生物化学第十三章 蛋白质生物合成
新版生物化学合工大蛋白质的生物合成
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三、遗传密码子
1.密码子 为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性
位置三个核苷酸单位称为密码子（Coden）或三 联体密码。
密码子发觉
统计学方法 人工合成仅由一个核苷酸组成多聚核苷酸，推测由哪一个
氨基酸合成多肽 核糖体结合试验 1965年，Nirenberg用poly u加入C14
肽链终止因子（EF1α EF1βγ ）及释放因子（RF）
线粒体、叶绿体内蛋白质合成同于原核细胞
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蛋白质合成过程小结
肽链合成方向N C（同位素证实） 以mRNA5’-3’方向阅读遗传密码 该合成过程是一个耗能过程
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原核生 物核糖 体组成
真核生 物核糖 体组成
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2. tRNA
结合氨基酸：一个氨基酸 有几个tRNA携带，结合 需要ATP供能,氨基酸结 合在tRNA3‘-CCA位置。
反密码子：每种tRNA反密 码子，决定了所带氨基 酸能准确在mRNA上对 号入座 。
e.亚胺环己酮（放线菌酮）
只抑制真核60S亚基肽酰转移酶活性
干扰素对病毒蛋白合成抑制
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岛素) 6. 高级结构形成 在分子伴侣帮助下形成正确结构 7.锚定（定位）
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七、蛋白质生物合成调整
1. 转录水平调整
大学生物化学课件蛋白质的生物合成
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白（heat shock protein, HSP )：
属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site （P Site）
E位
Aminoacyl site （A Site）
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子： • （1）起始因子 • 原核生物 IF； 真核生物 eIF • （2）延长因子 • 原核生物 EF； 真核生物 eEF • （3）释放因子 • 原核生物 RF； 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始，按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段：
起始(initiation）
延长（elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始（Initiation）
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间： 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠
即开始，折叠在肽链合成中、合成后完成。
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完 成，而需要其他酶、蛋白质辅助 ：
•
分子伴侣
•
蛋白二硫键异构酶
•
肽-脯氨酰顺反异构酶
1．分子伴侣*（molecular chaperon）
需要：
转位酶（原核生物中是EFG，真核生物中是eEF-2）， GTP 结果：
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。
动物生物化学课件：蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成
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 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
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的 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tRNA 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
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
