蛋白质的合成
蛋白质的合成过程
核糖体的结构
1
核糖体由大亚基和小亚基组成，大亚基含有结合 mRNA的位点，小亚基含有肽酰-tRNA的结合位 点。
2
核糖体大亚基含有三个RNA分子和几十个蛋白质 分子，这些分子协同作用，确保mRNA的正确翻 译。
3
核糖体小亚基含有两个RNA分子和一个蛋白质分 子，这些分子共同作用，确保肽酰-tRNA的正确 结合。
02
DNA转录为RNA
DNA转录的启动
启动子识别
转录起始前，RNA聚合酶需要识别 DNA上的启动子序列，这是转录起始 的信号。
磷酸二酯键的形成
转录起始复合物中的RNA聚合酶催化 DNA的磷酸二酯键形成，标志着转录 的开始。
形成转录起始复合物
RNA聚合酶与启动子结合后，招募转 录因子和其他辅助蛋白，形成完整的 转录起始复合物。
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核糖体的组装过程需要消耗能 量，这个过程也是由ATP提供 的。
核糖体的组装完成后，就可以 开始蛋白质的合成过程了。
04
氨基酸的活化
氨基酸的特化
氨基酸的种类
自然界中存在20种氨基酸，每种 氨基酸具有独特的化学结构和性
质，是蛋白质多样性的基础。
氨基酸的生物合成
部分氨基酸可在体内由其他简单物 质合化学特 性和空间构象，决定了蛋 白质的多样性和功能。
蛋白质合成的场所
核糖体
核糖体是细胞内蛋白质合成的场所，由大、小亚 基组成。
细胞质
细胞质中的核糖体附着在内质网或游离于细胞质 中，进行蛋白质合成。
线粒体与叶绿体
部分蛋白质在线粒体或叶绿体内合成，这些场所 具有自身遗传物质和蛋白质合成体系。
氨基酸的分解代谢
蛋白质生物合成的方式
蛋白质生物合成的方式
蛋白质生物合成是生物体内制造蛋白质的过程，它是生物体内的重要生化反应之一。
下面介绍蛋白质生物合成的方式：
1. 氨基酸活化：在蛋白质生物合成中，首先需要将氨基酸激活。
这个过程由特定的酶催化，称为氨基酸激酶。
被激活的氨基酸随后会与另一种分子——核糖磷酸结合，形成称为氨酰-tRNA的化合物。
2. 起始复合物形成：第二个步骤是形成起始复合物。
这个过程涉及氨酰-tRNA 与mRNA的结合，其中mRNA是包含蛋白质序列信息的分子。
这个过程需要核糖体起始因子（eIF）的帮助。
3. 肽链合成：一旦起始复合物形成，蛋白质合成就可以开始了。
每个氨基酸通过肽键连接在一起，形成一个连续的肽链。
这个过程由转录延长因子（eEF）和核糖体来催化。
4. 蛋白质折叠：当肽链合成完成后，蛋白质就会开始折叠成其最终的三维形状。
这个过程需要帮助，包括来自分子伴侣蛋白和折叠酶的帮助。
5. 蛋白质修饰：在某些情况下，还需要对蛋白质进行进一步修饰，例如添加糖基或脂质，或者进行磷酸化或乙酰化等化学修饰。
总的来说，蛋白质生物合成是一个复杂的过程，需要多个酶和分子的协同作用。
通过这个过程，生物体能够制造出其生命活动中所需的蛋白质。
蛋白质的合成
生物科学与技术学院 马 建 华
一、概念 二、蛋白质合成的能量来源 三、蛋白质合成体系组成 四、蛋白质合成的生物机制
一、概念： 概念：
1. 蛋白质：由20种基本氨基酸组成的多肽链。 蛋白质： 种基本氨基酸组成的多肽链。 种基本氨基酸组成的多肽链 蛋白质合成原料： 种基本氨基酸 蛋白质合成原料：20种基本氨基酸
4. 肽链合成的终止与释放 终止密码子（终止信号） 终止密码子（终止信号）: UAA、 UGA 、UAG 、 正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码子的tRNA， 正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码子的 ， 这些终止密码子能被终止因子所识别。 这些终止密码子能被终止因子所识别。 终止因子： 终止因子： RF 1 : 识别 识别UAA 、 UAG RF2 : 识别 识别UAA 、 UGA RF3 : 不识别终止密码子 但刺激另外两个因子的活性，协 不识别终止密码子, 但刺激另外两个因子的活性， 助肽链释放。 助合成体系组成 1. 模板 mRNA 模板: 2.合成场所：核糖体 合成场所： 合成场所 3. tRNA（转运 （转运RNA） ） 4. 多种蛋白质因子
