12第十二章蛋白质合成定稿
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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。
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。
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。
简述蛋白质合成的过程
简述蛋白质合成的过程蛋白质是构成细胞的重要组成部分，也是细胞功能的基础。
蛋白质合成是生物体中一项重要的生化过程，通过合成蛋白质，维持细胞正常的生理功能。
蛋白质合成过程主要包括转录和翻译两个阶段。
1. 转录阶段转录是指将DNA上的基因信息转录成RNA的过程。
在转录过程中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶与DNA的一个特定区域结合，开始合成RNA。
这个特定区域称为启动子，它位于基因的上游区域。
RNA聚合酶沿着DNA模板链向下滑动，合成RNA链。
合成RNA 的过程中，RNA聚合酶会依据DNA的碱基序列信息合成对应的RNA碱基，形成RNA单链。
合成的RNA称为信使RNA （mRNA）。
2. 翻译阶段翻译是指将mRNA上的信息转化为蛋白质的过程。
翻译过程发生在细胞质内的核糖体中。
在翻译之前，mRNA先经过剪接修饰，将其内部的非编码区域（内含子）剪除，只保留编码区域（外显子）。
然后，mRNA与核糖体中的核糖体RNA（rRNA）和转移RNA （tRNA）相互作用。
翻译的第一步是启动，mRNA的5'端与小核糖体亚基结合，tRNA 与起始密码子结合在小核糖体亚基上的P位。
然后，大核糖体亚基和小核糖体亚基结合，形成功能完整的核糖体。
核糖体沿着mRNA 滑动，tRNA的反应中心与mRNA上的对应密码子结合。
tRNA携带的氨基酸与上一个tRNA携带的氨基酸进行肽键形成，合成蛋白质的链。
这个过程称为肽链延伸。
当核糖体滑动到终止密码子时，翻译停止，蛋白质合成结束。
总结起来，蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个阶段。
转录是将DNA上的基因信息转录成mRNA，翻译是将mRNA上的信息转化为蛋白质。
蛋白质合成是一项复杂而精细的生化过程，其中涉及到多种酶的参与和调控。
蛋白质合成的正常进行对于细胞的正常功能和生理过程具有重要意义。
2022年医学院生化课知识点汇总-12章 蛋白质的生物合成
第12章蛋白质的生物合成学习要求1．掌握参与蛋白质生物合成的体系；原核生物蛋白质生物合成的基本过程及重要概念。
2．熟悉真核生物蛋白质合成过程；蛋白质合成后的加工修饰；蛋白质合成所需的各种因子；信号肽的概念及组成特点。
3．了解抗生素对翻译的抑制；干扰蛋白质生物合成的生物活性物质。
基本知识点蛋白质的生物合成即翻译，是以20种编码氨基酸为原料，mRNA为模板，tRNA为运载工具，核糖体提供场所，酶、蛋白质因子、能源物质及无机离子参与的反应过程。
蛋白质生物合成分三个阶段，即氨基酸的活化、肽链形成和肽链形成后的加工和靶向输送。
氨基酸的活化是氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程，由氨基酰-tRNA 合成酶催化。
原核生物起始的氨基酰tRNA是fMet-tRNA fMet，真核生物是Met-tRNAi Met。
肽链的生物合成过程也称核糖体循环，分起始、延长和终止三个阶段。
原核生物蛋白质生物合成起始阶段由mRNA与核糖体小亚基先结合，之后fMet-tRNA fMet与核糖体小亚基结合，最后结合了mRNA、fMet-tRNA fMet的小亚基再与核糖体大亚基结合共同组装成翻译起始复合物，需要IF-1、2和3参与。
真核生物翻译起始与原核生物相似，区别在于核糖体小亚基先结合Met-tRNAi Met，再结合mRNA。
原核生物肽链延长过程经进位、成肽、转位三个步骤不断反复，使肽链从N端到C端不断延长。
当核糖体A位上出现终止密码时，原核生物由RF-1、2和3，真核生物由eRF识别并与之结合，肽链合成终止。
翻译后加工是使新生多肽链经加工后转变为具有天然构象的功能蛋白质。
翻译后修饰包括多肽链折叠、一级结构和空间结构的修饰等。
蛋白质的靶向输送使合成的蛋白质前体定向输送到相应细胞部位发挥作用。
在真核细胞胞液合成的分泌型蛋白、溶酶体蛋白、内质网蛋白、线粒体蛋白、质膜蛋白和细胞核蛋白等前体肽链中特有的信号序列引导蛋白通过不同机制而被靶向输送。
蛋白质合成PPT
原核细胞70S核糖体的A位、P位及 mRNA结合部位示意图
P 位（结
合或接受肽 基的部位）
A位（结合或
50S
接受AA- tRNA 的部位）
5
3
mRNA
30S
与mRNA结合部位
anticodon
一个 核糖体中占有2个tRNA和40bp长的mRNA
Codon 密码子
4、辅助性蛋白
在蛋白质的合成体系中，除了mRNA、 tRNA、rRNA和核糖体外，还需要一系 列辅助因子，这些因子都是蛋白质。
多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋 白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核 糖体上进行的。
