蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成
S rRNA
16SrRNA rpS 21种
5S-rRNA 23S-rRNA rpL 36种
18SrRNA rpS 33种
蛋白 质
rpL 49种
核 蛋 白 体 的 组 成
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
P位：肽酰位 (peptidyl site) A位：氨基酰位 (aminoacyl site) E位：排出位 (exit site)
过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级
结构中20种氨基酸的排列顺序 。
第一节
蛋白质合成体系
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA –mRNA（messenger RNA, 信使RNA） –rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） –tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
配对规律，称为摆动配对。
摆动配对
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子 第1位碱基 mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G
A
C
U, C, A
A, G U, C U
G
二、核蛋白体是多肽链合成的装置
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物 核蛋 白体 70S 小亚基 30S 大亚基 50S 真核生物 核蛋 小亚基 白体 80S 40S 大亚基 60S 28S-rRNA 5S-rRNA 5.8SrRNA
（三）肽-脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl
cis-trans isomerase, PPI)
肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维
构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺
式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形
成准确折叠。
二、一级结构修饰
蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成
蛋白质是生命体中最为重要的分子之一，参与了生物体的很多生命过程。
蛋白质的生物合成是指在细胞内通过核糖体合成多肽链，并将多肽链进一步折叠成特定的三维结构的过程。
这个过程需要包括DNA转录、RNA翻译、蛋白质折叠等多个步骤。
在生物体内，DNA中的基因序列被转录成RNA分子。
RNA分子进一步通过核糖体将多个氨基酸连接成一条多肽链。
在这个过程中，RNA 分子会依据基因序列上的密码子来选择相应的氨基酸，并将它们串联在一起。
这个过程中的每一个密码子都对应着一种氨基酸，这种关系被称为遗传密码。
一条多肽链的生命周期并不仅仅是由其基因序列决定的。
在折叠过程中，这条链会被各种分子和酶修饰和加工，最终形成最终的三维结构。
这个过程中的每一个步骤都非常关键，因为一个错误的步骤都可能导致最终的结构失去功能。
蛋白质的生物合成是生命体中最为复杂的分子合成过程之一。
在这个过程中，细胞需要精确地将基因序列转录成RNA分子，并将氨基酸按照正确的顺序连接成多肽链。
同时，细胞还需要通过各种酶和分子来协助蛋白质的折叠和修饰，最终形成具有特定功能的蛋白质。
这个过程非常关键，因为蛋白质的结构和功能决定了生命体的很多生命过程。
- 1 -。
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
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。
蛋白质的生物合成概述
蛋白质的生物合成概述蛋白质的生物合成的概述(1)概念：生物合成又称翻译：以mRNA为模板，按照mRNA分子中由核苷酸组成的密码信息合成蛋白质分子中氨基酸序列的过程。
蛋白质是遗传信息表现的功能形式，是生命活动的物质基础。
蛋白质的生物合成体系包括20种原料氨基酸、模板mR NA、氨基酸的运载工具tRNA、肽链的装配机核蛋白体、某些重要的酶类和蛋白质因子、能源物质GTP和ATP，以及无机离子等。
