蛋白质生物合成PPT课件
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生物化学第十一章 蛋白质的生物合成(共65张PPT)全
原核、真核生物各种起始因子的生物功能
起始因子
生物功能
IF-1
占 据 A 位 防 止 结 合 其 他 tRN A
原核
生物
EIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
EIF-3
促 进 大 小 亚 基 分 离 ， 提 高 P位 对 结 合 起 始 tRNA 敏 感 性
eIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
eIF-2B，eIF-3
eEF-1-A
EF-Ts 再生EF-Tu
eEF-1-B
EFG
有转位酶活性，促进mRNA肽酰-tRNA由A位前移到P位， 促进卸载tRNA释放
eEF-2
（一）进位（P607 609）
又称注册(registration)
指根据mRNA下一组遗传密 三
码指导，使相应氨基酰-tRNA进 元
入核蛋白体A位。
第一节 蛋白质合成体系
一、翻译模板mRNA及遗传密码
二、核蛋白体是多肽链合成的装置 三、tRNA与氨基酸的活化
P602
一、翻译模板mRNA及遗传密码
（一） mRNA是遗传信息的携带者
1.顺反子(cistron):将编码一个多肽的遗传单位称为顺反
子。
2. 开放阅读框架(open reading frame, ORF):从mRNA 5 端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列。
mRNA 的结构
原核生物的多顺反子
5 PPP
ORF
ORF
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP
3
ORF
蛋白质
3
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
蛋白质的生物合成ppt课件
mRNA
密码子
t R N A 反 密 码 碱 基I
U
C
m R N A 密 码 碱 基 A ， C ， U A ， G C ， G ， U
通用性
除了动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体外， 从最简单的病毒、原核生物到人类都使用一套遗传密 码。
二、核糖体是肽链合成的场所
• 氨基酸首先在 核糖体内合成 蛋白质，再输 送至细胞其它 组分中。
三、肽链合成的终止
肽链合成终止包括： • 终止密码的辨认 • 肽链从肽-tRNA上水解 • mRNA从核糖体中分离 • 核糖体大小亚基的拆分
三、肽链合成的终止
• 释放因子RF： 终止过程中的蛋白质因子 辨认终止密码 促进肽链C端与tRNA 3’-OH酯键的水解， 使肽链从翻译中的核糖体上释放下来。
GCA CAG
密码之间没有 核苷酸间断
AGU
GUA
………….
• 除了色 氨酸和 蛋氨酸 外，其 余氨基 酸均有2 -6个三 联体为 其编码。
简并性
*
摆动性
• 密码与反密码配对辨认 时，有时并不完全按照 碱基互补规律。尤其是 密码的第三碱基对反密 码的第一位碱基，更常 出现这种摆动现象。
C－G－I 反密码子 G－C－C 密码子
氯霉素
• 能与原核生物的核糖体大亚基结合，抑 制转肽酶活性而阻断翻译的延长过程。
链霉素和卡那霉素
• 能与原核生物核糖体小亚基结合，改变 其构象，引起读码错误，使毒素类的细 菌蛋白失活。
• 结核杆菌敏感
嘌呤霉素
• 结构与酪氨酸-tRNA相似，从而取代一些 氨基酰-tRNA进入翻译进入翻译中的核糖 体的A位。
• 抗生素一般是细菌或真菌所产生的具有 抑制其它生物生长的物质。
第八章核酸代谢和蛋白质的生物合成ppt课件
NH2 N
54
N 3
612
NH
H3C
O
NH
NH
O
Uracil尿嘧啶
O
NH
NH
O
Cytosine 胞嘧啶
NH O
Thymine 胸腺嘧啶
2. 核苷酸（ribonucleotide）的形成
核苷 (脱氧核苷) 和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)
NNHH22
NN O
核苷酸：
HO PHOO CCHH22 OO NN OO OH
复制的方式 DNA的半保留复制
(一)DNA的半保留复 制
1.定义：
以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子 代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来 自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种 复制方式叫半保留复制。
❖ 原料：DNA复制的原料是四种dNTP(包括 dATP、dGTP、dCTP、dTTP)
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
dNDP + ATP 激酶 dNTP
+ ADP
（三）DNA的生物合成——复制
❖ 基因 ❖ 概念：是指DNA分子上携带着遗传信息的碱
基序列片段，是遗传的功能单位。 ❖ 特征：1、携带遗传信息
•合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其 次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合 成途径。
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
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。
第11章 蛋白质的生物合成(共96张PPT)
携带Met的tRNA有两种：
甲硫氨酸tRNAm：tRNAmMet 甲酰甲硫氨酸tRNAf：tRNAfMet
甲酰FH4
蛋白质生物合成：
原核细胞以fMet- tRNAf为起点； 真核细胞以Met- tRNAm为起点
甲酰基转移酶
甲酰甲硫 氨酰tRNAf
（2）起始
1 核糖体大小亚基分离 2 mRNA在核糖体小亚基定位结合 3 起始氨基酰-tRNA与起始密码子结合 4 核糖体大亚基结合，形成70S起始复合物
内含肽与外显肽基因进行同步转录和翻译，当翻译形成蛋白质前体 后，内含肽具有自我催化功能，可从蛋白质中自体切除，形成成熟 的具有活性的蛋白。
内含肽剪接是自我催化，机制不详。
2．二硫键的形成
mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫 键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
核糖体亚基
rRNAs
蛋白
RNA的特异顺序和功能
细菌
70S 50S 23S=2904b 31种(L1-L31）含CGAAC和GTψCG互补
2.5×106D
5S=120b
66%RNA 30S 16S=1542b 21种(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D
顺序(AGGAGG)互补
哺乳动物
一级结构的核苷酸序列。 含量少，占总RNA的5%，容易降解。
开放阅读框
与蛋白质合成的正确起始有关。 避免mRNA被核酸酶降解，增强其稳定性。
遗传密码子（genetic codon）
mRNA分子中，从5’-3’ 每三个相邻的核苷酸组成的三联体，代表某个氨基酸或 其它信息，称为遗传密码子，也称三联体密码子。
U G AC
2. tRNA的功能
蛋白质的生物合成课件.ppt
如何转变?
