第12章核糖体

多核糖体 蛋白质的合成
核糖体与RNA世界
一、多核糖体
(polyribosome或polysome)
概念 核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能，而是由多个 甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽 链的合成，这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与 mRNA的聚合体称为多核糖体。
多核糖体模式图
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰 -tRNA 的结合位点 —— 氨酰基位点，又 称A位点 与延伸中的肽酰 -tRNA 的结合位点 —— 肽酰基位点，又 称P位点 肽酰转移后与即将释放的 tRNA 的结合位点 ——E 位点 (exit site) 与肽酰 tRNA 从A 位点转移到 P 位点有关的转移酶 ( 即延 伸因子EF-G)的结合位点 肽酰转移酶的催化位点 与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止 因子的结合位点
核糖体主要活性部位示意图
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
核糖体蛋白 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分 r蛋白质的主要功能
核糖体蛋白
很难确定哪一种蛋白具有催化功能： 在E.coli中核糖体蛋白突变甚至缺失对蛋白 质合成并没有表现出“全”或“无”的影响。 多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株，并非由 于r蛋白的基因突变而往往是 rRNA基因突变。 在整个进化过程中rRNA的结构比核糖体蛋白 的结构具有更高的保守性。
核糖体与RNA世界
核糖体的本质是核酶 RNA世界与生命起源
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
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一、核糖体的基本类型与化学组成
核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) 基本类型 70S的核糖体
80S的核糖体
主要化学组成
r蛋白质：40%，核糖体表面
rRNA:60%,，核糖体内部
原核细胞核糖体结构模式图
二、核糖体的结构
大肠杆菌70S完整核糖体X射线晶体学结构
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析
多核糖体的生物学意义
细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小或
是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的多肽分
子数目都大体相等。 以多聚核糖体的形式进行多肽合成，对mRNA的 利用及对其浓度的调控更为经济和有效。
蛋白质的合成
蛋白质合成的三个阶段：
起始(initiation) 多肽链的延伸(elongation) 终止(termination)
r蛋白质的主要功能
对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的； 在蛋白质合成中, 某些r蛋白可能对核糖体的构象 起“微调”作用； 在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中, 核 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。
本章主要内容
核糖体的类型与结构 微丝与细胞运动 多核糖体与蛋白质合成
多核糖体与蛋白质的合成
在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分
具有肽酰转移酶的活性； 为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点) 在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结 合以及在肽链的延伸中与mRNA结合； 核糖体大小亚单位的结合、校正阅读 (proofreading) 、 无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与rRNA有关。
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
与mRNA的结合位点 与新掺入的氨酰 -tRNA 的结合位点 —— 氨酰基位点，又 称A位点 与延伸中的肽酰 -tRNA 的结合位点 —— 肽酰基位点，又 称P位点 肽酰转移后与即将释放的 tRNA 的结合位点 ——E 位点 (exit site) 与肽酰 tRNA 从A 位点转移到 P 位点有关的转移酶 ( 即延 伸因子EF-G)的结合位点 肽酰转移酶的催化位点 与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止 因子的结合位点
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
Baidu Nhomakorabea
细胞生物学（第4版）
第12章 核糖体
本章主要内容
核糖体的类型与结构 微丝与细胞运动
多核糖体与蛋白质合成
核糖体的类型与结构
核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的 功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。
核糖体的基本类型与化学组成
核糖体的结构
核糖体蛋白质与rRNA的功能