蛋白质翻译

A.50S 大亚基 50S
B.IF-I
C.IF-2
5'
A AGUUG
3
D. tRNA
E. mRNA F.30S小亚基
2、真核与原核细胞蛋白质合成的相同点是 （ C）
（A）翻译与转录偶联进行 （B）模板都是多顺反子 （C） 都需要GTP （D）甲酰甲硫氨酸是第一个氨基酸
3、肽链延伸所必需的酶是： A A、转肽酶 B、酯酶 C、氨基酰tRNA合成酶 D、GTP酶
IF-3 IF-1
3、30S小亚基通过SD序列与mRNA模板 相结合
5'
SD序列 AAUUGG
3'
IF-3
4.在IF-2和GTP的帮助下， fMet-tRNAfMet进 入小亚基，并对位于P位，tRNA上的反密 码子与mRNA上的起始密码子配对。
IF-2 GTP
5'
SD序列 AAUUGG
3'
IF-3 IF-1
不同点4：
不同点5：
三、保证蛋白质翻译准确起 始的机制
1. tRNA对氨基酸的专一性负载
2. tRNA对密码子的准确识读
3. 核糖体对进入A位的aa-tRNA在 成肽键前的最后校对。
1.在AARS的作用下实现 tRNA对氨基酸的 专一性负载
a. 氨基酰tRNA合成酶 （AARS）有三个结合位点： 氨基酸结合位点、tRNA结 合位点、ATP结合位点。其 中前两个位点是专一性的。
位脱离
五.肽链终止情况的不同 原核生物：肽链终止因子RF1，RF2结合于终止密码
子位点，RF3协助肽链的释放;核糖体释放因子RRF 促使核糖体大小亚基解体; 真核生物：由释放因子eRF识别终止密码子位点，并 促使肽链释放和核糖体解体。
复习题：
1. 组装完毕的原核生物翻译起始复合物包括 以下哪些组分：（A，D，E，F）
4. 翻译起始时，mRNA起始密码子定位于核糖 体的 （B ）位点。
A. A位点 B. P位点 C. E位点 D. 其它位点
5. 翻译延伸过程中，第一个氨基酸装载在核 糖体的 （ A ）位点。
A. A位点 B. P位点 C. E位点 D. 其它位点
6. 翻译过程中，真核生物核糖体小亚基与 mRNA的（ B）结合。
fMet + tRNAfMet 氨基酰-tRNA合成酶 fMet- tRNAfMet
2. 核糖体大小亚基分离
IF3: 促使30S亚基与 50S大亚基分离，并 与mRNA的SD序列结 合。
IF1: 加强IF-2和IF-3的 酶活性；
IF2: 保证fMettRNAfMet 专一性地与30S亚基P 位点结合；
二、真核生物蛋白质翻译（起始） 三、保证蛋白质翻译准确起始的机制（翻译 保真性） 四、复习题
一、原核生物翻译的起始
1. 蛋白质合成装备的组装 2. 模板mRNA在核糖体上的准确定位 3. 起始氨基酸的插入
1. 氨基酸的活化
在氨酰tRNA合成酶的作用下，tRNA与相应的 氨基酸结合为氨酰基-tRNA。（原核生物第 一个氨基酸为甲酰甲硫氨酸）
A. SD序列 B. mRNA的5’帽子结构
C. AUG D. mRNA的3’尾巴
7.真核生物翻译起始过程，核糖体,mRNA， tRNA的组装顺序是（ B）。
A. 核糖体小亚基，mRNA，tRNA，核糖体大亚 基
B. 核糖体小亚基， tRNA， mRNA，核糖体大 亚基
C. 核糖体大亚基，mRNA，tRNA，核糖体小亚 基
亚基结合，无polyA尾巴 真核生物：单顺反子RNA,5’帽子与核糖体小亚
基结合，有polyA尾巴 二.转录与翻译的偶联情况： 原核生物：偶联
真核生物：不偶联
三.翻译起始过程不同： 原核生物：核糖体小亚基与mRNA结合，然后再与
tRNA结合 真核生物：核糖体小亚基与tRNA结合，然后再与
mRNA结合 四.肽链延伸情况的不同： 原核生物：空载的tRNA从核糖体的E位脱离 真核生物：没有E位，空载的tRNA直接从核糖体的P
D. 核糖体大亚基， tRNA， mRNA，核糖体小 亚基
8.氨基酰-tRNA合成酶对tRNA的选择具有特异性 是由于（ A）。
A. tRNA的副密码子效应 B. tRNA的D-loop C. tRNA的T-loop D. tRNA的密码子效应
9.真核生物核糖体没有（ E ）位，空载的tRNA 直接从（ P ）位脱离。
Tu GTP
5'
AUG
3'
三、肽链的终止
终止因子 （原核生物）
RF1：识别终止密码子UAA和UAG RF2：识别终止密码子UAA和UGA RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和
RF2活性，协助肽链的释放
原
蛋白质释 放因子
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核
肽
链
合
成
终
止
过
程
原
核
核糖体释放因
肽
子RRF
链
合
成
终
止
过
程
二、真核生物的蛋白质合成
合，再结合mRNA。
（一）真核生物蛋白质翻译起始
（1）40S核糖体小亚基与起始因子eIF-1和eIF-3结 合，使核糖体大小亚基分离；
（2）形成eIF-2-Met-tRNAMet-GTP三联体复合物； 它们与40S小亚基（包括eIF-1和eIF-3）P位点结 合，形成43S前起始复合物。
（3）在帽子结合复合物起始因子eIF-4F的帮助下， 前起始复合物与mRNA的5’端结合，形成起始复 合物。 eIF-4F复合物包括： eIF-4E（结合到mRNA的5’帽 子结构上)、eIF-4A(解旋酶活性)和eIF-4G（连接 eIF-4E与eIF-3）。
们与40S小亚基、eIF-1和eIF-3结合，形成43S前 起始复合物。 3. 在帽子结合复合物起始因子eIF-4F的帮助下， 前起始复合物与mRNA的5’端结合，形成起始 复合物。 4. eIF-4B与eIF-4F复合物结合，激活eIF-4A解旋酶 活性，去除mRNA5’端的二级结构。 5. 起始因子离开起始复合物，大小亚基相结合， 形成包括40S、60S和起始tRNA的成熟翻译起始 复合物。
