《生物信息的传递下》PPT课件

SD序列（Shine-Dalgarno sequence)
• 存在于原核生物起始密码子AUG上游7～12个核苷酸处的一种4～7个核苷 酸的保守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起 始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。根据首次识别其功 能意义的科学家命名。
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
原核生物中，起始氨基酸是： 甲酰甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
存在tRNAMet和tRNAfMet
Met+tRNAfMet+ATP→ Met-tRNAfMet+AMP+PPi N10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+ fMet-tRNAfMet
功能核糖体（起始复合物）
AA-tRNA 伸长因子 GTP，Mg2+ 肽基转移酶
ATP mRNA上的终止密码子 释放因子（RF-1，RF-2，RF-3）
参与起始氨基酸的切除、修饰等加工过程的酶
4.4.1 氨基酸的活化
• 氨基酸在进行合成多肽链之前,必须在氨酰tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸—— AA-tRNA。
除了帽子结构以外，40S小亚基还能识别mRNA上 的起始密码子AUG。Kozak等提出了一个“扫描模型” 来解释40S亚基对mRNA起始密码子的识别作用。按照 这个模型，40S小亚基先结合在mRNA5‘ 端的任何序 列上，然后沿mRNA移动直至遇到AUG发生较为稳定的 相互作用，最后与60S亚基一道生成80S起始复合物。
1.
原
第一步，30S小亚基与翻译起始因子
核
生
IF-1，IF-3结合，通过SD序列与
物 翻
mRNA模板相结合。
译
第二步，fMet-tRNAfMet在IF-2的协
的
起
同下进入小亚基的P位，tRNA上的反
始
密码子与mRNA上的起始密码子配对。
第三步，带有tRNA、mRNA、三个翻
译起始因子的小亚基复合物与50S大
图4-14细菌mRNA分子上往往存在一个与 16SrRNA3’末端相互补的SD序列。
• 细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰-tRNA结合的位点，即A位点 （aminoacyl site），P位点（peptidyl sit）和E位点（Exit site）。 只有fMet-tRNAfMet能与第一个P位点相结合，其它所有tRNA都必须通过A 位点到达P位点，再由E位点离开核糖体。
三种起始因子
• IF-1
• 辅助IF-3 • 70S起始复合物生成后促进IF-2释放
• IF-2
• 有GTP酶活性 • 特异识别fmet-tRNAfmet
• 形成fmet-tRNAfmet- IF-2-GTP
• 是30S起始复合物与50S亚基连接所必 须
• IF-3
• 促进30S小亚基结合mRNA • 终止时：促使核糖体解离
表4-12 蛋白质合成个阶段的主要成分简表
阶段
必需组分
1．氨基酸的活化 2. 肽链的起始
3．肽链的延伸 4 ．肽链的终止 5．折叠和加工
20种氨基酸 20种氨基酰-tRNA合成酶 20种或更多的tRNA ATP，Mg2+
mRNA N-甲酰甲硫氨酰-tRNA mRNA上的起始密码子（AUG） 核糖体小亚基 核糖体大亚基 GTP，Mg2+ 起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）
亚基结合，释放翻译起始因子。
• 30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始位点的性质，IF-3协助该亚基完成 这种选择。
• Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3’ 序列，这个富嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末端的富嘧啶区5’GAUCACCUCCUUA-3’相互补。
2.真核生物翻译的起始
• 真核生物蛋白质生物合成的起始基本与原核生物相同，只不过其核糖体 较大，有较多的起始因子，mRNA具有m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不 甲酰化，mRNA分子5’端的“帽子”和3’端的多聚A都参与形成翻译起始 复合物（图4-14）。
图4-14 真核生物翻译起始复合物的形成。
第四章 生物信息的传递(下)
——翻译（从mRNA-蛋白质）
表
活性位点
功能
mRNA 结合 结合 mRNA 和 IF
位点
因子
P 位点
结合 fMet-tRNA和
肽基-tRNA
A 位点
结合氨酰基-tRNA
ຫໍສະໝຸດ Baidu
E 位点
结合脱酰 tRNA
肽酰基转移 将肽链转移到氨基
酶
酰-tRNA 上
EF-Tu 结合 氨基酰-tRNA 的进
真核生物中，起始氨基酸是： 甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
存在tRNAiMet和tRNAeMet
4.4.2 翻译的起始
• 蛋白质合成的起始是指在模板mRNA编码区5’端形成核糖体-mRNA-起始tRNA 复合物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。
• 原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最 后与50S大亚基结合
L7/L12
GTP 酶需要
L7、L12
4.4 蛋白质合成的生物学机制
已证明核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质 的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生 物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的 遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。
蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、 伸长、终止。
• 真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板mRNA结合，最后 与60S大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起始复合物。
• 起始复合物的生成除了GTP外，还需要Mg2+、NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、 IF-3）。
图4-12 翻译起始复合物的形成。
位点
入
EF-G 结合 移位
位点
核糖体的活性位点
组分 S1、S18、S21；及 S3、S4、S5、 S12 16SrRNA3′末端区域 L2、L27 及 L14、L18、L24、L33 16S 和 23SrRNA3′附近区域 L1、L5、L7/L12、L20、L30、L33 16S 和 23SrRNA（16S 的 1400 区） 23SrRNA 是重要的 L5、L18、L25 复合体 L2、L3、L4、L15、L16 23SrRNA 是重要的