两类核蛋白体: 结合型：位于粗面内质网，合成分泌蛋白（含信号肽）. 游离型：游离于胞质中,参与细胞固有蛋白的合成
核蛋白体
（1）组成：蛋白质＋r RNA 真核生物核蛋白体（40S+60S=80S） 原核生物核蛋白体（30S+50S=70S） （ 2）功能区 mRNA结合部位：位于小亚基，序列特异识别 受位（A位）：位于大、小亚基结合处，结合AAtRNA； 给位（P位）：主要位于大亚基，结合肽酰tRNA和起始Met-tRNA，肽基转移部位； 转肽酶中心、GTP：位于大亚基，形成肽键的部 位。
34 protein
5S rRNA 50 S 大 亚 基
有一段能与tRNA Met序列 互补的片段
23S rRNA
23S rRNA靠近5‘端有一段12个核苷酸的序列与 5S rRNA上的序列互补。
核蛋白体（原核生物）
34种蛋白质 21种蛋白质 50
多肽链
30
核蛋白体（原核生物）
多核糖体：一个mRNA分子与一定数目的 单个核糖体结合形成念珠状，每个核糖体 可以独立完成一条肽链合成。
4.1基因指导蛋白质的合成(定稿)
问题探讨:利用已灭绝的恐龙的DNA，
真的可以使恐龙复活吗？
RNA 的化学组成和结构 DNA与RNA 的主要区别 比较项目 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 RNA 核糖核苷酸 核糖 A U C G 多为单链结构 DNA 脱氧核苷酸
脱氧核糖
A T C G 双练：
1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列。
2.写出b链对应的a链的碱基序列。 3.比较mRNA和b链，mRNA和a链的差异。
DNA双链 a链 G C T T G G A G T G C G 片段 b链 C G A A C C T C A C G C 信使RNA G C U U G G A G U G C G
课堂巩固
1.由DNA蕴藏的遗传信息所支配合成的 RNA完全水解后，得到的化学物质是 （C） A.氨基酸 葡萄糖 碱基 B.氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C.核糖 碱基 磷酸 D.脱氧核糖 碱基 磷酸
该图中有 8 种核苷酸，有 2 核酸 ,有 5 种碱基，该过程是在 细胞核中进行的。
三种RNA示意图
信使RNA(mRNA)： 遗传信息传递的媒介。 转运RNA(tRNA)： 转运氨基酸的工具。
核糖体RNA(rRNA)： 与蛋白质构成核糖体。
DNA复制和转录的对比
对比项目 转录 细胞核 复制 细胞核 两条母链 脱氧核苷酸 DNA分子 碱基互补配对
A-T T-A C-G G-C
场所
模板 原料 产物 遵循原则
一条母链 核糖核苷酸
RNA 碱基互补配对 A-U T-A C-G G-C
2.DNA和RNA的区别是（ D） A.五碳糖不同 B.碱基种类不同 C.空间结构不同 D.以上都是 3.有3个核酸，经分析共有5种碱基， 8种核苷酸，4条核苷酸链，则他们 是（ A ） A.一个DNA和两个RNA B.两个DNA和一个 RNA C.三个DNA D.三个RNA
真的可以使恐龙复活吗？
RNA 的化学组成和结构 DNA与RNA 的主要区别 比较项目 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 RNA 核糖核苷酸 核糖 A U C G 多为单链结构 DNA 脱氧核苷酸
脱氧核糖
A T C G 双练：
1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列。
2.写出b链对应的a链的碱基序列。 3.比较mRNA和b链，mRNA和a链的差异。
DNA双链 a链 G C T T G G A G T G C G 片段 b链 C G A A C C T C A C G C 信使RNA G C U U G G A G U G C G
课堂巩固
1.由DNA蕴藏的遗传信息所支配合成的 RNA完全水解后，得到的化学物质是 （C） A.氨基酸 葡萄糖 碱基 B.氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C.核糖 碱基 磷酸 D.脱氧核糖 碱基 磷酸
该图中有 8 种核苷酸，有 2 核酸 ,有 5 种碱基，该过程是在 细胞核中进行的。
三种RNA示意图
信使RNA(mRNA)： 遗传信息传递的媒介。 转运RNA(tRNA)： 转运氨基酸的工具。
核糖体RNA(rRNA)： 与蛋白质构成核糖体。
DNA复制和转录的对比
对比项目 转录 细胞核 复制 细胞核 两条母链 脱氧核苷酸 DNA分子 碱基互补配对
A-T T-A C-G G-C
场所
模板 原料 产物 遵循原则
一条母链 核糖核苷酸
RNA 碱基互补配对 A-U T-A C-G G-C
2.DNA和RNA的区别是（ D） A.五碳糖不同 B.碱基种类不同 C.空间结构不同 D.以上都是 3.有3个核酸，经分析共有5种碱基， 8种核苷酸，4条核苷酸链，则他们 是（ A ） A.一个DNA和两个RNA B.两个DNA和一个 RNA C.三个DNA D.三个RNA
蛋白质合成通用课件
