蛋白质翻译后加工及转运
翻译后修饰及其在蛋白质运输和信号传导中的作用
翻译后修饰及其在蛋白质运输和信号传导中的作用翻译后修饰是指在蛋白质合成完成后，通过化学反应对蛋白质的特定位点进行化学修饰，从而调节蛋白质的活性和功能。
这种修饰可以发生在氨基酸侧链上，如甲基化、磷酸化、乙酰化等，也可以发生在蛋白质的N端和C端上，如剪切、降解、附加小分子等。
翻译后修饰对于蛋白质的结构和功能至关重要，在生物学中扮演着重要角色。
在蛋白质运输中，翻译后修饰发挥重要作用。
例如，磷酸化修饰能够影响信号通路的传导和蛋白质的定位。
细胞膜表面通常存在具有磷酸化修饰的蛋白质，它们可以识别其他细胞膜上的蛋白质，从而指导膜上蛋白质在细胞内部的运输。
磷酸化修饰也可以调节膜上通道和转运蛋白的通透性，影响物质的运动。
此外，翻译后修饰还可以影响蛋白质在细胞内部的结构和递送。
例如，N-糖基化修饰能够招募分泌蛋白复合体和分泌过程中的高尔基体转运膜蛋白，从而促进蛋白质定向运输和分泌。
翻译后修饰对于蛋白质的信号传导也至关重要。
通过翻译后修饰，可以激活或抑制蛋白质在信号通路中的参与。
其中有一种常见的修饰是泛素化，它可以调控蛋白质的稳定性和转运。
泛素化修饰过的蛋白质被识别并送往降解体，从而维持细胞内稳态。
此外，泛素化还能够招募信号蛋白、膜蛋白和核糖体等分子，以调控细胞的正常生理功能。
除了磷酸化和泛素化修饰外，翻译后修饰还包括肽段剪切、烷基化、乙酰化、N-糖基化和O-糖基化等多种修饰。
这些修饰能够改变蛋白质的电荷、氢键、疏水性和结构状态，从而影响蛋白质的结构和功能。
这些修饰的作用机制复杂多样，需要综合考虑蛋白质结构和修饰位点的化学特性。
总之，翻译后修饰是调节蛋白质结构和功能的重要手段。
在蛋白质运输和信号传导中，翻译后修饰发挥着重要作用。
翻译后修饰的多样性和复杂性为生物学家提供了挑战，也为深入研究生物学提供了可能。
随着生物技术的不断发展，我们相信翻译后修饰的工具箱会进一步丰富和完善，为我们揭示细胞内部的奥秘提供更好的手段。
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1.3 核糖体（ribosome）与核糖体rRNA
核糖体是rRNA 与几十种蛋白质的复合体，有大、小两个亚基构成。含有 合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子（IF）、延伸因子（EF）、释放 因子（RF）等。
原核的核糖体（70S）= 30S小亚基 + 50S大亚基 30S小亚基: 16S rRNA + 21种蛋白质 50S大亚基: 23S，5SrRNA + 34种蛋白质
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tRNA的结构—“四环一臂”
倒L形的三级结构
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tRNA的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸。 tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即3’CCA氨基酸接受位
点、氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其相应的tRNA携带, 氨基酸的羧基与tRNA的 3’
反应如下：
A A t R N A A T P 氨 酰 基 - t R N A 合 成 酶 A A - t R N A A M P P P i
氨基酸的羧基与tRNA 的3’端CCA-OH 以酯键相连，因此其氨基是自 由的。
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tRNAfmet fMet-tRNA合成酶
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分泌型蛋白质在翻译过程中通过信号肽协助转入内质网的机制
信号肽（signal peptide）是在新生的多肽链中，可被细胞识别系统识别的 特征性氨基酸序列，在蛋白质翻译过程中或翻译后的定位发挥引导的作用。
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本章结束
蛋白质翻译及翻译后修饰课件
氨酰基tRNA进入A位
新的氨基酸-tRNA的进位依赖Tu-Ts因子和GTP的协助
细胞内蛋白质分选的基本途径
细胞内蛋白质分选的基本途径
一、翻译后转运途径
翻译后转运途径是指蛋白质在完成多肽链的合成后，再通过特定的转运途径将其输送到细胞内指定位置。
