第十一章蛋白质

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生物化学-生化知识点_第十一章蛋白质的生物合成

第十一章蛋白质的生物合成11-1 遗传密码（下册 P504，37章）蛋白质是生物主要的功能分子，它参与所有的生命活动过程，并起着主导作用。

蛋白质的合成由核酸所控制，决定蛋白质结构的遗传信息编码在核酸分子中。

遗传密码：编码氨基酸的核苷酸序列，通常指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系。

一一一三联密码：核酸分子中只有四种碱基，要为蛋白质分子20种氨基酸编码。

三个碱基编码64个，又称三联密码。

密码子：mRNA上有三个相邻核苷酸组成一个密码子，代表某种氨基酸、肽链合成的起始或终止信号。

蛋白质翻译：在RNA控制下根据核酸链上每3个核苷酸决定一种氨基酸的规则，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质过程。

全部64个密码子破译后，编写出的遗传密码字典。

见P511 表37-5。

一一一遗传密码的基本特性一1一密码的基本单位遗传密码按5‘→3‘方向编码，为不重叠、无标点的三联体密码子。

起始密码子兼Met：AUG。

终止密码子：UAA、UAG和UGA。

其余61个密码子对应20种氨基酸。

一2一密码的简并性同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码的简并性。

同一种氨基酸不同密码子称为同义密码子，氨基酸密码子的简并见P512表37-6。

简并可以减少有害突变，对物种稳定有一定作用。

一3一密码的变偶性（摆动性）编码同一个氨基酸的密码子前两位碱基都相同，第三位碱基不同，为变偶性。

即密码简并性往往表现在密码子第三位碱基上，如Gly的密码子为GGU、GGC、和GGA。

一4一密码的通用性和变异性通用性：各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。

变异性：已知线粒体DNA（mtDNA），还有原核生物支原体等少数生物基因密码有一定变异。

一5一密码的防错系统密码的编排方式使得密码子中一个碱基被置换，其结果常常是编码相同的氨基酸或是为物理化学性质接近的氨基酸取代。

11-2 蛋白质合成及转运下册 P5171、氨基酸是怎样被选择及掺入到多肽链当中去的。

生物化学第十一章蛋白质的生物合成(共65张PPT)全

原核、真核生物各种起始因子的生物功能
起始因子
生物功能
IF-1
占据 A 位防止结合其他 tRN A
原核
生物
EIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
EIF-3
促进大小亚基分离，提高 P位对结合起始 tRNA 敏感性
eIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
eIF-2B，eIF-3
eEF-1-A
EF-Ts 再生EF-Tu
eEF-1-B
EFG
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
eEF-2
（一）进位（P607 609）
又称注册(registration)
指根据mRNA下一组遗传密三
码指导，使相应氨基酰-tRNA进元
入核蛋白体A位。
第一节蛋白质合成体系
一、翻译模板mRNA及遗传密码
二、核蛋白体是多肽链合成的装置三、tRNA与氨基酸的活化
P602
一、翻译模板mRNA及遗传密码
（一） mRNA是遗传信息的携带者
1.顺反子(cistron):将编码一个多肽的遗传单位称为顺反
子。
2. 开放阅读框架(open reading frame, 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。
mRNA 的结构
原核生物的多顺反子
5 PPP
ORF
ORF
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
3
ORF
蛋白质
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

食品生物化学第11章蛋白质降解及氨基酸代谢复习资料

第十一章蛋白质降解及氨基酸代谢一、填空题1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。

2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。

3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。

4．氨基酸的降解反应包括、和作用。

5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。

6．谷氨酸经脱氨后产生和氨，前者进入进一步代谢。

7．尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。

8．尿素分子中两个N原子，分别来自和。

9．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。

10．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。

11．氨基酸脱下氨的主要去路有、和。

二、判断对错1、蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸的组成和比例。

2、谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。

3、氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。

4、半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。

5、磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

6、参与尿素循环的酶都位于线粒体内。

7、S-腺苷甲硫氨酸的重要作用是补充甲硫氨酸。

8、L-谷氨酸脱氢酶属于烟酰胺脱氢酶；是分布最广且活力最强的催化氨基酸氧化脱氨的酶。

9、转氨酶的种类很多，但辅基都是磷酸吡哆醛。

10、γ-氨基丁酸是L-谷氨酸的脱羧产物。

11、氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。

12、莽草酸途径只发生在植物和微生物体内，通过此途径可以合成苯丙氨酸，酪氨酸、色氨酸三种芳香族氨基酸，其芳香碳骨架来源于EMP途径的中间产物磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸戊糖途径的中间产物4-磷酸赤藓糖。