在蛋白质合成中，生物信息学可以用 于预测和解析蛋白质的结构和功能， 为蛋白质工程和药物设计提供理论支 持和实践指导。
06
展望与未来研究方向
蛋白质合成研究的前沿问题
蛋白质合成机制的深入探索
随着分子生物学和生物化学技术的不断发展，蛋白质合成的机制研究将更加深入，有望揭 示更多细节和未知环节。
蛋白质合成调控的研究
药物设计与开发
蛋白质合成在药物设计与开发中发挥着重要作用，通过蛋白 质工程技术可以设计和开发具有特定功能和活性的药物。
例如，利用蛋白质工程技术可以设计和开发抗体药物、细胞 因子药物、生长因子药物等，这些药物在肿瘤、免疫、代谢 等疾病的治疗中有广泛应用。
生物信息学在蛋白质合成中的应用
生物信息学通过计算机科学和信息管 理的理论方法研究生物信息的发生、 存储、传递、处理和利用规律。
要点二
详细描述
肿瘤细胞中蛋白质合成异常可导致细胞增殖失控、凋亡受 阻等，促进肿瘤的发生发展。例如，某些致癌基因可通过 影响蛋白质合成来促进肿瘤细胞增殖。 Nhomakorabea05
蛋白质合成的应用
蛋白质工程
01
蛋白质工程是通过基因工程技术 对蛋白质的氨基酸序列和结构进 行改造，以实现特定功能或性质 的蛋白质。
02
蛋白质工程在医药、农业、工业 等领域有广泛应用，如开发新型 药物、改良农作物、优化工业酶 等。
核糖体是细胞内蛋白质合成的最主要场所，主要 负责合成胞质内的蛋白质。这些蛋白质包括酶、 结构蛋白和信号蛋白等。
高尔基体也是细胞内重要的蛋白质合成场所之一 ，主要负责加工和转运分泌蛋白。分泌蛋白会通 过高尔基体的转运和加工，最终分泌到细胞外发 挥作用。
02
蛋白质合成的过程
氨基酸的活化
06
展望与未来研究方向
蛋白质合成研究的前沿问题
蛋白质合成机制的深入探索
随着分子生物学和生物化学技术的不断发展，蛋白质合成的机制研究将更加深入，有望揭 示更多细节和未知环节。
蛋白质合成调控的研究
药物设计与开发
蛋白质合成在药物设计与开发中发挥着重要作用，通过蛋白 质工程技术可以设计和开发具有特定功能和活性的药物。
例如，利用蛋白质工程技术可以设计和开发抗体药物、细胞 因子药物、生长因子药物等，这些药物在肿瘤、免疫、代谢 等疾病的治疗中有广泛应用。
生物信息学在蛋白质合成中的应用
生物信息学通过计算机科学和信息管 理的理论方法研究生物信息的发生、 存储、传递、处理和利用规律。
要点二
详细描述
肿瘤细胞中蛋白质合成异常可导致细胞增殖失控、凋亡受 阻等，促进肿瘤的发生发展。例如，某些致癌基因可通过 影响蛋白质合成来促进肿瘤细胞增殖。 Nhomakorabea05
蛋白质合成的应用
蛋白质工程
01
蛋白质工程是通过基因工程技术 对蛋白质的氨基酸序列和结构进 行改造，以实现特定功能或性质 的蛋白质。
02
蛋白质工程在医药、农业、工业 等领域有广泛应用，如开发新型 药物、改良农作物、优化工业酶 等。
核糖体是细胞内蛋白质合成的最主要场所，主要 负责合成胞质内的蛋白质。这些蛋白质包括酶、 结构蛋白和信号蛋白等。
高尔基体也是细胞内重要的蛋白质合成场所之一 ，主要负责加工和转运分泌蛋白。分泌蛋白会通 过高尔基体的转运和加工，最终分泌到细胞外发 挥作用。
02
蛋白质合成的过程
氨基酸的活化
第12章 蛋白质生物合成
转位酶 (translocase), 催化核蛋白体向mRNA 3-端移 动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
31
（二）蛋白质因子
起始因子（initiation factor，IF） 延长因子（elongation factor，EF） 释放因子（release factor，RF）
（三）能源物质及离子
蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP; 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、
K+ 等。
35
第二节 氨基酸的活化
Activation of Amino Acids
氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的 过程称为氨基酸的活化。
参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。
46
fMet-tRNAfMet的生成是一碳单位转移和利 用的过程之一，反应由转甲酰基酶催化，甲酰 基从N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的α-氨基 上。
47
第三节 肽链的生物合成过程
The Biosynthesis Process of Peptide Chain
肽链的生物合成过程是翻译的中心环节。翻译 时 ， 从 mRNA 的 起 始 密 码 子 AUG 开 始 ， 按 5 →3 方向逐一读码，直至终止密码子。于是， 合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从N-端 →C-端延长，直至终止密码子前一位密码子 所编码的氨基酸。
读码方向
5′
3′
N
C
肽链延伸方向
13
2. 连续性 (commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密