5、GTP水解提供能量下，50S大亚基与30S 小亚基结合，并释放翻译起始因子。
50S
IF-2 GTP Pi
GDP
5'
SD序列 AAUUGG
3'
IF-3 IF-1
二、肽链的延伸
肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基 酸就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA 与核糖体结合、肽键的生成 和 移位。 延伸因子(elongation factor, EF) ：
2、肽键形成 是由转肽酶/肽基转移酶催化
3、移位
核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。 需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
延长因子EF-G有转位酶( translocase )活 性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白 体向mRNA的3'侧移动 。
肽键生成和转位的过程：
fMet fMet
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)和EF-G
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合
需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子来进 行能量的再利用。
能量的再生： 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
高翻译效率），而原核生物没有。
一、真核生物蛋白质合成的装备
tRNA:
真核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸是Met， 起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。 原核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸并不是 甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为 fMet-tRNAfMet
蛋白质翻译
上次讲授课程回顾
一、RNA编辑（定义及生物学意义）
二、蛋白质合成的装备 1. mRNA(SD序列)
氨基酸受体位 点CCA
2. tRNA（结构）
3. 核糖体（功能中心） D loop
T loop
三、三联体密码子（特性）
反密码子环
核糖体的功能中心 反密码子的摇摆性
本次讲授课程内容
一、原核生物蛋白质翻译的过程： 1. 翻译的起始 2. 翻译的延伸 3. 翻译的终止
b. 对tRNA的选择：一种AARS只能识别装载同 一种氨基酸的一组同工受体tRNA。
AARS可以与tRNA 的D loop环结合 （非特异性）
副密码子：tRNA中与AARS发生 D-loop 特异性分子契合的一种空间密 码。是位于tRNA各种环上的特 定碱基；它们可以与AARS中的 特定氨基酸结合。
一、真核生物蛋白质合成的装备（与
原核生物的不同点1）
• mRNA： (1) 原核生物：多顺反子（转录单位）
真核生物：单顺反子
一、真核生物蛋白质合成的装备
• mRNA： (2) 真核mRNA无SD序列，但有5’帽子结构，
翻译起始复合物形成于5’帽子结构。 （3）真核生物mRNA3’有ployA结构（提
核糖体
tRNA 的T loop环结 合位点
与5’帽子结构 结合
SD序列结合位 点
二、不同点2
• 真核生物转录和翻译不偶联； • 原核生物转录和翻译相偶联，一边转录，
一边就进行翻译。
三、不同点3
• 翻译起始的过程不同： • 原核生物：核糖体小亚基先与mRNA结
合，再结合tRNA； • 真核生物：核糖体小亚基先与tRNA结
AARS
c. 对氨基酸的选择(双筛效应)：AARS的氨基酸结合位 点上有结合位点和水解位点两个功能域，由此形成对 相似氨基酸的严格筛选，降解错误装载的氨基酸。
2.反密码子对密码子的准确识读
核糖体控制着tRNA 和 mRNA之间相互作用 时的空间构象，确保只有正确的反密码子 和密码子的配对。
3.核糖体对进入A位的aa-tRNA在成肽键前的最 后校对。
翻译调控因子（延伸因子）的作用确保只有负载 正确的氨酰-tRNA才能进入核糖体的A位，形成稳 定的结合。
如果错误的氨酰-tRNA进入核糖体的A位，那么由 于错误配对，其缔合能偏低，仅为正确配对的 1/3000，延伸因子会将错误进入的aa-tRNA清除。
原核生物：EF-Tu
真核生物：eEF-1
复习题
1. 请简述原核生物蛋白质翻译的过程？ 2. 请简述真核生物的翻译的起始过程？ 3. 真核生物与原核生物蛋白翻译过程有哪些
差异？ 4. 为什么tRNA可以特异性负载相应的氨基酸？ 5. 保证蛋白质翻译准确起始的机制有哪些？
3.真核生物与原核生物蛋白翻译过程 有哪些差异？
一.翻译起始的装备不同： 原核生物：多顺反子RNA,SD序列与核糖体小
（4）eIF-4B与eIF-4F复合物结合，激活eIF-4A解 旋酶活性，去除mRNA5’端的二级结构。
（5）起始复合物向mRNA3’扫描移动，并识别 起始密码子AUG
（5）起始因子离开起始复合物，大小亚基相 结合。形成包括40S、60S和起始tRNA的成熟 翻译起始复合物。
翻译起始：
1. 40S与eIF1和eIF3结合，大小亚基分离； 2. 形成eIF-2-Met-tRNAMet-GTP三联体复合物；它