这一途径主要涉及信号识别颗粒（SRP）的识别和核糖体与内质网之间的相互作用。
通过翻译后转运途径，细胞可以精确地控制蛋白质的合成和分选过程，以满足其特定需求。
二、共翻译转运途径
共翻译转运途径是指蛋白质在合成过程中即开始进行分选转运的途径。
该途径涉及信号肽的识别和引导，以及跨膜运输过程中的信号肽切除。
共翻译转运途径的主要特点是蛋白质在合成过程中就与转运相关的分子结合，从而引导其向特定方向进行转运和定位。
三、膜泡运输途径
膜泡运输途径是指蛋白质在合成过程中被包裹在膜泡内，通过一系列膜泡的转运和融合过程，最终将蛋白质运送到指定位置。
膜泡运输途径的主要特点是能够将蛋白质从粗面内质网合成部位转运至高尔基体，进而再转运至溶酶体、分泌泡等细胞内的不同部位。
四、门控转运途径
门控转运途径是指通过核孔复合体进行的选择性转运过程。
这一途径主要涉及细胞核内外蛋白质的合成与运输，特别是一些核质穿梭蛋白在细胞核与细胞质之间的运动。
门控转运途径对于维持细胞核的正常功能具有重要意义。
五、定位与锚定途径
定位与锚定途径是指蛋白质通过与细胞骨架系统的相互作用，实现其在细胞内的准确定位和锚定。
细胞骨架系统由微管、微丝和中间纤维构成，它们共同维持了细胞的形态并参与物质运输。
通过定位与锚定途径，蛋白质能够在特定的细胞区域发挥其功能，从而维持细胞的正常生理活动。
蛋白质翻译后修饰与加工
VS
信号转导
在信号转导过程中，蛋白质的翻译后修饰 可以影响蛋白质与其他信号分子或受体的 结合，从而调控信号转导通路的激活或抑 制。
蛋白质构象变化
构象变化
某些蛋白质在翻译后经过特定的化学修饰， 如磷酸化、乙酰化等，这些修饰可以改变蛋 白质的构象，从而影响蛋白质的功能。
结构域运动
蛋白质的结构域之间可以发生相对运动，这 种运动可以影响蛋白质与其他分子的结合或 构象变化，从而调控蛋白质的功能。
糖基化
总结词
糖基化是一种在蛋白质翻译后发生的修饰，通过将糖链连接到蛋白质的特定氨基酸残基上，影响蛋白质的结构和 功能。
详细描述
糖基化分为两种类型：N-糖基化和O-糖基化。N-糖基化发生在新生蛋白的N-端，而O-糖基化发生在丝氨酸或苏 氨酸残基上。糖基化可以影响蛋白质的稳定性、分泌和细胞间的相互作用，参与多种生物学过程，如细胞识别、 信号转导和免疫应答等。溶酶体途径Fra bibliotek溶酶体
是一种细胞器，内部含有多种水解酶，能够分解各种生物大分子。
溶酶体途径
是指通过溶酶体降解细胞内物质的过程。
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蛋白质定位与转运
核定位信号
01
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03
04
核定位信号（NLS）
是一种特殊的氨基酸序列，能 够引导蛋白质进入细胞核。
核输出信号（NES）
存在于某些蛋白质中，能够将 蛋白质从细胞核输出到细胞质 。
酶的激活
某些蛋白质在翻译后经过特定的化学 修饰，如磷酸化、乙酰化或甲基化等， 这些修饰可以改变酶的构象或电荷分 布，从而激活酶的活性。
酶的失活
某些蛋白质经过特定的化学修饰后， 如泛素化或糖基化等，会导致酶的活 性降低或完全失活，从而调控蛋白质 的降解或功能。
蛋白质合成后的加工及转运
The signal-recog整n理it课io件n particle (SRP)
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③转移通道：存在与内质网膜上的跨膜通道。
④。 SRP受体（SPR receptor），是膜的整合蛋白， 为异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与SRP特异结合。
⑤停止转移序列（stop transfer sequence），肽链上的 一段特殊序列，与转移通道蛋白亲合力很高，能阻止肽 链继续进入内质网腔。
第五节 蛋白质合成后的加 工及转运
整理课件
1
本节内容：
一、蛋白质合成后的细胞定位；
二、蛋白质合成后的转运；
三、蛋白质合成后的加工及修饰；
整理课件
2
一、蛋白质合成后的细胞定位：
1、蛋白质是在细胞中游离的核糖体上或者是在糙面内 质网上的核糖体上合成的。
2、蛋白质合成后需要运转到特定的位点起作用：
（1）、内质网驻留蛋白、高尔基体驻留蛋白质、溶酶 体蛋白质、分泌蛋白质、膜蛋白等这些蛋白是由位于 糙面内质网上的核糖体合成的。然后进入内质网腔或 内质网膜。
输入内质网
-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-AspIle-