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
密码子:mRNA分子中,每三个相邻的核苷酸组
成的三联体代表某一种氨基酸或其它信息,称为 密码子或三联密码.一个氨基酸密码子决定着一 个氨基酸。
遗传密码:mRNA中的核苷酸排列序列与蛋白
质中的氨基酸排列序列的关系。生物的遗传密码
是通用的。
四种核苷酸编成三联体可形成 43个即64个密码子.其中： 1.一个起始密码:AUG
小亚基:沿mRNA结合,沿5’ 3’ 方向移动.
大亚基:受位(A位): 结合氨基酰- tRNA
给位(P位):成肽
给位 (P位)
蛋 苏
大亚基
UGU
5’AUG ACA GUU
受位 (A位)
小亚基
3’
蛋白质生物合成过程
1、准备阶段： 氨基酸的活化与转运。
2、中心环节： 核蛋白体循环-活化氨基酸 在核蛋白体上的缩合组装。
氨基酸的活化与转运
1、反应式：
氨基酰-tRNA合成酶
AA + tRNA + ATP
氨基酰-tRNA+AMP+PPi 2、AA结合位置：
AA的α-羧基与tRNA活末端腺苷酸中 核糖2 ’或3’羟基以酯键相结合。
tRNA-CCA-OH（R-3’-OH）
核蛋白体循环（三阶段）
(1)、起始阶段 (2)、延伸阶段 (3)、终止阶段
基因操纵子调节系统示意图
调节基因 转录
操纵子
控制区
信息区
启动基因 操纵基因 RNA聚合酶
结构基因
DNA
（-）
（+） 转录
翻译
mRNA
阻遏蛋白
诱导剂
翻译 蛋白质
血红素对起始因子-2的调节作用
血红素
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'
第蛋白质的生物合成(共23张PPT)
在一条mRNA链上可结合多个核糖体，各自独立进 行多肽的合成，能提高mRNA的翻译效率。
6 多肽链的加工
1)N-端甲酰基及多余氨基酸的切除 按蛋白质合成机理，蛋白质N-端氨基酸应是甲酰蛋 氨酸(原核)或蛋氨酸(真核)，但事实上并非如此。这是由 于脱甲酰酶除去了N-端的甲酰基，氨肽酶切除了N-端 一或几个多余氨基酸。此过程常在肽链延伸约有40个
氨基酸左右就开始了。
2)蛋白质内部某些氨基酸的修饰
被修饰的部位通常是丝氨酸或苏氨酸铡链上 的羟基；天冬氨酸、谷氨酸铡链上的羧基；天冬 酰胺铡链上的酰胺基；精氨酸、赖氨酸上的氨基； 半胱氨酸上的巯基等。修饰作用是在专一性的酶 催化下进行的。
3)切除非必需肽段 有些酶、激素等要经过此加工过程。如胃蛋白酶、 胰蛋白酶等，初合成的是没有活性的酶原，在一定条 件下除去一段肽才能转变为有活性的酶。如胰岛素， 初产物为前胰岛素原，经切除N-端信号肽变为胰岛素 原，再切除C肽成为有活性的胰岛素。
在结构上类似于遗传信息传递中的某些底物的物质可用于治疗肿瘤，如6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶等碱基类似物可抑制DNA的复制。
此过程常在肽链延伸约有40个氨基酸左右就开始了。
tRNA合成酶的催化下先生成氨酰-AMP 逆转录病毒以RNA基因组合成cDNA时以tRNA为引物；
有些酶、激素等要经过此加工过程。
，再将活化的氨
2 核糖体
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，在蛋白质生 物合成过程中，将tRNA、mRNA及多种酶和蛋白质因 子的作用协调起来。核糖体由rRNA和蛋白质组成，有 大小两个亚基。
核糖体的功能：①识 别mRNA上的起始点，②使 mRNA 上 的 密 码 子 与 tRNA
上的反密码子配对，③合成肽 键。
核糖体的种类、结构和组分
6 多肽链的加工
1)N-端甲酰基及多余氨基酸的切除 按蛋白质合成机理，蛋白质N-端氨基酸应是甲酰蛋 氨酸(原核)或蛋氨酸(真核)，但事实上并非如此。这是由 于脱甲酰酶除去了N-端的甲酰基，氨肽酶切除了N-端 一或几个多余氨基酸。此过程常在肽链延伸约有40个
氨基酸左右就开始了。
2)蛋白质内部某些氨基酸的修饰
被修饰的部位通常是丝氨酸或苏氨酸铡链上 的羟基；天冬氨酸、谷氨酸铡链上的羧基；天冬 酰胺铡链上的酰胺基；精氨酸、赖氨酸上的氨基； 半胱氨酸上的巯基等。修饰作用是在专一性的酶 催化下进行的。
3)切除非必需肽段 有些酶、激素等要经过此加工过程。如胃蛋白酶、 胰蛋白酶等，初合成的是没有活性的酶原，在一定条 件下除去一段肽才能转变为有活性的酶。如胰岛素， 初产物为前胰岛素原，经切除N-端信号肽变为胰岛素 原，再切除C肽成为有活性的胰岛素。
在结构上类似于遗传信息传递中的某些底物的物质可用于治疗肿瘤，如6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶等碱基类似物可抑制DNA的复制。
此过程常在肽链延伸约有40个氨基酸左右就开始了。
tRNA合成酶的催化下先生成氨酰-AMP 逆转录病毒以RNA基因组合成cDNA时以tRNA为引物；
有些酶、激素等要经过此加工过程。
，再将活化的氨
2 核糖体
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，在蛋白质生 物合成过程中，将tRNA、mRNA及多种酶和蛋白质因 子的作用协调起来。核糖体由rRNA和蛋白质组成，有 大小两个亚基。