码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间 既无间隔也无交叉。
5’…….A U G G C A G U A C A U …… U A A 3’
31
（二）蛋白质因子
起始因子（initiation factor，IF） 延长因子（elongation factor，EF） 释放因子（release factor，RF）
（三）能源物质及离子
蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP; 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、
K+ 等。
35
第二节 氨基酸的活化
Activation of Amino Acids
氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的 过程称为氨基酸的活化。
参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。
46
fMet-tRNAfMet的生成是一碳单位转移和利 用的过程之一，反应由转甲酰基酶催化，甲酰 基从N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的α-氨基 上。
47
第三节 肽链的生物合成过程
The Biosynthesis Process of Peptide Chain
肽链的生物合成过程是翻译的中心环节。翻译 时 ， 从 mRNA 的 起 始 密 码 子 AUG 开 始 ， 按 5 →3 方向逐一读码，直至终止密码子。于是， 合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从N-端 →C-端延长，直至终止密码子前一位密码子 所编码的氨基酸。
读码方向
5′
3′
N
C
肽链延伸方向
13
2. 连续性 (commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密
码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间 既无间隔也无交叉。
5’…….A U G G C A G U A C A U …… U A A 3’
第十二章蛋白质合成定稿
IF
eIF
大小亚基分离 mRNA进入小亚基
起始tRNA进入P位 大亚基结合
IF3 (IF1)
eIF3
NA-NA NA-蛋白质 辨认结合
eIF3, eIF1 eIF4A eIF4B CBP1 eIF4E(CBP2)
IF2 GTP (IF1) eIF2 eIF3 eIF4c co-eIF2-GTP
各种IF脱落,GTP水解 eIF5 eIF4D
氨基酰-tRNA合成酶促反应
氨基酰-tRNA合成酶
具有高度特异性，既能识别氨基酸， 也能识别相应的tRNA。
氨基酰-tRNA表示方法
ala-tRNAala ; arg-tRNAarg
tRNAimet ______ 起始者tRNA
fmet-tRNAf met ____ N-甲酰蛋氨酸
tRNAe met_____ 携带延长链上蛋氨酸的tRNA
接受氨基酸
一个mRNA分子上可有多个核蛋白体(多聚核蛋白体)。
2019/8/3
11
核蛋白体（ribosome）
tRNA在蛋白质合成中的作用
搬运氨基酸到合成场所
遗传密码与反密码的摆动配对 配对方式
mRNA 5ˊ
3ˊ
12 3
32 1
tRNA 3ˊ
5ˊ
2019/8/3
13
tRNA与mRNA配对
摆动配对规律
RF-1:能辨认UAA，UAG RF-2:能辨认UAA，UGA RF-3:为酯酶的激活剂,水解酯键
RR的作用:将mRNA从核蛋白体上释放出来
终止过程
1. 核蛋白体A位出现终止密码, RF-1 和 RF2 去 识别,并结合在A位
2. RF-3使转肽酶变构,激活转肽酶,水解P位肽链 与tRNA的3ˊ-OH形成的酯键,释放肽链
蛋白质的合成过程ppt课件
精品课件
10
亮氨酸
天门冬 酰氨
A AU CU A U U A G AU AUC
tRNA
精品课件
将氨基酸转运到
mRNA上的
相应位
11
亮氨酸
缩合
天门冬 酰氨
A AU CU A U U A G AU AUC
两个氨基酸分子缩合
精品课件
12
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
U U A G AU AUC
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
精品课件
16
蛋白质合成结构图
精品课件
17
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱
基
精品课件
3
亮氨酸
天门冬 酰胺
氨基酸
转运 RNA （tRNA)
异亮氨酸
A AU
CUA
精品课件
UAG
4
tRNA的一端运载着氨基酸
亮氨酸
天门 冬酰氨
异亮氨酸
A AU CU A UAG
精品课件
5
亮氨酸
天门 冬氨酸
异亮氨酸
A AU CU A UAG
反密码子
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与
精品课件
13
mRNA上的 密码子配对.
