第4章蛋白质的翻译-转运降解
现代分子生物学课件-第四章
tRNA上所运载的氨基酸必须靠近 位于核糖体大亚基上的多肽合成位 点，而tRNA上的反密码子必须与小 亚基上的mRNA相配对，所以分子中 两个不同的功能基团是最大限度分 离的。
4. 2. 2 tRNA的功能
转录过程是信息从一种核酸分子 （DNA）转移到另一种结构上极为相 似的核酸分子（RNA）的过程，信息 转移靠的是碱基配对。
C
酸
（Thr，T （Asn，N （Ser，
（Ile，I
）
）
S）
）
异亮氨
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
A
酸
（Thr，T （Lys，K （Arg，
（Ile，I
）
）
R）
）
甲硫氨
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
G
酸
（Thr，T （Lys，K （Arg，
（Met，
）
）
R）
M）
缬氨酸
丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸
U
（Val， （Ala，A （Asn，N （Gly，
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺 精氨酸
A
（Leu， （Pro，P （Gln，Q （Arg，
L）
）
）
R）
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺 精氨酸
G
（Leu， （Pro，P （Gln，Q （Arg，
L）
）
）
R）
异亮氨
苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸
U
酸
（Thr，T （Asn，N （Ser，
（Ile，I
）
）
S）
）
A
异亮氨
苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸
V）
）
）
G）
分子生物学-第四章蛋白质的翻译
教案首页课程名称分子生物学任课教师李市场第四章蛋白质翻译计划学时9教学目的和要求：掌握遗传密码的构成及特点。
遗传密码的破译；密码的简并性与变偶假说；密码子的使用频率；起始密码子与终止密码子；遗传密码的突变；重叠密码。
掌握原核生物和真核生物RNA的翻译过程。
核糖体及RNA的结构；氨基酸的激活与氨酰-tRNA的合成；原核生物的蛋白质的生物合成；GTP在蛋白质合成中的作用；真核生物的蛋白质的生物合成；蛋白质折叠与蛋白质生物合成中多肽链的修饰；蛋白质的易位与分泌。
重点：密码的简并性与变偶假说；密码子的使用频率；起始密码子与终止密码子；重叠密码。
核糖体及RNA的结构；氨基酸的激活与氨酰-tRNA的合成；原核生物的蛋白质的生物合成；GTP在蛋白质合成中的作用；真核生物的蛋白质的生物合成；蛋白质折叠与蛋白质生物合成中多肽链的修饰；蛋白质的易位与分泌难点：核糖体及RNA的结构；氨基酸的激活与氨酰-tRNA的合成；原核生物的蛋白质的生物合成；GTP在蛋白质合成中的作用；真核生物的蛋白质的生物合成；蛋白质折叠与蛋白质生物合成中多肽链的修饰；蛋白质的易位与分泌。
思考题：1、以Prok.为例，说明蛋白质翻译终止的机制。
2、简要说明真核生物蛋白质的不同转运机制。
3、说明Prok.和Euk.体内蛋白质的越膜机制。
4、简要说明Prok.与Euk.的翻译起始过程的差别。
第四章蛋白质翻译（Protein Translation）概述：蛋白质翻译是基因表达的第二步，tRNA在翻译过程中起“译员”的作用，参与翻译的RNA 除tRNA外，还有rRNA 和mRNA；tRNA既是密码子的受体,也是氨基酸的受体，tRNA 接受AA要通过氨酰tRNA合成酶及其自身的paracodon的作用才能实现，tRNA通过其自身的anticodon而识别codon，密码子有自身的特性，三联体前两个重要通用性摇摆性，有一定的使用效率；多种翻译因子组成翻译起始复合物，完成翻译的起始、延伸和终止，并且保证其准确性。
第四章蛋白质的翻译
色氨酸-tRNA的分离
用20种AA-tRNA做20组同样的实验， 每组都含20种AA-tRNA和各种三核苷 酸，但只有一种氨基酸用14C标记，看 哪一种AA-tRNA被留在滤膜上，进一 步分析这一组的模板是哪个三核苷酸， 从模板三核苷酸与氨基酸的关系可测 知该氨基酸的密码子。例如，模板是 UUU时，Phe-tRNA结合于核糖体上， 可知UUU是Phe的密码子。
摆动假说:
在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三 对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别1个 以上的密码子;
如果有几个密码子同时编码一个氨基酸，凡是第一、二位碱基不同的 密码子都对应于各自独立的tRNA。原核有30-45种tRNA，真核有50种 tRNA。 I： Inosine is formed by deamination of adenosine after tRNA synthesis
4.2 tRNA
tRNA在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三 联密码子翻译成氨基酸提供了接合体，还为准确无误地将 所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体，所以，它又 被称为第二遗传密码。
tRNA参与多种反应，并与多种蛋白质和核酸相互识 别 ，这就决定了它们在结构上存在大量的共性。
4.2.1 tRNA的结构 1、tRNA的二级结构
1954年科学家对破译密码首先提出了设想： A. 若一种碱基对应与一种氨基酸，那么只可能产生4种氨基酸; B. 若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42=16种不同的排列
组合; C. 3个碱基编码一种氨基酸，经排列组合可产生43=64种不同形式; D. 若是四联密码，就会产生44=256种排列组合。
贮 存 在 DNA 上 的 遗 传 信 息 通 过 mRNA 传 递 到 蛋 白 质 上 ， mRNA与蛋白质之间的联系是通过遗传密码的破译来实现的。 mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸， 这3个核苷酸就称为密码，也叫三联子密码。
