蛋白质生物合成PPT课件

13 原核生物核糖体识别mRNA上的起始密码子
小亚基
5’
S-D序列
3’
mRNA在原核和真核生物中的结构不同导致核糖体 识别起始密码子的方法不同。
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2、tRNA——搬运氨基酸
Ser 5’
Tyr 5’
每一种氨基酸都有至少一种tRNA负责运载，表示方式 如：Ser-tRNA Ser ；Tyr-tRNA Tyr
代表一个氨基酸 • 起始密码：AUG（又编码甲硫氨酸或甲酰甲硫
氨酸）；GUG • 终止密码：UAA、UGA、UAG； AGA、AGG
➢非标准遗传密码
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密码子 标准编码 UGA 中止
UGA 中止
AGR AGA AUA
UAA
精氨酸 精氨酸 异亮氨酸
中止
UAG GUG AAA CUG CUN
中止 缬氨酸 赖氨酸 亮氨酸 亮氨酸
11 摆动现象
反平行配对 过程，密码 子的第一、 二位碱基严 格遵守碱基 配对原则， 而第三位配 对并不严格， 因此导致摆 动配对。
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➢原核和真核生物mRNA的异同
原核生物
真核生物
不同点
多顺反子mRNA；单顺反子mRNA；
富含嘌呤的SD序 5’端甲基鸟苷酸帽
列；
子；
3’端PolyA尾巴；
相同点 阅读顺序5’3’； ORF之间存在非编码区；
草履虫、一些纤毛虫(ciliate)细胞核基因组，如嗜 热四膜虫(ThermophAilus tetrahymena) 草履虫核细胞核基因组 假丝酵母核基因组 一些动物的线粒体，果蝇线粒体
圆柱念珠菌(Candida cylindracea)细胞核基因组 酵母线粒体
➢遗传密码的特点
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无标点与 不重叠
细胞质 核糖体
Fra Baidu bibliotek 24
1、氨基酸的活化——氨基酸与tRNA的结合
25 氨酰-AMP-E + tRNA → 氨酰-tRNA + AMP
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➢氨酰-tRNA合成酶的专一性
每一种氨 酰－tRNA 合成酶识 别一种特 定的氨基 酸，但是 能识别一 种或多种 tRNA （由 第二套遗 传密码决 定）
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大亚基与tRNA的结合
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A位 (aminoacyl site)：氨酰tRNA的结合部位 P位 (peptidyl site)：肽酰tRNA的结合部位 E位 (exit site)：脱肽酰tRNA的部位
（空载tRNA离开）
大小亚 基的空隙
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二、蛋白质的合成过程
➢氨基酸的活化 ➢肽链合成的起始 ➢肽链合成的延长 ➢肽链合成的终止
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2、肽链合成的起始
原 大、小亚基
核 生
mRNA
物 fMet-tRNA fMet
IF-1，2，3 GTP，Mg2+
真 大、小亚基
核 生
mRNA
物 Met-tRNA Met
9种eIF GTP，Mg2+
起始复合体
➢起始复合物的形成过程（原核生物为例） 31
mRNA与小亚基定位结合
第二套遗传密码
tRNA分子上决定 其携带氨基酸的区 域叫做第二套遗传 密码，包括反密码 子和受体臂上核苷 酸序列。这样保证 蛋白质合成的忠实 性。（P398，4th edition）
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➢氨酰-tRNA合成酶的作用
1. 对底物氨基酸和tRNA的特异性，保证遗传 信息准确翻译。
2. 一旦tRNA与错误的氨基酸相连，形成的氨 酰-tRNA会被该合成酶水解掉。具有校正活 性，保证翻译的正确性。
供能
蛋白质 产物
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1、mRNA——蛋白质合成模板
氨基酸密码的发现（1961，M.Nirenberg）
• 大肠杆菌无细胞体系（去除细胞壁、细胞膜，DNA 酶处理）
• 人工合成Poly(U)—— mRNA
• 14C标记氨基酸 • ATP、GTP供能
UUU苯丙氨酸 AAA赖氨酸 CCC脯氨酸
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7 • 密码子：三联体密码（43=64个遗传密码子），
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➢遗传密码的特点
摆动性 mRNA上密码子与tRNA上的反密码子
P395（密码 进行反平行配对，产生摆动现象
子和反密码子配 对原则）
反密码子除A、G、U、C外，第一位
常为I（次黄嘌呤）
降低基因突变的危害，保证遗传稳定
通用性
一般情况下，病毒、原核及真核生物 共用一套密码 但存在不同生物或不同亚细胞器之间 的密码子略有不同
连续阅读顺序：mRNA 5’ →3’ 肽链合成：N端→C端 开放读码框架（open reading frame, ORF） 阅读框移位（frame shift），蛋白功能 改变，称为移码突变。
简并性 P394
一种氨基酸有两个或多个密码子 同义密码子 密码上第一、二位上碱基不变，第三位 碱基可改变，如：UCU、UCC、UCA、UCG 都代表Ser 减少突变频率，保持遗传稳定性
➢核糖体大亚基的组成（原核）
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死海盐盒菌（Haloarcula marismortui）的50S亚基 的三维分子结构图。分子 中的淡蓝色部分为蛋白质， 淡橙色及黄色部分为RNA 单链。分子核心的亮绿色 部分为亚基的活性中心。
➢核糖体大小亚基的组成
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沉降系数以 时间表示
1S=10-13秒
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非标准编码 所属的生物
色氨酸
人、牛、酵母线粒体，支原体(Mycoplasma)基因 组，如Capricolum
半胱氨酸
中止 丝氨酸 蛋氨酸
一些纤毛虫(ciliate)细胞核基因组，如游纤虫属 (Euplotes) 大部分动物线粒体，脊椎动物线粒体 果蝇线粒体 一些动物和酵母线粒体
谷氨酰胺
谷氨酸 丝氨酸 天冬氨酸 中止 苏氨酸
蛋白质生物合成
遗传信息的中心法则
2
复制
转录 DNA DNA
RNA
翻译 蛋白质
逆转录 复制
翻译
RNA RNA
本章主要内容
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蛋白质合成体系 蛋白质的合成过程 蛋白质合成后的加工 蛋白质的定向转运 蛋白质合成的抑制剂
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一、蛋白质合成体系
模板 载体
氨基酸 原料
mRNA、tRNA、rRNA 酶、蛋白质因子、ATP、GTP
tRNA 的二 级结构（三 叶草型）
与蛋白质合 成有关的位 点
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氨基酸接受位点 氨酰-tRNA合成酶识别位点
mRNA结合位点
16 tRNA的三级结构（倒L-型）
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3、核糖体——蛋白质合成的场所
rRNA + 蛋白质 核糖体（核蛋白体）
大亚基 小亚基
➢核糖体小亚基的组成（原核）
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嗜热栖热菌（Thermus thermophilus）的30S亚 基的三维分子结构图。 分子中的淡蓝色部分为 蛋白质，淡橙色部分为 RNA单链。