第七讲 蛋白质的生物合成——翻译_PPT幻灯片
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蛋白质的生物合成PPT课件
第一步
氨PPi
基
E-AMP
酸
的 氨酰腺苷酸
活 第二步
AMP
E化
AA
E
tRNA
AA
E
AA
E
tRNA
AA
3-氨酰-tRNA
tRNA
E
活化反应方程式：
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPI
氨酰AMP-酶
氨酰tRNA + AMP + 酶
tRNA
一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键
氨酰- tRNA合成酶特点 专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生 命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基 础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命 。
遗 DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
tRNA的功能
（一）被特定的氨酰- tRNA合成酶识别， 使tRNA接受正确的活化氨基酸。
（二）识别mRNA链上的密码子。
（三）在蛋白质合成过程中，tRNA起着 连结生长的多肽链与核糖体的作用。
(一)、接受正确的活化氨基酸
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPi
氨酰AMP-酶
tRNA
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH
蛋白质生物合成PPT课件演示教学.ppt
缬 脯 苏 天冬
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
遗传密码表
遗传密码的特点
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
蛋白质的生物合成-翻译(1)
占据的位置上
证实：1）tRNA的可携带活化的氨基酸到生长肽链
的正确位置，起转移氨基酸作用。
2）tRNA的性质是由反密码子而不是它所携带的氨
基酸所决定的。
完整版课件ppt
13
（三）tRNA的种类
（1）起始tRNA和延伸tRNA 能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始 tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。原核生物起始 tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA 携带甲硫氨酸（Met）。
（2）同工tRNA
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA，同工tRNA既 要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码， 又要有某种结构上的共同性，能被AA- tRNA合成酶识 别。
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14
（3）校正tRNA：
分为无义突变及错义突变校正tRNA 。
A. 无义突变 在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可 能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子 （UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前 终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突 变就称为无义突变。
第11章 蛋白质的生物合成 —翻译
完整版课件ppt
1
一， 蛋白质生物合成的概述
需要掌握的几个要点：
1，翻译：以mRNA为模板，按照mRNA分子上的三个核苷酸决 定一种氨基酸的规则（三联体密码）合成具有特定氨基酸顺序 的蛋白质。包括翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止与释放。
2，核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，
酵母和大肠杆菌 tRNA的三级结构都呈L 形折叠式。这种结构是 靠氢键来维持的， tRNA的三级结构与 AA- tRNA合成酶的识 别有关。
完整版课件ppt
蛋白质的生物合成(共74张PPT)
3)校正tRNA
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'
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'
第七讲蛋白质的生物合成ppt文档
缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸
alanine
丙氨酸
Ala
A
arginine
精氨酸
Arg
R
asparagine
天冬酰氨 Asn
N
aspartic acid
天冬氨酸 Asp
D
cystine
半胱氨酸 Cys
C
glutarmine
谷氨酰胺 Gln
Q
glutarmic acid 谷氨酸
Glu
E
glycine
甘氨酸
密码的简并性
一种氨基酸有几组密码子，或者几组密码子代 表一种氨基酸的现象称为密码子的简并性，这种简 并性主要是由于密码子的第三个碱基发生摆动现象 形成的，也就是说密码子的专一性主要由前两个碱 基决定，即使第三个碱基发生突变也能翻译出正确 的氨基酸，这对于保证物种的稳定性有一定意义。 如：GCU，GCC，GCA，GCG都代表丙氨酸。
来源
原核 生物
核糖体 （S）
70
亚基 30