+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-PheLys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-LeuLeu-
-Ser-Lys-Leu-COO-
整理课件
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（四）、叶绿体的蛋白质转运
转运到基质的前体蛋白具有典型的N端序列。转运到 叶绿体内膜和类囊体膜的前体蛋白含有两个N端信号序 列，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白 导向内膜或类囊体膜。
蛋白翻译和后转运修饰
蛋白翻译和后转运修饰生命中的大部分关键过程都是在细胞内完成的，而受控制的蛋白质合成和后续的后转运修饰是这些过程中的核心。
蛋白翻译和后转运修饰是一项细胞生物学分支，关注的是如何让基因中的DNA信息转化为蛋白质并让这些蛋白质到达它们在细胞内的目的地。
在这篇文章中，我们将探讨蛋白翻译和后转运修饰的基本概念，重点探讨这些过程的一些关键方面，以及它们的重要性。
蛋白质的合成可以比喻成一个流水线生产过程。
它由三个基本部分组成：DNA、RNA和蛋白质。
受控制的基因转录产生mRNA （messenger RNA，信使RNA），mRNA被移动到核外并与核糖体结合，随后，核糖体根据与mRNA相对应的密码子序列将不同氨基酸的tRNA（transfer RNA，转移RNA）移动到核糖体上。
使用氨基酸，蛋白质链随着新的氨基酸的不断加入逐渐变长。
蛋白翻译可能是细胞中最重要也是最复杂的过程之一。
需要数百种蛋白质相互协作以及数万个分子相互作用来完成的任务，蛋白翻译需要完美的编程、调控和执行，以确保每个蛋白质的组装过程都可以顺利完成。
然而，即使完成了蛋白质的合成，这些新合成的蛋白质需要进行后转运修饰才能正常发挥其功能。
这些后转运修饰可以大大增加蛋白质的复杂性，并影响蛋白质的局限性、活性、稳定性和降解。
最常见的蛋白质后转运修饰是磷酸化。
主要的磷酸化是通过酶系统来完成的，它们可以感知各种信号调节，如激素和生长因子，他们的增加可以催化细胞中复合物的组装和磷酸化修饰。
这一过程在信号网络中起着至关重要的作用。
除了磷酸化之外，还有大约50多种常见的蛋白质后转运修饰，每种后转运修饰的形式都不同，但它们都可以影响蛋白质的结构和功能。
当蛋白质的后转运修饰发生变化时，这可以诱导许多疾病，例如肿瘤和神经退行性疾病。
在现代医学中，蛋白翻译和后转运修饰正在被用于提高医学治疗的效率。
例如，利用蛋白质在目的地处的控制功能，可以更好地控制信号广播的效率，这对癌症治疗尤为重要。
蛋白质的翻译和翻译后修饰
蛋白质的翻译和翻译后修饰生命是由许许多多的分子组成的，而蛋白质是其中最为重要的一种。
蛋白质是由一串氨基酸组成的长链，这一长链需要经过翻译才能够转化为具有生物学功能的分子。
蛋白质的翻译和翻译后修饰是生命过程中最为重要的一环。
一、蛋白质的翻译大多数蛋白质翻译是在细胞的核内进行的，当DNA信息需要被转录成RNA信息时，核糖核酸（RNA）由RNA聚合酶开始合成。
生物体内细胞所合成的蛋白质大多是由核内DNA转录所得到的信息指令，它们之间的转化是通过RNA来实现的。
RNA只能单链存在，而DNA是双链的，因此DNA需要转录为RNA。
RNA与DNA之间的差别在于它们的碱基和糖分子不同，RNA的糖分子是核糖糖，而DNA的糖分子是脱氧核糖糖。
RNA分为mRNA、tRNA、rRNA三种类型。
其中，mRNA是单链的，又称为信使RNA，它携带着从DNA中转录来的信息，将这些信息传递到细胞质中的核糖体。
tRNA是转运RNA，它具有一定的三维结构，能够识别对应的氨基酸并将其运输到正在合成蛋白质的核糖体处。
rRNA是核糖体RNA，是组成核糖体的重要组成部分。
mRNA的翻译是通过核糖体完成的。
核糖体是由rRNA和蛋白质组成的复合物，每个核糖体可以同时合成一条蛋白质链。
当mRNA被核糖体识别后，它将被解码以便识别并对应一个氨基酸，这一过程是由tRNA完成的。
tRNA上有一个“反密码子”，它与mRNA相对应的“密码子”匹配，从而指示该tRNA上的氨基酸在蛋白质链的什么位置插入。
每次合成一个氨基酸后，核糖体会相对移动一个密码子，并等待下一个tRNA的到来。
这样反复进行直到整个蛋白质链合成完成。
在蛋白质链合成的过程中，核糖体会自动将一条完整的蛋白质链连在一起。
经过长时间的重复，整个蛋白质链就被合成出来了。
二、蛋白质翻译后修饰在蛋白质合成完成后，蛋白质还需要一些修饰才能够发挥其生物学功能。