包括3个反应过程：氨基酸的活化;肽链的生物合成;肽链形成后的加工过程。
(2)蛋白质生物合成体系和遗传密码：蛋白质的生物合成是一个由多种分子参与的复杂过程。
①mRNA：mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。
存在于mRNA的开放阅读框架区的三联体形式的核苷酸序列称为密码子。
由A、G、C、U这4种核苷酸可组合成64个三联体密码子。
AUG作为起始密码子。
3个密码子UAA、UAG、UGA不编码任何氨基酸，只作为肽链合成终止的信号，称为终止密码子。
遗传密码具有以下重要特点：方向性(5′→3′);连续性(密码子及密码子的各碱基之间没有间隔);简并性(一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子);通用性(遗传密码基本上适用于生物界的所有物种);摆动性(第3位密码子与第1位反密码子之间的配对并不严格)。
密码子的特异性主要由头两位核苷酸决定。
②核蛋白体：rRNA和多种蛋白质构成核蛋白体。
是蛋白质生物合成的场所。
核蛋白体由大、小两个亚基组成。
核蛋白体上的P位、A位分别结合肽酰-tRNA和氨基酰-tRNA。
③tRNA：运载氨基酸的作用。
还起适配器的作用，即mRNA序列中密码子的排列顺序通过tRNA“改写”成多肽链中氨基酸的排列顺序。
氨基酸与特定tRNA分子结合，形成氨基酰-tRNA。
氨基酰-tRNA是氨基酸的活化形式。
④蛋白质生物合成需要的酶类、蛋白质因子等：参与蛋白质生物合成的重要酶有：氨基酰-tRNA合成酶，转肽酶和转位酶等。
重要的蛋白质因子包括起始因子、延长因子、释放因子(又称终止因子)等。
生物化学第十二章-蛋白质的生物合成
第十二章蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成体系：生物体内的各种蛋白质都是生物体利用约20种氨基酸为原料自行合成的。
蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，这一过程被称为翻译（translation)。
参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系，该体系包括：1.mRNA：作为指导蛋白质生物合成的模板。
mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，此三联体就称为密码。
共有64种不同的密码。
遗传密码具有以下特点：①连续性；②简并性；③通用性；④方向性；⑤摆动性；⑥起始密码：AUG；终止密码：UAA、UAG、UGA。
2.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，生成氨基酰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。
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，这种配对称为不稳定配对。
能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA称为起动tRNA。
在原核生物中，起动tRNA是tRNAfmet；而在真核生物中，起动tRNA是tRNAmet。
3．rRNA和核蛋白体：原核生物中的核蛋白体大小为70S，可分为30S小亚基和50S大亚基。
真核生物中的核蛋白体大小为80S，也分为40S小亚基和60S大亚基。
核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能：⑴小亚基：可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。
⑵大亚基：①具有两个不同的tRNA结合点。
A位——受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA 结合；P位——给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合。
②具有转肽酶活性。
在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上，同时进行翻译。
蛋白质生物合成体系
核糖体的结构
核糖体是一种高度复杂的超分子结构，由多个蛋白质和RNA分子组装而成。
大、小亚基的形状类似于扁平的椭圆形或球形，大亚基的直径约为70-80 埃，小亚基的直径约为40-50埃。
核糖体中的蛋白质和RNA分子通过相互作用形成了一个稳定的结构，使得 核糖体能够作为一个整体来执行功能。