蛋白质合成过程
蛋白质合成过程蛋白质是构成生物体的重要组成部分，参与了生物体内的各种生命活动。
蛋白质的合成是一个复杂而精密的过程，需要经过多个步骤和参与多种生物分子的协同作用。
本文将介绍蛋白质合成的整个过程，包括转录和翻译两个主要阶段，带您深入了解蛋白质合成的奥秘。
一、转录阶段转录是蛋白质合成的第一步，主要发生在细胞核内。
在转录过程中，DNA的信息被转录成RNA，其中mRNA（信使RNA）是编码蛋白质的模板。
以下是转录阶段的具体步骤：1.1 DNA解旋：在转录开始之前，DNA的双螺旋结构需要被解开，使得RNA聚合酶能够访问DNA上的基因信息。
1.2 RNA合成：RNA聚合酶按照DNA模板的信息合成mRNA分子。
RNA聚合酶会在DNA上“读取”信息，然后在合成RNA链时将对应的核苷酸加入到新合成的RNA链中。
1.3 RNA修饰：在合成完成后，mRNA分子会经过一系列修饰过程，包括剪切、剪接和加上帽子和尾巴等修饰，以确保mRNA的稳定性和功能性。
1.4 mRNA运输：修饰完成的mRNA会通过核孔运输到细胞质中，为下一步的翻译提供模板。
二、翻译阶段翻译是蛋白质合成的第二步，主要发生在细胞质中的核糖体上。
在翻译过程中，mRNA上的密码子被翻译成氨基酸序列，从而合成特定的蛋白质。
以下是翻译阶段的具体步骤：2.1 起始子寻找：翻译的起始子AUG会被识别，标志着翻译的开始。
AUG对应的氨基酸是甲硫氨酸。
2.2 氨基酰-tRNA结合：氨基酰-tRNA与mRNA上的密码子配对，带来对应的氨基酸。
tRNA上的抗密码子与mRNA上的密码子互补配对，确保正确的氨基酸被带入。
2.3 肽键形成：氨基酸通过肽键连接成多肽链，形成蛋白质的主干结构。
2.4 翻译终止：当翻译到终止子时，翻译复合物会停止合成，释放出新合成的多肽链。
2.5 蛋白后修饰：新合成的多肽链可能需要进一步的后修饰，如蛋白质的折叠、磷酸化、甲基化等，以获得最终的功能性蛋白质。
(生物化学)蛋白质合成
活化后的氨基酸具有更高的反应活性，能够更容易地与tRNA结合， 进而参与蛋白质的合成。
tRNA在氨基酸转运中作用
1 2
tRNA结构特点
tRNA具有三叶草形二级结构和倒L形三级结构， 其3'端CCA序列是氨基酸的结合部位。
tRNA与氨基酸结合
在氨酰-tRNA合成酶的催化下，活化氨基酸与 tRNA的3'端CCA序列结合，形成氨酰-tRNA。
翻译异常
翻译过程中tRNA的错误识别或核糖体的异常导致氨基酸的错误 加入，产生异常蛋白质。
相关疾病举例及临床表现
囊性纤维化
由于基因突变导致CFTR蛋白质合成异常， 使得氯离子通道功能障碍，临床表现为肺部 感染、胰腺功能不全等。
苯丙酮尿症
由于基因突变导致苯丙氨酸羟化酶合成异常，使得 苯丙氨酸代谢障碍，临床表现为智力低下、癫痫等 。
microRNA调控
microRNA是一类小非编码RNA，通过与靶mRNA结合，抑制其翻 译或促进其降解，从而调控基因表达。翻译平调控策略翻译起始调控
通过调控翻译起始复合物的形成和活性，控制蛋 白质合成的起始速率。
翻译延伸调控
通过影响翻译延伸过程中氨酰-tRNA的合成和转 运，调控蛋白质合成的速度和效率。
细胞治疗
通过移植正常的细胞来替代病变细胞，从而 恢复正常的蛋白质合成功能。
THANKS
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(生物化学)蛋白质合 成
目录
• 蛋白质合成概述 • 氨基酸活化与转运 • 核糖体循环与多肽链延伸 • 翻译后修饰与蛋白质折叠
目录
• 蛋白质合成调控机制 • 蛋白质合成异常与疾病关系
01
蛋白质合成概述
蛋白质合成定义与意义
东北师范大学生物化学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
12 生物化学习题与解析--蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成一、选择题（一） A 型题1 ．蛋白质生物合成A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端进行B ．由 N 端向C 端进行C ．由 C 端向 N 端进行D ．由 28S-tRNA 指导E ．由 5S-rRNA 指导2 ．蛋白质生物合成的延长阶段不需要A ．转肽酶B ． GTPC ． EF-Tu 、 EF-Ts 、 EFGD ． mRNAE ． fMet-tRNA fMet3 ．有关蛋白质合成的叙述正确的是A ．真核生物先靠 S-D 序列使 mRNA 结合核糖体B ．真核生物帽子结合蛋白复合物（ eIF -4F 复合物）在起始过程中发挥作用C ． IF 比 eIF 种类多D ．原核生物和真核生物使用不同的起始密码E ．原核生物有 TATAAT 作为起始序列，真核生物则是 TATA4 ．关于氨基酸密码子的描述错误的是A ．密码子有种属特异性，所以不同生物合成不同的蛋白质B ．密码子阅读有方向性，从 5 ' 端向 3 ' 端进行C ．