蛋白质的修饰分为多种类型，包括切割、糖基化、磷酸化、酰化等，都是通过进一步地化学反应来修改已合成的蛋白质分子结构。
蛋白质转运机制
蛋白质转运机制
1、翻译—转运同步机制：由信号肽介导协助转运。
蛋白质其实首先合成信号肽——SRP与信号肽结合，翻译暂停——SRP与SRP受体结合，核糖体与膜结合，翻译重新开始——信号肽进入膜结构——蛋白质过膜，信号肽被切除，翻译继续进行——蛋白质完全过膜，核糖体解离并回复翻译起始前状态。
2、翻译后转运机制：由前导肽介导协助转运，线粒体和叶绿体中的蛋白质。
蛋白质由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与分子伴侣相结合形成转运多肽，通Tom和Tim组成的膜通道进入内腔——蛋白酶水解前导肽。
3、核定位蛋白的转运机制：细胞质中的蛋白质通过核孔到达细胞核（装配）——运回细胞质——进行转运。
如：RNA，DNA聚合酶，组蛋白，拓扑异构酶等。
细胞内各种蛋白质的合成和转运途径
细胞内各种蛋白质的合成和转运途径引言：细胞是生物体的基本单位，其中蛋白质是构成细胞的重要组成部分。
细胞内的蛋白质合成和转运途径是维持细胞正常功能的关键过程。
本文将介绍细胞内蛋白质合成的主要途径，包括转录、翻译和后转录修饰，以及蛋白质的转运途径，包括核糖体、内质网和高尔基体等。
一、蛋白质合成的途径1. 转录蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA中的基因信息转录成RNA。
在细胞核中，DNA的双链解旋，RNA聚合酶结合到DNA上，根据DNA模板合成mRNA。
mRNA是一条单链RNA，它携带着从DNA中转录得到的基因信息。
2. 翻译翻译是蛋白质合成的第二步，即将mRNA上的基因信息翻译成蛋白质。
翻译发生在细胞质中的核糖体中。
核糖体由rRNA和蛋白质组成，它能够识别mRNA上的密码子，并将相应的氨基酸连接起来，形成多肽链。
翻译的过程包括起始、延伸和终止三个阶段，通过tRNA和蛋白因子的参与完成。
3. 后转录修饰蛋白质合成的最后一步是后转录修饰，即对新合成的蛋白质进行修饰和折叠。
这一过程发生在内质网和高尔基体中。
内质网是一个复杂的膜系统，它能够将新合成的蛋白质进行折叠和修饰，如糖基化、磷酸化等。
高尔基体则进一步对蛋白质进行修饰，并将其定位到细胞的不同位置。
二、蛋白质的转运途径1. 核糖体核糖体是蛋白质合成的场所，它位于细胞质中。
在核糖体中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，通过蛋白因子的辅助，将氨基酸连接成多肽链。
核糖体能够识别起始密码子和终止密码子，从而控制蛋白质的合成过程。
2. 内质网内质网是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。
内质网上的核糖体能够合成蛋白质，并将其进行折叠和修饰。
折叠不正确的蛋白质将被内质网上的分解酶降解，而正确折叠的蛋白质则会进一步转运到高尔基体或其他细胞器。
3. 高尔基体高尔基体是一个复杂的膜系统，它位于细胞质中。
高尔基体接收来自内质网的蛋白质，并对其进行进一步修饰和定位。
4第四章 蛋白质的加工、运输与降解
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HSP70 辅助肽链折叠
（HSP40）
（HSP70）
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2. 伴侣素Gro EL和Gro ES
伴侣素（chaperonin）是分子伴侣的另一家族， 如大肠杆菌的Gro EL和Gro ES（真核细胞中同 源物为HSP60和HSP10）等家族。
其主要作用是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。
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二、分子伴侣
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自发完成 的，其折叠过程需要其他酶或蛋白质的辅助，这 些辅助性蛋白质可以指导新生肽链按特定方式正 确 折 叠 ， 它 们 被 称 为 分 子 伴 侣 （ molecular chaperone）。
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• 细胞内分子伴侣可分为两大类
医学分子生物学
第四章 蛋白质的加工、运输与降解
南华大学生物化学与分子生物学教研室
目录 CONTENT