1. 模板 mRNA(将遗传信息翻译为蛋白质 模板: 将遗传信息翻译为蛋白质) 将遗传信息翻译为蛋白质
mRNA 蛋白质 mRNA 蛋白质 mRNA 蛋白质
A位氨酰 位氨酰-tRNA的-NH2 位氨酰 的 和P位肽酰 位肽酰-tRNA的的 位肽酰 COOH形成肽键。 形成肽键。 形成肽键 肽酰基从P位转到 位 肽酰基从 位转到A位。 位转到 肽键形成在肽酰转移 酶（转肽酶）作用下 转肽酶） 完成。 完成。
移位： 移位：
在移位因子(G)作用 下，核糖体沿mRNA 向3´端移动一个密码子。 ´端移动一个密码子。 移位结果：肽酰tRNA从A位进入 位点 位进入P位点 从 位进入 位点; 空着的A位点为下一个 空着的 位点为下一个 密码子对应的氨酰tRNA的进入作好准备 。 的进入作好准备。 的进入作好准备 需要1个GTP 需要 个 脱落： 脱落： P位点上空载的 位点上空载的tRNA 位点上空载的 脱落。 经出口位点 (E) 脱落。
蛋白质合成体系
蛋白质合成体系
蛋白质合成体系是指在生物体内，将氨基酸等小分子物质转化为蛋白质大分子的过程中，所有参与反应的生物分子和反应步骤的总和。
蛋白质合成体系的主要参与者包括：
- 核糖体：是蛋白质合成的场所，由RNA 和蛋白质组成。
- tRNA：负责转运氨基酸到核糖体上。
- 氨基酸：是蛋白质的基本组成单位。
- 酶：参与氨基酸的活化、肽键的形成等反应过程。
蛋白质合成体系的主要步骤包括：
- 氨基酸的活化：在氨酰-tRNA 合成酶的作用下，氨基酸与 tRNA 结合形成氨酰-tRNA。
- 起始：核糖体与mRNA 结合，并识别起始密码子。
- 延伸：核糖体按照mRNA 上的密码子顺序，逐个将氨酰-tRNA 上的氨基酸连接到肽链上。
- 终止：核糖体识别终止密码子，并释放完整的肽链。
蛋白质合成体系是生物体内至关重要的生理过程，参与了细胞分裂、免疫防御、信号传递等重要生命活动。
研究蛋白质合成体系，对于理解生命现象、疾病治疗等具有重要意义。
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。
蛋白质合成过程四个步骤
蛋白质合成是生物体内一项非常重要的生物化学过程，也被称为蛋白质生物合成。
该过程包括转录和翻译两个主要阶段，涉及到DNA、RNA和蛋白质等多种生物分子的参与。
下面我将详细介绍蛋白质合成的四个步骤，以便更好地理解这一复杂而精密的生物学过程。
步骤一：转录（Transcription）转录是蛋白质合成的第一步，它发生在细胞核内。
在这一过程中，DNA的信息将被复制到一种名为mRNA（信使RNA）的分子上。
具体来说，转录的步骤包括：1. 启动子结合：转录过程开始于启动子，启动子是DNA上的一个特定区域，其特殊序列能够与RNA聚合酶结合，从而启动转录。
2. RNA聚合酶合成mRNA：一旦启动子与RNA聚合酶结合，RNA 聚合酶将会沿着DNA模板链合成mRNA，这一过程包括RNA的合成和剪切修饰等步骤。
3. 终止：当RNA聚合酶到达终止子时，转录过程将结束，mRNA 分子从DNA模板上分离出来。
步骤二：前期mRNA处理（Pre-mRNA Processing）在转录完成后，产生的mRNA并不是立即可以被翻译成蛋白质的成熟mRNA，还需要经过一系列的前期处理。
这些处理包括：1. 剪接（Splicing）：mRNA中会存在一些被称为内含子的非编码序列，而真正编码蛋白质的序列被称为外显子。
剪接过程将内含子从mRNA中切除，将外显子连接起来，形成成熟的mRNA。
2. 5'端盖（5' Cap）的添加：在mRNA的5'端，会添加一种名为7-甲基鸟苷酸（m7G）的化合物，用于保护mRNA不受降解，同时有助于mRNA与核糖体的结合。
3. 3'端聚腺苷酸（Polyadenylation）的添加：在mRNA的3'端，会添加一系列腺苷酸，形成所谓的聚腺苷酸尾巴，同样用于保护mRNA不受降解。
步骤三：翻译（Translation）翻译是蛋白质合成的第二个主要步骤，它发生在细胞质中的核糖体内。
在翻译过程中，mRNA上携带的遗传密码将被翻译成氨基酸序列，从而合成特定的蛋白质。
