生物化学第十三章蛋白质的生物合成
大学生物化学课件蛋白质的生物合成
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白（heat shock protein, HSP )：
属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site （P Site）
E位
Aminoacyl site （A Site）
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子： • （1）起始因子 • 原核生物 IF； 真核生物 eIF • （2）延长因子 • 原核生物 EF； 真核生物 eEF • （3）释放因子 • 原核生物 RF； 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始，按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段：
起始(initiation）
延长（elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始（Initiation）
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间： 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠
即开始，折叠在肽链合成中、合成后完成。
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完 成，而需要其他酶、蛋白质辅助 ：
•
分子伴侣
•
蛋白二硫键异构酶
•
肽-脯氨酰顺反异构酶
1．分子伴侣*（molecular chaperon）
需要：
转位酶（原核生物中是EFG，真核生物中是eEF-2）， GTP 结果：
生物化学习题与解析--蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成一、选择题（一） A 型题1 ．蛋白质生物合成A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端进行B ．由 N 端向C 端进行C ．由 C 端向 N 端进行D ．由 28S-tRNA 指导E ．由 5S-rRNA 指导2 ．蛋白质生物合成的延长阶段不需要A ．转肽酶B ． GTPC ． EF-Tu 、 EF-Ts 、 EFGD ． mRNAE ． fMet-tRNA fMet3 ．有关蛋白质合成的叙述正确的是A ．真核生物先靠 S-D 序列使 mRNA 结合核糖体B ．真核生物帽子结合蛋白复合物（ eIF -4F 复合物）在起始过程中发挥作用C ． IF 比 eIF 种类多D ．原核生物和真核生物使用不同的起始密码E ．原核生物有 TATAAT 作为起始序列，真核生物则是 TATA4 ．关于氨基酸密码子的描述错误的是A ．密码子有种属特异性，所以不同生物合成不同的蛋白质B ．密码子阅读有方向性，从 5 ' 端向 3 ' 端进行C ．一种氨基酸可有一组以上的密码子D ．一组密码子只代表一种氨基酸E ．密码子第 3 位（ 3 ' 端）碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小5 ．遗传密码的简并性是A ．蛋氨酸密码可作起始密码B ．一个密码子可编码多种氨基酸C ．多个密码子可编码同一种氨基酸D ．密码子与反密码子之间不严格配对E ．所有生物可使用同一套密码6 ．遗传密码的摆动性正确含义是A ．一个密码子可以代表不同的氨基酸B ．密码子与反密码子可以任意配对C ．一种反密码子能与第三位碱基不同的几种密码子配对D ．指核糖体沿着 mRNA 从 5 ' 端向 3 ' 端移动E ．热运动所导致的 DNA 双螺旋局部变性7 ．一个 tRNA 的反密码子为 5 '- IGC-3 ' ，它可识别的密码是A ． GCAB ． GCGC ． CCGD ． ACGE ． UCG8 ．信号肽识别颗粒（ signal recognition particles ， SRP ）可识别A ． RNA 聚合酶B ． DNA 聚合酶C ．核小体D ．分泌蛋白的 N 端序列E ．多聚腺苷酸9 ．下列关于多聚核糖体（ polysome ）叙述正确的是A ．是一种多顺反子B ．是 mRNA 的前体C ．是 mRNA 与核糖体小亚基的聚合体D ．是核糖体大、小亚基的聚合体E ．是一组核糖体与一个 mRNA 不同区段的结合物10 ．关于蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的A ．氨基酸必须活化成活性氨基酸B ．氨基酸的羧基被活化C ． 20 种编码氨基酸各自有相应的密码D ．活化的氨基酸靠相应的 tRNA 搬运到核糖体E ． tRNA 的反密码子与 mRNA 上的密码子严格按碱基配对原则结合11 ．核糖体结合位点（ ribosomal binding site ， RBS ）A ．也称 Pribnow 盒B ．在原核生物 mRNA 上C ．真核生物转录起点D ．由 Meselson-stahl 首先发现E ．在 tRNA 分子上12 ．翻译延长的进位A ．指翻译起始复合物的生成B ．肽酰 -tRNA 进入 P 位C ．由延长因子 EFG 带领，不需消耗能量D ．是下一位氨基酸的氨基酰 -tRNA 进入核糖体的 A 位E ．多肽链离开核糖体13 ．翻译延长需要A ．氨基酰 -tRNA 转移酶B ．磷酸化酶C ．氨基酸合成酶D ．肽链聚合酶E ．转肽酶14 ．蛋白质生物合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于A ．相应 tRNA 的专一性B ．相应氨基酰 -tRNA 合成酶的专一性C ．相应 tRNA 上的反密码D ．相应 mRNA 中核苷酸排列顺序E ．相应 rRNA 的专一性15 ．肽链合成终止的原因是A ．翻译到达 mRNA 的尽头B ．特异的 tRNA 识别终止密码C ．释放因子能识别终止密码子并进入 A 位D ．终止密码子本身具有酯酶功能，可水解肽酰基与 tRNA 之间的酯键E ．