蛋白质的合成与降解途径
蛋白质的合成与降解途径蛋白质是生物体内非常重要的一类生物大分子，它们参与了细胞的结构、代谢、信号传导和调节等各个方面。
蛋白质的合成与降解是维持生物体正常运转的关键过程。
本文将详细介绍蛋白质的合成与降解途径。
一、蛋白质的合成蛋白质的合成是指将氨基酸结合成多肽链的过程。
在生物体内，蛋白质的合成主要发生在细胞质内的核糖体中。
下面将分别介绍转录和翻译这两个步骤。
1. 转录转录是指将DNA上的遗传信息转录成RNA的过程。
在转录过程中，DNA的双链解旋，使得RNA聚合酶可以将核苷酸按照基因序列的顺序复制成RNA的互补链。
这个互补链称为信使RNA（mRNA），它将遗传信息从细胞核带到细胞质中的核糖体。
2. 翻译翻译是指在核糖体中将mRNA上的核苷酸序列翻译成氨基酸序列的过程。
在翻译过程中，mRNA的遗传信息被三个核苷酸一组一组地“读取”，每个三核苷酸序列称为一个密码子。
每个密码子对应一个特定的氨基酸。
tRNA分子则带有互补的反密码子，通过把正确的氨基酸带至核糖体中，使得氨基酸按照正确的顺序被连接起来，最终形成蛋白质的多肽链。
二、蛋白质的降解蛋白质的降解是指蛋白质分子被降解成小的碎片或氨基酸的过程。
生物体内的蛋白质降解主要通过泛素-蛋白酶体途径和泛素-溶酶体途径进行。
1. 泛素-蛋白酶体途径泛素-蛋白酶体途径是生物体内蛋白质降解的主要途径。
在这个过程中，蛋白质被泛素分子标记，然后被泛素连接酶附着在蛋白酶体上进行降解。
蛋白酶体是一种被膜包裹的细胞器，内部含有多种降解酶，可以将蛋白质降解成小片段或氨基酸。
2. 泛素-溶酶体途径泛素-溶酶体途径是生物体内少量蛋白质降解的过程。
在这个过程中，泛素分子标记蛋白质，然后将其转运至溶酶体进行降解。
溶酶体是细胞内含有消化酶的囊泡结构，可以降解细胞内的蛋白质、碳水化合物和脂类等物质。
三、蛋白质的合成与降解的调控蛋白质的合成与降解是由一系列信号通路和调控因子控制的。
合成过程中，转录因子和翻译因子的活性及其相互作用调节着转录和翻译的速率，进而决定蛋白质的合成速度。
名词解释蛋白质的翻译
名词解释蛋白质的翻译蛋白质的翻译是细胞中一个非常重要的过程，它与维持细胞活动、构建细胞结构以及遗传信息的传递密切相关。
在生物学中，蛋白质被视为生命的基石，是所有生物体内各种功能和活动的主要参与者。
本文将对蛋白质的翻译过程进行解释，并探讨其在细胞中的作用。
蛋白质是生命体中的基本分子之一，它们由氨基酸单元组成。
细胞内蛋白质的合成主要通过翻译过程实现。
翻译的开始是由于特定的mRNA（信使RNA）分子的存在。
mRNA是一种由DNA模板合成的分子，它携带了编码蛋白质合成顺序的信息，被称为编码序列。
翻译的过程可以分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。
在起始阶段，细胞核中的mRNA与核糖体结合，并通过扫描编码序列上的起始密码子来确定合成蛋白质的起始点。
起始密码子通常是AUG，对应着编码氨基酸甲硫氨酸。
随后，延伸阶段开始，细胞内的转运RNA（tRNA）分子通过与mRNA上的密码子的互补碱基配对来逐渐引入氨基酸。
每个tRNA携带着特定的氨基酸，它们能够通过与mRNA上的密码子的互补配对来识别正确的位置。
这种配对是通过RNA 分子之间的碱基亲和性实现的。
随着tRNA的不断增加，翻译复合物沿着mRNA链逐渐滑动，将氨基酸连接在一起，形成新的蛋白质链。
这个过程是高度精确的，需要特定的酶、辅助因子和能量。
最后一个阶段是终止阶段，它发生在翻译到达终止密码子时。
终止密码子是UAA，UAG或UGA，并不编码任何氨基酸。
在终止阶段，特定的蛋白质因子识别终止密码子，此时翻译复合物解离，新合成的蛋白质从核糖体中释放出来。
蛋白质的翻译在细胞中是一个非常重要的过程，因为它决定了细胞中的蛋白质组成和功能。
蛋白质是细胞中许多生物学反应的媒介和催化剂，它们通过与其他分子相互作用来实现各种细胞功能，包括细胞信号传导、结构支持、代谢调控等。
此外，蛋白质的翻译还与细胞发育和分化密切相关。
在胚胎发育过程中，蛋白质的翻译调控起着关键作用，决定了细胞的特殊化和组织的形成。
蛋白质的合成与运转翻译的过程
一、准备（一）肽链的合成是由氨基端向羧基端进行的，速度很快，大肠杆菌每秒可聚合20个氨基酸。
信使RNA是从5’向3’翻译的。
（二）氨基酸的活化：由氨酰tRNA合成酶催化，分两步：1. 形成氨基酸－AMP－酶复合物：氨基酸的羧基与5’磷酸形成高能酸酐键而活化。
2.转移：氨基酸转移到转运RNA3’末端，与3’或2’羟基结合。
总反应为：氨基酸＋tRNA＋ATP=氨酰tRNA＋AMP＋PPi此酶专一性很高，只作用于L-氨基酸，每种氨基酸都有一个专一的酶。
酶有校对机制，一方面对转运RNA有专一性，另一方面还有水解位点，可水解错误酰化的氨基酸。
（三）转运RNA的作用：起接头作用，根据密码子决定氨基酸的去向。
转运RNA反密码子的某些突变可抵销一些有害突变，称为校正突变。
二、肽链合成的起始（一）起始信号：起始密码子是AUG，其上游约10个核苷酸处有一段富含嘌呤的序列，可与16S rRNA的3’端互补，与起始有关。
（二）起始复合物的形成：1.起始氨基酸：是N-甲酰甲硫氨酸，其转运RNA也有所不同，称为tRNAf，与甲硫氨酸结合后被甲酰化酶以甲酰四氢叶酸甲基化，生成fMet-tRNAf。
2.30S起始复合物：信使RNA先与小亚基结合，在起始因子3(IF3)的参与下形成mRNA-30S-IF3复合物，然后在IF1和IF2参与下与fMet-tRNAf和GTP结合，并释放IF3，形成30S起始复合物。
3.30S起始复合物与大亚基结合，水解GTP，释放IF1和IF2，形成70S起始复合物。
此时转运RNA占据肽酰位点，空着的氨酰位点可接受另一个转运RNA，为肽链延长作好了准备。
三、肽链的延伸（一）转运RNA进入氨酰位点：需ATP和两种延伸因子参加。
EFTu与GTP 结合，再与转运RNA形成复合物，才能与起始复合物结合。
然后释放出EFTu-GDP，与EFTs和GTP反应，重新生成EFTu-GTP，参加下一轮反应。
EFTu水解GTP前后构象不同，错误的转运RNA会离去，而正确的则与两种状态都有强相互作用。
(精选)蛋白质的翻译-转运降解
1
第五节 蛋白质转运机制