核糖体的功能：①识 别mRNA上的起始点，②使 mRNA 上 的 密 码 子 与 tRNA
上的反密码子配对，③合成肽 键。
核糖体的种类、结构和组分
蛋白质合成及转运优秀课件.ppt
肽链合成起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别 与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。
参与起始过程的蛋白质因子称起始 因子（initiation factor，IF）。
蛋白质合成及转运优秀课件
S-D序列： Shine和Dalgarno
tRNA分子具有4个位点：
• 3’CCA-OH氨基酸接受位点 • 识别氨酰-tRNA合成酶位点 • 核糖体识别位点 • 反密码子位点
蛋白质合成及转运优秀课件
（三）核糖体是蛋白质合成的工厂
核蛋白体的组成
核蛋
原核生物
真核生物
白体 蛋白质 S值 rRNA 蛋白质 S值 rRNA
小亚基
大亚基
核蛋白 体
21种 30S 16S 33种 34种 50S 23S 49种
蛋白质合成及转运优秀课件
真核生物翻译起始复合物形成
• 核蛋白体大小亚基分离； • 起始氨基酰-tRNA结合； • mRNA在核蛋白体小亚基就位； • 核蛋白体大亚基结合。
蛋白质合成及转运优秀课件
真核生物翻译起始因子
起始因子
生物功能
eIF-2
促进起始tRNA与小亚基结合
eIF-2B, eIF-3 促进大小亚基分离
——由同一种tRNA合成酶合成
起始因子识别tRNAiMet 延伸因子识别tRNAMet
蛋白质合成及转运优秀课件
原核生物中的甲酰Met
fMet - tRNAiMet
蛋白质合成及转运优秀课件
（五）翻译起始于mRNA与核糖体的结合 原核生物借助SD序列
（六）蛋白因子帮助合成的起始
蛋白质合成及转运优秀课件
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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。
12
➢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；
大亚基与tRNA的结合
22
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
23
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
供能
蛋白质 产物
5
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
6
7 • 密码子：三联体密码（43=64个遗传密码子），
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ翻译
RNA RNA
本章主要内容
3
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
4
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
10
➢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
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。
14
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
30
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）
29
➢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。
tRNA 的二 级结构（三 叶草型）
与蛋白质合 成有关的位 点
15
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）
17
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。
细胞质 核糖体
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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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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
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
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
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
➢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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