终止密码子部位有较大阻力，核糖体无法沿 mRNA 移动16 ．蛋白质合成终止时，使多肽链从核糖体上释出的因素是A ．终止密码子B ．转肽酶的酯酶活性C ．释放因子D ．核糖体解聚E ．延长因子17 ．蛋白质合成中，有关肽链延长叙述正确的是A ．核糖体向 mRNA5 ' 端移动三个核苷酸距离B ．肽酰 -tRNA 转位到核糖体的 A 位C ． GTP 水解成 GDP 和 H 3 PO 4 以提供能量D ．空载的 tRNA 从 P 位进入 A 位E ． ATP 直接供能18 ．多聚核糖体中每一核糖体A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端前进B ．可合成多条多肽链C ．可合成一条多肽链D ．呈解离状态E ．可被放线菌酮抑制19 ．氨基酸通过下列哪种化学键与 tRNA 结合A ．糖苷键B ．酯键C ．酰胺键D ．磷酸酯键E ．氢键20 ．信号肽的作用是A ．保护 N- 端的蛋氨酸残基B ．引导分泌性蛋白进入内质网腔C ．保护蛋白质不被水解D ．维护蛋白质的空间构象E ．传递蛋白质之间的信息21 ．下列那一项是翻译后加工A ．加 5 ' 端帽子结构B ．加 3 ' 端 poly （ A ）尾C ．酶的激活D ．酶的变构E ．氨基酸残基的糖基化22 ．干扰素抑制蛋白质生物合成是因为A ．活化蛋白激酶，而使 eIF-2 磷酸化B ．抑制肽链延长因子C ．阻碍氨基酰 -tRNA 与小亚基结合D ．抑制转肽酶E ．使核糖体 60S 亚基失活23 ．下列哪一种物质抑制氨基酰 -tRNA 与小亚基结合A ．土霉素B ．氯霉素C ．红霉素D ．链霉素E ．林可霉素24 ．哺乳动物细胞中蛋白质生物合成的主要部位在A ．细胞核B ．线粒体C ．核糖体D ．高尔基复合体E ．核仁25 ．靶向输送到细胞核的蛋白多肽链含有特异信号序列，下列叙述错误的是A ．多肽链进细胞核定位后不被切除B ．位于 N 末端C ．不同多肽链的特异信号序列无共同性C ．富含赖、精及脯氨酸 E ．也称为核定位序列26 ．下列哪种物质直接抑制真核生物核糖体转肽酶A ．放线菌酮B ．四环素C ．土霉素D ．链霉素和卡那霉素E ．利福平27 ．氯霉素可抑制原核生物的蛋白质合成，其原因是A ．特异性的抑制肽链延长因子（ EFT ）的活性B ．与核糖体的大亚基结合，抑制转肽酶的活性，而阻断翻译延长过程C ．活化一种蛋白激酶，从而影响起始因子（ IF ）磷酸化D ．间接活化一种核酸内切酶使 mRNA 降解E ．阻碍氨基酰 -tRNA 与核糖体小亚基结合28 ．白喉毒素的作用是A ．抑制信号肽酶B ．与位于内质网膜表面的受体蛋白结合C ．使延长因子 -2 （ eEF-2 ）发生 ADP 糖基化而失活，阻断多肽链延长D ．加速肽酰 -tRNA 从 A 位移到 P 位，造成氨基酸缺失，从而生成无功能的蛋白质E ．通过抑制 GTP 和 fMet-tRNA fMet 在小亚基上的结合，抑制蛋白合成的起始29 ．出现在蛋白质分子中的氨基酸，下列哪一种没有遗传密码A ．色氨酸B ．蛋氨酸C ．谷胺酰胺D ．脯氨酸E ．羟脯氨酸30 ．在体内，氨基酸合成蛋白质时，其活化方式为A ．磷酸化B ．与蛋氨酸结合C ．生成氨基酰辅酶 AD ．生成氨基酰 -tRNAE ．与起始因子结合31 ．不属于蛋白质合成后加工修饰的过程为A ．肽链 N 端修饰B ．亚基聚合C ．疏水脂链的共价连接D ．多肽链折叠为天然构象的蛋白质E ．酶的化学修饰（二） B 型题A ．进位B ．成肽C ．转位D ．终止E ．释放1 ．氨基酰 -tRNA 进入核糖 A 位称为2 ．肽酰 -tRNA-mRNA 与核糖体位置的相互变更称为3 ． P 位上的肽酰基与 A 位上的氨基酰 -tRNA 的氨基形成肽键称为A ．链霉素B ．氯霉素C ．林可霉素D ．嘌呤霉素E ．白喉毒素4 ．对真核及原核生物蛋白质合成都有抑制作用的抗生素是5 ．主要抑制真核细胞蛋白质合成的是A ．蛋白质 6- 磷酸甘露糖基化B ．滞留信号序列C ．囊泡D ．分泌小泡E ．前体形式6 ．靶向输送至溶酶体信号是7 ．靶向输送至内质网的蛋白质多肽链 C- 端含8 ．质膜蛋白质的靶向输送需要A ．信号肽B ．信号肽酶C ．信号肽识别颗粒D ．分泌性蛋白E ．对接蛋白9 ．有碱性 N 端、疏水核心和加工区三个区域的是10 ．属于蛋白核酸复合体的是A ．肽键B ．酯键C ．氢键D ．磷酸二酯键E ．糖苷键11 ．核苷酸之间的连接键12 ．氨基酸之间的连接键13 ．碱基与核糖之间的连接键14 ．氨基酸与 tRNA 之间的连接键A ． RNase 抑制因子B ．干扰素C ．嘌呤霉素D ．红霉素E ．链霉素15 ．抑制 RNase 活性的是16 ．能诱导合成 2 ' -5 ' 寡聚腺苷酸的是17 ．与酪氨酰 - tRNA 结构相似的是（三） X 型题1 ．参与蛋白质合成的物质是A ． mRNAB ． GTPC ．转肽酶D ．核糖体E ．聚合酶2 ．翻译后加工包括A ．剪切B ．共价修饰C ．亚基聚合D ．加入辅基E ．水解修饰3 ．蛋白质合成后可靶向运输到A ．留在胞液B ．线粒体C ．细胞核内D ．内质网E ．溶酶体4 ．引起读码错误的抗生素有A ．巴龙霉素B ．链霉素C ．潮霉素 BD ．新霉素E ．嘌呤霉素5 ．真核生物的 hnRNA 要具有模板作用，必须进行A ．剪接B ．首尾修饰C ．插入稀有碱基D ．切除内含子E ．碱基甲基化6 ．关于 S-D 序列的叙述，正确的是A ．也称核糖体结合位点B ．与 16S rRNA 3 ' 端 --UCCUCC-- 互补C ．碱基序列 --AGGAGG-- 为核心D ．位于起始密码上游E ．即起始序列7 ．翻译的准确性与下列哪些因素有关A ．氨基酰 -tRNA 合成酶对底物氨基酸和相应 tRNA 都有高度特异性B ．氨基酰 -tRNA 分子中 tRNA 的反密码可通过碱基配对识别 mRNA 分子的遗传密码C ．氨基酰 -tRNA 合成酶具有校正活性D ．延长因子 EFG 有转肽酶活性E ．核糖体对氨基酰 -tRNA 的进位有校正功能8 ．关于分子伴侣A ．高温应激可诱导该蛋白合成增加B ．与分泌性蛋白同在C ．能加快多肽链折叠速度D ．增加功能性蛋白折叠产率E ．可促进需折叠的多肽链折叠为天然构象的蛋白质9 ．在蛋白质生物合成中A ． 20 种编码氨基酸是原料B ． tRNA 携带氨基酸C ． mRNA 起模板作用D ． rRNA 是合成的场所E ．氨基酰 -tRNA 合成酶识别并结合相应的氨基酸和 tRNA10 ．干扰素的作用是A ．调解细胞生长分化B ．激活免疫系统C ．抗病毒D ．间接诱导核酸内切酶E ．诱导使 eIF-2 磷酸化的蛋白激酶活化11 ．关于蛋白质二硫键异构酶A ．主要在内质网发挥作用B ．促二硫键变构C ．胞液中活性高D ．催化错配的二硫键断裂并形成正确二硫键E ．促蛋白质变性二、是非题1 ．蛋白质生物合成所需的能量都由 ATP 直接供给。