1、翻译－转运同步机制：分泌蛋白 ➢ 信号肽假说简图 ➢ 分泌蛋白质的合成和胞吐作用 2、翻译后转运机制：线粒体与叶绿体蛋白 ➢ 蛋白质向线粒体的定位机制 ➢ 蛋白质向叶绿体的定位机制 3、核定位蛋白质的转运机制
2
蛋白质N端信号肽的特点
1.完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件；
E1-SH ATP
PPi
21
泛肽化酶(ubiquitination enzyme）
—蛋白酶体（proteasome）结构示意图
19S Regulatiry Subunit
UbqConjugate
148Å
113Å
20S Proteasome
Unfolding Cleavage
26S proteasome
第五节 蛋白质转运机制
几类主要蛋白质的运转机制
蛋白质性质 分泌蛋白
细胞器发育
膜的形成
运转机制 蛋白质在结合核糖体上合成， 以翻译－运转同步机制运输 蛋白质在游离核糖体上合成， 以翻译后运转机制运输 以上两种机制兼有
主要类别 免疫球蛋白、激素、水 解酶 核、叶绿体、线粒体等 细胞器中的蛋白质 质膜、内质网、类囊体 中的蛋白质
泛肽由多基因族编码， 不同生物Ub基因的数目和 种类有较大差异。
Gly76 Gly75 Arg74
Lys29
Lys49 Tyr49
Met1 Lys63
20
与泛肽活化有关的酶
泛肽活化酶(E1)：催化Ub
C-Amino Hydrolase
Target Protein
的C-末端与酶分子中巯基 结合
泛肽载体蛋白(E2)：作泛 肽的中间载体
2.细胞膜表面水解酶系统； 3. Caspase蛋白酶家族； 4.高度保守的泛素-蛋白水解酶复合体通路（ubiquitinproteasome pathway,UPP） ； 5.特殊细胞器的水解系统，如线粒体内La蛋白酶、高尔基体内 Keｘ2水解酶、叶绿体内ClpAP等.
蛋白质转运机制
蛋白质转运机制
1、翻译—转运同步机制：由信号肽介导协助转运。
蛋白质其实首先合成信号肽——SRP与信号肽结合，翻译暂停——SRP与SRP受体结合，核糖体与膜结合，翻译重新开始——信号肽进入膜结构——蛋白质过膜，信号肽被切除，翻译继续进行——蛋白质完全过膜，核糖体解离并回复翻译起始前状态。
2、翻译后转运机制：由前导肽介导协助转运，线粒体和叶绿体中的蛋白质。
蛋白质由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与分子伴侣相结合形成转运多肽，通Tom和Tim组成的膜通道进入内腔——蛋白酶水解前导肽。
3、核定位蛋白的转运机制：细胞质中的蛋白质通过核孔到达细胞核（装配）——运回细胞质——进行转运。
如：RNA，DNA聚合酶，组蛋白，拓扑异构酶等。
蛋白质翻译总结
氨基酸的活化a.起始信号（AUG-甲硫氨酸密码子）和缬氨酸（GUG）极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸，原核生物-甲酰甲硫氨酸ii.SD序列：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，与16srRNA3’端反向互补。
功能将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。
1)原核生物的SD序列：原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。
30s小亚基首先与翻译因子IF-1（与30s结合）和IF-3（稳定小亚基，帮助其与mRNA结合位点的识别）结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。
iii.真核生物依赖于结合5'帽，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBSiv.在IF2起始因子和GTP的帮助下，fMet-tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。
v.小亚基复合物与50s大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子vi.翻译的起始b.后续氨基酸与核糖体的集合：第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。
i.肽键的生成：AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA占据P位，在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，P位上的起始tRNA转移至E位，与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。
起始RNA随后离开。
ii.移位：核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子，二肽基-tRNA完全进入P位点iii.肽链的延申c.当终止密码子UAA,UAG，UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与其结合，而释放因子能识别密码子并与之结合，水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键，然后新生的肽链释放，核糖体大小亚基解体i.肽链的终止d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工e.无义突变：DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子UAA,UGA,UAG中的突变，使得蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。
第四章第五节蛋白质运转解析
An N-terminal signal sequence is hydrophobic
The signal sequence of bovine growth hormone consists of the Nterminal 29 amino acids and has a central highly hydrophobic region, preceded or flanked by regions containing polar amino acids.