13、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸可通过糖代谢的中间产物直接合成。

14、尿素循环中，有关的氨基酸包括瓜氨酸、鸟氨酸、天冬氨酸和精氨酸，它们都参与生物体内蛋白质的合成。

15、尿素循环中的一个氨基得自氨气，另一个得自天冬氨酸。

16、尿素合成是一个耗能过程，合成一分子尿素需要消耗四分子高能磷酸键。

三、选择题1．转氨酶的辅酶是：A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：A．羧肽酶B．胰蛋白酶C．胃蛋白酶D．胰凝乳蛋白酶3．参与尿素循环的氨基酸是：A．组氨酸B．鸟氨酸C．蛋氨酸D．赖氨酸4．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来:A．Gln B．His C．Glu D．Phe5．经脱羧后能生成吲哚乙酸的氨基酸是：A．Glu B．His C．Tyr D．Trp6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：A．VB1 B．VB2 C．VB3 D．VB57．磷脂合成中甲基的直接供体是：A．半胱氨酸B．S-腺苷蛋氨酸C．蛋氨酸D．胆碱8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：A．鸟氨酸B．精氨酸C．瓜氨酸D．半胱氨酸9．需要硫酸还原作用合成的氨基酸是：A．Cys B．Leu C．Pro D．Val10．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：A．脯氨酸B．羟脯氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸11．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：A．还原作用B．羟化作用C．转氨基作用D．脱羧基作用12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：A．尿素B．氨甲酰磷酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺13．丙氨酸族氨基酸不包括下列哪种氨基酸：A．Ala B．Cys C．Val D．Leu14．组氨酸的合成不需要下列哪种物质：A．PRPP B．Glu C．Gln D．Asp15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn16．对L-谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？A、它催化的是氧化脱氨反应B、它的辅酶是NAD+或NADP+C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基反应D、它在生物体内活力很弱17．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．半胱氨酸18．在嘌呤和嘧啶的合成中，下列哪一个不是所需的氮源：A. 尿素B.谷氨酰胺C.甘氨酸D. 氨甲酰磷酸四、名词解释蛋白酶肽酶转氨作用联合脱氨基作用尿素循环生糖氨基酸生酮氨基酸一碳单位五、简答题1．用反应式说明α-酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？2．什么是尿素循环，有何生物学意义？3．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？4．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？5、什么是联合脱氨基作用，为什么联合脱氨基作用是体内脱去氨基的主要方式？6、氨基酸脱氨基后的碳链如何进入柠檬酸循环。

第十一(15)章蛋白质的

摆动规则
反密码子第一个碱基 A C G U I 密码子第三个碱基 U G C、U A、G A、C、U
5′
3′
二、氨基酸的“搬运工具”----tRNA
1、tRNA的功能区（四个功能位点）
氨基酸臂
与氨基酸结合
氨基酸臂
DHU环与氨酰-tRNA合成酶结合反密码环识别、结合密码子 TψC环核糖体结合位点
⑥变偶性：（摆动性）密码子上第一、二位上碱基不变，第三位碱基可改变
密码子的专一性主要是由前两位的碱基决定，而第三位碱基有较大的灵活性。密码子的第三碱基对反密码子的第一位碱基，更常出现这种摆动现象。
摆动规则 Crick于1966年提出，用来解释一种tRNA反密码子如何能够识别一种氨基酸的几个同义密码子以及某些含有稀有碱基（如次黄嘌呤）的反密码子是怎样识别由正常碱基构成的密码子的现象。该规则的内容是：密码子在与反密码子之间进行碱基配对的时候，前两对碱基严格遵守标准的碱基配对规则，第三对碱基则具有一定的自由度。但并非任何碱基之间都可以配对，当反密码子第一位碱基是A或C者，只能识别一种密码子；第一位碱基是G或U者，则能识别两种密码子；第一位碱基是I 者，则能识别三种密码子。
H2N-CH-C-O-tRNA
细胞质中进行
R
O
2、催化氨基酸活化的酶：氨酰-tRNA合成酶
绝对专一性：1种酶只催化1种AA活化。
此酶具有水解活性，有校对功能。活化一个氨基酸消耗2分子ATP。
甲酰甲硫氨酰-tRNA
3、氨基酸的活化过程
氨基酸羧基通过酸酐键与AMP上的5-磷酸基相连
二、肽链合成的起始 1、起始密码子的识别原核翻译系统起始密码子的识别主要是依赖于 mRNA 5′-端的SD序列与16S rRNA3′-端的反SD序列之间的互补配对。 mRNA 的SD序列下游的第一个AUG用作起始密码子。