一种氨基酸可有一组以上的密码子D ．一组密码子只代表一种氨基酸E ．密码子第 3 位（ 3 ' 端）碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小5 ．遗传密码的简并性是A ．蛋氨酸密码可作起始密码B ．一个密码子可编码多种氨基酸C ．多个密码子可编码同一种氨基酸D ．密码子与反密码子之间不严格配对E ．所有生物可使用同一套密码6 ．遗传密码的摆动性正确含义是A ．一个密码子可以代表不同的氨基酸B ．密码子与反密码子可以任意配对C ．一种反密码子能与第三位碱基不同的几种密码子配对D ．指核糖体沿着 mRNA 从 5 ' 端向 3 ' 端移动E ．热运动所导致的 DNA 双螺旋局部变性7 ．一个 tRNA 的反密码子为 5 '- IGC-3 ' ，它可识别的密码是A ． GCAB ． GCGC ． CCGD ． ACGE ． UCG8 ．信号肽识别颗粒（ signal recognition particles ， SRP ）可识别A ． RNA 聚合酶B ． DNA 聚合酶C ．核小体D ．分泌蛋白的 N 端序列E ．多聚腺苷酸9 ．下列关于多聚核糖体（ polysome ）叙述正确的是A ．是一种多顺反子B ．是 mRNA 的前体C ．是 mRNA 与核糖体小亚基的聚合体D ．是核糖体大、小亚基的聚合体E ．是一组核糖体与一个 mRNA 不同区段的结合物10 ．关于蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的A ．氨基酸必须活化成活性氨基酸B ．氨基酸的羧基被活化C ． 20 种编码氨基酸各自有相应的密码D ．活化的氨基酸靠相应的 tRNA 搬运到核糖体E ． tRNA 的反密码子与 mRNA 上的密码子严格按碱基配对原则结合11 ．核糖体结合位点（ ribosomal binding site ， RBS ）A ．也称 Pribnow 盒B ．在原核生物 mRNA 上C ．真核生物转录起点D ．由 Meselson-stahl 首先发现E ．在 tRNA 分子上12 ．翻译延长的进位A ．指翻译起始复合物的生成B ．肽酰 -tRNA 进入 P 位C ．由延长因子 EFG 带领，不需消耗能量D ．是下一位氨基酸的氨基酰 -tRNA 进入核糖体的 A 位E ．多肽链离开核糖体13 ．翻译延长需要A ．氨基酰 -tRNA 转移酶B ．磷酸化酶C ．氨基酸合成酶D ．肽链聚合酶E ．转肽酶14 ．蛋白质生物合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于A ．相应 tRNA 的专一性B ．相应氨基酰 -tRNA 合成酶的专一性C ．相应 tRNA 上的反密码D ．相应 mRNA 中核苷酸排列顺序E ．相应 rRNA 的专一性15 ．肽链合成终止的原因是A ．翻译到达 mRNA 的尽头B ．特异的 tRNA 识别终止密码C ．释放因子能识别终止密码子并进入 A 位D ．终止密码子本身具有酯酶功能，可水解肽酰基与 tRNA 之间的酯键E ．终止密码子部位有较大阻力，核糖体无法沿 mRNA 移动16 ．蛋白质合成终止时，使多肽链从核糖体上释出的因素是A ．终止密码子B ．转肽酶的酯酶活性C ．释放因子D ．核糖体解聚E ．延长因子17 ．蛋白质合成中，有关肽链延长叙述正确的是A ．核糖体向 mRNA5 ' 端移动三个核苷酸距离B ．肽酰 -tRNA 转位到核糖体的 A 位C ． GTP 水解成 GDP 和 H 3 PO 4 以提供能量D ．空载的 tRNA 从 P 位进入 A 位E ． ATP 直接供能18 ．多聚核糖体中每一核糖体A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端前进B ．可合成多条多肽链C ．可合成一条多肽链D ．呈解离状态E ．可被放线菌酮抑制19 ．氨基酸通过下列哪种化学键与 tRNA 结合A ．糖苷键B ．酯键C ．酰胺键D ．磷酸酯键E ．氢键20 ．信号肽的作用是A ．保护 N- 端的蛋氨酸残基B ．引导分泌性蛋白进入内质网腔C ．保护蛋白质不被水解D ．维护蛋白质的空间构象E ．传递蛋白质之间的信息21 ．下列那一项是翻译后加工A ．加 5 ' 端帽子结构B ．加 3 ' 端 poly （ A ）尾C ．酶的激活D ．酶的变构E ．氨基酸残基的糖基化22 ．干扰素抑制蛋白质生物合成是因为A ．活化蛋白激酶，而使 eIF-2 磷酸化B ．抑制肽链延长因子C ．阻碍氨基酰 -tRNA 与小亚基结合D ．抑制转肽酶E ．使核糖体 60S 亚基失活23 ．下列哪一种物质抑制氨基酰 -tRNA 与小亚基结合A ．土霉素B ．氯霉素C ．红霉素D ．链霉素E ．林可霉素24 ．哺乳动物细胞中蛋白质生物合成的主要部位在A ．细胞核B ．线粒体C ．核糖体D ．高尔基复合体E ．核仁25 ．靶向输送到细胞核的蛋白多肽链含有特异信号序列，下列叙述错误的是A ．多肽链进细胞核定位后不被切除B ．