第四章生物信息传递下
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功能核糖体（起始复合物） AA-tRNA 伸长因子 GTP，Mg2+ 肽基转移酶
ATP mRNA上的终止密码子 释放因子（RF-1，RF-2，RF-3）
参第与四起章始生氨物基信酸息的传切递除下、修饰等加工过程的酶
4.4.1 氨基酸的活化
氨基酸在进行合成多肽链之前,必须在氨酰tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸—— AA-tRNA。
第四章生物信息传递下
表4-12 蛋白质合成个阶段的主要成分简表
阶段
必需组分
1．氨基酸的活化 2. 肽链的起始
3．肽链的延伸 4 ．肽链的终止 5．折叠和加工
20种氨基酸 20种氨基酰-tRNA合成酶 20种或更多的tRNA ATP，Mg2+
mRNA N-甲酰甲硫氨酰-tRNA mRNA上的起始密码子（AUG） 核糖体小亚基 核糖体大亚基 GTP，Mg2+ 起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）
第四章生物信息传递下
三种起始因子
IF-1
辅助IF-3 70S起始复合物生成后促进IF-2释放
IF-2
有GTP酶活性 特异识别fmet-tRNAfmet
形成fmet-tRNAfmet- IF-2-GTP
是30S起始复合物与50S亚基连接所 必须
IF-3
促进30S小亚基结合mRNA 终止时：促使核糖体解离
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
第四章生物信息传递下
原核生物中，起始氨基酸是： 甲酰甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
存在tRNAMet和tRNAfMet
Met+tRNAfMet+ATP→ Met-tRNAfMet+AMP+PPi N10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+ fMet-tRNAfMet
第四章生物信息传递下
图4-14细菌mRNA分子上往往存在一个与 16SrRNA3’末端相互补的SD序列。
第四章生物信息传递下
细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰tRNA结合的位点，即A位点（aminoacyl site），P位点（peptidyl sit）和E位点 （Exit site）。只有fMet-tRNAfMet能与第 一个P位点相结合，其它所有tRNA都必 须通过A位点到达P位点，再由E位点离 开核糖体。
第四章生物信息传递下
真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet 相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S 大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起 始复合物。
起始复合物的生成除了GTP外，还需要Mg2+、 NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。
第四章生物信息传递下
第四章生物信息传递下
SD序列（Shine-Dalgarno sequence)
存在于原核生物起始密码子AUG上游7～ 12个核苷酸处的一种4～7个核苷酸的保 守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补， 所以可将mRNA的AUG起始密码子置于 核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 根据首次识别其功能意义的科学家命名。
第四章 生物信息的传递(下)
——翻译（从mRNA-蛋白 质）
第四章生物信息传递下
表
活性位点
功能
mRNA结合 结合 mRNA 和 IF
位点
因子
P 位点
结合 fMet-tRNA和
肽基-tRNA
A 位点
结合氨酰基-tRNA
E 位点
结合脱酰 tRNA
肽酰基转移 将肽链转移到氨基
酶
酰-tRNA上
EF-Tu 结合 氨基酰-tRNA 的进
翻译起始因子的小亚基复合物与
50S大亚基结合，释放翻译起始因
子。 第四章生物信息传递下
30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起 始位点的性质，IF-3协助该亚基完成这种选 择。
Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物 mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3’序列， 这个富嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末端 的富嘧啶区5’-GAUCACCUCCUUA-3’相互 补。
真核生物中，起始氨基酸是： 甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
存在tRNAiMet和tRNAeMet
第四章生物信息传递下
4.4.2 翻译的起始 蛋白质合成的起始是指在模板mRNA编码
区5’端形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合 物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。 原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板 相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与 50S大亚基结合
位点
入
EF-G 结合 移位
位点
核糖体的活性位点 组分 S1、S18、S21；及 S3、S4、S5、 S1216SrRNA3′末端区域 L2、L27及 L14、L18、L24、L33 16S和 23SrRNA3′附近区域 L1、L5、L7/L12、L20、L30、L33 16S 和 23SrRNA（16S 的 1400 区） 23SrRNA是重要的 L5、L18、L25复合体 L2、L3、L4、L15、L1623SrRNA 是重要的
第四章生物信息传递下
2.真核生物翻译的起始
真核生物蛋白质生物合成的起始基本与 原核生物相同，只不过其核糖体较大， 有较多的起始因子，mRNA具有 m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不甲 酰化，mRNA分子5’端的“帽子”和3’端 的多聚A都参与形成翻译起始复合物（图 4-14）。
图4-12 翻译起始复合物的形成。
1.