02
每种氨基酸都有特定的氨酰tRNA合成酶，该酶具有高度的 专一性，只对一种氨基酸起作 用。
03
活化后的氨基酸通过酯键与 tRNA结合，形成氨酰-tRNA， 为接下来的蛋白质合成做准备。
氨基酸在细胞内的转运
氨基酸在细胞内的转运主要依靠细胞内不同的 转运体系来完成，这些转运体系能够识别和结 合相应的氨基酸，并将其转运到需要的地方。
通过调节翻译延长因子EF-Tu、EF-G等，可以影响蛋 白质合成的速率。
调节翻译终止
通过调节翻译终止因子eRFs的活性，可以控制蛋白质 合成的终止。
蛋白质生物合成与疾病的关系
疾病发生
01
当蛋白质生物合成体系出现异常时，可能导致某些疾病的发生，
如癌症、感染性疾病等。
疾病发展
02
蛋白质生物合成体系的变化可能影响疾病的发展进程，如肿瘤
蛋白质的折叠
1
蛋白质折叠是指蛋白质合成后，通过一系列复杂 的化学和物理过程，将其由线性肽链折叠成具有 特定三维结构的构象。
2
蛋白质折叠是一个自发的、动态的过程，需要依 靠分子伴侣、折叠酶等辅助因子来完成。
3
正确的蛋白质折叠对于维持细胞正常功能和生物 体的健康至关重要，而错误的折叠会导致多种疾 病的发生。
核糖体的功能
蛋白质的生物合成详解
• 简并性： 同一氨基酸具有多种密码子
第1、2位
第3位
决定密码的特异性
同义密码
摆动
11
12
• 连续性：
沿5/-3/方向连续阅读
插入碱基 缺失碱基
移码 突变
13
密码子:(codon)
共有64种
3种 61种
代表20中氨基酸
UAA、UAG、UGA
AUG
起始密码 蛋氨酸
终止密码
14
1)在体外无细胞蛋白质合成体系中加入人工 合成的polyＵ 开创了破译遗传密码的先河
2） 校正的作用不可能是完全的，抑制基因的效率 很低，通常为1~5%。
35
氨基酸的活化——氨基酸与tRNA的结合
氨基酸 + ATP+ tRNA 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA + AMP +PPi
36
蛋白质生物合成物质
合成原料 mRNA tRNA rRNA
37
核糖体——蛋白质合成的场所
17
第一碱基 （5/-端）
遗传第 密二 码碱 表基
第三碱基 （3/-端）
终止
终止
*
*在mRNA起始部位的AUG为起始信号
18
蛋白质生物合成物质
合成原料 mRNA tRNA rRNA
19
tRNA——搬运氨基酸
Ser 5’
Tyr 5’
20
tRNA的结构
tRNA在蛋白质生物合成过程中起关键作用。 最小的 RNA，4S 70 ~ 80个base，其中22个碱基是恒定 含有10%的稀有碱基
表14-6 由反密码子突变而产生的无义抑制基因
tRNA
第11章 蛋白质的生物合成(共96张PPT)
携带Met的tRNA有两种：
甲硫氨酸tRNAm：tRNAmMet 甲酰甲硫氨酸tRNAf：tRNAfMet
甲酰FH4
蛋白质生物合成：
原核细胞以fMet- tRNAf为起点； 真核细胞以Met- tRNAm为起点
甲酰基转移酶
甲酰甲硫 氨酰tRNAf
（2）起始
1 核糖体大小亚基分离 2 mRNA在核糖体小亚基定位结合 3 起始氨基酰-tRNA与起始密码子结合 4 核糖体大亚基结合，形成70S起始复合物
内含肽与外显肽基因进行同步转录和翻译，当翻译形成蛋白质前体 后，内含肽具有自我催化功能，可从蛋白质中自体切除，形成成熟 的具有活性的蛋白。
内含肽剪接是自我催化，机制不详。
2．二硫键的形成
mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫 键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
核糖体亚基
rRNAs
蛋白
RNA的特异顺序和功能
细菌
70S 50S 23S=2904b 31种(L1-L31）含CGAAC和GTψCG互补
2.5×106D
5S=120b
66%RNA 30S 16S=1542b 21种(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D
顺序(AGGAGG)互补
哺乳动物
一级结构的核苷酸序列。 含量少，占总RNA的5%，容易降解。
开放阅读框
与蛋白质合成的正确起始有关。 避免mRNA被核酸酶降解，增强其稳定性。
遗传密码子（genetic codon）
mRNA分子中，从5’-3’ 每三个相邻的核苷酸组成的三联体，代表某个氨基酸或 其它信息，称为遗传密码子，也称三联体密码子。
U G AC
2. tRNA的功能
蛋白质的生物合成
密码子与反密码子除通过碱基互补结合外， 还具有摆动性，即密码子的第3位碱基与反 密码子的第1位碱基配对不严格，称为摆动 配对。
