成一定量产物或消耗一定底物所需的酶量。

变构酶：体内一些代谢产物可与某些酶分子活性中心以外部位可逆结合，使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节方式为变构调节，受变构调节的酶为变构酶。

酶的共价修饰：酶蛋白肽链上一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合从而改变酶活性的过程。

阻遏作用：转录水平上减少酶生物合成的物质称辅阻遏剂，辅阻遏剂与无活性的阻遏蛋白结合影响基因的转录的过程第四章糖代谢糖代谢的基本概况葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应，在不同类型细胞内的代谢途径有所不同，分解代谢方式还在很大程度上受氧供状况的影响：有氧氧化彻底氧化成CO2和水、糖酵解生成乳酸。

另外，G也可以进入磷酸戊糖途径等进行代谢。

生物化学第十三章蛋白质生物合成习题含答案

一、判断题一、判断题 1．细胞中三种主要的多聚核苷酸tRNA 、mRNA 和rRNA 都参与蛋白质生物合成。

都参与蛋白质生物合成。

2．蛋白质分子中的氨基酸顺序是由氨基酸与mRNA 携带的密码子之间互补作用决定的。

携带的密码子之间互补作用决定的。

3． fMet －tRNA fMet 是由对fMet 专一的氨酰tRNA 合成酶催化形成的。

合成酶催化形成的。

4．一条新链合成开始时，fMet －tRNA fMet 与核糖体的A 位结合。

位结合。

5．每一个相应的氨酰tRNA 与A 位点结合。

都需要一个延伸因子参加并需要消耗一个GTP 。

6．蛋白质合成时从mRNA 的5′→3′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。

′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。

7． tRNA fMet 反密码子既可以是反密码子既可以是pUpApC 也可以是也可以是 pCpApU 。

8．人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。

人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。

9．氨酰tRNA 上的反密码子与mRNA 的密码子相互识别，以便把它所携带的氨基酸连接在正确位置上。

正确位置上。

10．每个氨基酸都能直接与mRNA 密码子相结合。

密码子相结合。

11．每个tRNA 上的反密码子只能识别一个密码子。

上的反密码子只能识别一个密码子。

12．多肽或蛋白质分子中一个氨基酸被另一个氨基酸取代是由于基因突变的结果。

13．蛋白质正确的生物合成取决于携带氨基酸的tRNA 与mRNA 上的密码子正确识别。

二、填空题二、填空题1．原核细胞中新生肽链N 端的第一个氨基酸是端的第一个氨基酸是，必须由相应的酶切除。

，必须由相应的酶切除。

2．当每个肽键形成终了时，增长的肽链以肽酰tRNA 的形式留在核糖体的的形式留在核糖体的位 3．在过程中水解ATP 的两个高能磷酸酯键释放出的能量足以驱动肽键的合成。

蛋白质的生物合成PPT课件

第一步
氨PPi
基
E-AMP
酸
的氨酰腺苷酸
活第二步
AMP
E化
AA
E
tRNA
AA
E
AA
E
tRNA
AA
3-氨酰-tRNA
tRNA
E
活化反应方程式：
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPI
氨酰AMP-酶
氨酰tRNA + AMP + 酶
tRNA
一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键
氨酰- tRNA合成酶特点专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。
遗 DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物合成中的重要功能
tRNA的功能
（一）被特定的氨酰- tRNA合成酶识别，使tRNA接受正确的活化氨基酸。
（二）识别mRNA链上的密码子。
（三）在蛋白质合成过程中，tRNA起着连结生长的多肽链与核糖体的作用。
(一)、接受正确的活化氨基酸
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPi
氨酰AMP-酶
tRNA
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH

东北师范大学生物化学第十三章蛋白质的生物合成

第十三章蛋白质的生物合成
遗传信息的传递
一蛋白质的合成体系
蛋白质合成的原料是氨基酸，其合成过程非常复杂。
真核生物细胞合成蛋白质需要70多种核糖体蛋白，20 多种活化氨基酸的酶，10多种辅酶和其他蛋白质因子参加，同时还要100多种附加的酶类参与蛋白质合成后的修饰、40种 tRNA、4种rRNA，总计300多种不同的大分子参与多肽的合成。
反密码子
氨酰tRNA合成酶
该酶具有很高的专一性不仅对其活化的氨基酸专一，而且对一定的tRNA专一（第二套遗传密码）校正作用：水解非正确组合的氨基酸和tRNA之间的共价连接，对于翻译的正确性是十分重要的
（二）蛋白质的生物合成过程（原核生物） 1 肽链合成的起始
2 肽链的延伸
3 肽链的终止和释放
密码子与反密码子结合时具有一定摆动性
摆动性(变偶性)
密码子的第三位碱基配对不严格摆动性的存在合理的解释了密码子的兼并性，基因突变的危害降到最低
U A G U C A U C
G
I
3 氨酰tRNA合成酶结合位点
4 核糖体识别位点
二蛋白质生物合成的分子机制
（一）氨基酸的活化
氨酰tRNA合成酶消耗2摩尔的ATP 氨基酸的活化是羧基端的活化
白喉毒素：真核细胞蛋白质合成的抑制剂
抑制EF2的活性
青霉素
青霉素是本世纪20年代未的一项划时代的科学发现 1928年，英国的细菌学家亚历山大· 弗莱明（英国圣玛丽学院）发现，发表在1929年英国皇家《实验病理季刊》 1938年，英国牛津大学病理学家弗洛里和德国生物化学家钱恩从期刊的资料中找到了有关青霉素的文献 1940年，分离纯化成功青霉素进入临床试验阶段

生物化学课后习题答案-第十三章xt13

第十三章蛋白质的生物合成一、课后习题1.在蛋白质分子中，通常含量较高的是Ser和Leu，其次是His和Cys，含量最少的是Met和Trp。

一种氨基酸在蛋白质分子中出现的频率与它的密码子数量有什么关系？这种关系得选择其优点如何？2.AUG和UAG是蛋白合成中特定的起始和终止密码，序列同5’-UUAUGAAUGUACCGUGGUAGUU-3’的mRNA中什么样的开放阅读框才能编码一个短肽？写出该短肽的氨基酸序列。

3.细菌的基因组通常含有多少个rRNA基因拷贝，他们能迅速地转录以生产大量rRNA装配成核糖体相对对比而言，编码核糖体蛋白的基因只有一份拷贝，试解释rRNA基因和核糖体蛋白基因数量的差别。

4.DNA中的点突变（一个碱基被另一个碱基取代）可能导致一个氨基酸被另一个氨基酸替换。

但在某些情况下，由于密码子的简并性，基因编码的氨基酸序列也可能不会改变。

一种细菌生产的胞外蛋白酶在其活性位点上（—Gly-Leu-Cys-Arg—）有一个半胱氨酸残基。

紫外线照射过后，分离得到两个突变菌株。

菌株1生产以Ser取代活性部位Cys的无活性酶（—Gly-Leu-Ser-Arg—）；而在菌株2内，合成了一条C末端结束在活性部位内的以—Gly-Leu—COO-结尾的截断了的肽链，指出在每一种菌株中可能发生的突变。