• 新生肽链的折叠 • 蛋白质亚基的聚合与组装 • 蛋白质翻译后的修饰 • 蛋白质的运输和定位 • 细胞内蛋白质的降解
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新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂 的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这 一 加 工 过 程 称 为 翻 译 后 加 工 (post-translational processing)。
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四、新生肽链错误折叠所致的疾病
（一）朊病毒病——神经退行性疾病
Prion：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制 并具感染性的亚病毒因子。
“朊”——蛋白质的旧称
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蛋白质的合成、转运、修饰
蛋白质的合成蛋白质的种类是由基因决定的,也就是说人类基因组有多少个基因,人体就有多少种蛋白质,只是蛋白质表达的时期和部位不同.根据人类基因组计划分析得知：全部人类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因；也就是说人体蛋白质的种类有39000多种蛋白质生物合成可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰一．氨基酸的活化分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化，ATP供能，并需Mg2＋或Mn2＋参与在氨基酸的羧基上进行活化，生成中间复合物（）后者再与相应的tRNA作用，将氨基酰转移到tRNA分子的氨基酸臂上，即3′末端腺苷酸中核糖的3′（或2′）羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA【氨基酰tRNA的生成】tRNA各种tRNA的一级结构互不相同，但它们的二级结构都呈三叶草形三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和一个附加叉四个螺旋区构成四个臂，其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂，因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列，可与氨基酸连接三个环分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示环Ⅰ含有5，6二氢尿嘧啶，称为二氢尿嘧啶环（DHU环）环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码子，称为反密码子环；反密码子可识别mRNA分子上的密码子，在蛋白质生物合成中起重要的翻译作用环Ⅲ含有胸苷（T）、假尿苷（ψ）、胞苷（C），称为假尿嘧啶环（TψC环）；此环可能与结合核糖体有关tRNA在二级结构的基础上进一步折叠成为倒“L”字母形的三级结构起始因子原核起始因子只有三种（IF1、IF2、IF3）真核起始因子(简称为eIF)种类多且复杂，已鉴定的真核起始因子共有12种延长因子原核生物（简称EF）由三部分组成：EF-Tu，EF-Ts，和EF-GEF-Tu它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因子,催化EF-Tu释放GDPEF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来真核生物（简称eEF）真核生物中分为：eEF-1和eEF-2eEF-1有两个亚基，α和βγα相当于原核生物中的EF-Tu亚基，它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位Βγ相当于原核生物中EF-Ts，核苷酸交换因子α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核生物的EF-G，催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来终止因子(释放因子)原核生物细胞的释放因子（简称RF）：识别终止密码子引起完整的肽链和核糖体从mRNA 