生物化学试题及答案-蛋白质的生物合成
生物化学试题及答案-蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成1、原核生物中起始氨基酰-tRNA 是A ? fMet-tRNA ntetB. MeftRNA Met C ? ArrtRNA 如D. IeU- tRNA IeUE. Asn~tRNA A5a 2、与mRNA 上5' -ACG-3密码子相应的tR ?A 反密码子（5‘ 一3'）是A. CGAB. IGCC.CIGD. CGIE. GGC 3、tRNA 分子具有下列结构特征A.密码环B.有宁端-C-C-AOH 末端C.有反密码环和宁端-C-C-AOH 末端D.有多聚A 尾E. 3,端有C-C-AOH 末端，另一侧有反密码环4、在蛋白质生物合成中催化氨基酸之间形成肽键的酶是A.氨基酸合成酶C.转肽酚D.氨基肽酶E.氨基酸连接酶5、原核生物翻译起始复合物有下列组分A. DNA 模板+RNA+RNA 聚合酶B.翻译起始因子+核糖体C. 核糖体+fMet-tRNA fκβt +mRNx?D.核糖体+ 起始一tRNAE.氨基酰一tRNA 合成酶6、催化氨基酸活化的酶是A.氨基酸- tRNA 转移酶B.氨基酰- tRNA 合成酶C.氨基肽酶D. 氨基酸转移酶E.竣基肽酶7、蛋白质生物合成的终上信号由下列哪种因子识别？A. σB. RFC. EF D ? IF E ? P 8、通过结合细菌的核糖体大亚基而杀灭或抑制细菌的抗生素是12、在mRNA 分子的宁端，下列密码子具有起始信号作用一、单项选择丿A.四环素B.氯霉素C.链`素9、翻译延长阶段所需的酶是B.磷酸化酶D.氨基酰一tRNA 合成酶E.氨基肽酶10、肽链延长时接受氨基酰-tRNA 的部位是A.小亚基B.大亚基C.A 位11、绘基酸是通过那种化学键与tRNA 结合的D ?嚓吟霉素E ?放线菌酮C.肽链聚合酶D. P 位E ?肽位D.酯键E.氢键A. UAA B. UAG C. UGA D. GUA E.AUG我为人人，人人为我！学生会公15 StCmSU_news@126. com.欢迎大家共宇自己的学习重点!13、在蛋白质生物合成过程中，下列物质不参与肽链的延长A.转肽酶B. GTPC.EFTu、EFTSD.IFE. EFG14、在翻译延长阶段中,成肽是指A.核糖体在mRMA上移动一个密码B.下一位氨基酸-tRMA进入核糖体A位C.又称为进位D.将P位上的氨酰基转移到A位形成一个肽键E.又称转位15、遗传密码的摆动性是A. 一个氨基酸有两个或两个以上密码子B.从低等生物到人类都用同一套遗传密码C.mRNA上的密码子与tRNA反密码子应完全配对D.线粒体翻译系统有独立的密码子E.mRNA上的密码子第3位碱基与tRNA反密码子第1位碱基不严格配对16、遗传密码子的简并性是指A. 一些三联体密码子可缺少一个碱基B. ―些密码子适用于一种以上的氨基酸C. 一种氨基酸具有2个或2个以上密码子D.密码子中有许多稀有碱基E.二三种结构近似的氨基酸共用一个密码子17、原核生物起始复合物的沉降系数是A. 40SB. 70SC. 80SD. 60SE. 30S18、在蛋白质生物合成中，由一个游离氨基酸掺入到肽链中成为氨基酸残基，需消耗{能磷酸键的个数为A. 2B. 3C. 4D. 5E. 619、链素抑制蛋白质生物合成的抑制机制是A.抑制转肽酶B.与原核生物核糖体大亚基结合C.抑制核糖体移位D.与原核生物核糖体小亚基结合E.抑制氨基酰一tR?A合成酶20、I：扰素是A.真核细胞感染病毒后产生的一类具有抗病毒作用的蛋白质B.白喉杆菌产生的毒蛋白C.微生物产生的能杀灭细菌物质D.基因工程合成E.通过间接作用，既抑制病毒蛋白质的合成，又促进病毒RNA降解二.多项选择丿1.不编码任何氨基酸的密码子是A. AUGB. UGAC. UUUD. UAGE. UAA2.参与蛋白质生物合成的物质有4?下列步骤伴有GTP 的水解5. 原核生物蛋白质生物合成的起始,需要下列物质的参与6. 参与蛋白质生物合成的蛋白质因子有7. 遗传密码具有下列特点10 ?能与原核生物小亚基结合影响蛋白质生物合成的抗生素是三、填空1. 根据mRNA 分子中的4个碱基__________ 的不同组合，可以形成_______ 个三联体密码子，英中编码氨基酸的密码子有_________ 个。
生物化学中的蛋白质合成机制
生物化学中的蛋白质合成机制蛋白质是生物体内最重要的分子之一，它们在细胞的结构和功能中起着关键的作用。
蛋白质的合成是一个复杂而精确的过程，涉及到许多分子和酶的相互作用。
本文将探讨生物化学中的蛋白质合成机制，并介绍一些相关的重要概念和实验技术。
蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA中的基因信息转录成RNA分子。
这个过程由RNA聚合酶酶催化，它能够识别DNA中的启动子区域，并在该区域上合成一条与DNA互补的RNA链。
这条RNA链称为mRNA（messenger RNA），它将携带着基因的信息从细胞核传递到细胞质中的核糖体。
在细胞质中，mRNA与核糖体相互作用，进一步参与蛋白质的合成。
核糖体是由多个蛋白质和rRNA（ribosomal RNA）分子组成的复合物，它们能够识别mRNA上的密码子序列，并将其翻译成氨基酸的序列。
这个过程称为翻译。
翻译的第一步是启动，即核糖体与mRNA的起始密码子相互作用。
起始密码子通常是AUG，它编码着蛋白质合成的起始氨基酸——甲硫氨酸。
核糖体在启动过程中与mRNA的起始密码子配对，并识别tRNA（transfer RNA）上的甲硫氨酸。
tRNA是一种小分子RNA，它能够与特定的氨基酸结合，并将其运输到核糖体上。
启动后，核糖体将逐个识别mRNA上的密码子，并与相应的tRNA配对。