蛋白质合成
（二）信号假说的要点如下: （分泌蛋白为例）
① ER 转运蛋白质合成的起始。
蛋白合成仍然起始于胞质溶胶中的游离核糖体。 ②信号序列与 SRP 结合。
SRP 的信号识别位点识别新生肽的信号序列并与 之结合;同时,暂时停止核糖体的蛋白质合成。
③核糖体附着到内质网上。
结合有信号序列的 SRP 通过它的结合位点与内质网 膜中受体 (停靠蛋白) 结合,将核糖体附着到内质网的 易位子上。
（二） 结合核糖体进行蛋白质合成
信号假说
（一）、信号假说提出与相关概念 1975 年 G.Blobel,D.Sabatini 提出——
1,蛋白质 N 端的信号肽 信号肽：存在于蛋白质一级结构的线性序
列，长度为 16～26 个氨基酸残 基，N端含有1个或数个带正电荷 的氨基酸，其后是6～12个连续 的疏水残基；在蛋白质合成中将 核糖体引导到内质网，进入内质 网后通常被切除。
(2)rRNA的基因转录呈“圣诞树”样的结构;
转录时，RNA聚合酶沿DNA分子排列，此酶由 基因头端向末端移动，转录好的rRNA分子从聚 合酶处伸出，愈近末端愈长，并且从左右两侧均 可伸出，呈羽毛状。rRNA首先出现在纤维部， 而后转向颗粒部。
核仁基因编码5S的rDNA 序列。
（ 6 ）蛋白质合成结束，信号肽酶切除信号序列； 释放出可溶性的成熟蛋白。
（7）蛋白质合成结束 易位子通道关闭，核糖体与内质网脱离，进入细胞质开始 新的蛋白质合成。
共转移：指肽链边合成边转移至内质网腔 中的方式。
（三）、跨膜蛋白的合成：
信号序列类型：
起始转移序列：N端信号序列可被SRP识别，还 具有起始穿膜转移的作用，其附近有信号肽酶 作用的位点，可被切除，一般与分泌蛋白有关。
蛋白质的合成
e IF-4A
真核 生物 eIF--4B eIF-4E eIF-4G eIF-5 eIF-6
（一）原核生物翻译起始复合物形成
1. 核蛋白体大小亚基分离； 2. mRNA在小亚基定位结合； 3. 起始氨基酰-tRNA的结合；
4. 核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
一个碱基突变
二、tRNA ：
在氨基酸tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可与相应的 氨基酸结合，生成氨基酸tRNA，从而携带氨基酸参与蛋 白质的生物合成。 tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成 三联体，可以识别mRNA上相应的密码，此三联体就称 为反密码(anticoden)。 反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原则，即 A—U，G—C配对。但反密码的第一个核苷酸与第三核苷 酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原则。如反密码第 一个核苷酸为Ⅰ，则可与A、U或C配对，如为U，则可与 A或G配对，这种配对称为不稳定配对。(P187表）
蛋白质合成知识点总结
蛋白质合成知识点总结蛋白质是生物体内最基本的宏观分子，它们在细胞的构建、维持和功能发挥中起着至关重要的作用。
蛋白质的合成是指通过核糖核酸（RNA）的介导，将信息从基因转化为具体的蛋白质分子的过程。
下面将对蛋白质合成的关键知识点进行总结。
1. 蛋白质合成的起始：蛋白质合成过程的起始是由RNA聚合酶在DNA模板上进行转录，合成一个被称为信使RNA（mRNA）的分子。
mRNA是一种与DNA互补的核酸链，它携带着DNA中编码蛋白质的信息。
2. 转录和原核生物与真核生物的区别：在原核生物中，转录和蛋白质合成可以同时进行，发生在细胞质中，并由单一RNA聚合酶完成。
而在真核生物中，转录发生在细胞核中，然后mRNA经过核孔复合体进入到细胞质中，与核糖体结合进行翻译。
3. 翻译的三个阶段：翻译是将mRNA上的信息转化为具体蛋白质分子的过程，分为三个阶段：起始、延伸和终止。
在起始阶段，小核糖体亲和力与mRNA中起始密码子结合，并吸引大核糖体的结合。