RNA（S） 蛋白质 种类
16
21
50 23, 5 34
图7-2 (a)原核生物mRNA为多顺反子 (b)真核生物mRNA为单顺反子
遗传密码的破译
乔治·伽莫夫(1904～1968 ) （George Gamov） 乌克兰裔美国核物理学家
马歇尔.尼伦贝格（1927－） Marshall Nirenberg 德裔美国生物化学家
奥乔亚（1905-1993） Severo Ochoa
西班牙裔美籍生物化学家
• 1966年: 阐明遗传密码
柯拉那（美国）
Har Gobind Khorana,1922~
霍利（美国）
Robert Holley, 1922-1993
alanine
丙氨酸
Ala
A
arginine
精氨酸
Arg
R
asparagine
天冬酰氨 Asn
N
aspartic acid
天冬氨酸 Asp
D
cystine
半胱氨酸 Cys
C
glutarmine
谷氨酰胺 Gln
Q
glutarmic acid 谷氨酸
Glu
E
glycine
甘氨酸
密码的简并性
一种氨基酸有几组密码子，或者几组密码子代 表一种氨基酸的现象称为密码子的简并性，这种简 并性主要是由于密码子的第三个碱基发生摆动现象 形成的，也就是说密码子的专一性主要由前两个碱 基决定，即使第三个碱基发生突变也能翻译出正确 的氨基酸，这对于保证物种的稳定性有一定意义。 如：GCU，GCC，GCA，GCG都代表丙氨酸。
来源
原核 生物
核糖体 （S）
70
亚基 30
RNA（S） 蛋白质 种类
16
21
50 23, 5 34
图7-2 (a)原核生物mRNA为多顺反子 (b)真核生物mRNA为单顺反子
遗传密码的破译
乔治·伽莫夫(1904～1968 ) （George Gamov） 乌克兰裔美国核物理学家
马歇尔.尼伦贝格（1927－） Marshall Nirenberg 德裔美国生物化学家
奥乔亚（1905-1993） Severo Ochoa
西班牙裔美籍生物化学家
• 1966年: 阐明遗传密码
柯拉那（美国）
Har Gobind Khorana,1922~
霍利（美国）
Robert Holley, 1922-1993
分子生物学课件第七章 蛋白质的生物合成-翻译
2020/10/28
38
2020/10/28
39
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)
2020/10/28
40
蛋白质生物合成体系
mRNA、tRNA、rRNA n 氨基酸
大多数简并性表现在密码子的第三个核苷酸上，即 第一、二个核苷酸确定后，第三个核苷酸可变。
色氨酸
意义： 简并密码子越多，生物遗传的稳定性越大，
氨基酸出现频率越高
2020/10/28
18
（3）摆动性（wobble）
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间 不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。
氨基酰-tRNA + AMP +PPi
2020/10/28
31
（2）氨基酰tRNA合成酶(amino acyl-tRNA synthetase，AARS)
存在于胞液中，催化一个特定的aa结合到相应的 tRNA分子上。
每种氨基酰tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨 基酸的数种tRNA具有高度特异性，保证tRNA能够 携带正确的氨基酸对号入座。
UUU，UUG，UGU，GUU， GGG，GGU，GUG，UGG。 • U和G随机加入到三联体中，这样按比例各个位置 上进入U和G的概率不同，如氨基酸测定结果：
2020/10/28
7
• 如UUU：UGG＝（555）:（511）
＝ 25 ： 1
• 同理UUU：UUG ＝5 ：1，
• 根据检测结果推测:
动物医学《基础生物化学-蛋白质的生物合成-翻译》课件
SD序列与核糖体小亚基中16S rRNA的3’ 端互补结合有利于30S起始复合物的形成。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程ppt课件
环境 3. 识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解
.
分子伴侣的分类及作用
1. 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折 叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降 解及其调控过程
2. 伴侣素系统（chaperonin system）: 具有独特的双层环状结构的寡聚蛋 白，以依赖ATP的方式为非自发性 折叠蛋白质提供能折叠形成天然空 间构象的微环境
蛋白质
rpS 21种 rpL 34种
rpS 33种 rpL 49种
.
小亚基与mRNA的结合
.
大亚基
P位
A位
P位(peptidyl site) ：结合肽酰tRNA的部位 A位(aminoacyl site) ：结合氨基酰tRNA的部位 E位(exit site) ：排出位 .
三、氨基酸的活化与转运—tRNA
输的。需要消耗能量
3. 小泡运输—蛋白质从内质网转运到
高尔基体以及从高尔基体转运到溶
酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外
等是由小泡介导的
.
细胞中蛋白质运输的方式
1. 翻译中运输:由与内质网结合的核糖 体完成。新生肽链在合成过程中， 插入到内质网上的特殊通道，然后 转移入内腔
2. 翻译后运输: 由游离核糖体完成。 在多肽链合成后，将蛋白质从细胞 质转移到线粒体或叶绿体细胞器 和细胞核中
.
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
.
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
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
.