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子 第1位碱基
I
U G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A A, G U, C U G
密码子的第3位碱基发生突变时，并不影响tRNA带入 正确的氨基酸。
踏实肯干，努力奋斗。2020年12月18 日上午1 2时58 分20.12. 1820.1 2.18
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 2月18 日星期 五上午1 2时58 分18秒0 0:58:18 20.12.1 8
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12月 上午12 时58分2 0.12.18 00:58D ecember 18, 2020
码子，称为三联体。 4种碱基一共可以组成64个密码子。 AUG代表甲硫氨酸，在5’ -端时代表启动信
号，称为起始密码子。 UAA、UAG和UGA：称为终止密码子。 代表氨基酸的密码子只有61个。
载脂蛋白B-100的一段mRNA的 密码子序列
（三）遗传密码的特点
1.通用性(universal)： 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生
多核糖体循环
蛋白质的生物合成耗能
AA活化消耗2ATP，肽链延长进 位和转位各消耗1GTP，所以，蛋 白质的生物合成启动以后，每形成 1个肽键，需要消耗4ATP。
合成一条n个肽键组成的多肽链 所需能量为4×n＋1 ATP
蛋白质合成过程小结
以mRNA的5’ 3’方向阅读遗传密码
肽链合成方向N
18SrRNA
蛋白质的生物合成(共74张PPT)
tRNASu3+Tyr反密码子为CUA，能识别变异 产生的终止密码子UAG。
三、氨酰-tRNA合成酶
❖ 氨基酸在掺入肽链前，必须活化生成氨酰tRNA，获得足够的能量。
❖ 活化反应由各种氨酰-tRNA合成酶（AARS） 催化。
Ａ.氨酰－tRNA
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
❖ 包括：氨酰-tRNA与核糖体结合，转肽 与肽键形成和转位三个步骤。
肽链合成的延长因子
（一） 进位
Tu GTsTP
Tu GDP
Ts
GTP
5'
AUG
3'
目录
Ts 移走GDP，并与Tu 结合生成Tu-Ts复合体， 然后GTP替换Ts，生 成有活性的Tu-GTP
Poly(U) Poly(C) Poly(A) Poly(G)
poly(Phe) peptide
无细胞抽取物
poly(Pro) peptide poly(Lys) peptide poly(Gly) peptide
•核糖体 •各种tRNA •氨基酸 •AARS
•ATP, GTP
+ mRNA = 蛋白质
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
B. 氨酰-tRNA合成酶特点
a、专一性：
•对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专 一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。
•对tRNA具有极高专一性：一种AARS只能识别装
载同一种氨基酸的一组同工受体（tRNA分子）
b、校对作用：
• AARS具有底物结合位点（包括tRNA、氨 基酸和ATP结合位点）和水解位点。
5'
第15章 蛋白质的生物合成
进 位
成肽 转 位
成肽
成肽是由转肽酶催化形成肽键的过程。
Tu GTP
Tu GDP
5'
AUG
3'
fMet fMet
Tu GTP
5'
AUG
3'
(三) 原核生物翻译终止
当mRNA上的终止密码子出现后，多肽链合成 停止，肽链从肽酰-tRNA中脱落，mRNA、核糖体 等解体，此时翻译过程终止。 终止密码子不被任何氨基酰-tRNA识别，只有 释放因子（RF）能够识别它并进入核糖体的A位。 1. 释放因子可引起转肽酶活性的改变，从而使 肽链从tRNA上脱落。 2. 释放因子可引起核糖体结构的改变，从而使 复合体趋于解体。
解码
反密码子（anti-codon） 反密码子是位于tRNA、可与mRNA的三联体密 码子配对的三个相邻核苷酸。在蛋白质的合成中， 起解读密码、辅助将特异的氨基酸引入合成位点。 tRNA
5'
AUG
反密码子
3'
mRNA
密码子
遗传密码的特点
