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蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis or Translation
遗传信息的传递过程
复制
转录
DNA
翻译
RNA
蛋白质多肽链
逆转录
折叠 靶向运输
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
▼.三种RNA: mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
起始密码子常处于－CCACCAUGG－ 序列中，这段保守序列的存在能增加 翻译起始的效率，这段序列称为 Kozark序列(Marilyn Kozark) .
原核生物mRNA
5' PPP
3'
真核生物mRNA
5' mG - PPP
蛋白质
AAA 3'
蛋白质
非翻译区
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
终止密码子
①活化反应：
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
活化反应:形成酯键
氨基酰-tRNA合成酶的特点
◆.氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都
有高度特异性。通过其活性部位实现的。
◆.氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性，将错配
的进行校正。
（2）活化过程： 第一步反应
（四）阅读方向： 5→ 3
新生肽链方向 从N → C
二、遗传密码的特性
（一）连续性(commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。
mRNA简图
A UGG G C A A U
５’
氨基酸
氨基酸
氨基酸
３’
每三个一组连续阅读
(二).简并性 (degeneracy)
真核生物mRNA的特点 （单顺反子）
二、蛋白质生物合成的场所
场所：核糖体（ribosome) 结构: Mg2+,蛋白质，rRNA
（一） 核蛋白体（rRNA）
蛋白质－蛋白质， rRNA－蛋白质组成 两个亚单位，称之为大小亚基．
核糖体的沉降系数(S)和亚单位
完整核糖体 原核生物 70 S
真核生物 80 S
1.tRNA ◆tRNA种类：30种
◆同工tRNA：指携带不同的密码子，但识别
相同的氨基酸的一组tRNA。
2.tRNA与氨基酸的活化：
氨基酸臂
反密码环
tRNA的三级结构示意图
核塘体活性结合位点
2.氨基酸的活化
（1）氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
rpL 49种
原核生物各组分的功能: 1.大亚基rRNA具有肽酰基转
移酶活性,催化肽键的合成.
2. 小亚基具有mRNA上S-D互补的序列,是 识别结合mRNA 的位点.
3.核糖体大亚基5SrRNA具有 两个保守序列,其中一个与tRNA的 Tψ互补识别序列,另一个与23SrRNA互补 识别序列,稳定核糖体结构.
第一节 遗传密码
(genetic code) 一.遗传密码及密码的破译
(一) 遗传密码(genetic code) : 指编码蛋白质氨基酸序列基因中的核苷酸体系.
三联体密码 (termination corden):
从mRNA 5端起始密码子AUG开始， 每三个核苷酸为一组决定肽链中的一种氨 基酸 ，称为三联体密码。
▼20种氨基酸(amino acid)作为原料 ▼酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ▼ ATP、GTP、无机离子
一.生物合成的模板－mRNA
（一）原核生物mRNA的特点
1. S-D(Shine-Dalgarno )序列
原核生物mRNA的起始密码AUG 上游４～7个核苷酸以外有一段 5-UAAGGAGG- 3 的保守序列 称为S-D(Shine-Dalgarno Sequence) 该序列是核糖体识别结合的位点．
大亚基 50 S 60 S
小亚基 30 S 40 S
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物
真核生物
核
核
S
蛋 白
小亚基
大亚基
蛋 白
小亚基
大亚基
体
体
70S
rRNA
蛋白 质
30S
16SrRNA
rpS 21 种
50S 80S
5S-rRNA 23S-rRNA
rpL 36种
40S
18SrRNA
rpS 33 种
60S
28S-rRNA 5S-rRNA 5.8S-rRNA
（二）特殊密码： (special coden)
◆ 起始密码（initiation coden ):第一个AUG
AUG 意义：编码甲硫氨酸， 原核生物为甲酰化甲硫氨酸
◆终止密码（terminatiom coden）
UAA、
UAG 、 UGA
（赭石） （琥珀） （乳白石）
（三）密码总数： 61个编码20种氨基酸
氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋ E
（3ຫໍສະໝຸດ Baidu活化氨基酸的表示方法：
氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet
3．rRNA 4．蛋白因子
（１）起始因子：
原核生物IF ：IF－１，IF－２,IF－３
真核生物eIF： eIF－２．eIF －３,eIF －４ 帽结合蛋白（CBP/ eIF －４) eIF－５
（２）延长因子EF：
原核生物： EF-T， EF-G 真核生物：EF-１EF-２
（３）释放因子 RF：
原核生物：RF-1， RF-2 ,RF-3， 真核生物： eRF
(二)核糖体蛋白作用
1.维系核糖体稳定结构的骨架 2.保护rRNA防止被核酸酶降解. 3.与rRNA构成功能活性区域. 如: 肽酰基转移酶活性
蛋白因子结合位点 P、A、E氨基酰－ tRNA结合位点。
mRNA结合位点
核蛋白体与起始fmet－tRNAfmet的结合
三、蛋白质生物合成的机制
（一）合成元件 － tRNA、 rRNA和蛋白因子
乳糖操纵子模型
5’
3’
Z
YA
3’
转录
5’
5’ mRNA
3’ 翻译
多顺反子
乳糖操纵子结构 调控区
结构基因
DNA
P OZ YA
操纵序列
启动序列
CAP结合位点
转录
mRNA
翻译
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
多肽链1 多肽链2 多肽链3
多顺反子
（二）真核生物mRNA的特点
１． Kozark序列 (Marilyn Kozark)
Protein Biosynthesis or Translation
遗传信息的传递过程
复制
转录
DNA
翻译
RNA
蛋白质多肽链
逆转录
折叠 靶向运输
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
▼.三种RNA: mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
起始密码子常处于－CCACCAUGG－ 序列中，这段保守序列的存在能增加 翻译起始的效率，这段序列称为 Kozark序列(Marilyn Kozark) .