每个tRNA都携带着一种特定的氨基酸，它们按照mRNA上的密码子序列的顺序被核糖体识别并配对。
这个过程是高度精确的，确保了蛋白质的正确合成。
当核糖体识别到终止密码子时，翻译过程终止。
终止密码子通常是UAA、UAG或UGA，它们不编码任何氨基酸，而是信号核糖体停止翻译。
此时，合成的蛋白质从核糖体上释放出来，并开始折叠成具有特定结构和功能的形态。
蛋白质的折叠是一个复杂的过程，涉及到分子间的相互作用和力学力的平衡。
正确的折叠是蛋白质能够发挥功能的关键，而错误的折叠则可能导致蛋白质的失活或异常聚集。
近年来，科学家们对蛋白质折叠机制的研究取得了重要的突破，揭示了许多与疾病相关的蛋白质折叠异常的机制。
生物化学第十三章蛋白质生物合成习题含答案
一、判断题一、判断题 1． 细胞中三种主要的多聚核苷酸tRNA 、mRNA 和rRNA 都参与蛋白质生物合成。
都参与蛋白质生物合成。
2． 蛋白质分子中的氨基酸顺序是由氨基酸与mRNA 携带的密码子之间互补作用决定的。
携带的密码子之间互补作用决定的。
3． fMet －tRNA fMet 是由对fMet 专一的氨酰tRNA 合成酶催化形成的。
合成酶催化形成的。
4． 一条新链合成开始时，fMet －tRNA fMet 与核糖体的A 位结合。
位结合。
5． 每一个相应的氨酰tRNA 与A 位点结合。
都需要一个延伸因子参加并需要消耗一个GTP 。
6． 蛋白质合成时从mRNA 的5′→3′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
7． tRNA fMet 反密码子既可以是反密码子既可以是pUpApC 也可以是也可以是 pCpApU 。
8． 人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
9． 氨酰tRNA 上的反密码子与mRNA 的密码子相互识别，以便把它所携带的氨基酸连接在正确位置上。
正确位置上。
10． 每个氨基酸都能直接与mRNA 密码子相结合。
密码子相结合。
11． 每个tRNA 上的反密码子只能识别一个密码子。
上的反密码子只能识别一个密码子。
12． 多肽或蛋白质分子中一个氨基酸被另一个氨基酸取代是由于基因突变的结果。
13． 蛋白质正确的生物合成取决于携带氨基酸的tRNA 与mRNA 上的密码子正确识别。
二、填空题二、填空题1． 原核细胞中新生肽链N 端的第一个氨基酸是端的第一个氨基酸是 ，必须由相应的酶切除。
，必须由相应的酶切除。
2． 当每个肽键形成终了时，增长的肽链以肽酰tRNA 的形式留在核糖体的的形式留在核糖体的 位 3． 在 过程中水解ATP 的两个高能磷酸酯键释放出的能量足以驱动肽键的合成。
动物生物化学课件：蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 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 酸的排列顺序过程，称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料：20种氨基酸 • 模板：mRNA • 运载体：tRNA • 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） • 蛋白质因子：
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 促进起始tRNA与小亚基结合 促进大、小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分，有解螺旋酶活性，促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分，结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别，按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为： tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子，称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸， 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时，对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码，但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性
《生物化学原理》张洪渊主编 课后习题及答案(三)
w w w .k h d 课第十一章 DNA 的生物合成一、课后习题1.怎样确定DNA 复制的主要方式是双向复制，以及一些生物的DNA 采取单向复制？2.假定在D 环式的复制叉上，螺旋的解开会引起未复制部分的缠绕，当缠绕继续到不可能再进一步缠绕时，主链的增长便停止，然后随从链的延长才会被引发。
那么，在什么条件下更可能观察到大小与前体片段相似的D 环？3.试述滚动机制有哪些主要特征？怎样鉴别环状与线状DNA？4.已知大肠杆菌DNA 的长度为1100μm，其复制叉式在一个世代大约40min 内通过一个复制叉完成的，试求其复制体的链增长速度、正在复制的DNA 分子的转速。
参考答案：1.原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA 都是环状双链分子。
实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一个是单向的，只形成一个复制叉或生长点。
2. 叶绿体和线粒体DNA（除纤毛虫的线粒体线性DNA 分子外）的复制方式。
双链环在固定点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代，在电镜下看到呈（取代环，D 环）形状。
待一条链复制到一定程度，露出另一链的复制起点并开始复制。
两条多核苷酸链的起点不在同一点上，当两条链的起点分开一定距离时就产生D 环（如线粒体DNA 的复制）。