翻译时遗传密码的阅读方向是 5’→3’，即读 码从mRNA的起始密码子AUG开始，按5’→3’ 的方向逐一阅读，直至终止密码子。
COORF
5'
UAG
3'
第四节
蛋白质翻译后加工和靶向输送
Posttranslational Modification and Targeting Transfer of Protein
蛋白质翻译后加工
十三蛋白质的生物合成
转位（移位）
转位酶
5′→3′
5′
AUG
3′
AUG
EFG，GTP
A
OH 21
21
OH
AUG
转位
AUG
进位
3 12
AUG
N→C延
成肽
编辑2p1pt
3
3
21
成肽
四、肽链合成终止
• 需终止因子RF、RR和IF3参与。终止信号 出现，释放因子（release factor,RF, RR） 与其结合。RF有三种RF1，RF2，RF3
编辑ppt
密码子的特点
(1)连续性:两个密码子之间无任何核苷酸加以 隔开和重叠，如插入/删除碱基，可发生移 码突变或框移
5′…. UACGGACAUCUG….3′ 酪甘 组 蛋
插入 缺失
5′….UACCGGACAUCUG….3′ 酪 精 苏 半胱
5′…. UACGACAUCUG….3′ 酪 天 异亮 编辑ppt
编辑ppt
一、氨基酸的活化与转运
氨基酸活化→活化氨基酸的搬运→活化氨 基酸与核蛋白体结合 1.参与活化转运的酶
氨基酰-tRNA合成酶:特异性强,催化特定 的氨基酸与特异的tRNA结合，每种氨基酸 有特异的合成酶催化，此种特异性保证了 遗传信息准确翻译
编辑ppt
氨基酰tRNA的生成--- 氨基酸的活化
编辑ppt
密码子的特点
（四）摆动性：一种氨基酸可有多个密码子
反密码子与mRNA的第三个核苷酸配对时，不 严格遵从碱基配对原则，可出现U-G,I-C,I-A,此种 配对为不稳定配对，又称摇摆性。一般前两个碱 基决定其专一性，第三位碱基可有变异
mRNA5′ ACG
蛋白质的生物合成名词解释
蛋白质的生物合成名词解释
蛋白质生物合成是指在生物体内利用遗传信息，通过转录和翻译作用，将氨基酸按照一定的顺序和方式组合成蛋白质分子的过程。
具体来说，蛋白质生物合成主要分为三个阶段：转录、RNA加工和翻译。
转录：转录是指将DNA上的基因序列转换为RNA信使分子的过程。
在细胞核中，RNA聚合酶会按照DNA模板进行配对，并合成一个与DNA互补的RNA分子（称为前体mRNA），它包含了DNA中编码蛋白质所需的信息。
RNA加工：在细胞核中，前体mRNA需要经过信使RNA的加工，包括剪接、修饰和成熟，才能成为可用的成熟mRNA。
翻译：翻译是指将mRNA上的编码信息翻译成蛋白质的过程。
这一过程在细胞质中进行，靠着核糖体和tRNA的配合以及氨基酸的加入，从而合成出蛋白质分子。
例如胰岛素，它是由基因表达产生的，并在胰腺中被编码和分泌。
此外，肌肉组织中的肌肉蛋白，以及酶、激素等众多蛋白质都是通过生物合成得到的。
第十二章 蛋白质的生物合成
第十二章蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式，解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序。
反应过程：（1）氨基酸的活化（2）肽链的生物合成（3）肽链形成后的加工和靶向输送本章内容第一节蛋白质生物合成体系第二节氨基酸的活化第三节肽链生物合成过程第四节蛋白质翻译后修饰和靶向输送第五节蛋白质生物合成的干扰和抑制第一节蛋白质合成体系参与蛋白质生物合成的物质模板：mRNA场所：核蛋白体（rRNA和蛋白质）原料：20种氨基酸运载工具：tRNA酶及蛋白因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等能源物质：ATP、GTP无机离子：Mg2+、K+一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板mRNA的基本结构从-端起始密码子AUG 到-端终止密码子之间的核苷酸序列，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。
遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。
原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA 可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。
真核mRNA 只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron)。
mRNA 上的遗传密码在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。