第十一章蛋白质的相互作用(Protein-Protein Interactions)

第十一章蛋白质的相互作用(Protein-Protein Interactions)1. 概况随着人类基因组测序工作的完成，生命科学进入到后基因组和蛋白组的时代。

因此，蛋白质的相互作用研究就显得越来越重要。

生命活动过程与蛋白质的相互作用是密不可分的，如DNA合成、基因转录激活、蛋白质翻译、细胞周期调控、信号转导等重要的生命过程均涉及到蛋白质复合体的作用。

下面以Wnt 信号通路为例对此加以说明。

Wnt信号通路是一条保守性很强的信号通路，该通路调节控制许多的生命过程，如细胞形态与功能的分化及维持、免疫、应激、细胞癌变与凋亡等等。

Wnt信号通路的作用分子包括：Wnt蛋白家族成员、卷曲(frizzled) 蛋白、Dishevelled蛋白、β-联蛋白(β-catenin)、轴蛋白(axin)、结肠癌抑制因子(APC)、糖原合酶激酶(GSK3β)、β-TrCP蛋白、淋巴增强因子(LEF)/T细胞因子(TCF) 等。

当没有Wnt信号时，GSK3β、APC、axin组成破坏复合体，使β-联蛋白被磷酸化，最终泛肽化而降解。

细胞核内，转录抑制因子Groucho家族成员与转录因子TCF形成复合物，通过HMG框结合在靶基因上，抑制靶基因的转录。

当有Wnt信号传入时，通路中的下游分子Dsh抑制了破坏复合体的作用，β-联蛋白在胞质中积累进入核内，TCF与入核的β-联蛋白结合，导致其与Groucho的结合下降，从而去除抑制作用，激活了靶基因的转录。

从上面可以看出，蛋白质的相互作用包括三个方面：⑴多亚基蛋白质的形成：即分离纯化后可形成两个或多个不同蛋白质，如血红素、色氨酸合成酶、大肠杆菌DNA合成复合酶等。

⑵多成分的蛋白质相互作用，如核孔复合体、剪接体、纺锤体等。

⑶瞬时的蛋白质相互作用，控制着一些重要的生命活动。

所有的蛋白质修饰过程都需要这类相互作用。

这类相互作用几乎参与调节细胞内基本生命活动的所有形式，如细胞生长、细胞周期、代谢途径、信号转导等。

第十一章蛋白质的生物合成复习题-带答案

第十一章蛋白质的生物合成一、名词解释126、翻译答案：（translanion）以mRNA为模板，氨酰—tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

127、密码子答案：（codon）mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的，mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。

128、密码的简并性答案：（degeneracy）一个氨基酸具有两个以上密码子的现象。

129、同义密码子答案：（synonym codon）为同一种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码子。

130、反密码子答案：(anticodon)指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程中通过碱基配对,识别并结合到mRNA的特殊密码子上.131、多核糖体答案：（polysome）mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。

二、填空题158、在细菌细胞里，独立于染色体之外的遗传因子叫，它是一个状双链DNA，在基因工程中，它作为。

答案：质粒；环；基因载体159、hnRNA加工过程中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列叫，不在mRNA上出现，不代表蛋白质的DNA序列叫。

答案：外显子；内含子160、蛋白质的生物合成是以mRNA为模板，以为原料直接供体，以为合成场所。

答案：氨酰-tRNA；核糖体161、生物界共有个密码子，其中个为氨基酸编码，起始密码子为，终止密码子为，，。

答案：64；61；AUG；UAA、UAG、UGA162、原核生物的起始tRNA以表示，真核生物的起始ｔRNA以表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以表示。