The signal sequence initiates membrance entry
2、翻译后运转
post-translational translocation
◆蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至
合适靶膜并与运转装置结合。
◆蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连， 称游离核糖体(free ribosome)
分泌蛋白质大多是以翻译-运转同步机制运输的。 在细胞器发育过程中，由细胞质进入细胞器的蛋
白质大多是以翻译后运转机制运输的。
而参与生物膜形成的蛋白质，则依赖于上述两种 不同的运转机制镶入膜内。 定位于细胞器内的蛋白质大部分在细胞质中合成， 细胞器内合成的留在细胞器内。
翻译—运转同步机制
信号序列(signal sequence)：在起始密码子后，有一段编 码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信 号序列。 信号肽(signal peptide)：绝大多数跨膜蛋白的N端都具有长 度大约在13-36个残基之间的以疏水氨基酸为主的N端信号序 列或称信号肽。 信号肽的结构特点： 1.一般带有10-15个疏水氨基酸 2.常常在靠近该序列N-端疏水氨基酸区上游带有1个或数个带 正电荷的氨基酸 3.在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基 酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链。
第四章蛋白质翻译习题
一、选择题 【单选题】1. 下列氨基酸活化的叙述哪项是错误的 A •活化的部位是氨基酸的a -羧基 C •活化后的形式是氨基酰-tRNA E .氨基酰tRNA 既是活化形式又是运输形式 B .活化的部位是氨基酸的a -氨基 D .活化的酶是氨基酰-tRNA 合成酶2. 氨基酰 tRNA 的 3'末端腺苷酸与氨基酸相连的基团是 A . 1' -OH B . 2' -磷酸 C . 2' -OH3. 哺乳动物的分泌蛋白在合成时含有的序列是 A . N 末端具有亲水信号肽段 B .在C 末端具有聚腺苷酸末端 C. N 末端具有疏水信号肽段 D. N 末端具有“帽结构” E. C 末端具有疏水信号肽段4. 氨基酸是通过下列哪种化学键与A .糖苷键B .磷酸酯键5. 代表氨基酸的密码子是 A . UGA B . UAG C . tRNA 结合的 C •氢键 UAA D . D . D . UGG 3' -OH 酯键 E . 3'-磷酸 E .酰胺键 E . UGA 和 UAG6. 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 专一性 B •相应氨基酰tRNA 合成酶的专一性 C .相应mRNA 中核苷酸排列顺序 D .相应tRNA 上的反密码子 E .7.A .8. A .9. 相应 rRNA 的专一性 与mRNA 中密码5' ACG3 '相对应的tRNA 反密码子是 5' UGC3' B . 5' TGC3' C . 5' GCA3' 不参与肽链延长的因素是 mRNA B .水解酶 C .转肽酶能出现在蛋白质分子中的下列氨基酸哪一种没有遗传密码 B •甲硫氨酸 C •羟脯氨酸D . 5'CGT3'E . 5' CGU3' D . GTPE . Mg2+ A .色氨酸 10.多肽链的延长与下列何种物质无关A .转肽酶B .甲酰甲硫氨酰-tRNAC . GTP 11．下述原核生物蛋白质生物合成特点错误的是D . D . A •原核生物的翻译与转录偶联进行，边转录、边翻译、边降解B .各种RNA 中mRNA 半寿期最短C ．起始阶段需 ATPD ．有三种释放因子分别起作用E ．合成场所为 70S 核糖体 12．可引起合成中的肽链过早脱落的是 A ． 氯霉素 B ． 链霉素 C ． 嘌呤霉素 13．肽键形成部位是 A ．核糖体大亚基 P 位 C ．两者都是 14．关于核糖体叙述正确的是 A .多核糖体在一条 mRNA B .核糖体大亚基A 位 D .两者都不是 上串珠样排列 B ．多核糖体在一条 DNA 上串珠样排列 C •由多个核糖体大小亚基聚合而成 D •在转录过程中出现 E .在复制过程中出现 15．翻译过程中哪个过程不消耗 GTP A •起始因子的释放B .进位 16．下列哪一种过程需要信号肽A •多核糖体的合成B ．核糖体与内质网附着C .核糖体与mRNA 附着D ．分泌性蛋白质合成E .线粒体蛋白质的合成 17．哺乳动物细胞中蛋白质合成的重要部位是 A ．核仁 B ．细胞核 C ．粗面内质网C .转肽 谷氨酰胺E .组氨酸D . mRNA （从 5'四环素 E . 端） D . 移位 EFTu 、EFTS 和 EFGE .放线菌酮E .核糖体大亚基E 位E .肽链的释放D .高尔基体E .溶酶体18. 氨基酰 -tRNA 合成酶的特点是 A .存在于细胞核内 B .只对氨基酸的识别有专一性C .只对tRNA 的识别有专一性D .催化反应需 GTPE .对氨基酸、tRNA 的识别都有专一性 19. 蛋白质生物合成时转肽酶活性存在于 A . EFTu B . EFG C . IF-3 20. 下列关于原核生物蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的 A .起动阶段核糖体小亚基先与 mRNA 结合 B .肽链延长阶段分为进位、转肽、移位三个步骤 C .合成肽键需消耗GTP D •在A 位上出现UAA 以后转入终止阶段 E .释放因子只有一种可识别 3种终止密码子 21. 在氨基酰 -tRNA 合成酶催化下， tRNA 能与哪一种形式的氨基酸结合 A •氨基酸-酶复合物 B •自由的氨基酸 C •氨基酰-ATP-酶复合物 D •氨基酰-AMP-酶复合物 E .氨基酰-ADP-酶复合物 22. 下列哪一项不适用于真核生物蛋白质生物合成的起始阶段 A . mRNA 在 30S 小亚基上准确就位 B .起动作用需甲硫氨酰 -tRNA C •起始因子有至少9种 D •起始阶段消耗GTP E .起动复合物由大亚基、小亚基、 mRNA 与甲硫氨酰-tRNA 组成 23. 蛋白质合成时肽链合成终止的原因是 A .已达到mRNA 分子的尽头 B .特异的 tRNA 识别终止密码子 C •释放因子能识别终止密码子并进入 A 位 D •终止密码子本身具酯酶作用，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 24. 