mRNA 上四种核甘酸：A 、G 、C 、U 组成64组遗传密码：起始密码子(initiation codon)：AUG ；终止密码子(termination codon) ：UAA 、UAG 、UGA ；61种编码20种氨基酸，称为有意义密码（AUG 编码Met ）。
遗传密码表遗传密码的特点：方向性、连续性、简并性、通用性、摆动性1. 方向性(directional)翻译时遗传密码的阅读方向是5’→3’，即读码从mRNA 的起始密码子AUG 开始，按5’→3’的方向逐一阅读，直至终止密码子。
蛋白质的生物合成概述
蛋白质的生物合成概述蛋白质是构成生物体的基本组成部分之一，具有多种重要的功能。
蛋白质的生物合成是指从基因到蛋白质的整个过程，包括转录和翻译两个主要步骤。
在生物体内，蛋白质的合成由细胞核内的遗传物质DNA指导，通过转录将DNA的信息转录成为mRNA，然后通过翻译将mRNA的信息转化为氨基酸序列，最终形成蛋白质。
1. 转录（Transcription）：转录是指将DNA中一个基因的信息通过RNA聚合酶酶催化，生成该基因的mRNA分子。
转录的过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
-启动阶段：在DNA的启动序列上结合转录因子，形成转录起始复合物。
随后，RNA聚合酶酶催化聚合核苷酸，从而形成mRNA链的起始部分。
-延伸阶段：RNA聚合酶继续在DNA模板上向下移动，并在不断向RNA链中添加新的核苷酸，直到遇到终止信号。
-终止阶段：当RNA聚合酶读取到终止信号时，mRNA链与DNA模板分离，转录过程结束。
2. RNA加工（RNA Processing）：转录过程产生的初级转录产物（pre-mRNA）还需要经过一系列修饰和处理步骤，形成成熟的mRNA，以便于翻译过程中正确地合成蛋白质。
- 在RNA加工过程中，先是通过剪接（splicing）去除在初级转录产物中的内含子（intron）区域，保留外显子（exon）区域。
剪接是由剪接体（spliceosome）完成的，它由snRNP（small nuclear ribonucleoprotein）复合物和其他蛋白质组成。
- 随后，在转录加工过程中，mRNA的5'端会经历甲基化修饰，而3'末端则会加上聚腺苷酸尾巴（poly(A) tail）。
这些修饰可以保护mRNA 分子免受降解，同时还有助于mRNA的定位和翻译。
3. 翻译（Translation）：翻译是指将mRNA的信息翻译成蛋白质的氨基酸序列，与转录过程不同，翻译发生在细胞的细胞质中，主要通过核糖体来完成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十五章蛋白质的生物合成一：填空题1.蛋白质的生物合成是以________________作为模板，________________作为运输氨基酸的工具，________________作为合成的场所。
2.细胞内多肽链合成的方向是从________________端到________________端，而阅读mRNA的方向是从________________端到________________端。
3.核糖体上能够结合tRNA的部位有________________部位、________________部位和________________部位。
4.ORF是指________________，已发现最小的ORF只编码________________个氨基酸。
5.蛋白质的生物合成通常以________________作为起始密码子，有时也以________________作为起始密码子，以________________、________________和________________作为终止密码子。
6.SD序列是指原核细胞mRNA的5′-端富含________________碱基的序列，它可以和16SrRNA的3′-端的________________序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。
7.含硒半胱氨酸的密码子是________________。
8.原核生物蛋白质合成的起始因子(IF)有________________种，延伸因子(EF)有________________种，终止释放因子(RF)有________________种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有________________种，真菌有________________种，终止释放因子有________________种。