答案：tRNA f；tRNAi；tRNAm163、植物细胞中蛋白质生物合成可在，和三种细胞器中进行。

答案：核糖体、线粒体、叶绿体164、原核生物中的释放因子有三种，其中RF—1识别终止密码子，；RF—2识别，；真核中的释放因子只有一种。

第十一章蛋白质的生物合成

氨基酸活化的总反应式是：
氨基酰-tRNA 合成酶氨基酸 + ATP + tRNA + H2O 酰-tRNA + AMP + PPi
氨基
2.在核糖体上合成肽链
氨基酰-tRNA通过反密码臂上的三联体反密码子识别mRNA上相应的遗传密码，并将所携带的氨基酸按mRNA遗传密码的顺序安臵在特定的位臵，最后在核糖体中合成肽链。
四、mRNA
是蛋白质合成的直接模板，指导肽链的合成。 mRNA分子上的核苷酸顺序决定蛋白质分子的氨基酸顺序。
第二节遗传密码
mRNA分子中所存储的蛋白质合成信息，是由组成它的四种碱基（A、G、C和U）以特定顺序排列成三个一组的三联体代表的，即每三个碱基代表一个氨基酸信息。这种代表遗传信息的三联体称为密码子，或三联体密码子。因此 mRNA 分子的碱基顺序即表示了所合成蛋白质的氨基酸顺序。
转肽
肽酰转移酶
肽基转移酶
延长过程中肽链的生成
移位
肽链合成的终止与释放
识别mRNA的终止密码子，水解所合成肽链与tRNA间的酯键，释放肽链 R1识别UAA、UAG R2识别UAA、UGA R3影响肽链的释放速度 RR帮助P位点的tRNA残基脱落，而后核糖体脱落
终止
多核糖体
在细胞内一条mRNA链上结合着多个核糖体，甚至可多到几百个。蛋白质开始合成时，第一个核糖体在mRNA的起始部位结合，引入第一个蛋氨酸，然后核糖体向 mRNA的3’端移动一定距离后，第二个核糖体又在mRNA的起始部位结合，现向前移动一定的距离后，在起始部位又结合第三个核糖体，依次下去，直至终止。每个核糖体都独立完成一条多肽链的合成，所以这种多核糖体可以在一条 mRNA链上同时合成多条相同的多肽链，这就大大提高了翻译的效率

第十一章蛋白质生物合成

蛋白质合成
遗传信息的传递——中心法则
蛋白质合成的场所是核糖体,原料是20种 L-氨基酸，反应所需能量由ATP、GTP提供，此外还有Mg2+、K+ 等金属离子参与。蛋白质合成体系主要由mRNA、tRNA、 rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子组成。

A G C C T G
U C G G A C
（三）、rRNA及核糖体
核糖体是由几十种蛋白质和几种rRNA组成的亚细胞颗粒,其中蛋白质与rRNA的重量比约为 1:2。核糖体是蛋白质合成的场所。
1.不同来源核糖体的大小和RNA组成
核糖体（S) 亚基（S) 50 rRNA (S) 23 5 30 16 28 60
原核生物
70
5.8
5
真核生物
80
终止因子的结合使肽酰转移酶活性变为水解酶活性，肽基不转移
给A位tRNA，而转移给H2O，并把已合成的多肽链从核糖体和 tRNA 上释放出来，无负荷的tRNA随机从核糖体脱落，该核糖体立即离开 mRNA，在IF3存在下,消耗GTP而解离为30S 和50S非功能性亚基。再重复下一轮过程。
蛋白质的合成是一个高耗能过程
EF-Tu-GTP+下一个要进入的氨酰-tRNA 形成复合物，将这个氨酰-tRNA 送入核糖体A位，同时GTP GDP + Pi，EFTu-GDP释放。

EF-Tu-GDP+ EF-Ts
EF-Tu-Ts + GDP
EF-Tu-Ts + GTP
EF-Tu-GTP + EF-Ts
重新参与下一轮循环
AA活化肽链起始进位移位
2个高能磷酸键（ATP） 1个（70S复合物形成，GTP） 1个（GTP） 1个（GTP）