双链环两条链的起点不在同一位置，但同时在起点处解开双链，进行D 环复制，称为2D 环复制（如叶绿体DNA 的复制）。
这时，更可能观察到大小与前体片段相似的D 环。
3. Walter Gilbert（1968）提出滚环模型来解释φX174DNA 的复制：首先由特异核酸内切酶在环状双链DNA（称为RF 型、增值型，即单链DNA 已复制一次成双链）的一条链上切开切口产生5′—P 末端和3′—OH 末端。
5′—P 末端与细胞质膜连接，被固定在膜上，然后环形的双链通过滚动而进行复制。
大连理工大学生物化学课件--蛋白质合成与转运
二、蛋白质生物合成过程
• • • • 蛋白质生物合成过程包括三大步骤： ①氨基酸的活化与搬运； ②活化氨基酸在核蛋白体上的缩合； ③多肽链合成后的加工修饰。
核糖体主要存在于粗面ER
核糖体存在的场所 （1）粗面内质网（主要） 一个细菌细胞内约有20000个核糖体 • （2）细胞溶液 • 真核细胞内可达106个 （3）线粒体和叶绿体 • 在未成熟的蟾蜍卵细胞内则高达1012个
（二）肽链延长阶段：
1．进位：与mRNA下一个密码相对应 的氨基酰tRNA进入核蛋白体的受位（A 位），需GTP，Mg2+，和EF参与。 2．成肽：在转肽酶的催化下，将给位 上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰基或肽 酰基转移到受位上的氨基酰tRNA上， 与 其 α- 氨 基 缩 合 形 成 肽 键 。 此 步 骤 需 Mg2+，K+。给位上已失去蛋氨酰基或肽 酰基的tRNA从核蛋白上脱落。
8、供能物质和无机离子
• 多肽链合成时，需ATP、GTP作为供能物质，并需 Mg2+、K+参与。
• 氨基酸活化时需消耗2分子高能磷酸键，肽键形成 时又消耗2分子高能磷酸键，故缩合一分子氨基酸 残基需消耗4分子高能磷酸键。
氨酰- tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA + ATP
无机磷酸酶
氨酰- tRNA + AMP + 2Pi
一、参与蛋白质生物合成的物质
• 生物体内的各种蛋白质都是利用生物体内的氨基酸 为原料自行合成的。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：作为蛋白质生物合成的模板，决定多肽链 中氨基酸的排列顺序； ② tRNA：搬运氨基酸的工具； ③ 核蛋白体：蛋白体生物合成的场所； ④ 酶及其他蛋白质因子；氨酰-tRNA合成酶； ⑤ 供能物质及无机离子。ATP和GTP， Mg2+、K+ ；
东北师范大学生物化学第十三章蛋白质的生物合成
遗传信息的传递
一 蛋白质的合成体系
蛋白质合成的原料是氨基酸，其合成过程非常复杂。
真核生物细胞合成蛋白质需要70多种核糖体蛋白，20 多种 活化氨基酸的酶，10多种辅酶和其他蛋白质因子参加，同时 还要100多种附加的酶类参与蛋白质合成后的修饰、40种 tRNA、4种rRNA，总计300多种不同的大分子参与多肽的 合成。
反密码子
氨酰tRNA合成酶
该酶具有很高的专一性 不仅对其活化的氨基酸专一，而且对 一定的tRNA专一（第二套遗传密码） 校正作用： 水解非正确组合的氨基酸和tRNA之间的共价连 接，对于翻译的正确性是十分重要的
（二）蛋白质的生物合成过程（原核生物） 1 肽链合成的起始
2 肽链的延伸
3 肽链的终止和释放
密码子与反密码子结合时具有一定摆动性
摆动性(变偶性)
密码子的第三位碱基配对不严 格 摆动性的存在合理的解释了密 码子的兼并性，基因突变的危 害降到最低
U A G U C A U C
G
I
3 氨酰tRNA合成酶结合位点
4 核糖体识别位点
二 蛋白质生物合成的分子机制
（一）氨基酸的活化
氨酰tRNA合成酶 消耗2摩尔的ATP 氨基酸的活化是羧基端的活化
白喉毒素： 真核细胞蛋白质合 成的抑制剂
抑制EF2的活性
青霉素
青霉素是本世纪20年代未的一项划时代的科学发现 1928年，英国的细菌学家亚历山大· 弗莱明（英国圣 玛丽学院）发现，发表在1929年英国皇家《实验病 理季刊》 1938年，英国牛津大学病理学家弗洛里和德国生物化 学家钱恩从期刊的资料中找到了有关青霉素的文献 1940年，分离纯化成功青霉素进入临床试验阶段
生物化学课后习题答案-第十三章xt13
第十三章 蛋白质的生物合成一、课后习题1.在蛋白质分子中，通常含量较高的是Ser和Leu，其次是His和Cys，含量最少的是Met和Trp。
一种氨基酸在蛋白质分子中出现的频率与它的密码子数量有什么关系？这种关系得选择其优点如何？2.AUG和UAG是蛋白合成中特定的起始和终止密码，序列同5’-UUAUGAAUGUACCGUGGUAGUU-3’的mRNA中什么样的开放阅读框才能编码一个短肽？写出该短肽的氨基酸序列。
3.细菌的基因组通常含有多少个rRNA基因拷贝，他们能迅速地转录以生产大量rRNA装配成核糖体相对对比而言，编码核糖体蛋白的基因只有一份拷贝，试解释rRNA基因和核糖体蛋白基因数量的差别。
4.DNA中的点突变（一个碱基被另一个碱基取代）可能导致一个氨基酸被另一个氨基酸替换。
但在某些情况下，由于密码子的简并性，基因编码的氨基酸序列也可能不会改变。
一种细菌生产的胞外蛋白酶在其活性位点上（—Gly-Leu-Cys-Arg—）有一个半胱氨酸残基。
紫外线照射过后，分离得到两个突变菌株。
菌株1生产以Ser取代活性部位Cys的无活性酶（—Gly-Leu-Ser-Arg—）；而在菌株2内，合成了一条C末端结束在活性部位内的以—Gly-Leu—COO-结尾的截断了的肽链，指出在每一种菌株中可能发生的突变。