5.一双螺旋DNA的模板链中一段序列如下：CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG（1）写出转录出的mRNA核苷酸序列？（2）写出5’开始的该转录mRNA序列所对应得多肽的氨基酸序列？（3）假设此DNA的另一条链被转录和翻译，所得的氨基酸序列会与（2）中的一样吗？（2）与（3）得出的答案在生物学上有什么意义？6.假设反应从游离氨基酸、tRNA、氨酰tRNA合成酶、mRNA、80S核糖体以及翻译因子开始，那么翻译一分子牛胰核糖酸酶要用掉多少个高能磷酸键？翻译一分子肌红蛋白需要消耗多少个高能磷酸键？7.噬菌体T4 DNA的相对分子质量为1.3×108（双链），假定全部核苷酸均用于编码氨基酸，试问：（1）T4 DNA可为多少氨基酸编码？（2）T4 DNA可为多少相对分子质量等于35000的不同蛋白质编码？（核苷酸对的相对分子质量按618计，氨基酸平均相对分子质量按120计）8.核糖体的基本结构和功能有哪些？9.在蛋白质定向运输时，多肽本身有何作用？高尔基体的功能是什么？参考答案：1.在蛋白质分子中，一种氨基酸出现的频率与它密码子的数量具有一定的正向关系，如：亮氨酸，苏氨酸都有6个密码子，通常在蛋白质分子中出现的几率也最高；而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子，在蛋白质中出现的频率相对小一些。

基础生物化学第十三章-蛋白质的分解与合成

（1）再合成氨基酸1
COO(CH2)2 C=O COO+NH3+
NAD(P)H+ H+ NAD(P)H+
COO(CH2)2 CH NH3 COO+
+H2O
谷氨酸脱氢酶
α-酮戊二酸
谷氨酸
（1）再合成氨基酸2
上述反应是多数有机体直接利用NH3 合成谷氨酸的主要途径，而且该反应在其它所有氨基酸合成中都有意义。因为谷氨酸的氨基可以转到任何一种α-酮酸上，从而形成各种相应的氨基酸。
2．转氨基作用2（谷丙转氨酶1）
谷丙转氨酶（GPT）是催化谷氨酸
与丙酮酸之间转氨作用的酶，以肝脏
中活力最大。当肝细胞损伤时，酶就
释放到血液内，于是血液内酶的活力
明显地增加，以此来推断肝功能的正
常与否，
2．转氨基作用2（谷丙转氨酶2）
COO(CH2)2 CH NH3+ COO-
CH3
C=O COO-
当体内不需要将α-酮酸再合成氨基酸，并且
体内的能量供给又极充足时，α-酮酸可以转变为糖及脂肪。
动物实验已证明，如用氨基酸饲养患人工糖
尿病的犬,大多数氨基酸可使尿中葡萄糖含量增加，少数几种可使葡萄糖及酮体的含量同时增加。而亮氨基酸只能使酮体的含量增加。
（3）转变成糖及脂肪2
生糖氨基酸:在体内可以转变成糖的氨基酸
糖、脂肪、氨基酸、与核酸代谢的联系（南大P475）
糖（糖原、葡萄糖）丝氨酸色、甘、丙、苏、半胱、丝、羟脯磷酸丙糖丙酮酸
CO2
磷酸甘油脂肪酸
脂肪
乙酰COA 柠檬酸
CO2
天门冬酰氨
天门冬氨酸苯丙、酪
草酰乙酸

生物化学蛋白质的生物合成

的作用
伴侣素的主要作用—— 为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。
伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
（二）蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。
第一步：活化反应氨基酸＋ATP+E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：转移反应
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
氨基酰-tRNA的表示方法
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer Met-tRNAMet 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
真核生物： Met-tRNAiMet
每增加一个氨基酸就按进位→成肽→转位这三步不断重复，直到肽链增长到必要的长度。
移位反应过程
核糖体循环的反应过程
进位
转肽移位
三、蛋白质多肽链合成的终止和释放
蛋白质多肽链合成的终止过程
• 核糖体沿mRNA链滑动，不断使多肽链延长，
直到终止信号进入A位。
识别：RF识别终止密码，进入核糖体的A位。水解：RF使转肽酶变为酯酶，多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多肽链释放。脱离：模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体脱离，
四、蛋白质合成所需的能量
原核生物
氨基酸活化：2个~P
起始：延长： 1个 2个 GTP GTP
ATP
终止：
1个
GTP
结论：每合成一个肽键至少消耗4个~P。
蛋白质生物合成的特点