在延伸阶段，tRNA（转运RNA）通过氢键与mRNA上的密码子进行互补配对，带来对应的氨基酸，并与聚合肽链进行形成肽键。
在终止阶段，特殊的停止密码子出现时，蛋白质合成终止并释放。
4. 蛋白质修饰：蛋白质合成完成后，蛋白质可能会经历一系列修饰过程。
这些修饰可以改变蛋白质的结构、活性和定位。
常见的修饰类型包括磷酸化、甲基化、酰化和糖基化等。
修饰通常发生在胞质中或靶向蛋白的特定位置，以调节蛋白的功能和相互作用。
5. 蛋白质合成的调控：蛋白质合成过程受到多种因素的调控。
这些因素可以是内源性的，如细胞内的信号分子或转录因子，也可以是外源性的，如环境刺激或药物。
调控的目的是确保蛋白质的合成与细胞需求相匹配，以维持正常的生物功能。
6. 蛋白质合成与疾病：蛋白质合成异常与许多疾病的发生和发展密切相关。
例如，突变导致的错误合成可能导致异常蛋白的产生，从而引发遗传性疾病。
另外，癌细胞也能通过改变蛋白质合成过程来促进其无限增殖和侵袭能力。
蛋白质合成的基本原理和机制
蛋白质合成的基本原理和机制蛋白质是构成细胞和组织的基本组成部分之一，它们在生物体内起着各种重要的功能。
蛋白质的合成是一个复杂而精确的过程，通过遵循特定的基本原理和机制实现。
1. 蛋白质合成的基本原理蛋白质合成遵循中心法则，即DNA转录为mRNA，然后mRNA被翻译成蛋白质。
这个过程包括三个主要的步骤：转录、转译和翻译。
1.1 转录在转录过程中，DNA的信息被转录成mRNA。
这一过程在细胞核内进行，由酶类物质RNA聚合酶（RNA polymerase）负责。
RNA聚合酶通过读取DNA上的编码区域，将信息转录成与DNA互补的mRNA 链。
1.2 转译转译是指mRNA的信息被翻译成蛋白质的过程。
mRNA进入细胞质后，与核糖体结合，导致蛋白质合成的启动。
转译过程中使用的加氨酸靠tRNA（转运RNA）分子携带进入核糖体，在核糖体的帮助下，逐个将氨酸连接起来，形成氨酸链。
tRNA和mRNA之间的配对确保正确的氨酸被添加到正在合成的蛋白质链中。
1.3 翻译翻译是指tRNA和mRNA之间的配对过程，其结果是将mRNA上的密码子转换为蛋白质中的特定氨酸。
每个三个密码子对应一个具体的氨酸，这种对应关系称为遗传密码。
翻译的过程依赖于核糖体和tRNA的配合，通过形成肽键将氨酸连接成肽链。
2. 蛋白质合成的机制蛋白质的合成是一个高度精确的过程，它涉及到许多机制的调控，确保蛋白质的正确合成和折叠。
2.1 脱氧核糖核酸的修饰与剪切在转录过程中，脱氧核糖核酸（pre-mRNA）需要经过剪切和修饰才能转化为成熟的mRNA。
这些修饰包括剪切掉多余的片段，还原剪切位点，添加5'帽子（5' cap）和3'聚合尾（poly-A tail）等。
这些修饰的目的是增加mRNA的稳定性和识别性，并保证它们能够被核糖体正确识别和翻译。
2.2 蛋白质的折叠和修饰在蛋白质合成过程中，新合成的蛋白质需要经过折叠和修饰才能达到功能性构象。
蛋白质合成和调控
蛋白质合成和调控蛋白质是生命体中最重要的分子之一，它们在细胞的结构和功能方面起着重要的作用。
蛋白质的合成是通过蛋白质合成过程来实现的，而这个过程被精细地调控着，以确保蛋白质能够按照需要进行合成和调整。
一、蛋白质合成过程蛋白质合成是指将氨基酸按照序列编码的方式连接起来，形成多肽链，并最终折叠成特定的蛋白质结构的过程。
这个过程主要经历了三个关键的阶段：转录、翻译和折叠。
转录是指将DNA中的特定基因序列转录成一条RNA的过程。
这一过程发生在细胞核中，由RNA聚合酶酶通过识别DNA上的启动子序列并沿DNA链合成一个互补的RNA链。
所得到的RNA被称为信使RNA（mRNA），它是蛋白质合成的模板。
翻译是指将mRNA中的密码子序列翻译成氨基酸的过程。
这个过程发生在细胞质中的核糖体中，核糖体通过识别mRNA上的起始密码子，并根据密码子表将特定的氨基酸搬入核糖体中，形成一个多肽链。
这个过程一直持续到核糖体遇到终止密码子，此时合成的多肽链会从核糖体中释放出来。
折叠是指多肽链形成特定的三维结构的过程。
这个过程受到多个因素的影响，如热力学和环境条件。
多肽链中的氨基酸序列决定了蛋白质的结构，而正确的折叠是蛋白质功能的基础。