9.密码子的第2个核苷酸如果是嘧啶核苷酸，那么该密码子所决定氨基酸通常是________________。
10.原核生物蛋白质合成中第一个被参入的氨基酸是________________。
11.真核生物细胞质蛋白质合成对起始密码子的识别主要通过________________机制进行。
12.无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长，这是因为________________。
13.蛋白质的半寿期通常与________________端的氨基酸性质有关。
14.tmRNA是指________________。
15.同工受体tRNA是指________________。
16.疯牛病的致病因子是一种________________。
17.已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要________________的帮助，某些蛋白质的折叠还需要________________和________________酶的催化。
18.SRP是指________________，它是一种由________________和________________组成的超分子体系，它的功能是________________。
19.蛋白质定位于溶酶体的信号是________________。
20.分子伴侣通常具有________________酶的活性。
答案：1.234567891011121314151617181920二：是非题1.[ ]氨酰-tRNA合成酶可通过其催化的逆反应对误载的氨基酸进行校对。
2.[ ]在蛋白质生物合成中，所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
3.[ ]由于遗传密码的通用性，所以真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。
4.[ ]核糖体蛋白不仅仅参与蛋白质的生物合成。
5.[ ]在翻译起始阶段，由完整的核糖体与mRNA的5′-端结合，从而开始蛋白质的合成。
6.[ ]所有的氨酰-tRNA的合成都需要相应的氨酰-tRNA合成酶的催化。
7.[ ]EF-Tu的GTPase活性越高，翻译的速度就越快，但翻译的忠实性就越低。
8.[ ]fMet-与Met-的合成由同一种氨酰-tRNA合成酶催化。
9.[ ]对于某一种氨酰-tRNA合成酶来说，在它的催化下，被识别的氨基酸随机的与其相应的tRNA的3′-端CCA的3′-OH或5′-OH形成酯键。
10.[ ]tRNA的个性即是其特有的三叶草结构。
11.[ ]含硒半胱氨酰-tRNA是由游离的含硒半胱氨酸与合成而来。
12.[ ]含硒半胱氨酸的参入需要一种新的延伸因子。
13.[ ]泛素是一种热激蛋白(HSP)。
14.[ ]氨酰-tRNA进入A部位之前，与EF-Tu结合的GTP必须水解。
15.[ ]从DNA分子的三联体密码可以毫不怀疑地推断出某一多肽的氨基酸序列，但从氨基酸序列并不能准确地推导出相应基因的核苷酸序列。
16.[ ]已发现许多蛋白质的三维结构不是由其一级结构决定的，而是由分子伴侣决定的。
17.[ ]多肽链的折叠发生在蛋白质合成结束以后才开始。
18.[ ]在线粒体内的翻译系统中，第一个被参入的氨基酸也都是甲酰甲硫氨酸。
19.[ ]蛋白质翻译一般以AUG作为起始密码子，有时也以GUG为起始密码子，但以GUG为起始密码子，则第一个被参入的氨基酸为Val。
20.[ ]大肠杆菌丙氨酰-tRNA的合成并不需要具有完整的三叶草结构。
21.[ ]与核糖体蛋白相比，rRNA仅仅作为核糖体的结构骨架，在蛋白质合成中没有什么直接的作用。
22.[ ]甲硫氨酸能够刺激蛋白质的生物合成。
23.[ ]绝大多数含硒蛋白是氧化还原酶。
24.[ ]人工合成多肽的方向也是从N端到C端。
25.[ ]在大肠杆菌里表达人组蛋白，可直接从人基因组中获取目的基因。
26.[ ]细胞内的tRNA只参与蛋白质的合成。
答案：错错错对错错对对错错错对对错错错错错错对错错对错对错三：单选题1.[ ]预测一下哪一种氨酰-tRNA合成酶不需要有校对的功能。
A.甘氨酰-tRNA合成酶B.丙氨酰-tRNA合成酶C.精氨酰-tRNA合成酶D.谷氨酰-tRNA合成酶E.色氨酰-tRNA合成酶2.[ ]预测一下哪一种蛋白质的半寿期最长。