十三蛋白质的生物合成

编辑ppt
转位（移位）
转位酶
5′→3′
5′
AUG
3′
AUG
EFG，GTP
A
OH 21
21
OH
AUG
转位
AUG
进位
3 12
AUG
N→C延
成肽
编辑2p1pt
3
3
21
成肽
四、肽链合成终止
• 需终止因子RF、RR和IF3参与。终止信号出现，释放因子（release factor,RF, RR）与其结合。RF有三种RF1，RF2，RF3
编辑ppt
密码子的特点
(1)连续性:两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入/删除碱基，可发生移码突变或框移
5′…. UACGGACAUCUG….3′ 酪甘组蛋
插入缺失
5′….UACCGGACAUCUG….3′ 酪精苏半胱
5′…. UACGACAUCUG….3′ 酪天异亮编辑ppt
编辑ppt
一、氨基酸的活化与转运
氨基酸活化→活化氨基酸的搬运→活化氨基酸与核蛋白体结合 1.参与活化转运的酶
氨基酰-tRNA合成酶:特异性强,催化特定的氨基酸与特异的tRNA结合，每种氨基酸有特异的合成酶催化，此种特异性保证了遗传信息准确翻译
编辑ppt
氨基酰tRNA的生成--- 氨基酸的活化
编辑ppt
密码子的特点
（四）摆动性：一种氨基酸可有多个密码子
反密码子与mRNA的第三个核苷酸配对时，不严格遵从碱基配对原则，可出现U-G,I-C,I-A,此种配对为不稳定配对，又称摇摆性。一般前两个碱基决定其专一性，第三位碱基可有变异
mRNA5′ ACG

生物化学第十三章蛋白质的生物合成及基因工程

四川省精品课程生物化学
仅涉及DNA分子中单个碱基的改变称点突变（point mutation）。涉及多个碱基的还有缺失、重复和插入。
突变体(mutant)：具有突变表型的细胞或个体。
四川省精品课程生物化学
突变类型
① 从突变的表型: 1）形态突变：突变影响生物的形态结构。
2）生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。
四川省精品课程生物化学
3. mRNA
DNA
mRNA
蛋白质
四川省精品课程生物化学
三.遗传密码
为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置的三个核苷酸单位称为密码子（Coden）或三联体密码。
四川省精品课程生物化学
(一)三联体密码的确立
1954年,物理学家伽莫夫首先对遗传密码进行探讨。(68年诺贝尔生理学医学奖 )
3.真核生物与原核生物的起始过程的不同点
(1) (2) 起始Met-tRNAMet不需甲酰化；起始因子不少于10种；
(3) 小亚基先与Met-tRNAMet结合，再与 mRNA结合； (4) ATP供能。
四川省精品课程生物化学
(二）肽链延长：
1.进位
特异的氨基酰-tRNA进入A位
AUG
p
A
四川省精品课程生物化学
四川省精品课程生物化学
（2）电离辐射：指受到X、α、β或γ射线的照射。
DNA吸收射线粒子后，分子发生电离，接着出现结构上的变化。另一方面，DNA周围介质受到辐射产生的自由基、过氧化物等，也可与DNA碱基或其他基团作用，导致结构改变，发生突变。
四川省精品课程生物化学
2.引起基因突变的化学因素