原核生物mRNA
5' PPP
3'
真核生物mRNA
5' mG - PPP
蛋白质
AAA 3'
蛋白质
非翻译区
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
终止密码子
①活化反应：
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
活化反应:形成酯键
氨基酰-tRNA合成酶的特点
◆.氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都
有高度特异性。通过其活性部位实现的。
◆.氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性，将错配
的进行校正。
（2）活化过程： 第一步反应
（四）阅读方向： 5→ 3
新生肽链方向 从N → C
二、遗传密码的特性
（一）连续性(commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。
mRNA简图
A UGG G C A A U
５’
氨基酸
氨基酸
氨基酸
３’
每三个一组连续阅读
(二).简并性 (degeneracy)
真核生物mRNA的特点 （单顺反子）
二、蛋白质生物合成的场所
场所：核糖体（ribosome) 结构: Mg2+,蛋白质，rRNA
（一） 核蛋白体（rRNA）
蛋白质－蛋白质， rRNA－蛋白质组成 两个亚单位，称之为大小亚基．
核糖体的沉降系数(S)和亚单位
完整核糖体 原核生物 70 S
真核生物 80 S
1.tRNA ◆tRNA种类：30种
◆同工tRNA：指携带不同的密码子，但识别
相同的氨基酸的一组tRNA。
2.tRNA与氨基酸的活化：
氨基酸臂
反密码环
tRNA的三级结构示意图
核塘体活性结合位点
2.氨基酸的活化
（1）氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
rpL 49种
原核生物各组分的功能: 1.大亚基rRNA具有肽酰基转
移酶活性,催化肽键的合成.
2. 小亚基具有mRNA上S-D互补的序列,是 识别结合mRNA 的位点.
3.核糖体大亚基5SrRNA具有 两个保守序列,其中一个与tRNA的 Tψ互补识别序列,另一个与23SrRNA互补 识别序列,稳定核糖体结构.
第一节 遗传密码
(genetic code) 一.遗传密码及密码的破译
(一) 遗传密码(genetic code) : 指编码蛋白质氨基酸序列基因中的核苷酸体系.
三联体密码 (termination corden):
从mRNA 5端起始密码子AUG开始， 每三个核苷酸为一组决定肽链中的一种氨 基酸 ，称为三联体密码。
▼20种氨基酸(amino acid)作为原料 ▼酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ▼ ATP、GTP、无机离子
一.生物合成的模板－mRNA
（一）原核生物mRNA的特点
1. S-D(Shine-Dalgarno )序列
原核生物mRNA的起始密码AUG 上游４～7个核苷酸以外有一段 5-UAAGGAGG- 3 的保守序列 称为S-D(Shine-Dalgarno Sequence) 该序列是核糖体识别结合的位点．
大亚基 50 S 60 S
小亚基 30 S 40 S
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物
真核生物
核
核
S
蛋 白
小亚基
大亚基
蛋 白
小亚基
大亚基
体
体
70S
rRNA
蛋白 质
30S
16SrRNA
rpS 21 种
50S 80S
5S-rRNA 23S-rRNA
rpL 36种
40S
18SrRNA
rpS 33 种
60S
28S-rRNA 5S-rRNA 5.8S-rRNA
（二）特殊密码： (special coden)
◆ 起始密码（initiation coden ):第一个AUG
AUG 意义：编码甲硫氨酸， 原核生物为甲酰化甲硫氨酸
◆终止密码（terminatiom coden）
UAA、
UAG 、 UGA
（赭石） （琥珀） （乳白石）
（三）密码总数： 61个编码20种氨基酸
氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋ E
（3ຫໍສະໝຸດ Baidu活化氨基酸的表示方法：
氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet
3．rRNA 4．蛋白因子
（１）起始因子：
原核生物IF ：IF－１，IF－２,IF－３
真核生物eIF： eIF－２．eIF －３,eIF －４ 帽结合蛋白（CBP/ eIF －４) eIF－５
（２）延长因子EF：
原核生物： EF-T， EF-G 真核生物：EF-１EF-２
（３）释放因子 RF：
原核生物：RF-1， RF-2 ,RF-3， 真核生物： eRF
(二)核糖体蛋白作用
1.维系核糖体稳定结构的骨架 2.保护rRNA防止被核酸酶降解. 3.与rRNA构成功能活性区域. 如: 肽酰基转移酶活性
蛋白因子结合位点 P、A、E氨基酰－ tRNA结合位点。
mRNA结合位点
核蛋白体与起始fmet－tRNAfmet的结合
三、蛋白质生物合成的机制
（一）合成元件 － tRNA、 rRNA和蛋白因子
乳糖操纵子模型
5’
3’
Z
YA
3’
转录
5’
5’ mRNA
3’ 翻译
多顺反子
乳糖操纵子结构 调控区
结构基因
DNA
P OZ YA
操纵序列
启动序列
CAP结合位点
转录
mRNA
翻译
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
多肽链1 多肽链2 多肽链3
多顺反子
（二）真核生物mRNA的特点
１． Kozark序列 (Marilyn Kozark)