5.一双螺旋DNA的模板链中一段序列如下：CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG（1）写出转录出的mRNA核苷酸序列？（2）写出5’开始的该转录mRNA序列所对应得多肽的氨基酸序列？（3）假设此DNA的另一条链被转录和翻译，所得的氨基酸序列会与（2）中的一样吗？（2）与（3）得出的答案在生物学上有什么意义？6.假设反应从游离氨基酸、tRNA、氨酰tRNA合成酶、mRNA、80S核糖体以及翻译因子开始，那么翻译一分子牛胰核糖酸酶要用掉多少个高能磷酸键？翻译一分子肌红蛋白需要消耗多少个高能磷酸键？7.噬菌体T4 DNA的相对分子质量为1.3×108（双链），假定全部核苷酸均用于编码氨基酸，试问：（1）T4 DNA可为多少氨基酸编码？（2）T4 DNA可为多少相对分子质量等于35000的不同蛋白质编码？（核苷酸对的相对分子质量按618计，氨基酸平均相对分子质量按120计）8.核糖体的基本结构和功能有哪些？9.在蛋白质定向运输时，多肽本身有何作用？高尔基体的功能是什么？参考答案：1.在蛋白质分子中，一种氨基酸出现的频率与它密码子的数量具有一定的正向关系，如：亮氨酸，苏氨酸都有6个密码子，通常在蛋白质分子中出现的几率也最高；而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子，在蛋白质中出现的频率相对小一些。
生物化学判断题资料
第一章蛋白质化学1、蛋白质的变性是其构象发生变化的结果。
T2、蛋白质构象的改变是由于分子共价键的断裂所致。
F3、组成蛋白质的20种氨基酸分子中都含有不对称的α-碳原子。
F4、蛋白质分子的亚基就是蛋白质的构造域。
F5、组成蛋白质的氨基酸都能与茚三酮生成紫色物质。
F6、Pro不能维持α-螺旋，凡有Pro的部位肽链都发生弯转。
T7、利用盐浓度的不同可提高或降低蛋白质的溶解度。
T8、蛋白质都有一、二、三、四级构造。
F9、在肽键平面中，只有与α-碳原子连接的单键能够自由旋转。
T10、处于等电点状态时，氨基酸的溶解度最小。
T11、蛋白质的四级构造可认为是亚基的聚合体。
T12、蛋白质中的肽键可以自由旋转。
F第二章核酸化学1、脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。
F2、假设双链DNA中的一条链碱基顺序为CTGGAC，那么另一条链的碱基顺序为GACCTG。
F3、在一样条件下测定种属A和种属B的T m值，假设种属A的DNA T m 值低于种属B，那么种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。
T4、原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。
F5、核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。
F6、mRNA是细胞内种类最多，含量最丰富的RNA。
F7、基因表达的最终产物都是蛋白质。
F8、核酸变性或降解时，出现减色效应。
F9、酮式与烯醇式两种互变异构体碱基在细胞中同时存在。
T10、毫无例外，从构造基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。
F11、目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。
T12、核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。
T13、核酸变性过程导致对580nm波长的光吸收增加。
F14、核酸分子中的含氮碱基都是嘌呤和嘧啶的衍生物。
T15、组成核酸的根本单位叫做核苷酸残基。
T16、RNA和DNA都易于被碱水解。
F17、核小体是DNA与组蛋白的复合物。
T第三章糖类化学1、单糖是多羟基醛或多羟基酮类。
基础生物化学 第十三章-蛋白质的分解与合成
（1）再合成氨基酸1
COO(CH2)2 C=O COO+NH3+
NAD(P)H+ H+ NAD(P)H+
COO(CH2)2 CH NH3 COO+
+H2O
谷氨酸脱氢酶
α-酮戊二酸
谷氨酸
（1）再合成氨基酸2
上述反应是多数有机体直接利用NH3 合成谷氨酸的主要途径，而且该反应在 其它所有氨基酸合成中都有意义。因为 谷氨酸的氨基可以转到任何一种α-酮 酸上，从而形成各种相应的氨基酸。
2．转氨基作用2（谷丙转氨酶1）
谷丙转氨酶（GPT）是催化谷氨酸
与丙酮酸之间转氨作用的酶，以肝脏
中活力最大。当肝细胞损伤时，酶就
释放到血液内，于是血液内酶的活力
明显地增加，以此来推断肝功能的正
常与否，
2．转氨基作用2（谷丙转氨酶2）
COO(CH2)2 CH NH3+ COO-
CH3
C=O COO-
当体内不需要将α-酮酸再合成氨基酸，并且
体内的能量供给又极充足时，α-酮酸可以转 变为糖及脂肪。
动物实验已证明，如用氨基酸饲养患人工糖
尿病的犬,大多数氨基酸可使尿中葡萄糖含量 增加，少数几种可使葡萄糖及酮体的含量同时 增加。而亮氨基酸只能使酮体的含量增加。
（3）转变成糖及脂肪2
生糖氨基酸:在体内可以转变成糖的氨基酸
糖、脂肪、氨基酸、与核酸代谢的联系（南大P475）
糖（糖原、葡萄糖） 丝氨酸 色、甘、丙、苏、 半胱、丝、羟脯 磷酸丙糖 丙酮酸
CO2
磷酸甘油 脂肪酸
脂肪
乙酰COA 柠檬酸
CO2
天门冬 酰氨
天门冬 氨酸 苯丙、酪
草酰乙酸
生物化学蛋白质的生物合成
的作用
伴侣素的主要作用—— 为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然 空间构象的微环境。
伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
（二）蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 在内质网腔活性很高，可在较大区 段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正 确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力 学最稳定的天然构象。
第一步：活化反应 氨基酸 ＋ATP+E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：转移反应
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
氨基酰-tRNA的表示方法
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer Met-tRNAMet 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