第十一章蛋白质代谢(一)

在胞质；精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸与Asp缩合；消耗2个高能键。

D、形成精氨酸

精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸上Asp骨架以延胡索酸形式移去。
E、尿素形成、鸟氨酸再生义：
A、有利于生物体的自身保护； B、防止过量氨积累于血液而引起神经中毒。
尿素循环与的关系
酮体的生成与代谢
CO2的代谢
1）氨基酸脱羧后形成的CO2大部分直接排出细胞外。 2）小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或苹果酸。这些有机酸的生成对于三羧酸循环以及通过三羧酸循环产生发酵产物有促进作用。
胺的代谢
大多数胺类对动物有毒，去向： 1）随尿排出； 2）在胺氧化酶作用下可进一步氧化分解：
三大代谢
分解代谢脱羧 CO2、胺能源
氨基酸代谢概况
酮体
食物蛋白质
消化吸收合成分解
尿素
氨
a-酮酸
脱氨基
氧化供能
糖
组织蛋白质
氨基酸代谢库
代谢转变
脱羧基
体内合成氨基酸
(非必需aa)
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
胺类
（一）脱氨基作用
主要有氧化脱氨、转氨、联合脱氨 1、氧化脱氨作用： 1）概念： α-aa在酶催化下氧化成α-酮酸，反应需氧并产生氨。此作用普遍存在于动物细胞中，主要在肝中进行。
混合食物蛋白质的互补作用
蛋白来源重量% 单食时BV 混食时BV —————————————————————— 豆腐干 42 65 77 面筋 58 67 —————————————————————— 小麦 39 67 小米 13 57 89 牛肉 26 69 大豆 22 64

生物化学第11章蛋白质的分解代谢

生物化学第11章蛋白质的分解代谢第十一章蛋白质的分解代谢课外练习题一、名词解释1、氮平衡；2、一碳单位；3、转氨基作用；4、联合脱氨基作用；5、必须氨基酸；6、生糖氨基酸；7、尿素循环。

二、符号辨识1、GPT；2、GOT；三、填空1、蛋白质消化吸收的主要部位是（），肠液中的肠激酶可激活（）酶原。

2、体内主要的转氨酶是（）转氨酶和（）转氨酶，其辅酶是（）。

3、体内氨的主要代谢去向是在（）内合成尿素，经（）排出。

4、肝脏通过（）循环将有毒的氨转变为无毒的（）。

5、谷氨酰胺是体内氨的（）、（）和（）形式。

6、氨在血液中的运输形式是（）和（）。

7、胃液中胃蛋白酶可激活胃蛋白酶原，此过程称为（）作用。

8、转氨酶的辅酶是（），它与接受底物脱下的氨基结合转变为（）。

9、体内不能合成而需要从食物供应的氨基酸称为（）氨基酸。

10、人体先天性缺乏（）羟化酶可引起苯丙酮酸尿症；而缺乏（）酶可引起白化病。

四、判别正误1、蛋白质在人体内消化的主要器官是胃和小肠。

（）2、蛋白质的生理价值主要取决于必须氨基酸的种类、数量和比例。

（）3、L-谷氨酸脱氢酶不仅是L-谷氨酸脱氨的主要的酶，同时也是联合脱氨基作用不可缺少的重要的酶。

（）4、尿素的合成和排出都是由肝脏来承担的。

（）5、磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

（）6、体内血氨升高的主要原因往往是肝功能障碍引起的。

（）7、谷氨酸是联合脱氨基作用的重要中间代谢物，若食物中缺乏时可引起脱氨基作用障碍。

（） 8、人体内若缺乏维生素B6、维生素PP、维生素B12和叶酸，均会引起氨基酸代谢障碍。

（） 9、在体内，半胱氨酸除作为蛋白质组成成分外，仅是产生硫酸根的主要来源。

（） 10、氨基酸的降解能导致糖的合成。

（）五、单项选择1、食物蛋白质的互补作用是指（）。

A、糖与蛋白质混合食用，提高营养价值；B、脂肪与蛋白质混合食用，提高营养价值；C、几种蛋白质混合食用，提供营养价值；D、糖、脂肪和蛋白质混合食用，提高营养价值； 2、必须氨基酸不包括（）。