上释放的蛋白质释放因子1（RF1）：能识别终止密码子UAA和UAG而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子2（RF2）：能识别终止密码子UAA和UGA而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子3（RF3)：与延长因子EF-G有关的细菌蛋白质合成终止因子当它终止蛋白质合成时，它使得因子RF1和RF2从核糖体上释放真核生物细胞只有一种终止因子（称为eRF）能识别所有的终止密码子因为它没有与GTP结合的位点，所以它不能帮助完成合成的多肽从P位点的tRNA的释放在真核生物内可能还存在能与eRF合作、帮组多肽从核糖体释放的蛋白质核糖体的活性部位单个核糖体上存在四个活性部位，在蛋白质合成中各有专一的识别作用1．A部位：氨基酸部位或受位：主要在大亚基上，是接受氨酰基-tRNA的部位2．P部位：肽基部位或供位：主要在小亚基上，是释放tRNA的部位3．肽基转移酶部位（肽合成酶），简称T因子：位于大亚基上，催化氨基酸间形成肽键，使肽链延长4．GTP酶部位：即转位酶（EF-G），简称G因子，对GTP具有活性，催化肽键从供体部位→受体部位核糖体上还有许多与起始因子、延长因子、释放因子以及各种酶相结合的位点核糖体的大小是以沉降系数S来表示，S数值越大、颗粒越大、分子量越大原核细胞与真核细胞核糖体的大小亚基是不同的二．核糖体循环（肽链合成）1.肽链启动阶段在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
蛋白质翻译调控和转运研究
蛋白质翻译调控和转运研究蛋白质是细胞中非常重要的分子，是由20种氨基酸组成的，是构成细胞的基本单位。
蛋白质翻译调控和转运是研究蛋白质合成的关键。
在细胞内，蛋白质的合成过程由蛋白质翻译进行，蛋白质翻译的调控和转运保证了蛋白质的正常合成和正确功能。
一、蛋白质翻译调控的重要性蛋白质翻译的精确度和速度非常重要，它直接影响着细胞的正常生长和生存。
事实上，蛋白质翻译调控可以影响蛋白质分子的折叠、限制性修饰和过度修饰等方面，同时也可以影响其稳定性和半衰期等方面。
例如，蛋白质翻译调控在哺乳动物胚胎发育中发挥着重要作用。
在胚胎发育早期，母源性蛋白质是胚胎细胞的主要来源，而在胚胎发育后期，胚胎自身的基因开始逐渐发挥作用，使得胚胎细胞逐渐形成。
此外，蛋白质翻译调控也与一系列疾病发生有关，例如癌症和神经系统疾病等。
研究人员利用基因技术，致力于探索蛋白质翻译调控的机制，为治疗癌症和神经系统疾病提供了新思路。
二、蛋白质翻译调控的机制蛋白质翻译调控分为两个主要阶段：翻译起始和翻译延长阶段。
1.翻译起始阶段在翻译起始阶段，先将mRNA转录为与它互相配对的tRNA，该tRNA会与光滑内质网上的核糖体结合。
在核糖体的带动下，tRNA会将氨基酸带到正在合成的氨基酸链上，最终形成蛋白质。
研究人员发现，一些蛋白质翻译因子可以影响核糖体与mRNA的结合，从而影响翻译的起始过程。
例如，eIF1和eIF3可以控制核糖体与mRNA的结合，eIF4G则参与了核糖体的招募。
2.翻译延长阶段在翻译延长阶段，核糖体将氨基酸加入正在合成的蛋白质链中。
这一过程中，翻译因子可以影响核糖体的切换和核糖体对tRNA的选择。
例如，eEF1A是促进tRNA结合的翻译因子，eEF2是用于核糖体转移的因子。
与此同时，eIF5可以控制核糖体在移动时是否释放tRNA。
三、蛋白质转运的过程和机制蛋白质的合成只是蛋白质生命史的一个过程，随后还需要经过一系列转运和修饰作用。
蛋白质转运是细胞内机体间质流动的重要途径，它将生物大分子送到其需要到达的目的地，是细胞内物质运输的关键。
第七章 蛋白质翻译后修饰与加工
❖ N-糖链的成熟过 程是在高尔基体 内进行的。在糖 蛋白通过高尔基 体膜囊的途中， 甘露糖残基已经 过修剪，N-乙酰 葡萄糖胺、半乳 糖、岩藻糖以及 唾液酸残基都根 据需要连接到糖 蛋白分子上，从 而完成它的加工 （反应1-7）。
4）N-糖链的成熟
3，O-糖链的生物合成
❖ O-糖链的结构比N-糖链简单，但是种类比N-糖链 多，肽链中可以糖基化的主要是丝氨酸和苏氨酸， 此外还有酪氨酸、羟赖氨酸和羟脯氨酸，连接的位 点是这些残基侧链上的羟基氧原子，后者可以和很 多种单糖生成糖苷键，其中以通过GalNAc和丝氨 酸或苏氨酸残基相连的O-糖链(以下简称为OGalNAc糖链)研究得最多，这是因为这类O-糖链分 布最广。
Slex及其模拟物的结构
（3）构成某些抗原的决定子