真核生物： Met-tRNAiMet
每增加一个氨基酸就按 进位→成肽→转 位 这三步不断重复，直到肽链增长到必要的长 度。
移位反应过程
核糖体循环的反应过程
进 位
转肽 移 位
三、蛋白质多肽链合成的终止和释放
蛋白质多肽链合成的终止过程
• 核糖体沿mRNA链滑动，不断使多肽链延长，
直到终止信号进入A位。
识别：RF识别终止密码，进入核糖体的A位。 水解：RF使转肽酶变为酯酶，多肽链与tRNA之间的 酯 键被水解，多肽链释放。 脱离：模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体脱离 ，
四、蛋白质合成所需的能量
原核生物
氨基酸活化：2个~P
起始： 延长： 1个 2个 GTP GTP
ATP
终止：
1个
GTP
结论：每合成一个肽键至少消耗4个~P。
蛋白质生物合成的特点
生物化学与分子生物学蛋白质生物合成
蛋白质生物合成体系
基本原料：20种编码氨基酸 模板：mRNA 适配器：tRNA 装配机：核蛋白体 主要酶和蛋白质因子：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是蛋白质合成的信息模板
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。
二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与mRNA中对应的密码子互补结合
tRNA的作用
运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带，一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能； 充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。
有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位；促进tRNA卸载与释放
释放因子
RF-1
特异识别UAA、UAG，诱导转肽酶转变为酯酶
RF-2
特异识别UAA、UGA，诱导转肽酶转变为酯酶
RF-3
具有GTP酶活性，介导RF-1及RF-2与核糖体的相互作用
参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
eIF-4B
结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始AUG
eIF-4E
eIF-4F复合物成分，识别结合mRNA 的5帽结构
eIF-4G
eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E、eIF-3和PAB
eIF-5
促进各种起始因子从小亚基解离
eIF-6
促进大、小亚基分离
延长因子
eIF1-α
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTP，相当于EF-Tu
反应过程
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根据摇摆性和61个密码子，经过仔细计算，要翻加1个起始tRNA，共需32
种。但是，在叶绿体和线粒体内，由于基因组很小用到的
密码子少，因此，叶绿体内只有30种左右tRNAs，线粒体
只有24种。
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18
4. 密码子的通用性
病毒、原核细胞、真核细胞都用同一套遗传密码 子表，叫密码的通用性。
如GGN（GGA、GGU、GGG、GGC）都编码Gly，那么 这4种密码子就称为Gly的简并密码，一般情况下密码子的 简并性只涉及第三位碱基。
只有Met和Trp没有简并密码。
问：密码子简并性的生物学意义？
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16
3. 密码子的摆动性
密码子的专一性主要由前两位碱基决定的，而第三位碱 基有较大的灵活性，Click将第三位碱基的这一特性称为
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3
❖ 多种蛋白质因子: 起始因子: IF或eIF 延长因子：EF或eEF 释放因子：RF或eRF
• 方向：氨基端 → 羧基端
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4
第一节 RNA在蛋白质生物合成中的 重要功能
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5
一、mRNA和遗传密码
mRNA 是蛋白质合成的直接模板，其核苷酸排 列顺序取决于相应DNA 的碱基排列顺序，它又决 定了所形成的蛋白质多肽链中的氨基酸的排列顺 序。
如果利用poly(UC)，则得到多聚Ser-Leu-Ser-Leu， 推测UCU编码Ser，CUC编码Leu，因为poly(UC)有 两种读码方式：UCU－CUC和CUC－UCU。
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11
Devised methods to synthesize well defined nucleic acids
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20
tRNA的二、三级结构
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21
tRNA的功能 ㈠、3’端接受氨基酸
氨基酸
tRNA
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氨酰tRNA
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㈡、识别mRNA链上的密码子
反密码子 密码子
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反密码子与 mRNA链上密 码子反向互补 配对，保证了 氨基酸按照密 码子所规定的 顺序进入肽链。