生物化学第十一章

16SRNA 3′ HO-A-U-U-C-C-U-C-C-A-C-U-A…… 5′
细菌 mRNA 5′ ……C-C-U-A-G-G-A-G-G-U-U-U-G-A-C-C-U-A-U-G-…… 3′
噬菌体
SD序 mRNA 5′ ……C-U-U-G-G列-A-G-G-C-U-U-U-U-U-U-A-U-G-…… 3′
精氨酸精氨酸终止密码异亮氨酸
终止密码终止密码
色氨酸起始密码
二、核糖体大肠杆菌核糖体
1. 组成与结构
真核细胞核糖体
16SrRNA 21种蛋白质
23SrRNA
5SrRNA
34种蛋白质
18SrRNA ~33种蛋白质
28SrRNA 5SrRNA 5.8SrRNA 49种蛋白质
70S 80S
2. 功能位点
分类标志
反密码子：位于 tRNA反密码环可与mRNA 的密码子碱基配对的三个碱基称为反密码子
2. 同工受体tRNA 概念：结合同一种氨基酸的tRNA
原因：tRNA 的数目（30余种）大于氨基酸数 3. 起始tRNA 概念：专一性识别起始密码子（AUG）tRNA
真核细胞： tRNA携带的是甲硫氨酸（Met）原核细胞：tRNA携带的是甲酰甲硫氨酸（fMet）
2. 遗传密码概念：mRNA编码区核苷酸的排列顺序与肽链中氨基酸的排列顺序的对应方
式为遗传密码。现已知，mRNA编码区三个相邻的核苷酸对应一个氨基酸，即三个相邻的核苷酸为一个遗传密码，也称为三联体密码
mRNA 5′碱基 U
C
A
G
U 苯丙苯丙亮亮亮亮亮亮异亮异亮异亮蛋（甲硫）缬缬缬缬
密码的特点：（1）无间断性。密码阅读方向5′-3′，密码之间无标点符号。

第十一章蛋白质的生物合成及加工修饰

第十一章蛋白质的生物合成及加工修饰(The Biosynthesis and transport of protein)在不同的蛋白质分子中，氨基酸有着特定的排列顺序，这种特定的排列顺序不是随机的，而是严格按照蛋白质的编码基因中的碱基排列顺序决定的。

基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA，再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。

翻译的过程也就是蛋白质分子生物合成的过程，在此过程中需要200多种生物大分子参加，其中包括核糖体、mRNA、tRNA及多种蛋白质因子。

第一节参与蛋白质生物合成的物质一、合成原料自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种，只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。

某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等，这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。

下图给出部分特殊氨基酸分子式：二、mRNA是合成蛋白质的直接模板蛋白质是在胞质中合成的，而编码蛋白质的信息载体DNA 却在细胞核内，所以必定有一种中间物质用来传递DNA 上的信息，实验证明：mRNA 是遗传信息的传递者，是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，因此得名信使RNA。

原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息，以一种多顺反子的形式排列，在翻译过程中可同时合成几种蛋白质；而真核细胞中，每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息，是单顺反子的形式。

mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息，作为蛋白质生物合成的直接模板，决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。

