分子生物学：第六章 蛋白质翻译
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信号序列
前胰岛素 原的剪切
B链
C链 A链
（二）内含肽的切除
• 指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的 肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除 肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的 肽段称为内含肽。
胃蛋白酶 原的激活
自我催化
胃酸激活
N-端序列封闭
活性位点
胃蛋白酶原
切除 N-端序列
活性位点暴露
胃蛋白酶
延伸因子
延伸因子
转肽酶
• 催化核糖体P位上的肽酰 基与A位氨酰-tRNA上氨 基酸的氨基之间形成肽 键的酶，叫转肽酶。
肽的合成是从N端到C端。
（三）终止
1. 释放因子释放多肽。 2. 核糖体循环因子进入A位点。 3. 转位酶使核糖体循环因子转位。 4. 核糖体解离。
释放因子
二、真核生物的肽合成
1.进位 eEF1α （EF－Tu）, eEF1βγ （EF－Ts）
2.成肽 3.转位
eEF2 （EF－G）
（三）终止
• 与原核生物的步骤相似。
原核生物与真核生物释放因子的区别
I型
II型
原核生物 真核生物
RF1（UAA、UAG） RF2（UAA、UGA） RF3
eRF1（UAA、UAG、UGA）
A UG
PA
3'
第二个 密码子
1.起始二元复合物的形成
mRNA＋30S小亚基
2.30S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi
3.70S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi+50S大亚基
起始因子
SD序列
• 原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含 有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16S rRNA 的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮 助mRNA从AUG处开始翻译。
原核生物 AUG 甲酰甲硫氨酸 fMet –tRNAi
真核生物 AUG 甲硫氨酸 Met –tRNAi
三、核糖体
（一）结构 1.原核生物
（一）结构
2.真核生物
（二）功能
三个重要位点： 氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点
四、氨酰-tRNA合成酶
（一）功能 催化tRNA与氨基酸结合 形成氨酰-tRNA。
IF-3
IF-1
PA
30S 亚基 起始密码子
5'
IF-3
mRNA
AUG
P IAF-1
mRNA 3'
IF-2
fMet
GTP
fMet
t RNA
UAC
IF-2 UAC
GTP
5'
AUG
3'
P IAF-1
IF-3
50S 亚基
GDP + P i IF-1 + IF-2 + IF-3
50S 亚基 5'
fMet
E UAC
（一）起始
1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体； 2.mRNA与43S复合体形成48S复合体； 3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。
帽子和尾巴
• 5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。
• 3’尾巴能提高翻译的效率。
（二）延伸
• 与原核生物的步骤相似。 • 分三步：
（二）延伸
1.进位 •氨酰-tRNA 按照mRNA 分子的编码 信息进入并 结合到核糖 体A位。
（二）延伸
2.成肽
•转肽酶催化 肽酰-tRNA上 的肽酰基转 移到A位氨酰 -tRNA上的氨 基酸α-氨基 上。
（二）延伸
3.转位
•转位酶催化核 糖体沿mRNA 的3‘方向移动 一个密码子的 距离，使 mRNA上的下 一个密码子进 入A位，肽酰tRNA由A位移 入P位。
一、mRNA （一）结构特点
原核 生物
真核 生物
mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！
（二）开放阅读框
mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密 码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开 放阅读框。
（三）遗传密码
1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一 个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。
第六章 蛋白质翻译
本章重点
1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。 2.遗传密码的特性。 3.原核生物肽合成的过程。 4.真核生物与原核生物肽合成的异同。 5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。
本章内容 第一节 蛋白翻译系统 第二节 肽合成的过程 第三节 蛋白质的加工 第四节 蛋白质的定位
第一节 蛋白翻译系统
终止密码子： 琥珀石（UAG） 赭石（UAA) 卵白石(UGA)
起始密码子： AUG（甲硫氨酸）
2.特性
(1)完整性：有始有终 (2)方向性：5’到3’ (3)连续性：不中断、无重叠 (4)简并性：多对一 (5)统一性：万物统一 (6)摆动性：：3’位可变 (7)偏爱性：使用频率各异
简并性
• 一种氨基酸具有 两个或两个以上 的密码子为其编 码，这一特性称 为遗传密码的简 并性。
摆动性
• 反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照 碱基互补规律，称为摆动配对。
二、tRNA
（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构
四环： 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环 一臂： 氨基酸接受臂
2.三级结构——“倒L型”
（二）起始tRNA
密码子 氨基酸 表示方法
三、修饰
（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸 基被转移到蛋白质特定位点上的过程。 通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基 是发生磷酸化的位点。
（二）糖基化
• 是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定 氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。 • 糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型 连接两种方式。
（二）机制
1.氨基酸活化
（二）机制
2.装载氨基酸
五、底物
六、蛋白因子
起始因子 延伸因子 释放因子
原核生源自文库 IF
EF
RF
真核生物 eIF
eEF
eRF
第二节 肽合成的过程
一、原核生物的肽合成 （一）起始 是指mRNA、起始氨酰tRNA与核糖体的大、小 亚基结合形成翻译起始 复合物的过程。
（一）起始
eRF3
常用抗生素抑制多肽链合成的原理
第三节 蛋白质的加工
一、肽链的折叠 （1）折叠酶
二硫键异构酶
肽酰脯氨酰顺反异构酶
（二）分子伴侣
• 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构 象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白 质的总称。
大肠杆菌中的 HSP70循环
二、剪切
（一）前体的切除 一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分 泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才 能成为有活性的酶。