位于 N 末端C ．不同多肽链的特异信号序列无共同性C ．富含赖、精及脯氨酸 E ．也称为核定位序列26 ．下列哪种物质直接抑制真核生物核糖体转肽酶A ．放线菌酮B ．四环素C ．土霉素D ．链霉素和卡那霉素E ．利福平27 ．氯霉素可抑制原核生物的蛋白质合成，其原因是A ．特异性的抑制肽链延长因子（ EFT ）的活性B ．与核糖体的大亚基结合，抑制转肽酶的活性，而阻断翻译延长过程C ．活化一种蛋白激酶，从而影响起始因子（ IF ）磷酸化D ．间接活化一种核酸内切酶使 mRNA 降解E ．阻碍氨基酰 -tRNA 与核糖体小亚基结合28 ．白喉毒素的作用是A ．抑制信号肽酶B ．与位于内质网膜表面的受体蛋白结合C ．使延长因子 -2 （ eEF-2 ）发生 ADP 糖基化而失活，阻断多肽链延长D ．加速肽酰 -tRNA 从 A 位移到 P 位，造成氨基酸缺失，从而生成无功能的蛋白质E ．通过抑制 GTP 和 fMet-tRNA fMet 在小亚基上的结合，抑制蛋白合成的起始29 ．出现在蛋白质分子中的氨基酸，下列哪一种没有遗传密码A ．色氨酸B ．蛋氨酸C ．谷胺酰胺D ．脯氨酸E ．羟脯氨酸30 ．在体内，氨基酸合成蛋白质时，其活化方式为A ．磷酸化B ．与蛋氨酸结合C ．生成氨基酰辅酶 AD ．生成氨基酰 -tRNAE ．与起始因子结合31 ．不属于蛋白质合成后加工修饰的过程为A ．肽链 N 端修饰B ．亚基聚合C ．疏水脂链的共价连接D ．多肽链折叠为天然构象的蛋白质E ．酶的化学修饰（二） B 型题A ．进位B ．成肽C ．转位D ．终止E ．释放1 ．氨基酰 -tRNA 进入核糖 A 位称为2 ．肽酰 -tRNA-mRNA 与核糖体位置的相互变更称为3 ． P 位上的肽酰基与 A 位上的氨基酰 -tRNA 的氨基形成肽键称为A ．链霉素B ．氯霉素C ．林可霉素D ．嘌呤霉素E ．白喉毒素4 ．对真核及原核生物蛋白质合成都有抑制作用的抗生素是5 ．主要抑制真核细胞蛋白质合成的是A ．蛋白质 6- 磷酸甘露糖基化B ．滞留信号序列C ．囊泡D ．分泌小泡E ．前体形式6 ．靶向输送至溶酶体信号是7 ．靶向输送至内质网的蛋白质多肽链 C- 端含8 ．质膜蛋白质的靶向输送需要A ．信号肽B ．信号肽酶C ．信号肽识别颗粒D ．分泌性蛋白E ．对接蛋白9 ．有碱性 N 端、疏水核心和加工区三个区域的是10 ．属于蛋白核酸复合体的是A ．肽键B ．酯键C ．氢键D ．磷酸二酯键E ．糖苷键11 ．核苷酸之间的连接键12 ．氨基酸之间的连接键13 ．碱基与核糖之间的连接键14 ．氨基酸与 tRNA 之间的连接键A ． RNase 抑制因子B ．干扰素C ．嘌呤霉素D ．红霉素E ．链霉素15 ．抑制 RNase 活性的是16 ．能诱导合成 2 ' -5 ' 寡聚腺苷酸的是17 ．与酪氨酰 - tRNA 结构相似的是（三） X 型题1 ．参与蛋白质合成的物质是A ． mRNAB ． GTPC ．转肽酶D ．核糖体E ．聚合酶2 ．翻译后加工包括A ．剪切B ．共价修饰C ．亚基聚合D ．加入辅基E ．水解修饰3 ．蛋白质合成后可靶向运输到A ．留在胞液B ．线粒体C ．细胞核内D ．内质网E ．溶酶体4 ．引起读码错误的抗生素有A ．巴龙霉素B ．链霉素C ．潮霉素 BD ．新霉素E ．嘌呤霉素5 ．真核生物的 hnRNA 要具有模板作用，必须进行A ．剪接B ．首尾修饰C ．插入稀有碱基D ．切除内含子E ．碱基甲基化6 ．关于 S-D 序列的叙述，正确的是A ．也称核糖体结合位点B ．与 16S rRNA 3 ' 端 --UCCUCC-- 互补C ．碱基序列 --AGGAGG-- 为核心D ．位于起始密码上游E ．即起始序列7 ．翻译的准确性与下列哪些因素有关A ．氨基酰 -tRNA 合成酶对底物氨基酸和相应 tRNA 都有高度特异性B ．氨基酰 -tRNA 分子中 tRNA 的反密码可通过碱基配对识别 mRNA 分子的遗传密码C ．氨基酰 -tRNA 合成酶具有校正活性D ．延长因子 EFG 有转肽酶活性E ．核糖体对氨基酰 -tRNA 的进位有校正功能8 ．关于分子伴侣A ．高温应激可诱导该蛋白合成增加B ．与分泌性蛋白同在C ．能加快多肽链折叠速度D ．增加功能性蛋白折叠产率E ．可促进需折叠的多肽链折叠为天然构象的蛋白质9 ．在蛋白质生物合成中A ． 20 种编码氨基酸是原料B ． tRNA 携带氨基酸C ． mRNA 起模板作用D ． rRNA 是合成的场所E ．氨基酰 -tRNA 合成酶识别并结合相应的氨基酸和 tRNA10 ．干扰素的作用是A ．调解细胞生长分化B ．激活免疫系统C ．抗病毒D ．间接诱导核酸内切酶E ．诱导使 eIF-2 磷酸化的蛋白激酶活化11 ．关于蛋白质二硫键异构酶A ．主要在内质网发挥作用B ．促二硫键变构C ．胞液中活性高D ．催化错配的二硫键断裂并形成正确二硫键E ．促蛋白质变性二、是非题1 ．蛋白质生物合成所需的能量都由 ATP 直接供给。
生物化学 第十三章 蛋白质的生物合成及基因工程