下列关于蛋白质生物合成的描述错误的是 A •氨基酸必须活化成活性氨基酸 B .氨基酸的羧基端被活化 C •活化的氨基酸被搬运到核糖体上 D •体内所有的氨基酸都有相应的密码 E . tRNA 的反密码子与 mRNA 上的密码子按碱基配对原则反向结合 25. 下列有关多肽链中羟脯氨酸和羟赖氨酸的生成，哪一项是正确的 A •各有一种特定的遗传密码编码 B •各有一种与之对应的反密码子 C .各有一种tRNA 携带 D .是翻译过程中的中间产物 E .是脯氨酸和赖氨酸修饰的产物 26. 为氨基酰 -tRNA 和核糖体 A 位结合所必需的是 A . EFTu 和 EFTs B . IF-3 C .转肽酶 27．一个 mRNA 的部分序列和密码子编号如下： 140 141 142 143 144 145 146 ……GAU ecu UGA GCG UAA UAU CGA •- 以此 mRNA 为模板，经翻译后生成多肽链含有的氨基酸数是 A ． 140 B ． 141 28．在大肠杆菌中初合成的各种多肽链 A ．丝氨酸 1．B 14．A 26． A 5．D B .谷氨酸 3. C 4. D 5. 16. D 17. C 28 . D 部分习题解释C . 142 N 端第一个氨基酸是 C .蛋氨酸D 6. C 7 .E 18. E 19. D D .核糖体大亚基 D ． EFT 和 EFG D . 143 E .核糖体小亚基 E .以上都不是E . 146 N-乙酰谷氨酸12. C 13. B 24. D 25. E N-甲酰蛋氨酸 9. C 10. 21. D 22. A E . 11. C 23. C D . B 2. D 15. C 27. B mRNA 分子中共有 64个密码，其中 61 个代表 也是蛋氨酸的密码） ，3 个终止密码－ UAA 、UAG 及 UGA ， D是代表氨基酸（色氨酸）的密码。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
A
C
C
氨基酸臂
反密码环
氨基酸的活化
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi 氨基酰-AMP-E ＋ tRNA→ 氨基酰-tRNA＋ AMP ＋ E
翻译中运输过程 （信号肽假说）
信号肽(Signal sequence) —能启动蛋白质运转的任何一 段多肽
使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入 内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟 的蛋白质释放至胞外
原核延长因子
生物功能
对应真核延长 因子
EF-Tu EF-Ts EFG
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合 分解GTP
调节亚基
有转位酶活性，促进mRNA-肽酰tRNA由A位前移到P位，促进卸载 tRNA释放
EF-1-α EF-1-βγ
EF-2
（一）进位
又称注册(registration)
指根据mRNA下一 组遗传密码指导，使相 应氨基酰-tRNA进入核 蛋白体A位。
过氧化体蛋白 溶酶体蛋白
信号序列或成分 信号肽 信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列) N端靶向序列（20～35氨基酸残基） 核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-， SV40 T抗原） -Ser-Lys-Leu-（PST序列） Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点
第四章(2)原核生物的翻译过程
遗传密码
➢密码子（codon） 在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 ➢起始密码子和终止密码子：
起始密码子(initiation codon)：AUG 终止密码子(termination codon) ：UAA、UAG、UGA
摆 动 配 对
32 1
U
123
二、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所
核蛋白体的组成
核蛋白体又称核糖体，是由rRNA和多 种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白 颗粒，是蛋白质生物合成的场所。
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物
核蛋白 体
小亚基
大亚基
S值 70S
30S
50S
rRNA
16S-rRNA
23S-rRNA 5S-rRNA
定义 蛋白质生物合成(protein biosynthesis)也称
翻译(translation)，是生物细胞以mRNA为模板， 按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的 密码信息合成蛋白质的过程。
生物学意义
（1）维持多种生命活动 （2）适应环境的变化 （3）参与组织的更新和修复
蛋白质生物合成体系 （补充）
➢ 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移 动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
（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）
S-D序列
➢ 小亚基中的16S-rRNA 3ˊ-端有一富含嘧啶碱基 的短序列，如-UCCUCC-，通过与S-D序列碱 基互补而使mRNA与小亚基结合。
第四章 细胞的物质运输
与胞吞作用相反的过程，与分泌活动相关
结构性分泌、调节性分泌
结构性分泌途径 （constitutive pathway of secretion） 分泌蛋白合成后立即包装入高尔基复合体的分泌囊泡中，然后 被迅速带到细胞膜处排出。 存在于多数细胞中
调节性分泌途径 （regulated pathway of secretion）
①溶酶体酶在内质网合成并部分糖基化，然后运送到ＧＣ
②在ＧＣ的顺面扁平囊，溶酶体酶蛋白上部分甘露糖被磷酸 化为Ｍ６Ｐ ③在ＧＣ的反面扁平囊，Ｍ６Ｐ被膜上受体识别并结合，被 选择性富集，并以出芽方式形成运输小泡