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU AUAG U U A G AU AUC
蛋白质的合成PPT课件
二、 真核生物mRNA的结构 （1） 真核生物mRNA5’端均具有m7GpppN帽子结构，无SD序列。 帽子结构具有增强翻译效率的作用。若起始AUG与帽子结构间的距离太近（小于12个
核苷酸），就不能有效利用这个AUG，会从下游适当的AUG起始翻译。当距离在1780个核苷酸之间时，离体翻译效率与距离成正比。
问题：简并性的生物学意义？
A、可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果
试想，如果每种氨基酸只有一个密码子，那么剩下的44个密码子都了终止子，如果一旦 哪个氨基酸的密码子发生了单碱基的点突变，那么极有可能造成肽链合成的过早终止。 如GUU编码Ala，由于简并性的存在，不论第三位的U变成什么，都仍然编码Ala
目前只发现线粒体和叶绿体内有列外情况，这也是 如火如荼的转基因的前提。但要注意的是不同生物 往往偏爱某一种密码子。
第14页/共115页
第三节
核糖体
核糖体又称核蛋白体，它是蛋白质合成的场所：标记各种a.a，注入大鼠体内，在不同 时间取出肝脏，匀浆，离心分离各种亚细胞器，分析放射性蛋白的分布，证实蛋白质 的合成是在核糖体上进行的。对于真核细胞来说，核糖体按其在细胞质中的位置分为 游离核糖体（合成细胞质蛋白）和内质网核糖体（合成分泌蛋白和细胞器蛋白）。
第22页/共115页
一、
氨酰tRNA合成酶：氨基酸的活化和氨酰
tRNA的合成
基酸的活化和氨酰tRNA的合成是蛋白质生物合成的 第一步，由氨酰tRNA合成酶催化。氨酰tRNA合 成酶既能识别氨基酸，又能识别tRNA。
(一)、
活化
在Mg2+的存在下，氨酰tRNA合成酶首先识别并结
合专一的配体氨基酸，然后氨基酸的羧基与细胞环
此规律的AUG，则无起始功能。 有关mRNA发现及其证实的细节看书P391.
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U C A G
U C A G
遗传密码的特点
4 3 = 64个
方向性(direction ):
连续性(commaless):3个一组连续读
插入和缺少可框移
简并性(degeneracy):第三位碱基改变
可不影响氨基酸排列顺序
摆动性(wobble):
通用性(universal):高、低等生物通用
2020/6/15
mRNA做直接模板，DNA为间接模板
mRNA从5ˊ端AUG开始每三个碱基是 一个遗传密码(genetic codon)，代表一种氨 基酸。
2020/6/15
6
第1个 核苷酸 （5’）
U
C
A
G
U
UUU 苯丙氨酸 UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸 UUG 亮氨酸
CUU 亮氨酸 CUC 亮氨酸 CUA 亮氨酸 CUG 亮氨酸
2020/6/15
39
起始阶段 延长阶段 终止阶段
2020/6/15
32
一、起始阶段___ 形成起始复合物
mRNA - 核蛋白体 - 蛋氨酰-tRNA
mRNA- 核蛋白体 – 甲酰蛋氨酰-tRNA
原核与真核需要的起始因子不同,但步骤相似.
起始因子(initiation factors, IF)
原核生物: 有三种, IF1 IF2 IF3
mRNA，N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet mRNA上的起始密码子（AUG） 30S核糖体亚基，50S核糖体亚基 起始因子(IF-2、IF-2、IF-3)、GTP、Mg2+
延长
具有功能的70核糖体（起始复合物）
密码子特异的氨基酰-tRNA
延长因子(EF-Tu、EF-Ts、EF-G)、GTP、Mg2+
2020/6/15
10
第1个
核苷酸
（5’）
U
UUU 苯丙氨酸
U
UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸
UUG 亮氨酸
CUU 亮氨酸
C
CUC 亮氨酸 CUA 亮氨酸
CUG 亮氨酸
AUU 异亮氨酸
A
AUC 异亮氨酸 AUA 异亮氨酸
AUG 甲硫氨酸
GUU
G
GUC 2020/G6/U1A5
GUG
缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸
GCU 丙氨酸 GCC 丙氨酸 GCA 丙氨酸 GCG 丙氨酸
A
UAU 酪氨酸 UAC 酪氨酸 UAA 终止密码 UAG 终止密码
CAU 组氨酸 CAC 组氨酸 CAA 谷氨酰胺 CAG 谷氨酰胺
AAU 天冬酰胺 AAC 天冬酰胺
AAA 赖氨酸 AAG 赖氨酸
GAU 天冬氨酸 GAC 天冬氨酸
GAA 谷氨酸 GAG 谷氨酸
终止与释放 折叠和翻译后的加工
mRNA上的终止密码 释放因子（RF-1、RF-2、RF-3）
特异酶、辅助因子、除去起始残基和信号肽所需的化 合物，水解、末端残基修饰、磷酸、甲基、羧基、 碳水化合物或辅基结合到蛋白质上
第二节 蛋白质生物合成过程 Process of Protein Synthesis
搬运氨基酸到合成场所
遗传密码与反密码的摆动配对 配对方式
mRNA 5ˊ
3ˊ
12 3
32 1
tRNA 3ˊ
5ˊ
2020/6/15
17
tRNA与mRNA配对
2020/6/15
18
摆动配对规律
tRNA
I
U
C
mRNA A G U A G C G U
2020/6/15
19
氨基酸的活化
AA + tRNA 氨基酰-tRNA合成酶 AA-tRNA
氨基酰-tRNA表示方法
ala-tRNAala ; arg-tRNAarg
tRNAimet ______ 起始者tRNA
fmet-tRNAf met ____ N-甲酰蛋氨酸
tRNAe met_____ 携带延长链上蛋氨酸的tRNA
2020/6/15
22
3. rRNA在蛋白质合成中的作用
参与组成核蛋白体，提供合成场所.