二、蛋白质合成调控蛋白质合成的调控是为了保证细胞中合成的蛋白质种类和数量能够适应细胞所处的环境和生理需求。
调控过程主要发生在转录和翻译的阶段。
在转录调控中，转录因子起着关键的作用。
转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，它们通过与启动子和调节元件结合来调控特定基因的转录。
一些转录因子能够促进转录的发生，而另一些则能够抑制转录的发生。
这种正反馈和负反馈机制使得细胞可以根据需求来精确控制蛋白质的合成。
在翻译调控中，主要通过mRNA上的运输元件和转录后修饰来实现。
细胞中有一些特定的RNA结合蛋白质（RNA-binding proteins），它们能够与mRNA结合并调整mRNA的稳定性和转化效率。
此外，转录后修饰，如剪切、编辑和修饰，也会影响到翻译的进行。
蛋白质合成PPTPPT课件
蛋白质合成的细胞定位
总结词
蛋白质合成主要发生在细胞内的核糖体上，核糖体是 细胞内蛋白质合成的场所。
详细描述
核糖体是细胞内一种由RNA和蛋白质组成的颗粒状结 构，主要存在于细胞质中。核糖体在蛋白质合成过程中 起着至关重要的作用，它能够读取mRNA上的遗传信 息，将一个个氨基酸按照特定的顺序连接起来形成多肽 链。同时，核糖体还具有催化肽键形成的酶活性，促进 蛋白质合成的进行。除了核糖体外，细胞内还有其他一 些细胞器也参与了蛋白质的合成过程，如内质网、高尔 基体等。这些细胞器在蛋白质的修饰、加工和运输等方 面起着重要作用。
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目录
• 蛋白质合成简介 • 蛋白质合成的过程 • 蛋白质合成的调控 • 蛋白质合成与疾病的关系 • 研究展望
01
蛋白质合成简介
蛋白质合成的基本概念
总结词
蛋白质合成是指细胞内利用已有的小分子物质作为原料，通过一系列酶促反应将氨基酸 按照特定的顺序连接起来形成多肽链，进而形成具有特定结构和功能的蛋白质的过程。
翻译后加工与修饰
总结词
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的重要环节，涉及多 种酶促反应和化学修饰。
详细描述
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的最后阶段，涉及到 多种酶促反应和化学修饰。这些加工和修饰包括剪切 、磷酸化、糖基化、乙酰化等，有助于完善蛋白质的 结构和功能。这些加工和修饰过程通常在特定的细胞 器或细胞部位进行，需要特定的酶和化学环境的支持 。通过翻译后加工与修饰，蛋白质的结构和性质得以 最终确定，从而发挥其在细胞生命活动中的重要功能 。
04
蛋白质合成与疾病的关系
蛋白质合成异常与疾病的发生
癌症
蛋白质合成异常可能导 致细胞增殖失控，引发
蛋白质合成
靶细胞器：内质网腔 在蛋白质中位置：N端 信号序列性质：四肽非常保守。
3、高尔基体滞留信号： 靶细胞器：高尔基体 在蛋白质中位置：高尔基体膜上特有的α跨膜区 信号序列性质：糖基转移酶。
4导肽的特征
蛋白质N端的一段氨基酸序列引导蛋白质 进入线粒体叫导肽。由20～80种氨基酸组 成。 结构特征： （1）富含带正电荷的碱性氨基酸。 （2）羟基氨基酸如丝基酸含量高 （3）几乎不含带负电荷的酸性氨基酸 （4）可形成既亲水有疏水的α 螺旋结构
1、信号斑与6-磷酸甘露糖（M6P) 信号斑： 靶细胞器：溶酶体
在蛋白质中位置：中间
信号序列性质：与酶反应中心特异结合。
6-磷酸甘露糖（M6P)
靶细胞器：溶酶体
位置：溶酶体酶甘露糖6位碳原子磷酸化 信号序列性质：糖链。
2 内质网滞留信号(ER retention signal) 内质网的结构和功能蛋白羧基端的一个四肽序 列: Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序 列。这段序列在内质网膜及高尔基体的膜有相应 的受体, 一旦进入高尔基体就会被高尔基体上 的受体结合, 形成回流小泡被运回内质网, 所 以将该序列称为内质网滞留信号。