④运输小泡与内体融合形成内溶酶体
⑤Ｍ６Ｐ与受体分离，受体通过芽生小泡被转运回ＧＣ膜 ⑥ Ｍ６Ｐ脱磷酸根成为甘露糖
自动力蛋白
第四节 细胞内蛋白质的加工和分泌
一、蛋白质在内质网的加工修饰
内质网膜腔侧面上进行
糖基化（N－连接） 二硫键的修饰
蛋白质的正确折叠
•N－连接寡糖来源：
多萜醇
•寡糖组成：由2 N-乙
酰葡萄糖胺，9 甘露
糖、3 葡萄糖 酶：糖基转移酶 •初步加工：3个葡萄 糖在RER内切除
二、蛋白质在高尔基体的加工修饰
GC扁平囊不同区室进行
N－连接寡糖进一步加工：
高甘露糖型 复合型
高甘露糖型：
GC中再切除3 甘露糖，最后为2 N－乙酰葡萄糖胺
和6 甘露糖
复合型：
GC中切除6 甘露糖，加上3 N－乙酰葡萄糖胺、3 半
乳糖、3 唾液酸、岩藻糖
O－连接寡糖链形成：
全部在高尔基复合体内进行 先连接N －乙酰葡萄糖胺再连接其他糖基
4第四章 蛋白质的加工、运输与降解
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HSP70 辅助肽链折叠
（HSP40）
（HSP70）
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2. 伴侣素Gro EL和Gro ES
伴侣素（chaperonin）是分子伴侣的另一家族， 如大肠杆菌的Gro EL和Gro ES（真核细胞中同 源物为HSP60和HSP10）等家族。
其主要作用是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。
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二、分子伴侣
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自发完成 的，其折叠过程需要其他酶或蛋白质的辅助，这 些辅助性蛋白质可以指导新生肽链按特定方式正 确 折 叠 ， 它 们 被 称 为 分 子 伴 侣 （ molecular chaperone）。
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• 细胞内分子伴侣可分为两大类
医学分子生物学
第四章 蛋白质的加工、运输与降解
南华大学生物化学与分子生物学教研室
目录 CONTENT
• 新生肽链的折叠 • 蛋白质亚基的聚合与组装 • 蛋白质翻译后的修饰 • 蛋白质的运输和定位 • 细胞内蛋白质的降解
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新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂 的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这 一 加 工 过 程 称 为 翻 译 后 加 工 (post-translational processing)。
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四、新生肽链错误折叠所致的疾病
（一）朊病毒病——神经退行性疾病
Prion：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制 并具感染性的亚病毒因子。
“朊”——蛋白质的旧称
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蛋白质的合成、转运、修饰
蛋白质的合成蛋白质的种类是由基因决定的,也就是说人类基因组有多少个基因,人体就有多少种蛋白质,只是蛋白质表达的时期和部位不同.根据人类基因组计划分析得知：全部人类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因；也就是说人体蛋白质的种类有39000多种蛋白质生物合成可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰一．氨基酸的活化分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化，ATP供能，并需Mg2＋或Mn2＋参与在氨基酸的羧基上进行活化，生成中间复合物（）后者再与相应的tRNA作用，将氨基酰转移到tRNA分子的氨基酸臂上，即3′末端腺苷酸中核糖的3′（或2′）羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA【氨基酰tRNA的生成】tRNA各种tRNA的一级结构互不相同，但它们的二级结构都呈三叶草形三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和一个附加叉四个螺旋区构成四个臂，其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂，因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列，可与氨基酸连接三个环分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示环Ⅰ含有5，6二氢尿嘧啶，称为二氢尿嘧啶环（DHU环）环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码子，称为反密码子环；反密码子可识别mRNA分子上的密码子，在蛋白质生物合成中起重要的翻译作用环Ⅲ含有胸苷（T）、假尿苷（ψ）、胞苷（C），称为假尿嘧啶环（TψC环）；此环可能与结合核糖体有关tRNA在二级结构的基础上进一步折叠成为倒“L”字母形的三级结构起始因子原核起始因子只有三种（IF1、IF2、IF3）真核起始因子(简称为eIF)种类多且复杂，已鉴定的真核起始因子共有12种延长因子原核生物（简称EF）由三部分组成：EF-Tu，EF-Ts，和EF-GEF-Tu它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因子,催化EF-Tu释放GDPEF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来真核生物（简称eEF）真核生物中分为：eEF-1和eEF-2eEF-1有两个亚基，α和βγα相当于原核生物中的EF-Tu亚基，它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位Βγ相当于原核生物中EF-Ts，核苷酸交换因子α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核生物的EF-G，催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来终止因子(释放因子)原核生物细胞的释放因子（简称RF）：识别终止密码子引起完整的肽链和核糖体从mRNA 