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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。
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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。
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3. mRNA
DNA
mRNA
蛋白质
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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。
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(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。
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(二） 肽链延长：
1.进位
特异的氨基酰-tRNA进入A位
AUG
p
A
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（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。
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2.引起基因突变的化学因素
蛋白质生物合成【生物化学课件】32页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
蛋白质生物合成【生物化学课件】 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
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• 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体。
4. 摆动性(变偶性，wobble)
• 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基 互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合， 但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配 对规律，称为摆动配对。
二者组装成核糖体时，小亚基头部与大亚基凸出 部之间形成一个隧道，在蛋白质合成中mRNA很可能从这 里通过。
（二）核糖体的功能
• 蛋白质生物合成的工厂。 在蛋白质合成过程中，核糖体必须先与mRNA结合，并
按5′→ 3′的方向沿mRNA移动，每次移动的距离相当 于一个密码子。
• 核糖体上至少有两个与tRNA结合的不同位点： A位氨基酰位、P位肽酰位。
• 核糖体都是由几十种蛋白质和rRNA组成的巨 大的核蛋白颗粒，这些组分构成一个大亚基 和一个小亚基。
• 下表总结了原核细胞和真核细胞的核糖体的 一些特性，通常用沉降系数(S)表示核糖体、 亚基及rRNA的大小。
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物
真核生物
核蛋 白体
小亚基
大亚基
核蛋 白体
小亚基
大亚基
S 70S 30S
50S 80S 40S
60S
rRNA
蛋白 质
16S- 5S-rRNA rRNA 23S-rRNA
rpS 21种 rpL 36种
18SrRNA
28S-rRNA 5S-rRNA
5.8SrRNA
rpS 33种 rpL 49种
核 蛋 白 体 的 组 成
大肠杆菌核糖体三维结构模型
小亚基貌似一个动物胚胎，由头部、基部和平台组 成，平台与头部之间有一个裂隙；大亚基很像一个沙发， 有一个柄、一个中央凸出部和一个脊；
• 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一 个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多 至6个三联体为其编码。
• 同义密码的第一、第二两个核苷酸总是相 同的，所不同的是第三个核苷酸；
• 减少了由于碱基取代造成的有害突变 ；
简并性(degeneracy)
目录
3. 通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到 人类都通用。
3
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
终止密码子
目录