AGU 丝氨酸 AGC 丝氨酸 AGA 精氨酸 AGG 精氨酸
GGU 甘氨酸 GGC 甘氨酸 GGA 甘氨酸 GGG 甘氨酸
第3个 核苷酸 （3’）
U C A G
U C A G
U C A G
U C 11 A G
（3）摆动性：
在翻译过程中氨基酸能否正确的加入，需要 依靠mRNA上的密码 和tRNA上的反密码相互配对 辨认，但是在实际翻译中也会出现理论上mRNA 与tRNA不配对，但是实际二者仍能配对的现象， 翻译仍能继续进行，这种现象称为遗传密码子的 摆动性。出现的部位是mRNA密码子上的第三位 碱基，tRNA上的第一 位碱基。
第12章 翻译
Protein Biosynthesis
2020/6/15
1
蛋白质的生物合成 = 翻译 protein biosynthesis translation
以mRNA为直接 模板合成蛋白质的 过程。
将mRNA分子中 核糖核酸信息转变成 氨基酸信息的过程。
2020/6/15
2
第一节
蛋白质生物合成需要的物质 Material Required for Protein
、fmet-tRNA- mRNA-IF2-GTP 复合体形成 需结要合I,推F2动先m与RGNTAP前结移合,→tRfNmAet达-tRP位NA再与其
、大亚基结合形成起始复合物
mRNA-fmet-tRNA-核蛋白体
2020/6/15
36
30S 50S
IF3 IF1
30S
A UG
2020/6/15
50S
G
UGU 半胱氨酸 UGC 半胱氨酸 UGA 终止密码 UGG 色氨酸
CGU 精氨酸 CGC 精氨酸 CGA 精氨酸 CGG 精氨酸
AGU 丝氨酸 AGC 丝氨酸 AGA 精氨酸 AGG 精氨酸
GGU 甘氨酸 GGC 甘氨酸 GGA 甘氨酸 GGG 甘氨酸
第3个 核苷酸 （3’）
U C A G
U C A G
30S
50S
30S
A UG
mRNA
30S
PA
AUG
IF2
GTP
50S
37
真核生物起始特点
核蛋白体差异: 80S (40S +60S)
起始tRNA为met-tRNA
没有PBS序列,有帽子结构和多聚A尾巴
起始顺序不同: 先形成eIF2-tRNA-GTP, 再 由 eIF3 和eIF4C 协助结合到小亚基上,然后 才由mRNA的AUG辨认met-tRNA的反密
ATP AMP + PPi
氨基酸＋ATP＋酶 →氨基酰-AMP-酶＋PPi
氨基酰-AMPபைடு நூலகம்酶 + tRNA→氨基酰-tRNA＋AMP ＋酶
氨基酸羧基被活化！
2020/6/15
20
氨基酰-tRNA合成酶促反应
2020/6/15
21
氨基酰-tRNA合成酶
具有高度特异性，既能识别氨基酸， 也能识别相应的tRNA。
真核生物:共发现10+种 eIF
2020/6/15
33
核酸-核酸和核酸-蛋白质辨认
核酸-核酸辨认:mRNA核蛋白体结合位点(RBS) 与核蛋白体小亚基16S rRNA的碱基互补。
RBS(ribosomal binding site)= S-D序列 位于起始密码AUG上游约8~13个核苷酸 处,以…AGGA…为核心的富含嘌呤的4~6 个核苷酸序列,
（1）氨基酰－tRNA合成酶 （2）转肽酶 （3）转位酶
氨基酰－tRNA合成酶 （aminoacyl-tRNA synthetase）
在ATP供能的情况下催化氨基酸活 化成氨基酰－tRNA。
转肽酶
催化两个氨基酸之间形成肽键， 存在于核蛋白体大亚基上，是组成 核糖体的蛋白质成分之一。
转位酶（translocase）
peptidyl site, donor site 结合肽酰tRNA的位置
A位= 受位= 氨基酰位 aminoacyl site，acceptor site
结合氨基酰tRNA的位置
一个mRNA分子上可有多个核蛋白体(多聚核蛋白体)。
2020/6/15
24
核蛋白体（ribosome）
4. 参加蛋白质生物合成的酶体系
遗传密码表
第2个核苷酸
C
UCU 丝氨酸 UCC 丝氨酸 UCA 丝氨酸 UCG 丝氨酸
CCU 脯氨酸 CCC 脯氨酸 CCA 脯氨酸 CCG 脯氨酸
ACU 苏氨酸 ACC 苏氨酸 ACA 苏氨酸 ACG 苏氨酸
GCU 丙氨酸 GCC 丙氨酸 GCA 丙氨酸 GCG 丙氨酸
A
UAU 酪氨酸 UAC 酪氨酸 UAA 终止密码 UAG 终止密码
小 亚 基 基大 亚
2020/6/15
原核生物 16S rRNA
21种 23S rRNA 5S rRNA
34 种
真核生物
18S rRNA 33种
28S rRNA 5.8S rRNA
5S rRNA 49种 23
核蛋白体(ribosomal)
由大、小亚基组成,大亚 基有转肽酶活性.