分子伴侣的分类及作用
1. 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折 叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降 解及其调控过程
2. 伴侣素系统（chaperonin system）: 具有独特的双层环状结构的寡聚蛋 白，以依赖ATP的方式为非自发性 折叠蛋白质提供能折叠形成天然空 间构象的微环境
蛋白质
rpS 21种 rpL 34种
rpS 33种 rpL 49种
.
小亚基与mRNA的结合
.
大亚基
P位
A位
P位(peptidyl site) ：结合肽酰tRNA的部位 A位(aminoacyl site) ：结合氨基酰tRNA的部位 E位(exit site) ：排出位 .
三、氨基酸的活化与转运—tRNA
输的。需要消耗能量
3. 小泡运输—蛋白质从内质网转运到
高尔基体以及从高尔基体转运到溶
酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外
等是由小泡介导的
.
细胞中蛋白质运输的方式
1. 翻译中运输:由与内质网结合的核糖 体完成。新生肽链在合成过程中， 插入到内质网上的特殊通道，然后 转移入内腔
2. 翻译后运输: 由游离核糖体完成。 在多肽链合成后，将蛋白质从细胞 质转移到线粒体或叶绿体细胞器 和细胞核中
.
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
.
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
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
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干扰素结合到未感染病毒的细胞膜上, 诱导这些细胞产生寡核苷酸合成酶、核 酸内切酶和蛋白激酶,从而以不同的方式 阻断病毒蛋白质的合成。
核糖体内多肽链的合成终止需要两类蛋白质 释放因子的参与。Ⅰ类释放因子包括原核生物 的RF1、RF2和真核生物的eRF1。Ⅱ类释放因 子包括原核生物的RF3和真核生物的eRFபைடு நூலகம்。
蛋白质生物合成支路
翻译正确的保证
氨基酸与tRNA的专一性结合 携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别 起始因子与延伸因子的作用 核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响 校对作用
30S起始复合体一旦形成，IF3也就脱落，50S 亚基随即与其结合。
70S起始复合体由大、 小亚基，mRNA与甲酰甲 硫氨酰tRNAiMet共同构成。
翻译的起始
真核生物翻译的起始
目前已知真核细胞蛋白质翻译起始有两种方式： 依赖帽子结构的翻译起始和内部翻译起始。
真核细胞的核糖体主要由40S小亚基和60S大亚 基构成。40S核糖体亚基通过对mRNA 序列结构 的识别首先与mRNA 结合，在到达正确的翻译起 始密码子后与60S核糖体亚基一起形成有活性的 80S核糖体复合物，起始蛋白质的翻译。
遗传密码
遗传密码的破译
1955年，Gamov G.在《Nature》杂志上首 次发表了遗传密码的理论研究文章。
1961年，Nirenberg等用大肠杆菌无细胞体 系研究了密码子和氨基酸。
1961年，Crick和Brenner S.等设计了一个实 验有力地证实了三联密码的真实性。
1966年，编写出遗传密码字典。
5’-磷酸末 端的碱基
U
C
A
G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸
亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸和甲 酰甲硫氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸
中间的碱基
C
A
丝氨酸
酪氨酸
丝氨酸
酪氨酸
丝氨酸 终止信号
丝氨酸 终止信号
脯氨酸
组氨酸
脯氨酸
组氨酸
脯氨酸 谷氨酰胺
脯氨酸 谷氨酰胺
翻译后的加工
新生肽链的折叠
蛋白质折叠是 指从多肽氨基酸 序列形成具有正 确三维空间结构 的蛋白质的过程。
翻译后的加工
新生肽链的折叠假说