列，长度为 16～26 个氨基酸残 基，N端含有1个或数个带正电荷 的氨基酸，其后是6～12个连续 的疏水残基；在蛋白质合成中将 核糖体引导到内质网，进入内质 网后通常被切除。
2,信号识别颗粒（ SRP ）
与核糖体结合部位
信号肽结合部位
RNA
翻译停止区域
SRP受体的结合部位
25nm
信号识别颗粒的组成： 6 个蛋白亚单位和一分子 RNA
入核信号是蛋白质的永久性部分,在引导入 核过程中,并不被切除, 可以反复使用, 有 利于细胞分裂后核蛋白重新入核。
蛋白质合成和翻译过程
蛋白质合成和翻译过程蛋白质合成和翻译是生物体内基本的生化过程之一。
它们是细胞通过转录和翻译DNA的遗传信息，合成蛋白质的过程。
蛋白质作为细胞的结构组分和功能分子，对维持生物体的正常生理功能起着关键的作用。
本文将详细介绍蛋白质合成和翻译的过程及相关机制。
一、蛋白质合成过程蛋白质合成是指通过将氨基酸链合成成特定的肽链，最终形成功能完整的蛋白质的过程。
它包括转录和翻译两个主要的步骤。
1. 转录转录是指从DNA模板上合成RNA的过程。
转录的主要特点是DNA的一个酸性链作为模板，通过RNA聚合酶的催化作用，将其转录成相应的RNA分子。
这一过程发生在细胞核中。
在转录过程中，RNA聚合酶根据DNA模板的碱基序列合成RNA 链，其中腺嘌呤（A）对应DNA的胸腺嘧啶（T），胸腺嘧啶（T）对应DNA的腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G）对应DNA的钴嘌呤（C），钴嘌呤（C）对应DNA的鸟嘌呤（G）。
转录过程通过三个主要的步骤：启动、延伸和终止来完成。
2. 翻译翻译是指将RNA的信息转化为氨基酸序列的过程。
它发生在细胞质内的核糖体中。
在翻译过程中，RNA通过核糖体将其信息转化为氨基酸序列，形成肽链，进而形成蛋白质。
翻译是以密码子为基本单位进行的，每个密码子由三个核苷酸组成。
在翻译的开始，核糖体会与mRNA上的起始密码子结合，将与之匹配的启动tRNA携带的氨基酸搬移到核糖体上，从而形成蛋白质的第一个氨基酸。
接下来，核糖体将移动到下一个密码子，再次与匹配的tRNA配对，并再次将其携带的氨基酸搬移到核糖体上。
这一过程不断重复，直到遇到终止密码子，翻译过程结束，蛋白质合成完成。
二、蛋白质合成机制蛋白质合成是一个复杂的过程，涉及到许多分子和细胞器的参与。
下面将介绍蛋白质合成过程中的几个关键环节。
1. 激活氨基酸在蛋白质合成的开始阶段，氨基酸需要被激活，即与特定的载体分子tRNA结合，形成活化的tRNA。
这一过程由氨基酸激活酶完成。
激活的tRNA负载着特定的氨基酸，随后与核糖体结合，参与翻译过程。
工业蛋白质合成
工业蛋白质合成
工业蛋白质合成是指在工业生产过程中利用生物技术手段合成蛋白质的过程。
工业蛋白质合成主要有两种方法：化学合成和生物合成。
化学合成是指利用化学方法合成蛋白质。
这种方法可以通过合成氨基酸和连接氨基酸来合成蛋白质链。
但是由于蛋白质的结构复杂性和体积庞大，化学合成的难度很大，并且产率低，所以在工业上很少使用。
生物合成是指利用生物技术手段在细胞内合成蛋白质。
通常使用大肠杆菌、酵母、昆虫细胞或哺乳动物细胞等作为宿主细胞，通过转基因技术将目标蛋白质的基因导入宿主细胞中，利用宿主细胞的生物合成机制合成目标蛋白质。
生物合成的优势是可以实现大规模生产，产量高，并且合成的蛋白质具有天然蛋白质的结构和功能，适用于工业生产。
工业蛋白质合成的应用广泛，例如人类胰岛素、人类生长激素、抗体药物等都是通过工业蛋白质合成获得的。
此外，工业蛋白质合成还可以用于生物燃料的生产、食品添加剂的制备、饲料的改良等领域。
蛋白质合成、加工和转运的过程
一、蛋白质的合成1、核糖体是合成蛋白质的机器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白质。
2、游离核糖体游离于胞质中，合成细胞内的基础蛋白质；附着核糖体，附着在内质网表面，构成粗面内质网的核糖体，合成分泌蛋白和膜蛋白。
3、蛋白质合成的一般过程：1）氨基酸的活化。
氨基酸和tRNA在氨酰—tRNA合成酶作用下合成活化的氨酰—tRNA。
2）起始、延伸和终止。
3）蛋白质合成后的加工。