不同的蛋白质有各自不同的mRNA，mRNA除含有编码区外，两端还有非编码区。

非编码区对于mRNA的模板活性是必需的，特别是5'端非编码区在蛋白质合成中被认为是与核糖体结合的部位。

mRNA特点：短命原核：半衰期几秒-几分钟真核：半衰期数小时。

功能是蛋白质合成的模板，多肽链氨基酸排列顺序就取决于mRNA 的核苷酸的排列顺序。

11第十一章蛋白质的降解和氨基酸的分解代谢

2. 转氨基作用
转氨基作用是α-氨基酸和α-酮酸之间的氨基转移反应。催化转氨基作用的酶叫做转氨酶或氨基移换酶。转氨酶广泛存在于生物体内。已经发现的转氨酶至少有50多种。用15N 50 N标记的氨基酸证明，除甘氨酸、赖氨酸和苏氨酸外，其余的α-氨基酸都可参加转氨基作用，其中以谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)最重要。
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
（二）脱羧基作用
1.直接脱羧基作用 2.羟化脱羧基作用
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
1.直接脱羧基作用
氨基酸在脱羧酶作用下，进行脱羧反应生成胺类化合物。氨基酸脱羧酶广泛存在于动植物和微生物体内，以磷酸吡哆醛作为辅酶。植物体内谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱去羧基生成 γ-氨基丁酸。组氨酸脱羧生成组胺，酪氨酸脱羧生成酪胺，赖氨酸脱羧生成戊二胺(尸胺)，鸟氨酸脱羧生成丁二胺(腐胺)等。所生成的胺类很多都具有活跃的生理作用。
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
4. 非氧化脱氨基作用
微生物中主要进行非氧化脱氨基作用，方式有3 种： ①还原脱氨基作用在无氧条件下，某些含有氢化酶的微生物能利用还原脱氨基方式使氨基酸脱去氨基。
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
②脱水脱氨基作用丝氨酸和苏氨酸的脱氨基也可经脱水的方式完成，催化该反应的酶以磷酸吡哆醛为辅酶。
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
含蛋白质丰富的物质经腐败细菌作用时，常发生氨基酸的脱羧反应，生成这些胺类。
第十一章蛋白质的降解和氨基酸的代谢
2.羟化脱羧基作用
酪氨酸在酪氨酸酶的催化下可发生羟化作用而生成3,4-二羟苯丙氨酸，简称多巴(dopa)，它可进一步脱羧生成3,4-二羟苯乙胺，简称多巴胺(dopamine)。

生物化学第十一章蛋白质的分解代谢

目录
（三）蛋白酶体：存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白
质
26S蛋白质酶体
20S的核心 2个α环：7个α亚基颗粒(CP) 2个β环：7个β亚基
19S的调节颗粒(RP) : 18个亚基, 6 个亚基具有ATP酶活性
目录
目录
三、细胞内蛋白质降解过程
泛素介导的蛋白质降解过程
泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰氨基酸
COOH CH
γ-谷氨酰环化转移酶
氨基酸 COOH
H2NCH R
COOH
H2NCH R
氨基酸
γ-谷氨酰基转移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶半胱氨酸
5-氧脯氨酸酶
ATP ADP+Pi
γ-谷氨酰
通过此种方式并未产生游离的氨。
目录
（三）联合脱氨基作用定义两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。
目录
转氨基偶联氧化脱氨基作用
氨基酸
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
H2O+NAD+
此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
催化酶：
存在于肝、脑、肾中辅酶为 NAD+ 或NADP+

第十一章氨基酸代谢

大多数转氨酶，优先利用α-酮戊二酸作为氨基的受体，生成Glu。如丙氨酸转氨酶（谷丙转氨酶， ALT ， GPT），可生成Glu ，肝细胞受损后，血中此酶含量大增，活性高。
正常人各组织GOT及GPT活性 (单位/克湿组织)
组织心肝
GOT
156000 142000 99000 91000
GPT
酪氨酸半胱氨酸色氨酸苯酚硫化氢吲哚
大部分排泄，少量重吸收由肝转化解毒。
第二节氨基酸的一般代谢
一、氨基酸代谢库 ( metabolic pool )
食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。
（2）在小肠的消化作用： ——主要消化部位
A、胰液中的蛋白酶及作用
内肽酶（endopeptidase）：水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶（exopeptidase）：自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶（A、B）、氨基肽酶
肠液中酶原的激活
5、精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素
尿素形成后由血液运到肾脏随尿排除。
CO2 + NH3 + H2O
2ATP 2ADP+Pi N-乙酰谷氨酸
氨基甲酰磷酸鸟氨酸
线粒体
Pi 瓜氨酸瓜氨酸
ATP AMP + PPi 天冬氨酸
鸟氨酸循环
鸟氨酸精氨琥珀酸
α-酮戊二酸谷氨酸
氨基酸
尿素
草酰乙酸精氨酸延胡索酸
高血氨和氨中毒
肝功严重受损
（肝昏迷学说）
血氨入脑