新生肽链的折叠在合成早期业已开始（取决于特定蛋白 质分子氨基末端的氨基酸序列），而不是在合成完成后才 开始进行；随着肽链的延伸同时进行折叠，又不断进行构 象的调整，因此，在肽链延伸过程中形成的结构往往不一 定是最终功能蛋白中的结构。这样，新生肽链的合成、延 伸、折叠、构象调整，直到最终三维结构的形成，都是一 个同时进行的、协调的动态过程。
蛋白质的运输
新生肽链中的信号肽只有和相应的识别系统相互 作用后，才能发挥作用。
蛋白质生物合成的抑制剂
抗生素类抑制剂
蛋白质生物合成的抑制剂
作为蛋白质合成阻断剂的毒素
抑制人体蛋 白质合成的天 然蛋白质，常 见者为细菌毒 素与植物毒蛋 白。
蛋白质生物合成的抑制剂
作为蛋白质合成阻断剂的其它蛋白质类物质
氨 酰 合 成 酶 错 误 氨 基 酸 的 校 正
翻译的起始
原核生物翻译的起始
30S亚基在IF3与IF1的促进下，与mRNA的起 始部位结合而起始翻译。
30S起始复合体是由 30S亚基、mRNA、甲酰 甲硫氨酰tRNAiMet及IF1、 IF2、IF3与GTP共同构成。
翻译的起始
原核生物翻译的起始
肽链的延伸
肽链的延伸
转肽
催化这一过程的酶 是存在于核糖体大亚 基上的23S tRNA与 酶蛋白，统称为肽酰 基转移酶。
肽链的延伸
移位
核糖体向 mRNA的3’端移动 相当于一个密码子的 距离，使下一个密码 子准确定位在A位， 带有肽链的tRNA由 A位移至P位。
三位点模型
翻译的终止
当mRNA分子上终止密码子出现在核糖体A 位时，多肽链的合成即转入终止阶段。
苏氨酸 天冬酰胺
苏氨酸 天冬酰胺
苏氨酸
赖氨酸
苏氨酸
赖氨酸
丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
G 半胱氨酸 半胱氨酸 终止信号 色氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸
精氨酸
甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸
3’-OH末端的碱基
U C A G U C A G U C A
G
U C A G
遗传密码
遗传密码的基本特性
三联体密码子 密码的简并性 密码的变偶性 密码的通用性和变异性 起始密码与终止密码 氨基酸特性与遗传密码的关系
蛋白质生物合成概述
肽链合成的“装配机”——核糖体
翻译过程
蛋白质生物合成概述
多核糖体
翻译的过程
氨酰-tRNA复合物的形成
–tRNA
真核生物翻译的起始机制
核糖体沿mRNA滑动识别翻译起始位点的机制
核糖体小亚基先与mRNA的5’-末端帽子结构 相结合后，就开始向3’端移动到达翻译起始密码子， 通过60S核糖体亚基的整合形成80S核糖体，起始蛋 白质的翻译。
真核生物翻译的起始机制
核糖体从mRNA内部识别翻译起始位点的机 制
某些小 RNA病毒 mRNA的5’非 翻译区中有一个 约450nt的片段 与内部起始有关， 被称为内部核糖 体进入位点 (IRES)。
翻译后的加工
新生肽链的折叠
帮助新生肽链折叠的蛋白质可以分为两大类： 一类是分子伴侣（molecular chaperone），另 一类则是催化同折叠过程直接相关的化学反应的 酶，现在又称为“折叠酶”。
翻译后的加工
氨基端和羧基端的修饰 二硫键的形成 共价修饰 蛋白质前体中不必要肽段的切除 多蛋白的加工 亚单位的聚合和复合蛋白质形成
核糖体内多肽链的合成终止需要两类蛋白质 释放因子的参与。Ⅰ类释放因子包括原核生物 的RF1、RF2和真核生物的eRF1。Ⅱ类释放因 子包括原核生物的RF3和真核生物的eRFபைடு நூலகம்。
蛋白质生物合成支路
翻译正确的保证
氨基酸与tRNA的专一性结合 携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别 起始因子与延伸因子的作用 核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响 校对作用
30S起始复合体一旦形成，IF3也就脱落，50S 亚基随即与其结合。
70S起始复合体由大、 小亚基，mRNA与甲酰甲 硫氨酰tRNAiMet共同构成。
翻译的起始
真核生物翻译的起始
目前已知真核细胞蛋白质翻译起始有两种方式： 依赖帽子结构的翻译起始和内部翻译起始。
真核细胞的核糖体主要由40S小亚基和60S大亚 基构成。40S核糖体亚基通过对mRNA 序列结构 的识别首先与mRNA 结合，在到达正确的翻译起 始密码子后与60S核糖体亚基一起形成有活性的 80S核糖体复合物，起始蛋白质的翻译。
遗传密码
遗传密码的破译