第十三章蛋白质生物合成翻译

•
个过程；每循环一次，肽链增加一个氨
•
基酸残基。
• 2.过程
•
进位
•
成肽
•
转位
a.进位：
氨基酰-tRNA进入A位。
需GTP，EF-Tu。图
• b.成肽：
• P位氨基(肽) 酰-tRNA的AA (肽) 、转给A位氨基
• 酰-tRNA并在A位生成肽链,空tRNA留P位。
• rpl发挥转肽酶活性. 图
• （2）方向性
5’ 3’ ; ORF
• （3）连续性密码子间连续阅读；不重叠、不间断
• （4）简并性一种氨基酸有多个密码子
• （5）摆动性密码子第三个碱基与反密码的第一
•
个碱基不严格的配对现象。
•
图
• （6）通用( 普遍)性
原核到人通用,人线粒体除外
二、核蛋白体
• 1．作用：是蛋白质的合成场所。
met-tRNAemet met-tRNAemet
四、蛋白因子（e.g 原核）
• 1.IF
• IF1 • IF2 • IF3 • 2.EF
促fmet-tRNA fmet与小亚基结合促mRNA与小亚基结合，大、小亚基分离
•
EFTS
•
EFTU
•
EFG
• 3.RF
促AA-tRNA进入A位 (转位酶活性)促核蛋白体沿mRNA移动
met
图 13-6 真核生物的翻译起始复合物生成
fMet-tRNA AA-tRNA
P
A
H
转
O C R1 HN C H
肽
R2
酶
H2
NCH
OC
OC
O
O

第十三蛋白质生物合成

➢发现具有密码子功能的最短链为三个核苷酸，并且含3 -OH和5 -磷酸基的三核苷酸最有效。
➢阅读方向为5 3 。
➢1966年已经完全查清了20种基本氨基酸所对应的61 个密码子。其中有一个密码子也作为肽链合成的起始密码子（AUG）, 另外还有三个终止密码子。
无细胞蛋白质合成系统（P509）
Nirenberg 等将大肠杆菌破碎，离心除去细胞碎片，上清液含有蛋白质合成的所需各种成分，其中包括DNA、mRNA、tRNA、核糖体、氨酰 tRNA合成酶以及蛋白质合成必需的各种因子。
➢用聚三核苷酸作模板，由于阅读框架的不同，可以指导产生三种不同的均聚多肽。
➢用聚四核苷酸作模板，合成共聚四肽。
Altered amino acid sequences Altered amino acid sequences
Genetic studies showed that genetic codons are successive triplets of nucleotides.
对于高等、低等生物都适用，只有一个例外：真核生物线粒体DNA。
一些原核生物中利用终止密码翻译氨基酸（UGA-Trp\硒代半胱氨酸）
（5）起始密码子（ iniation codon ）和终止密码子（ termination codon ）
All 64 genetic codes
Third letter of codon
遗传密码的特点
（1）密码子的方向性
密码子的阅读方向及它们在mRNA由起始信号到终止信号的排列方向均为5-3’，与mRNA链合成时延伸方向相同。
（2）密码子的简并性（ degenerate codon ）
64-3=61个代表20种氨基酸，仅甲硫氨酸、色氨酸只有一个密码子。一个氨基酸可以有几个不同的密码子，编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。这种现象称为密码子的简并性。

蛋白质的合成

起始因子 IF-1 原核生物 EIF-2 EIF-3 eIF-2 eIF-2B，eIF-3 IF-4A 真核生物 eIF--4B eIF-4E eIF-4G eIF-5 eIF-6 生物功能占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性促进起始tRNA与小亚基结合最先结合小亚基促进大小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA结合小亚基结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始AUG eIF-4F复合物成分，结合mRNA5＇帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB 促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基促进核蛋白体分离成大小亚基
e IF-4A
真核生物 eIF--4B eIF-4E eIF-4G eIF-5 eIF-6
（一）原核生物翻译起始复合物形成

1. 核蛋白体大小亚基分离； 2. mRNA在小亚基定位结合； 3. 起始氨基酰-tRNA的结合；

4. 核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
一个碱基突变
二、tRNA ：

在氨基酸tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可与相应的氨基酸结合，生成氨基酸tRNA，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。 tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体，可以识别mRNA上相应的密码，此三联体就称为反密码(anticoden)。反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原则，即 A—U，G—C配对。但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原则。如反密码第一个核苷酸为Ⅰ，则可与A、U或C配对，如为U，则可与 A或G配对，这种配对称为不稳定配对。(P187表）