上释放的蛋白质释放因子1（RF1）：能识别终止密码子UAA和UAG而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子2（RF2）：能识别终止密码子UAA和UGA而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子3（RF3)：与延长因子EF-G有关的细菌蛋白质合成终止因子当它终止蛋白质合成时，它使得因子RF1和RF2从核糖体上释放真核生物细胞只有一种终止因子（称为eRF）能识别所有的终止密码子因为它没有与GTP结合的位点，所以它不能帮助完成合成的多肽从P位点的tRNA的释放在真核生物内可能还存在能与eRF合作、帮组多肽从核糖体释放的蛋白质核糖体的活性部位单个核糖体上存在四个活性部位，在蛋白质合成中各有专一的识别作用1．A部位：氨基酸部位或受位：主要在大亚基上，是接受氨酰基-tRNA的部位2．P部位：肽基部位或供位：主要在小亚基上，是释放tRNA的部位3．肽基转移酶部位（肽合成酶），简称T因子：位于大亚基上，催化氨基酸间形成肽键，使肽链延长4．GTP酶部位：即转位酶（EF-G），简称G因子，对GTP具有活性，催化肽键从供体部位→受体部位核糖体上还有许多与起始因子、延长因子、释放因子以及各种酶相结合的位点核糖体的大小是以沉降系数S来表示，S数值越大、颗粒越大、分子量越大原核细胞与真核细胞核糖体的大小亚基是不同的二．核糖体循环（肽链合成）1.肽链启动阶段在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
蛋白质的翻译和修饰
蛋白质的翻译和修饰蛋白质是生物体中重要的分子，在维持细胞结构和功能方面起着关键的作用。
蛋白质的翻译和修饰是指蛋白质从基因信息中转录出的mRNA经过翻译过程后，进一步修饰成最终的功能蛋白质。
这个过程包括翻译过程中的翻译后修饰和在翻译结束后的蛋白质修饰。
下面将介绍蛋白质翻译和修饰的细节。
1. 蛋白质的翻译蛋白质的翻译是将mRNA上的核苷酸序列翻译成氨基酸序列的过程。
这个过程是通过核糖体完成的，核糖体由多个核糖核蛋白组成。
在翻译开始之前，mRNA上的起始密码子（通常为AUG）被辨认并与特定的tRNA结合，这个tRNA上携带着与起始密码子对应的氨基酸甲硫氨酸。
接着，核糖体逐渐移动，将mRNA上的下一个密码子与相应的tRNA结合，并用脱氨酰tRNA的方式将氨基酸串联起来，最终形成蛋白质的链。
2. 翻译后修饰翻译后修饰是指蛋白质在翻译结束后，通过一系列的化学反应和修饰酶的作用，对蛋白质进行化学改变和修饰。
这些修饰包括磷酸化、甲基化、乙酰化、糖基化等。
这些修饰的目的是为了赋予蛋白质更多的功能和活性，同时还可以调控蛋白质的稳定性、定位和相互作用。
3. 蛋白质修饰方式蛋白质修饰有多种方式，下面介绍一些常见的修饰方式：3.1 磷酸化磷酸化是通过酶催化将磷酸基团连接到蛋白质上的氨基酸残基上。
这个修饰方式可以调控蛋白质的活性、稳定性和相互作用。
磷酸化的氨基酸残基包括丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸。
3.2 甲基化甲基化是指通过甲基转移酶将甲基基团连接到蛋白质上的氨基酸残基上。
这个修饰方式可以改变蛋白质的电荷、形状和相互作用，从而影响蛋白质的功能。
3.3 乙酰化乙酰化是指通过酰基转移酶将乙酰基团连接到蛋白质上的赖氨酸残基上。
这个修饰方式可以改变蛋白质的电荷和相互作用，从而调控蛋白质的稳定性和功能。
3.4 糖基化糖基化是指通过糖转移酶将糖基团连接到蛋白质上的羟基或氨基残基上。
这个修饰方式可以改变蛋白质的电荷、稳定性和相互作用。
糖基化的蛋白质通常被称为糖蛋白。
蛋白质翻译调控和转运研究
蛋白质翻译调控和转运研究蛋白质是细胞中非常重要的分子，是由20种氨基酸组成的，是构成细胞的基本单位。
蛋白质翻译调控和转运是研究蛋白质合成的关键。
在细胞内，蛋白质的合成过程由蛋白质翻译进行，蛋白质翻译的调控和转运保证了蛋白质的正常合成和正确功能。
一、蛋白质翻译调控的重要性蛋白质翻译的精确度和速度非常重要，它直接影响着细胞的正常生长和生存。
事实上，蛋白质翻译调控可以影响蛋白质分子的折叠、限制性修饰和过度修饰等方面，同时也可以影响其稳定性和半衰期等方面。
例如，蛋白质翻译调控在哺乳动物胚胎发育中发挥着重要作用。
在胚胎发育早期，母源性蛋白质是胚胎细胞的主要来源，而在胚胎发育后期，胚胎自身的基因开始逐渐发挥作用，使得胚胎细胞逐渐形成。
此外，蛋白质翻译调控也与一系列疾病发生有关，例如癌症和神经系统疾病等。
研究人员利用基因技术，致力于探索蛋白质翻译调控的机制，为治疗癌症和神经系统疾病提供了新思路。
二、蛋白质翻译调控的机制蛋白质翻译调控分为两个主要阶段：翻译起始和翻译延长阶段。
1.翻译起始阶段在翻译起始阶段，先将mRNA转录为与它互相配对的tRNA，该tRNA会与光滑内质网上的核糖体结合。
在核糖体的带动下，tRNA会将氨基酸带到正在合成的氨基酸链上，最终形成蛋白质。
研究人员发现，一些蛋白质翻译因子可以影响核糖体与mRNA的结合，从而影响翻译的起始过程。
例如，eIF1和eIF3可以控制核糖体与mRNA的结合，eIF4G则参与了核糖体的招募。
2.翻译延长阶段在翻译延长阶段，核糖体将氨基酸加入正在合成的蛋白质链中。
这一过程中，翻译因子可以影响核糖体的切换和核糖体对tRNA的选择。
例如，eEF1A是促进tRNA结合的翻译因子，eEF2是用于核糖体转移的因子。
与此同时，eIF5可以控制核糖体在移动时是否释放tRNA。
三、蛋白质转运的过程和机制蛋白质的合成只是蛋白质生命史的一个过程，随后还需要经过一系列转运和修饰作用。
蛋白质转运是细胞内机体间质流动的重要途径，它将生物大分子送到其需要到达的目的地，是细胞内物质运输的关键。
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线粒体内外膜的接触点
C 类囊体蛋白前体
N 跨叶绿体膜运转
细胞质
叶绿体外膜
信号肽 C
可溶性蛋白水解酶切 除第一部分信号肽