1955年，Gamov G.在《Nature》杂志上首 次发表了遗传密码的理论研究文章。
1961年，Nirenberg等用大肠杆菌无细胞体 系研究了密码子和氨基酸。
1961年，Crick和Brenner S.等设计了一个实 验有力地证实了三联密码的真实性。
1966年，编写出遗传密码字典。
5’-磷酸末 端的碱基
U
C
A
G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸
亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸和甲 酰甲硫氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸
中间的碱基
C
A
丝氨酸
酪氨酸
丝氨酸
酪氨酸
丝氨酸 终止信号
丝氨酸 终止信号
脯氨酸
组氨酸
脯氨酸
组氨酸
脯氨酸 谷氨酰胺
脯氨酸 谷氨酰胺
翻译后的加工
新生肽链的折叠
蛋白质折叠是 指从多肽氨基酸 序列形成具有正 确三维空间结构 的蛋白质的过程。
翻译后的加工
新生肽链的折叠假说
新生肽链的折叠在合成早期业已开始（取决于特定蛋白 质分子氨基末端的氨基酸序列），而不是在合成完成后才 开始进行；随着肽链的延伸同时进行折叠，又不断进行构 象的调整，因此，在肽链延伸过程中形成的结构往往不一 定是最终功能蛋白中的结构。这样，新生肽链的合成、延 伸、折叠、构象调整，直到最终三维结构的形成，都是一 个同时进行的、协调的动态过程。
蛋白质的运输
新生肽链中的信号肽只有和相应的识别系统相互 作用后，才能发挥作用。
蛋白质生物合成的抑制剂
抗生素类抑制剂
蛋白质生物合成的抑制剂
作为蛋白质合成阻断剂的毒素
抑制人体蛋 白质合成的天 然蛋白质，常 见者为细菌毒 素与植物毒蛋 白。
蛋白质生物合成的抑制剂
作为蛋白质合成阻断剂的其它蛋白质类物质
氨 酰 合 成 酶 错 误 氨 基 酸 的 校 正
翻译的起始
原核生物翻译的起始
30S亚基在IF3与IF1的促进下，与mRNA的起 始部位结合而起始翻译。
30S起始复合体是由 30S亚基、mRNA、甲酰 甲硫氨酰tRNAiMet及IF1、 IF2、IF3与GTP共同构成。
翻译的起始
原核生物翻译的起始
肽链的延伸
肽链的延伸
转肽
催化这一过程的酶 是存在于核糖体大亚 基上的23S tRNA与 酶蛋白，统称为肽酰 基转移酶。
肽链的延伸
移位
核糖体向 mRNA的3’端移动 相当于一个密码子的 距离，使下一个密码 子准确定位在A位， 带有肽链的tRNA由 A位移至P位。
三位点模型
翻译的终止
当mRNA分子上终止密码子出现在核糖体A 位时，多肽链的合成即转入终止阶段。
苏氨酸 天冬酰胺
苏氨酸 天冬酰胺
苏氨酸
赖氨酸
苏氨酸
赖氨酸
丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
G 半胱氨酸 半胱氨酸 终止信号 色氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸
精氨酸
甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸
3’-OH末端的碱基
U C A G U C A G U C A
G
U C A G
遗传密码
遗传密码的基本特性
三联体密码子 密码的简并性 密码的变偶性 密码的通用性和变异性 起始密码与终止密码 氨基酸特性与遗传密码的关系
蛋白质生物合成概述
肽链合成的“装配机”——核糖体
翻译过程
蛋白质生物合成概述
多核糖体
翻译的过程
氨酰-tRNA复合物的形成
–tRNA
真核生物翻译的起始机制
核糖体沿mRNA滑动识别翻译起始位点的机制
核糖体小亚基先与mRNA的5’-末端帽子结构 相结合后，就开始向3’端移动到达翻译起始密码子， 通过60S核糖体亚基的整合形成80S核糖体，起始蛋 白质的翻译。
真核生物翻译的起始机制
核糖体从mRNA内部识别翻译起始位点的机 制
某些小 RNA病毒 mRNA的5’非 翻译区中有一个 约450nt的片段 与内部起始有关， 被称为内部核糖 体进入位点 (IRES)。
翻译后的加工
新生肽链的折叠
帮助新生肽链折叠的蛋白质可以分为两大类： 一类是分子伴侣（molecular chaperone），另 一类则是催化同折叠过程直接相关的化学反应的 酶，现在又称为“折叠酶”。
翻译后的加工
氨基端和羧基端的修饰 二硫键的形成 共价修饰 蛋白质前体中不必要肽段的切除 多蛋白的加工 亚单位的聚合和复合蛋白质形成