• mRNA包括 5′–非翻译区（5′–UTR）； 开放阅读框架区（ORF）； 3′–非翻译区（3′–UTR）；
• 开放阅读框架(ORF)——
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密
码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码
连续排列编码一个蛋白质多肽链。
• tRNA:
单链RNA； 一般含有73~93个核苷酸； 分子质量24000~31000Da。 • 二级结构呈三叶草形，三级结构呈倒L形； • tRNA有4个臂4个环构成: 氨基酸臂； 二氢尿嘧啶臀； 反密码臂； Tφ C臂。
• 核糖体除具有肽酰转移酶活性（主要是其rRNA的）外， 还有起始因子、延伸因子和释放因子的结合位点。
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
P位：肽酰位 (peptidyl site) A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
E位：排出位 (exit site)
目录
三、tRNA与氨基酸的活化
mRNA上存在遗传密码。
mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始， 每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基 酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联 体密码(triplet coden，或称密码子 )。
4种核苷酸可组成64种密码，其中61种代 表不同的氨基酸。
起始密码(initiation coden): AUG ； 终止密码(termination coden):
• 20种氨基酸(AA)作为原料； • 酶及众多蛋白因子，如IF、eIF； • ATP、GTP、无机离子。
一、翻译模板mRNA及遗传密码
• mRNA是遗传信息的携带者。
• 种类多，大小不一、半衰期短，在细胞中占
所有RNA的1%~2%。
• 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反 子(cistron)。
UAA，UAG，UGA；
遗 传 密 码 表
遗传密码的特点
1. 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，密码间既无间断，也无交叉。
• 基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发 生插入或缺失，可能导致框移突变 (frameshift mutation)。
2. 简并性(degeneracy)
• 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录 单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关 的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。
• 真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子 (single cistron) 。
原核生物的多顺反子的：
5 PPP
3
真核生物的单顺反子的：
5 mG - PPP
蛋白质
• 摆动性说明一种tRNA为什么可以识别几种 密码子，而几种密码子又代表一种氨基酸， 还说明密码子与反密码子相互作用的摆动性 与密码子的简并性有关。
摆动配对
U
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码
子 第1位碱基
I
(次黄核苷)
U
G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A
A, G U, C Uotein Biosynthesis）
• 蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中 由 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 。
• 翻译过程分为起始、延长、终止三个阶段。 • 翻译生成的多肽链，大部分需加工修饰成为
G
二、核糖体是多肽链合成的装置
（一） 核糖体的组成与结构
• 每个细菌细胞中平均约有2000个核糖体，它 们或以游离状态存在，或与mRNA结合成串 珠状的多核糖体。
• 每个真核细胞内大约含106~107个核糖体，或 与内质网结合形成粗糙内质网，或分布在细 胞质中。
• 此外，线粒体和叶绿体内也有它们自己的核 糖体。
有活性的蛋白质。
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）。