23
一种tRNA经常能识别一种以上的同义密码子
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9
在mRNA链上以相邻的三个核苷酸为一组，起
编码多肽链中一种氨基酸的作用，叫密码子 (codon) 。由于它是相邻的三个核苷酸又称三联 体密码 (triplet code)。
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10
早在1961年，Nirenberg等人在大肠杆菌的无细 胞体系中外加poly(U)模板、20种标记的氨基酸，经 保温后得到了多聚phe-phe-phe，于是推测UUU编码 phe。利用同样的方法得到CCC编码pro，GGG编码 gly，AAA编码lys。
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24
㈢、连接多肽链和核糖体
多肽链 tRNA
核糖体
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在多肽链合 成过程中，多肽 链通过tRNA暂 时结合在核糖体 的正确位置，直 到多肽合成终止 才从核糖体上脱 落下来。
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可以说tRNA是一个万能接头：
⑴ 对氨酰- tRNA合成酶的识别位点（接头合成酶） ⑵ 3端-CCA上的氨基酸运载位点（接头氨基酸，装载） ⑶ 对核糖体的识别位点（将氨基酸运送到目的地） ⑷ 反密码子位点（接头mRNA，验货并卸载）
第十三章 蛋白质的生物合成
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1
翻译
翻译(translation)：根据mRNA链上的遗传信息合
成蛋白质的过程。 教学ppt
2
翻译的过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所 有种类的RNA和几十种蛋白质因子。
❖ 原料：20种L-氨基酸； 3种RNA：mRNA, tRNA, rRNA
❖ 酶：氨基酰tRNA合成酶、转肽酶 ❖ 两种高能核苷酸： ATP、 GTP ❖ 金属离子：K+ 、Mg2+（促进肽键形成)
含嘧啶碱基的序列互补，这与mRNA对核糖体的快
速识别有关。
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8
㈠、遗传密码的破译
mRNA都是由4种核苷酸构成，而组成多肽的 氨基酸有20种；4种核苷酸与20种氨基酸怎样对 应起来？
显然，必须是几个核苷酸的组合编码一个氨基酸 才能应付局面。用数学方法很容易算出：
3个相邻的核苷酸 → 1种氨基酸， 有43种排列→ 64种密码子
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㈡、遗传密码的特性
1. 密码的无标点性、无重叠性
编码一个肽链的所有既不重叠也不间隔，从起始密码子到 终止密码子构成一个完整的读码框架（不包括终止子）。 那么如果在阅读框中插入或删除一个碱基就会使其后的读
码发生移位性错误，称为移码突变。
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2. 密码子的简并性
几种密码子编码一种氨基酸的现象称为密码子的简并 性。编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。
真核mRNA在核质内合成时是一种大分子量的
mRNA前体，叫核内不均一RNA（hnRNA）。
hnRNA经过细胞内加工为成熟的mRNA，转移到
细胞质行使其功能。
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6
原核生物mRNA分子结构:
真核生物mRNA分子结构：
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7
SD序列
SD序列富含嘌呤碱基，可与16s rRNA的3’末端富
目前只发现线粒体和叶绿体内有例外情况，这也 是如火如荼的转基因的前提。
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二、tRNA
tRNA 起运载氨基酸的作用，将氨基酸按照 mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到 蛋白质合成的场所（即核糖体）的特定部位。
每一种氨基酸可以有一种以上tRNA 作为运载工 具，人们把携带相同氨基酸而反密码子不同的一 组tRNA 称为同功受体tRNA (isoaccepting tRNAs)
摆动性（wobble）。 密码子第三位碱基与反密码子第一
位碱基不严格互补，但不影响翻译正确。
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问：细胞内有几种tRNA？
当遗传密码破译后，由于有61个密码子编码氨基酸，于是 人们预测细胞内有61种，但事实上绝大多数细胞内只有50 种左右，Crick也正是在这种情况下提出了摇摆假说并合理 解释了这种情况。
Established the chemical structure of tRNA
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Established the in vitro system for revealing the genetic codes
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在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不编码 任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，称为终 止密码子，它们是UAA、UAG、UGA，密码子 AUG（编码Met）又称起始密码子。