原
第一步，30S小亚基与翻译起始因
核 生
子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与
物
mRNA模板相结合。
翻
第二步，fMet-tRNAfMet在IF-2的协
译
同下进入小亚基的P位，tRNA上的
Biblioteka Baidu
的
反密码子与mRNA上的起始密码子
起
始
配对。
第三步，带有tRNA、mRNA、三个
L7/L12
GTP酶需要
第四章生物信息传递下
L7、L12
4.4 蛋白质合成的生物学机制
已证明核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质 的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生 物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的 遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。
蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、 伸长、终止。
ATP mRNA上的终止密码子 释放因子（RF-1，RF-2，RF-3）
参第与四起章始生氨物基信酸息的传切递除下、修饰等加工过程的酶
4.4.1 氨基酸的活化
氨基酸在进行合成多肽链之前,必须在氨酰tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸—— AA-tRNA。
第四章生物信息传递下
表4-12 蛋白质合成个阶段的主要成分简表
阶段
必需组分
1．氨基酸的活化 2. 肽链的起始
3．肽链的延伸 4 ．肽链的终止 5．折叠和加工
20种氨基酸 20种氨基酰-tRNA合成酶 20种或更多的tRNA ATP，Mg2+
mRNA N-甲酰甲硫氨酰-tRNA mRNA上的起始密码子（AUG） 核糖体小亚基 核糖体大亚基 GTP，Mg2+ 起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）
第四章生物信息传递下
三种起始因子
IF-1
辅助IF-3 70S起始复合物生成后促进IF-2释放
IF-2
有GTP酶活性 特异识别fmet-tRNAfmet
形成fmet-tRNAfmet- IF-2-GTP
是30S起始复合物与50S亚基连接所 必须
IF-3
促进30S小亚基结合mRNA 终止时：促使核糖体解离
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
第四章生物信息传递下
原核生物中，起始氨基酸是： 甲酰甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
存在tRNAMet和tRNAfMet
Met+tRNAfMet+ATP→ Met-tRNAfMet+AMP+PPi N10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+ fMet-tRNAfMet
第四章生物信息传递下
图4-14细菌mRNA分子上往往存在一个与 16SrRNA3’末端相互补的SD序列。
第四章生物信息传递下
细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰tRNA结合的位点，即A位点（aminoacyl site），P位点（peptidyl sit）和E位点 （Exit site）。只有fMet-tRNAfMet能与第 一个P位点相结合，其它所有tRNA都必 须通过A位点到达P位点，再由E位点离 开核糖体。
第四章生物信息传递下
真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet 相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S 大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起 始复合物。
起始复合物的生成除了GTP外，还需要Mg2+、 NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。
第四章生物信息传递下
第四章生物信息传递下
SD序列（Shine-Dalgarno sequence)
存在于原核生物起始密码子AUG上游7～ 12个核苷酸处的一种4～7个核苷酸的保 守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补， 所以可将mRNA的AUG起始密码子置于 核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 根据首次识别其功能意义的科学家命名。
第四章 生物信息的传递(下)
——翻译（从mRNA-蛋白 质）
第四章生物信息传递下
表
活性位点
功能
mRNA结合 结合 mRNA 和 IF
位点
因子
P 位点
结合 fMet-tRNA和
肽基-tRNA
A 位点
结合氨酰基-tRNA
E 位点
结合脱酰 tRNA
肽酰基转移 将肽链转移到氨基
酶
酰-tRNA上
EF-Tu 结合 氨基酰-tRNA 的进
翻译起始因子的小亚基复合物与
50S大亚基结合，释放翻译起始因
子。 第四章生物信息传递下
30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起 始位点的性质，IF-3协助该亚基完成这种选 择。
Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物 mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3’序列， 这个富嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末端 的富嘧啶区5’-GAUCACCUCCUUA-3’相互 补。
真核生物中，起始氨基酸是： 甲硫氨酸 起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
存在tRNAiMet和tRNAeMet
第四章生物信息传递下
4.4.2 翻译的起始 蛋白质合成的起始是指在模板mRNA编码
区5’端形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合 物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。 原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板 相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与 50S大亚基结合
位点
入
EF-G 结合 移位
位点
核糖体的活性位点 组分 S1、S18、S21；及 S3、S4、S5、 S1216SrRNA3′末端区域 L2、L27及 L14、L18、L24、L33 16S和 23SrRNA3′附近区域 L1、L5、L7/L12、L20、L30、L33 16S 和 23SrRNA（16S 的 1400 区） 23SrRNA是重要的 L5、L18、L25复合体 L2、L3、L4、L15、L1623SrRNA 是重要的
第四章生物信息传递下
2.真核生物翻译的起始
真核生物蛋白质生物合成的起始基本与 原核生物相同，只不过其核糖体较大， 有较多的起始因子，mRNA具有 m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不甲 酰化，mRNA分子5’端的“帽子”和3’端 的多聚A都参与形成翻译起始复合物（图 4-14）。
图4-12 翻译起始复合物的形成。
1.
原
第一步，30S小亚基与翻译起始因
核 生
子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与
物
mRNA模板相结合。
翻
第二步，fMet-tRNAfMet在IF-2的协
译
同下进入小亚基的P位，tRNA上的
Biblioteka Baidu
的
反密码子与mRNA上的起始密码子
起
始
配对。
第三步，带有tRNA、mRNA、三个
L7/L12
GTP酶需要
第四章生物信息传递下
L7、L12
4.4 蛋白质合成的生物学机制
已证明核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质 的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生 物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的 遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。
蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、 伸长、终止。