肽链N端Met的去除；氨基酸残基的化学修饰，乙酰化、甲基化、磷酸化等；肽链的折叠；二硫键的形成。
二、蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运1、信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网的合成。
1）信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网腔。
2）新生分泌性蛋白质多肽链在胞质中的游离核糖体上起始合成。
当新生肽链N端的信号肽被翻译后，可立即被细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP）识别、结合。
3）与信号肽识别结合的SRP，识别结合内质网膜上的SRP-R，并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上。
而SRP则从信号肽—核糖体复合体上解离，返回细胞质基质中重复上述过程。
4）在信号肽的引导下，合成中的肽链，通过由核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网网腔。
随之，信号肽序列被内质网膜戗面的信号肽酶且除，新生肽链继续延伸，直至完成而终止。
最后完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，并从内质网上解离。
2、跨膜驻留蛋白的插入和转移决定了蛋白质的两种去处：1）穿过膜进腔，为可溶性蛋白质，包括分泌蛋白和内质网驻留蛋白。
2）嵌入内质网膜中，形成膜蛋白。
3、粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运过程密切相关。
1）新生多肽链的折叠与装配，与合成同时发生。
内质网为新生多肽链正确的折叠和装配提供了有利的环境。
分子伴侣通过对多肽链的识别结合来协助它们的折叠组装和转运。
蛋白质合成过程的三个阶段
蛋白质合成过程的三个阶段
蛋白质是细胞结构和功能的重要成分，其合成过程涉及三个主要的阶段：核糖体转录、消耗运输、转录和复合。
首先，细胞中的核糖体将调节DNA的传导消息到RNA。
一旦代谢物完成，它就会在细胞内迁移以复制蛋白质。
接下来，消耗运输过程将RNA从细胞内运输到消耗运输中，它还会从核糖体中消耗必要的胞嘧啶，乙酰胆碱和谷氨酸。
最后，转录和绊合化合物将RNA转录到其各自的蛋白质，并使它们与一系列复合物相结合。
所有这些复合物都会随着其他物质向细胞中添加，使细胞能够进一步进行活动。
总之，蛋白质合成过程可以概括为三个主要阶段：核糖体转录、消耗运输和转录和复合。
这三个步骤对保持和维护生物体的正常功能起着至关重要的作用。
合成蛋白质的过程
合成蛋白质的过程
蛋白质合成是指利用核酸（RNA）模板，利用这些模板来指导翻译机制，将细胞中的氨基酸组成的肽链组装起来，形成蛋白质的过程。
蛋白质合成的具体过程包括以下几个步骤：（1）转录：转录是指将DNA复制成RNA的过程，它是蛋白质合成的第一步。
（2）翻译：翻译是指将RNA翻译成蛋白质的过程，它是蛋白质合成的第二步。
（3）组装：组装是指将翻译出来的氨基酸组装成蛋白质的过程，它是蛋白质合成的第三步。
（4）修饰：修饰是指蛋白质在结构上的改变，以使其能够正确地表达和功能，它是蛋白质合成的最后一步。
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肽链的合成。
第27页/共36页
缩合
P
A
A U G G A U A U UU AA
5’
mRNA 3’
两个相邻的氨基酸分子缩合成链状结构
第28页/共36页
Ile
P
A
UAA
A U G G A U A U UU AA
5’
mRNA 3’
核糖体随着 mRNA滑动，另一个 tRNA 上的碱基与 两mR个N相A上邻的的密氨码基子酸配分对子。缩第合29页成/共链36页状结构
第7页/共36页
DNA
A A T C AA T AG
RNA Polymerase
G
Exposed base attracts complementary RNA.