前胰岛素 原的剪切
B链
C链 A链
（二）内含肽的切除
• 指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的 肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除 肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的 肽段称为内含肽。
胃蛋白酶 原的激活
自我催化
胃酸激活
N-端序列封闭
活性位点
胃蛋白酶原
切除 N-端序列
活性位点暴露
胃蛋白酶
延伸因子
延伸因子
转肽酶
• 催化核糖体P位上的肽酰 基与A位氨酰-tRNA上氨 基酸的氨基之间形成肽 键的酶，叫转肽酶。
肽的合成是从N端到C端。
（三）终止
1. 释放因子释放多肽。 2. 核糖体循环因子进入A位点。 3. 转位酶使核糖体循环因子转位。 4. 核糖体解离。
释放因子
二、真核生物的肽合成
1.进位 eEF1α （EF－Tu）, eEF1βγ （EF－Ts）
2.成肽 3.转位
eEF2 （EF－G）
（三）终止
• 与原核生物的步骤相似。
原核生物与真核生物释放因子的区别
I型
II型
原核生物 真核生物
RF1（UAA、UAG） RF2（UAA、UGA） RF3
eRF1（UAA、UAG、UGA）
A UG
PA
3'
第二个 密码子
1.起始二元复合物的形成
mRNA＋30S小亚基
2.30S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi
3.70S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi+50S大亚基
起始因子
SD序列
• 原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含 有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16S rRNA 的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮 助mRNA从AUG处开始翻译。
原核生物 AUG 甲酰甲硫氨酸 fMet –tRNAi
真核生物 AUG 甲硫氨酸 Met –tRNAi
三、核糖体
（一）结构 1.原核生物
（一）结构
2.真核生物
（二）功能
三个重要位点： 氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点
四、氨酰-tRNA合成酶
（一）功能 催化tRNA与氨基酸结合 形成氨酰-tRNA。
IF-3
IF-1
PA
30S 亚基 起始密码子
5'
IF-3
mRNA
AUG
P IAF-1
mRNA 3'
IF-2
fMet
GTP
fMet
t RNA
UAC
IF-2 UAC
GTP
5'
AUG
3'
P IAF-1
IF-3
50S 亚基
GDP + P i IF-1 + IF-2 + IF-3
50S 亚基 5'
fMet
E UAC
（一）起始
1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体； 2.mRNA与43S复合体形成48S复合体； 3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。
帽子和尾巴
• 5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。
• 3’尾巴能提高翻译的效率。
（二）延伸
• 与原核生物的步骤相似。 • 分三步：
（二）延伸
1.进位 •氨酰-tRNA 按照mRNA 分子的编码 信息进入并 结合到核糖 体A位。
（二）延伸
2.成肽
•转肽酶催化 肽酰-tRNA上 的肽酰基转 移到A位氨酰 -tRNA上的氨 基酸α-氨基 上。
（二）延伸
3.转位
•转位酶催化核 糖体沿mRNA 的3‘方向移动 一个密码子的 距离，使 mRNA上的下 一个密码子进 入A位，肽酰tRNA由A位移 入P位。
一、mRNA （一）结构特点
原核 生物
真核 生物
mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！
（二）开放阅读框
mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密 码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开 放阅读框。
（三）遗传密码
1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一 个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。
第六章 蛋白质翻译
本章重点
1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。 2.遗传密码的特性。 3.原核生物肽合成的过程。 4.真核生物与原核生物肽合成的异同。 5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。
本章内容 第一节 蛋白翻译系统 第二节 肽合成的过程 第三节 蛋白质的加工 第四节 蛋白质的定位
第一节 蛋白翻译系统
终止密码子： 琥珀石（UAG） 赭石（UAA) 卵白石(UGA)
起始密码子： AUG（甲硫氨酸）
2.特性
(1)完整性：有始有终 (2)方向性：5’到3’ (3)连续性：不中断、无重叠 (4)简并性：多对一 (5)统一性：万物统一 (6)摆动性：：3’位可变 (7)偏爱性：使用频率各异
简并性
• 一种氨基酸具有 两个或两个以上 的密码子为其编 码，这一特性称 为遗传密码的简 并性。
摆动性
• 反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照 碱基互补规律，称为摆动配对。
二、tRNA
（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构
四环： 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环 一臂： 氨基酸接受臂
2.三级结构——“倒L型”
（二）起始tRNA
密码子 氨基酸 表示方法
三、修饰
（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸 基被转移到蛋白质特定位点上的过程。 通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基 是发生磷酸化的位点。
（二）糖基化
• 是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定 氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。 • 糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型 连接两种方式。
（二）机制
1.氨基酸活化
（二）机制
2.装载氨基酸
五、底物
六、蛋白因子
起始因子 延伸因子 释放因子
原核生源自文库 IF
EF
RF
真核生物 eIF
eEF
eRF
第二节 肽合成的过程
一、原核生物的肽合成 （一）起始 是指mRNA、起始氨酰tRNA与核糖体的大、小 亚基结合形成翻译起始 复合物的过程。
（一）起始
eRF3
常用抗生素抑制多肽链合成的原理
第三节 蛋白质的加工
一、肽链的折叠 （1）折叠酶
二硫键异构酶
肽酰脯氨酰顺反异构酶
（二）分子伴侣
• 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构 象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白 质的总称。
大肠杆菌中的 HSP70循环
二、剪切
（一）前体的切除 一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分 泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才 能成为有活性的酶。