❖ 聚糖与细胞和生物分子的一个很重要的特性就是表型和抗 原性，据此细胞和分子能彼此区别，人类的ABO血型以及 相关血型抗原性是由糖链决定的。A型和B型抗原决定簇 的不同只是在于糖蛋白和糖脂中的糖链的非还原端的一个 糖残基：A型为N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)；B型为半乳 糖(Gal)。
❖ 许多疾病的发生和发展，如炎症及自身免疫疾病、 老化、癌细胞异常增殖及转移、病原体感染等都 与糖蛋白寡糖链的变化密切相关。
❖ 因此，针对糖链的变化，利用小分子化合物抑制 糖苷转移酶和糖苷酶的催化活性，可以控制糖链 的合成和水解，从而达到治疗疾病的目的。
糖蛋白的去糖基化酶
❖ 去糖基化的目的有三: (一)检测碳水化合物在糖蛋白功能 中的作用。(二)测定糖蛋白中蛋白质部分的分子量,尤其在 重组DNA研究中,证明所产生的蛋白质是否为目的蛋白。 (三)制备抗蛋白质抗体。
❖ 在真核动物 细胞中有 20多种蛋 白质翻译后 修饰过程， 常见的有泛 素化、磷酸 化与去磷酸 化、糖基化 与去糖基化、 脂基化、甲 基化和乙酰
蛋白质合成中的转录后修饰和翻译后修饰
蛋白质合成中的转录后修饰和翻译后修饰蛋白质是生命活动中不可或缺的分子，它们在细胞内发挥着重要的功能。
在细胞合成蛋白质的过程中，转录后修饰和翻译后修饰是两个关键的步骤。
本文将探讨这两个过程及其在蛋白质合成中的作用。
一、转录后修饰1. 外消旋修饰外消旋修饰是在RNA合成结束后对RNA分子进行的修饰过程。
在这个过程中，一些特定的酶能够识别RNA分子上的特定序列并进行修饰。
这些修饰能够改变RNA的结构和功能，影响蛋白质的合成和功能。
2. RNA剪接修饰RNA剪接是在RNA分子合成过程中的一个重要步骤。
在这个过程中，一些特定的酶能够将含有不同外显子序列的RNA链拼接起来，形成成熟的mRNA分子。
这个过程能够产生多种不同的mRNA，从而影响蛋白质的编码和表达。
3. RNA编辑修饰RNA编辑是在RNA合成过程中的一个重要修饰方式。
在这个过程中，一些特定的酶能够通过添加、删除或改变RNA分子上的碱基，改变RNA的序列和结构。
这个修饰过程能够增加RNA的多样性，从而影响蛋白质的翻译和功能。
二、翻译后修饰1. N-糖基化修饰N-糖基化是蛋白质翻译后修饰中的一种常见形式。
在这个过程中，一些特定的酶能够将糖基添加到蛋白质分子的氨基酸残基上，改变其结构和功能。
N-糖基化修饰能够影响蛋白质的稳定性、活性以及相互作用。
2. 磷酸化修饰磷酸化是蛋白质翻译后修饰中的一种重要形式。
在这个过程中，一些特定的酶能够将磷酸基团添加到蛋白质分子的氨基酸残基上，改变其电荷特性和结构。
磷酸化修饰能够影响蛋白质的稳定性、活性以及参与信号转导等功能。
3. 甲基化修饰甲基化是蛋白质翻译后修饰中的一种常见形式。
在这个过程中，一些特定的酶能够在蛋白质分子上的亚氨基酸残基上添加甲基基团，改变其结构和功能。
甲基化修饰在蛋白质的稳定性、相互作用以及参与细胞分化和发育等方面起着重要作用。
蛋白质合成中的转录后修饰和翻译后修饰是两个不可或缺的过程，它们能够影响蛋白质的结构和功能，调控细胞的生理活动。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
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真核生物mRNA的特点
真核生物没有S-D序列， 靠帽子结构识别核糖体 真核生物的起始密码位 于Kozak序列 （CCACCAUGG）中， 增加翻译起始的效率
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二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
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核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
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进 位
成肽
转 位
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三、肽链合成终止 （Termination）
1. 终止密码的辨认及肽链从 肽酰-tRNA水解出。
2. mRNA从核蛋白体中分 离及大小亚基的拆开
3. 终止过程需释放因子 (RF）。
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释放因子(release factor, RF)：与肽链合成 终止相关的蛋白因子
等是由小泡介导的 49