中国农业大学分子生物学导论第十一章蛋白质合成练习题

第十一章蛋白质的生物合成本章教学要求：1、掌握参与蛋白质合成的因素和其在蛋白质合成过程中的作用。

2、掌握原核生物蛋白质合成的过程，熟记参与的酶、各种蛋白质因子和能量的消耗。

3、了解真核生物蛋白质合成的特点。

一、填空：1. 大肠杆菌蛋白质合成时，促进核糖体沿mRNA移动的因子是。

2. 肽链延伸包括、、和四个步骤的重复进行。

3. 肽链的延长反应中，氨酰-tRNA是进入到核糖体的部位。

4. 蛋白质生物合成中有三个终止密码子，是、和。

5. 起始密码子是，它又是编码的密码子。

6. Pr生物合成时，核糖体沿mRNA的方向移动；肽链从端向端延长。

二、单项选择：1. 蛋白质生物合成的部位是：（）A.核小体B.线粒体C.细胞核D.核糖体2. 蛋白质生物合成过程中，催化肽键形成的转肽酶存在于下面哪个部位？（）A.核糖体大亚基B.核糖体小亚基C.tRNA分子上D.胞液中3. 蛋白质生物合成时，平均每生成一个肽键共消耗多少个高能磷酸键？（）A.2B.3C. 4D.54. 大肠杆菌蛋白质生物合成中，下述过程除何者外都涉及GTP（或ATP）？（）A.氨酰-tRNA的形成B.氨酰-tRNA进入A部位C.核糖体沿mRNA移动D.肽键的生成5. 大肠杆菌核糖体大亚基的沉降系数是：（）A. 30SB. 40SC.50SD.60S6. 核糖体A位点的功能是：（）A. 活化氨基酸B. 催化肽键生成C. 从tRNA水解新生肽链D. 接受新进位的氨酰-tRNA7. 原核生物蛋白质生物合成中的起始AA-tRNA是（）。

A. Ala-tRNAB. Lys-tRNAC. fMet-tRNAD. Met-tRNA8. 蛋白质生物合成时，氨基酸的活化部位是（）。

A. 氨基B. 羧基C. 烷基D. 羟基9. 下面有关密码子的说法哪项是错误的？（）A. 一个密码子代表一个氨基酸，因此每种氨基酸只有一个密码子B. mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子C. AUG 既是甲硫氨酸的密码子又是起始密码子D. 有些密码子不代表任何氨基酸，有终止肽链合成的作用10. 若一个tRNA反密码子的第一位碱基是I时，它可以识别几个密码子？（）A. 1B. 2C. 3D. 411. 与mRNA的ACG密码子相对应的tRNA的反密码子是（）A. UGCB. CGUC. TGCD. CGT12. 真核生物在蛋白质生物合成中的启动AA-tRNA是：（）A.Leu-tRNAB.Ala-tRNAC.fMet-tRNAD. Met-tRNA13. 大肠杆菌蛋白质生物合成过程中使核糖体大小亚基保持分离状态的蛋白质因子是：A. IF1B.IF2C.IF3D.EF1三、判断题：1. 原核生物蛋白质合成中肽链延长所需的能量全部来源于A TP。

生物化学考研第11章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢

UB转移到一个E2的Cys 形成一个新的硫醇酯
UB在UB的C-末端Gly 和ε-靶蛋白的赖氨酸氨之间形成异肽键
泛素化需要多个蛋白
E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶
Ub added to lysines
E1, E2, & E3
每一步过程调控的特异性增强: • E1: 只有一个 (?) • E2: 10-12 (相应的调控蛋白家族) • E3: 许多与结构无关(终极生物特异性)
Monoubiquitylation
Multiple monoubiquitylation
E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶
泛肽
泛素共轭作用: 一个三步机理
泛肽(Ub) 活化酶 E1
在泛素C-末端的Gly和E1活性部位的Cys之间形成高能硫酯(ATP/AMP)
泛肽载体蛋白 E2 泛肽蛋白质连接酶 E3
Aaron Ciechanover Avram Hershko
Irwin Rose
• Proteins build up all living things: plants, animals and therefore us humans. In the past few decades biochemistry has come a long way towards explaining how the cell produces all its various proteins. Aaron Ciechanover, Avram Hershko and Irwin Rose went against the stream and at the beginning of the 1980s discovered one of the cell's most important cyclical processes, regulated protein degradation. For this, they are being rewarded with this year's Nobel Prize in Chemistry.

第十一章蛋白质

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