PA
P位= 肽位= 给位
起始密码：AUG 终止密码：UAA、UAG、UGA
2020/6/15
15
起始密码
AUG(开放读码框架 open reading frame) 在mRNA的5`端为起始密码，在中间代表蛋氨 酸。
终止密码(stop codon) UAA UAG UGA 位于mRNA3`端，是肽链合成终止信号
U C A G
遗传密码的特点
4 3 = 64个
方向性(direction ):
连续性(commaless):3个一组连续读
插入和缺少可框移
简并性(degeneracy):第三位碱基改变
可不影响氨基酸排列顺序
摆动性(wobble):
通用性(universal):高、低等生物通用
2020/6/15
mRNA做直接模板，DNA为间接模板
mRNA从5ˊ端AUG开始每三个碱基是 一个遗传密码(genetic codon)，代表一种氨 基酸。
2020/6/15
6
第1个 核苷酸 （5’）
U
C
A
G
U
UUU 苯丙氨酸 UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸 UUG 亮氨酸
CUU 亮氨酸 CUC 亮氨酸 CUA 亮氨酸 CUG 亮氨酸
2020/6/15
39
起始阶段 延长阶段 终止阶段
2020/6/15
32
一、起始阶段___ 形成起始复合物
mRNA - 核蛋白体 - 蛋氨酰-tRNA
mRNA- 核蛋白体 – 甲酰蛋氨酰-tRNA
原核与真核需要的起始因子不同,但步骤相似.
起始因子(initiation factors, IF)
原核生物: 有三种, IF1 IF2 IF3
mRNA，N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet mRNA上的起始密码子（AUG） 30S核糖体亚基，50S核糖体亚基 起始因子(IF-2、IF-2、IF-3)、GTP、Mg2+
延长
具有功能的70核糖体（起始复合物）
密码子特异的氨基酰-tRNA
延长因子(EF-Tu、EF-Ts、EF-G)、GTP、Mg2+
2020/6/15
10
第1个
核苷酸
（5’）
U
UUU 苯丙氨酸
U
UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸
UUG 亮氨酸
CUU 亮氨酸
C
CUC 亮氨酸 CUA 亮氨酸
CUG 亮氨酸
AUU 异亮氨酸
A
AUC 异亮氨酸 AUA 异亮氨酸
AUG 甲硫氨酸
GUU
G
GUC 2020/G6/U1A5
GUG
缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸
GCU 丙氨酸 GCC 丙氨酸 GCA 丙氨酸 GCG 丙氨酸
A
UAU 酪氨酸 UAC 酪氨酸 UAA 终止密码 UAG 终止密码
CAU 组氨酸 CAC 组氨酸 CAA 谷氨酰胺 CAG 谷氨酰胺
AAU 天冬酰胺 AAC 天冬酰胺
AAA 赖氨酸 AAG 赖氨酸
GAU 天冬氨酸 GAC 天冬氨酸
GAA 谷氨酸 GAG 谷氨酸
终止与释放 折叠和翻译后的加工
mRNA上的终止密码 释放因子（RF-1、RF-2、RF-3）
特异酶、辅助因子、除去起始残基和信号肽所需的化 合物，水解、末端残基修饰、磷酸、甲基、羧基、 碳水化合物或辅基结合到蛋白质上
第二节 蛋白质生物合成过程 Process of Protein Synthesis
搬运氨基酸到合成场所
遗传密码与反密码的摆动配对 配对方式
mRNA 5ˊ
3ˊ
12 3
32 1
tRNA 3ˊ
5ˊ
2020/6/15
17
tRNA与mRNA配对
2020/6/15
18
摆动配对规律
tRNA
I
U
C
mRNA A G U A G C G U
2020/6/15
19
氨基酸的活化
AA + tRNA 氨基酰-tRNA合成酶 AA-tRNA
氨基酰-tRNA表示方法
ala-tRNAala ; arg-tRNAarg
tRNAimet ______ 起始者tRNA
fmet-tRNAf met ____ N-甲酰蛋氨酸
tRNAe met_____ 携带延长链上蛋氨酸的tRNA
2020/6/15
22
3. rRNA在蛋白质合成中的作用
参与组成核蛋白体，提供合成场所.