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阅读框架(reading frames)
开放阅读框(open reading frame, ORF): 从起始密码AUG 到终止密码处的正确可阅读序列
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原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点
原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF
1. 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识 别UAA、UGA
2. 诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到-OH上，使 肽链从核蛋白体上释放。
蛋白质合成,加工与运输
• 示例：类囊体膜蛋白 Lhcb1
① 前体Lhcb1(在胞质中) 外膜
转运肽，cpRSP54
跨叶绿体内
Hsp70， GTP
② 蛋白N-端进入基质，转运肽即被水解
③ 第一个滞留片段（-Glu-X-X-His-X-Arg-）使Lhcb1停留 在
类囊体膜上。其中的His和Glu/Ar叶g对绿与体叶绿素和叶黄
TOM TIM23
白进入内膜或膜间隙
跨膜后被切除，含 疏水性的停止转移 序列，蛋白被安插 到内膜。
内 TOM 膜 TIM23
结构类似于N端信号
序列，但位于蛋白 内 TOM
质内部。
膜 TIM23
为线粒体代谢物的 转运蛋白，如腺苷 转位酶，具有多个 内部信号序列和停 止转移序列，形成 多次跨膜蛋白。
内 TOM 膜 TIM22
4. C-端与结构蛋白相连部位为富含Ala的片段，易于形成 -sheet，是信号肽酶的识别和切割位点。
5. 信号肽不一定位于蛋白的N-末端。如卵清蛋白的信号 肽
位于中部。 6. 某些膜蛋白的信号肽在跨膜之后不被水解掉。Cyt P45
2. 信号肽引导的蛋白跨内质网膜过程：
• 属于边翻译边运输过程：识别 停泊 跨膜 水解
二 激素与激素原:
1 概念：如胰岛素原( 81aa)
类胰蛋白酶 切除C肽(30aa)
类羧肽酶B
Arg 60
成熟胰岛素(51aa) Lys59
A肽
COOH
• 原肽(propeptide): 其两侧含有成对碱性aa。 C肽
• 含原肽的蛋白叫原蛋白
2 原肽的功能:
H２Ｎ B肽
Arg 32Arg 31
蛋白质合成中的转录与翻译过程
蛋白质合成中的转录与翻译过程蛋白质是构成细胞的基本组成部分，也是生命体内实现各种功能的关键分子。
蛋白质的合成过程主要包括转录和翻译两个步骤。
转录是指在细胞核中，由DNA模板合成mRNA的过程；而翻译是指在细胞质中，根据mRNA的信息合成蛋白质的过程。
转录是蛋白质合成的第一步，其关键酶为RNA聚合酶。
转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
在启动阶段，细胞核中的RNA聚合酶通过与DNA上的特定位点结合，形成转录起始复合物。
启动复合物可以通过识别一段特定的DNA序列，称为启动子，来确定启动位点。
一旦启动复合物形成，RNA聚合酶将开始在DNA模板上滑动，进行转录的延伸阶段。
在延伸过程中，RNA聚合酶会解双螺旋结构，在DNA模板上移动，并依次将核苷酸单元加入新合成的mRNA链上。
终止阶段是转录的最后一步，在这一步骤中，RNA聚合酶到达终止位点时，会停止合成，释放所合成的mRNA链。
一旦mRNA链合成完成，它会经过一系列的加工步骤，以形成成熟的mRNA分子，这个过程称为RNA加工。
RNA加工包括剪接、5'端修饰和3'端聚腺苷酸化等步骤。
剪接是将mRNA链上的内含子序列剪除并连接外显子的过程，以获得成熟的mRNA分子。
这样的剪接过程可以产生多个不同的mRNA亚型，从而增加基因的表达多样性。
5'端修饰是指在mRNA链的5'端加上7-甲基鸟苷（m7G）帽子结构，这个结构可以起到保护mRNA分子、增强mRNA和核糖体的结合等作用。
3'端聚腺苷酸化是在mRNA链的3'端加上一串腺苷酸序列，这个序列可以增强mRNA的稳定性，并起到核糖体识别和催化转录终止的作用。
完成mRNA的合成和加工后，合成的mRNA将离开细胞核，进入细胞质，进行蛋白质的翻译过程。
翻译是将mRNA上的核苷酸序列翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质的过程。
翻译是由核糖体完成的，核糖体是由rRNA（核糖体RNA）和蛋白质组成的复合物。