N 跨类囊体膜运转
叶绿体内膜
信号肽
切除第二部分信号肽
折叠
类囊体
成熟类囊体蛋白
类囊体膜
叶绿体蛋白质跨膜转运
叶绿体的蛋白质定向转运
核定位蛋白跨细胞核膜 转运过程示意图
定位于不同亚细胞结构的细菌蛋白质信号肽序列
SecB
SecA
SecB
细胞质
SecYEG
周质空间
细菌中蛋白质的跨膜转运
第六节 蛋白质的更替
1.细胞内蛋白质降解的生物学意义
1、维持细胞内氨基酸代谢库的动态平衡 2、参与细胞程序性死亡和储藏蛋白质的动员； 3、按化学计量累计寡聚蛋白的亚基或脱辅基蛋白/辅助因 子比率； 4、蛋白质前体分子的水解裂解加工； 5、清除反常蛋白以免积累到对细胞有害的水平； 6、控制细胞内关键蛋白的浓度； 7、参与细胞防御机制。
泛肽由多基因族编码， 不同生物Ub基因的数目和 种类有较大差异。
Gly76 Gly75 Arg74
Lys29
Lys49 Tyr49
Met1 Lys63
与泛肽活化有关的酶
泛肽活化酶(E1)：催化Ub
C-Amino Hydrolase
Target Protein
的C-末端与酶分子中巯基 结合
泛肽载体蛋白(E2)：作泛 肽的中间载体
3.蛋白质降解的泛肽途径
蛋白质降解的泛肽途径是通过对不需要的蛋白质贴上标签(泛蛋白化 作用)来调节特定蛋白质的存在，这种分子标签是由一种名为泛素的多 肽组成。蛋白质被贴上标签的过程被称为“死亡之吻”，因为贴上标签 的蛋白质很快被送往细胞中名为蛋白质酶体的“垃圾桶”中，并在那里 被切碎、分解。
泛蛋白化作用是一个活跃的可逆过程，泛蛋白化和去泛蛋白化相互 平衡，对细胞进行着调控作用，包括蛋白质的降解、细胞周期控制、胁 迫反应、DNA修复、基因的转录、免疫反应、信号转导、翻译调控和胞 吞作用。
泛肽-蛋白连接酶(E3)：
E2-SH E3
E2-S
Ubiquitin
26S Proteasome
❖ ATP
Amino acid
C-Amino Hydrolase
直接或间接地与特定的靶 E1-SH
蛋白结合，直接或间接地
E1-S
将泛肽从硫酯中间物转移
E2-SH
到蛋白或多泛肽链上
AMP
E1--SAHMP-
2019年诺贝尔化学奖
化学奖授予两位以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿弗拉姆·赫尔 什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质 降解，也就是说他们发现了一种蛋白质死亡的重要机理。
阿龙·切哈诺沃 国籍：以色列 出生：1947年 学位：以色列工学院医学博士 现任职地点：以色列工学院
阿弗拉姆·赫尔什科 国籍：以色列 出生：1937年 学位：希伯来大学医学博士 现任职地点：以色列工学院
蛋白质降解的泛肽途径示意图
ATP AMP+PPi E1-S-
（ubiquitin）
E1 -SH
E2-SH E1-SH
E2-S-Байду номын сангаас
E3 E2-SH
去泛肽化酶
19S调节亚基
ATP
20S蛋白酶体
ATP
26S蛋白酶体
多泛肽化 蛋白
去折叠 水解
泛肽（ubiquitin）
泛肽是一种保守的蛋白 质，含76个氨基酸，所有 泛肽均有相同的三维结构， 主要定位于细胞溶胶和细 胞核，因其广泛存在于各 类细胞而命名为泛肽。
E1-SH ATP
PPi
泛肽化酶(ubiquitination enzyme）
—蛋白酶体（proteasome）结构示意图
19S Regulatiry Subunit
UbqConjugate
148Å
113Å
20S Proteasome
Unfolding Cleavage
26S proteasome
分泌蛋白质的合成和胞吐作用
芽泡
泡融入 质膜
泡
泡
核糖体
内质网
高尔基体
线粒体外膜 线粒体内膜
导肽
带有导肽的线粒体蛋白质前体 跨膜转运过程示意图
hsp70
Tom
内外膜接触位点的 蛋白质通道
Tom受体复合物
Tim 线粒体hsp70
ATP ADT+Pi
折叠
蛋白酶切 除导肽
线粒体的蛋白质转运装置 TOM和TIM复合体
2.细胞内蛋白质降解的特点
➢在大肠杆菌中，许多蛋白质的降解是通过一个依赖于ATP 的蛋白酶（称为Lon）来实现的。当细胞中存在有错误或半 衰期很短的蛋白质时，该蛋白酶就被激活。每切除一个肽 键要消耗两分子ATP。 ➢在真核生物中，蛋白质的降解需要泛素(Ubiquitin)，一个 有76个氨基酸残基组成极为保守的蛋白参与。与泛素相连 的蛋白将被送到一个依赖于ATP的蛋白酶体(Proteasome)。
2.细胞膜表面水解酶系统； 3. Caspase蛋白酶家族； 4.高度保守的泛素-蛋白水解酶复合体通路（ubiquitinproteasome pathway,UPP） ； 5.特殊细胞器的水解系统，如线粒体内La蛋白酶、高尔基体内 Keｘ2水解酶、叶绿体内ClpAP等.
2.细胞内蛋白质降解的特点
去泛肽化酶(deubiquitination enzyme，DUBs）
在泛肽途径中靶蛋白被26S蛋白酶体降解时，泛肽只 是降解信号，并未被降解，而是经去泛肽化酶(DUBs)再生 之后重新利用。去泛肽化酶是半胱氨酸蛋白酶，具有裂解 酯键、硫酯键以及泛肽C-端与Lys侧链-NH2形成的异肽键 的活力，亦被称为异肽酶。已在不同物种的许多组织中鉴 定出多种DUBs， DUBs由两个基因家族编码，一是泛肽C端水解酶（Ub carboxyl-terminal hydrolases,UCH）基 因家族，另一个是泛肽专一的加工蛋白酶（Ub specific processing proteases,UBP）基因家族。
➢细胞内蛋白质降解包括依赖能量的步骤，而且具有调控作用；
➢很难探测到胞内蛋白质降解的中间产物，这表明蛋白水解装置一 旦遇到合适目标，立即将其彻底消化，避免降解中间产物干扰正常 的生理活动；
➢蛋白酶的专一性较低，为了避免对细胞蛋白质造成随机破坏，必 须对它们进行严格控制和区域化；
➢细胞内蛋白质水解是高度选择性的，不同蛋白质的半衰期从数分 钟到数周，决定其半衰期的信号常常是小的、保守的结构模体，该 过程不仅是复杂的基因功能调控级联的最后步骤，而且是氨基酸再 循环系统的组成部分。
欧文.罗斯 国籍：美国 出生：1926年 学位：芝加哥大学博士 现任职地点：加州大学
在正常代谢条件下,细胞内合成和降解蛋白质必须有 精确的时空调节和选择,如果蛋白质降解速率和位点出现 异常，就会出现病态。目前已发现多种蛋白质降解途径:
1. 溶酶体途径，主要降解入胞蛋白（如受体介导的蛋白质胞 饮），应急状态下降解细胞内蛋白，尤其是结构蛋白；