蛋白质的生物合成PPT课件

3'
15
（一）氨基酸的活化与氨基酰-tRNA合成酶
1. 氨基酸的活化
指氨基酸α -羧基与特异tRNA3´末端CCA-OH结合 形成氨基酰-tRNA 的过程；反应由氨基酰-tRNA合成 酶催化。
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP AMP＋PPi
2020年1月9日3时41分
三种RNA 合成原料
mRNA(messenger RNA, 信使RNA) rRNA(ribosomal RNA, 核蛋白体 RtRNNAA)(transfer RNA, 转移RNA)
20种有遗传密码的氨基酸
提供能源 其 它
2020年1月9日3时41分
ATP主要参与氨基酸的活化； GTP供翻译起始、延长、终止所需能量 起始因子、延长因子、释放因子
2020年1月9日3时41分
7
2.连续性(commalessness)
mRNA分子中编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体 密码间既无间断也无交叉。
mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可导致 框移突变(frame shift mutation)。
2020年1月9日3时41分
8
3.简并性(degeneracy)
2020年1月9日3时41分
6
(二) mRNA分子中遗传密码的特点：
1.方向性(directionality)
mRNA分子中遗传密码阅读方向是 5→ 3。
从mRNA 5端的起始密码子到3端的终止密码子 间的核苷酸序列，各三联体密码连续排列编码一条 多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。
已发现少数例外：
如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。
2020年1月9日3时41分
11
二、核糖体是蛋白质合成的场所
原核生物
真核生物
核蛋 白体
小亚基
大亚基
核蛋 白体
小亚基
大亚基
S 70S 30S
50S
80S 40S
60S
rRNA
16S- 5S-rRNA rRNA 23S-rRNA
蛋白质
rpS 21种 rpL 36种
16
2.氨基酰tRNA合成酶
氨基酰tRNA合成酶有20种，每种都对其对应的 底物氨基酸和tRNA都有高度的特异性。
每1种氨基酰tRNA合成酶都能从20种氨基酸中选 出与其对应的1种氨基酸，同时从(>20<61种)tRNA中 选出与此氨基酸对应的1~6种tRNA(称为同工接受体， isoacceptor)，进而催化两者的相互结合。
除Met、Trp外，其余氨基酸均由2个以上密码子 编码( 同义密码子)；但每一个密码子仅对应一个氨 基酸。不同物种对密码子有“偏爱性”。
2020年1月9日3时41分
9பைடு நூலகம்
4.摆动性(wobble)
tRNA的反密码子需
要通过碱基互补与
mRNA 上 的 遗 传 密 码 子
反向配对结合，但反密
码子与密码子间不严格
2020年1月9日3时41分
2
第一节
蛋白质生物合成体系
Protein Biosynthesis System
学习要求：
掌握遗传密码的特点、组成及其相关概念，蛋 白质生物合成中mRNA、tRNA和rRNA的作用；熟 悉氨基酸的活化过程和关键酶；。
2020年1月9日3时41分
3
参与蛋白质生物合成的物质：
2020年1月9日3时41分
13
三、tRNA是蛋白质合成的搬运工具
tRNA分子与蛋白质合 成有关位点至少有4个：
①3´端的CCA氨基酸 结合位点； ②氨基酰tRNA合成酶 识别位点； ③核蛋白体识别位点；
④密码子识别部位 （即反密码子位点）。
2020年1月9日3时41分
氨基酸臂
反密码环
14
tRNA的功能：
具有校正活性(proofreading activity)；也称编辑 活性(editing activity)，即酯酶活性。 tRNA与氨基 酸装载反应误差小于10-4。
2020年1月9日3时41分
遵守常见的碱基配对规
律，称为摆动配对。 UU
tRNA反密码子第1位碱基
I
U
G
A
C
mRNA密码子第3位碱基
U，C，A A，G
U，C
U
G
2020年1月9日3时41分
10
5.通用性(universality)
蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人 类都通用。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一 祖先。
氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、转位酶， 无机离子
4
一、mRNA是蛋白质合成的模板
1968
(一)遗传密码存在于mRNA核苷酸序列中
1961，Nirenberg合成了第一个密 码 子 ； Khorana 合 成 含 有 重 复 序 列 的 多 聚腺苷酸。1966年所有密码子全部被破 译，获1968年的诺贝尔生理/医学奖。
从mRNA分子上5端AUG开始，每3个核苷酸为一 组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、 终止信号，称为三联体密码(triplet codon)。
2020年1月9日3时41分
5
遗传密码表
* 起始密码(initiation codon): AUG
** 终止密码(termination codon):UAA，UAG，UGA
1.氨基酸活化：指tRNA与氨基酸结合；由氨基 酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)催化。
2.氨基酸搬运：将氨基酸运送 到核糖体。
3.接合体作用：起到在密码子 与对应氨基酸之间的到接合体 (adaptor)的作用。
CO-氨基酰 O
5'
2020年1月9日3时41分
CCGAUGU AG
2020年1月9日3时41分
18SrRNA
5S-rRNA 28S-rRNA 5.8S-rRNA
rpS 33种 rpL 49种
12
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
至少有六个功能部位： ①容纳mRNA的部位； ②A位：氨基酰tRNA位
③P位：肽酰tRNA位
④E位：tRNA排出位
⑤肽基转移酶部位；
⑥转位酶部位。
蛋白质的生物合成(翻译)
2020年1月9日3时41分
1
蛋白质生物合成的概念：
蛋白质生物合成是指DNA结构基因中贮存 的遗传信息，通过转录生成mRNA，再指导 多肽链合成的过程。
其本质就是将mRNA分子中A、G、C、U 四种核苷酸序列编码的遗传信息转换成蛋白质 一级结构中20种氨基酸的排列顺序。
基本过程：起始、延长和终止三个连续的阶段。