第8页/共36页
DNA
A A T C AA T AG
U U
G
Exposed base attracts complementary RNA nucleotide. 第9页/共36页
U U A GAU AUC
RNA
Cytolplasm
RNA leaves the nucleus through the nuclear pore.
第16页/共36页
Translation
在细胞质中,以mRNA为模板,把核 苷酸三联子遗传密码(genetic code)翻译 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
第17页/共36页
四种核苷酸如何编制成遗传密码，遗 传密码又如何被翻译成20种氨基酸呢？
U U A G AU AUC mRNA
第18页/共36页
第19页/共36页
Codon
Codon
Codon
U U A G AU AUC mRNA
第20页/共36页
Amino Acids
Met
Transfer RNA
Met
Ile
P
A
RF-1-
U A A GTP
A U G G A U A U UU AA
mRNA
当遇到终止密码UAG、UAA、UGA时，肽链的延长终结。
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Met
Ile
RF-1-
U A A GTP A U G G A U A U UU AA
mRNA
当遇到终止密码UAG、UAA、UGA时，肽链的延长终结。
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第一节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础： 二、遗传物质的种类 三、DNA的结构与复制 四、DNA的变性与复性 五、RNA 信使RNA(mRNA)
转运RNA(tRNA) 核糖体RNA(rRNA)
第2页/共36页
分子遗传学的中心法则(central dogma)
复 制
DNA
RNA复制
A A T C AA T AG U UA G
G
Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by on第e1.3页/共36页
DNA
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by on第e1.4页/共36页
肽链的合成。
第24页/共36页
第25页/共36页
P
A
A U G G A U A U UU
5’
mRNA 3’
当遇到起始密码AUG时，mRNA与核糖体结合，开始
肽链的合成。
第26页/共36页
P
A
A U G G A U A U UU
5’
mRNA 3’
当遇到起始密码AUG时，mRNA与核糖体结合，开始
Asp Ile
氨酰tRNA合成酶
U AC
CUA
ANTICODON
第21页/共36页
UAA
Met
Asp
Ile
U AC CU A UAA
a.a.+tRNA+ATP 氨酰tRNA+AMP+PPi
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第23页/共36页
A UGGA与核糖体结合，开始
DNA
A A T C AA T AG UU
G
第10页/共36页
DNA
A A T C AA T AG UU
G
第11页/共36页
DNA A A T C A A T A G U UA G
The enzyme RNA polymerase moves along the DNA. 第12页/共36页
DNA
Nucleoplasm
DNA
A A T C AA T AG U U A G UU AUC
RNA
Cytolplasm
Nuclear pore
RNA leaves the nucleus through the nuclear pore. 第15页/共36页
Nucleoplasm
DNA
A A T C AA T AG
toxin)，该毒素可以特异性的毒杀鳞翅目、 双翅目和鞘翅目昆虫，根据我们学过的遗 传学知识，如何利用这种微生物培育抗虫 作物新品种？
第36页/共36页
第31页/共36页
A UU UAA
mRNA
第32页/共36页
蚓激酶结构示意图
第33页/共36页
第34页/共36页
第35页/共36页
讨论题
昆虫中有50%是靠吃植物生活的，因 此他们对于农作物、牧草和植被等都造成
巨大危害。苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis)能产生一种毒蛋白（Bt
转录
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
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Transcription
在细胞核内，以DNA的一条链为 模板，按照碱基互补配对的原则合成 RNA的过程。
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第5页/共36页
第6页/共36页
DNA
A A T C AA T AG
G
游离的核糖核苷酸
Only one strand acts as a template.