A.醛缩酶B.葡萄糖激酶C.HMGCoA还原酶D.丙酮酸激酶E.柠檬酸合成酶3.[ ]某一种tRNA的反密码子为5′IUC3′，它识别的密码子序列是A.AAGB.CAGC.GAGD.GAAE.AGG4.[ ]根据摆动学说，当一个tRNA分子上的反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以和mRNA密码子的第三位的几种碱基配对？A.1C.3D.4E.55.[ ]如果遗传密码是四联体密码而不是三联体，而且tRNA反密码子前两个核苷酸处于摆动的位置，那么蛋白质正常合成大概需要多少种tRNA？A.约256种不同的tRNAB.150～250种不同的tRNAC.小于20种D.与三联体密码差不多的数目E.取决于氨酰-tRNA合成酶的种类6.[ ]以下蛋白质除了哪一种以外不属于G蛋白家族？A.IF-1B.IF-2C.EF-GD.EF-TuE.EF27.[ ]以下哪一种抑制剂只能抑制真核生物细胞质的蛋白质合成？A.氯霉素B.红霉素C.放线菌酮D.嘌呤霉素E.四环素8.[ ]既能抑制原核又能抑制真核细胞及其细胞器蛋白质合成的抑制剂是A.氯霉素B.红霉素C.放线菌酮D.嘌呤霉素E.蓖麻毒素9.[ ]白喉毒素能够抑制真核生物细胞质的蛋白质合成，是因为它抑制了蛋白质合成的哪一个阶段？A.氨基酸的活化B.起始C.氨酰-tRNA的进位D.转肽E.移位反应10.[ ]一个N端氨基酸为丙氨酸的20肽，其开放的阅读框架至少应该由多少个核苷酸残基组成？A.60B.63D.57E.6911.[ ]真核细胞的蛋白质可经历泛酰化修饰，被修饰的氨基酸残基是A.GlyB.AlaC.LysD.ArgE.Gln12.[ ]使用(GUA)n作为模板在无细胞翻译系统中进行翻译，可得到几种多肽？A.1种B.2种C.3种D.4种E.不确定13.[ ]在蛋白质分子中下面所列举的氨基酸哪一种最不容易突变？A.ArgB.GlyC.ValD.AspE.Met14.[ ]大肠杆菌素Col能够抑制原核细胞的蛋白质合成，其抑制的机理是A.作为一种核酸内切酶切掉16SrRNA的3′-端的一段核苷酸序列B.作为一种核酸内切酶切掉16SrRNA的5′-端的一段核苷酸序列C.作为一种核酸内切酶切掉23SrRNA的3′-端的一段核苷酸序列D.作为一种核酸内切酶切掉23SrRNA的5′-端的一段核苷酸序列E.作为转位酶的抑制剂15.[ ]以下哪一种蛋白质因子在GTP的存在下，至少可以局部地保护防止核酸酶对它的降解？A.EF-TsB.EF-TuC.EF-GD.IF-2E.RF-316.[ ]以下哪一种氨基酸发生的取代突变最容易出现表现型的改变？A.Arg→LysB.Asp→GluC.Ser→ThrD.Val→IleE.Trp→Pro17.[ ]新合成的分泌蛋白和细胞膜蛋白需要经历哪一种形式的翻译后加工？A.Stop-transfer序列的去除B.在高尔基复合体上对N-联结的寡糖链进行修饰C.在离开高尔基体之前填加磷酸多萜醇D.粗面内质网中分泌结合蛋白(BiP)E.激活水解KDEL序列的肽酶18.[ ]一个突变细胞系的甘露糖-6-磷酸的受体基因缺失，预测该细胞系将发生：A.在高尔基体内不能发生O-联结的寡糖链的填加B.溶酶体酶将不能正确地定向C.受体介导的内吞事件将增加D.细胞液中的甘露糖-6-磷酸的浓度将提高E.从内质网上产生的小泡将不能和高尔基体顺面融合19.[ ]美国洛克菲勒大学的Blobel因提出什么学说而获得1999年的诺贝尔医学生理学奖？A.信号肽学说B.氧化磷酸化学说C.第二信使学说D.癌基因学说E.分子伴侣学说答案：ADCDE ACDEA CBAAB EBBA四：问答题1.什么是无细胞翻译系统？经常被使用的无细胞翻译系统有那些？一个无细胞翻译系统中需要那些成分才能满足翻译条件？2.大肠杆菌某一多肽基因的编码链的序列是：5′ACAATGTATGGTAGTTCA TTATCCCGGGCGCAAATAACAAACCCGGGTTTC3′⑴写出该基因的无意义链的序列以及它编码的mRNA的序列。
⑵预测它能编码多少个氨基酸。
⑶标出该基因上对紫外线高敏感位点。
⑷如果使用PCR扩增该基因，需要合成两段作为引物，请写出核苷酸序列。
3.一段人工合成的多聚核苷酸的碱基序列是AUAUAUAUAUAU，将此多聚核苷酸作为模板在大肠杆菌无细胞翻译系统中进行翻译，你预期会产生什么样的多肽？如果将该模板放在从动物细胞线粒体制备出的无细胞翻译系统中进行翻译，得到的产物是-Met-Tyr-Met-Tyr-Met-Tyr-，那么，线粒体与大肠杆菌的密码子有什么差别？4.为什么能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成？相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成？5.嘌呤霉素和红霉素都能够抑制原核细胞的蛋白质合成，从而抑制细菌的生长，但嘌呤霉素抑制的效果明显低于同剂量的红霉素，试解释这种现象。