AGU 丝氨酸 AGC 丝氨酸 AGA 精氨酸 AGG 精氨酸
GGU 甘氨酸 GGC 甘氨酸 GGA 甘氨酸 GGG 甘氨酸
第3个 核苷酸 （3’）
U C A G
U C A G
U C A G
U C 11 A G
（3）摆动性：
在翻译过程中氨基酸能否正确的加入，需要 依靠mRNA上的密码 和tRNA上的反密码相互配对 辨认，但是在实际翻译中也会出现理论上mRNA 与tRNA不配对，但是实际二者仍能配对的现象， 翻译仍能继续进行，这种现象称为遗传密码子的 摆动性。出现的部位是mRNA密码子上的第三位 碱基，tRNA上的第一 位碱基。
第12章 翻译
Protein Biosynthesis
2020/6/15
1
蛋白质的生物合成 = 翻译 protein biosynthesis translation
以mRNA为直接 模板合成蛋白质的 过程。
将mRNA分子中 核糖核酸信息转变成 氨基酸信息的过程。
2020/6/15
2
第一节
蛋白质生物合成需要的物质 Material Required for Protein
、fmet-tRNA- mRNA-IF2-GTP 复合体形成 需结要合I,推F2动先m与RGNTAP前结移合,→tRfNmAet达-tRP位NA再与其
、大亚基结合形成起始复合物
mRNA-fmet-tRNA-核蛋白体
2020/6/15
36
30S 50S
IF3 IF1
30S
A UG
2020/6/15
50S
G
UGU 半胱氨酸 UGC 半胱氨酸 UGA 终止密码 UGG 色氨酸
CGU 精氨酸 CGC 精氨酸 CGA 精氨酸 CGG 精氨酸
AGU 丝氨酸 AGC 丝氨酸 AGA 精氨酸 AGG 精氨酸
GGU 甘氨酸 GGC 甘氨酸 GGA 甘氨酸 GGG 甘氨酸
第3个 核苷酸 （3’）
U C A G
U C A G
30S
50S
30S
A UG
mRNA
30S
PA
AUG
IF2
GTP
50S
37
真核生物起始特点
核蛋白体差异: 80S (40S +60S)
起始tRNA为met-tRNA
没有PBS序列,有帽子结构和多聚A尾巴
起始顺序不同: 先形成eIF2-tRNA-GTP, 再 由 eIF3 和eIF4C 协助结合到小亚基上,然后 才由mRNA的AUG辨认met-tRNA的反密
ATP AMP + PPi
氨基酸＋ATP＋酶 →氨基酰-AMP-酶＋PPi
氨基酰-AMPபைடு நூலகம்酶 + tRNA→氨基酰-tRNA＋AMP ＋酶
氨基酸羧基被活化！
2020/6/15
20
氨基酰-tRNA合成酶促反应
2020/6/15
21
氨基酰-tRNA合成酶
具有高度特异性，既能识别氨基酸， 也能识别相应的tRNA。
真核生物:共发现10+种 eIF
2020/6/15
33
核酸-核酸和核酸-蛋白质辨认
核酸-核酸辨认:mRNA核蛋白体结合位点(RBS) 与核蛋白体小亚基16S rRNA的碱基互补。
RBS(ribosomal binding site)= S-D序列 位于起始密码AUG上游约8~13个核苷酸 处,以…AGGA…为核心的富含嘌呤的4~6 个核苷酸序列,
（1）氨基酰－tRNA合成酶 （2）转肽酶 （3）转位酶
氨基酰－tRNA合成酶 （aminoacyl-tRNA synthetase）
在ATP供能的情况下催化氨基酸活 化成氨基酰－tRNA。
转肽酶
催化两个氨基酸之间形成肽键， 存在于核蛋白体大亚基上，是组成 核糖体的蛋白质成分之一。
转位酶（translocase）
peptidyl site, donor site 结合肽酰tRNA的位置
A位= 受位= 氨基酰位 aminoacyl site，acceptor site
结合氨基酰tRNA的位置
一个mRNA分子上可有多个核蛋白体(多聚核蛋白体)。
2020/6/15
24
核蛋白体（ribosome）
4. 参加蛋白质生物合成的酶体系
遗传密码表
第2个核苷酸
C
UCU 丝氨酸 UCC 丝氨酸 UCA 丝氨酸 UCG 丝氨酸
CCU 脯氨酸 CCC 脯氨酸 CCA 脯氨酸 CCG 脯氨酸
ACU 苏氨酸 ACC 苏氨酸 ACA 苏氨酸 ACG 苏氨酸
GCU 丙氨酸 GCC 丙氨酸 GCA 丙氨酸 GCG 丙氨酸
A
UAU 酪氨酸 UAC 酪氨酸 UAA 终止密码 UAG 终止密码
小 亚 基 基大 亚
2020/6/15
原核生物 16S rRNA
21种 23S rRNA 5S rRNA
34 种
真核生物
18S rRNA 33种
28S rRNA 5.8S rRNA
5S rRNA 49种 23
核蛋白体(ribosomal)
由大、小亚基组成,大亚 基有转肽酶活性.
PA
P位= 肽位= 给位
起始密码：AUG 终止密码：UAA、UAG、UGA
2020/6/15
15
起始密码
AUG(开放读码框架 open reading frame) 在mRNA的5`端为起始密码，在中间代表蛋氨 酸。
终止密码(stop codon) UAA UAG UGA 位于mRNA3`端，是肽链合成终止信号