生物化学课后习题之蛋白质生物合成(翻译)
第十五章 蛋白质的生物合成-翻译
二、tRNA
tRNA是氨基酸的搬运工具。 tRNA是多肽链和mRNA之间的 重要转换器。 每一种氨基酸可以有一种以上 tRNA作为运载工具。 能够携带相同氨基酸而反密码子 不同的一组tRNA分子称为氨基 酸的同工受体tRNA （isoaccepting tRNA） 。
tRNA须具备的功能 • 与氨基酸结合（3’末端） • 识别特异的氨酰-tRNA合成酶（D环） • 识别mRNA链上密码子 • 与核糖体结合，使延长中的肽链附着于核糖体上（TψC环）
蛋白质生物合成过程包括： 1. 氨基酸的活化； 2. 合成起始； 3. 肽链延伸：进入、转肽、移位； 4. 终止合成。
一、氨基酸的活化
二、合成的起始阶段
核糖体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨酰tRNA的结合； 核糖体大亚基结合。
1. 核糖体大、小亚基分离 IF1和IF3与30S小亚基结合，促进核糖体大、小
翻译过程实际上就是由tRNA携带着氨基酸，逐一识别 mRNA上的密码子，并将氨基酸依密码子的排序相互 连接的过程。核糖体是翻译的场所。
一、mRNA模板和遗传密码
• mRNA是翻译的直接模板。 （一）遗传密码的破译
mRNA上四种核苷酸→组成蛋白质的20种aa
核苷酸与氨基酸对应关系？
3个相邻的核苷酸→1个aa， 有43种排列→64种密码子
• 核糖体可以看作是一个大分子的机构，它具有许多精密的 配合部分，来挑选并管理参与蛋白质合成的各个组分。它 参与多肽链的启动、延伸和终止的各种因子的识别。
原核生物核糖体
5S rRNA， 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S
16S rRNA 30S
21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA 60S
第8章蛋白质的生物合成——翻译
第8章蛋白质的生物合成——翻译一、名词解释1．翻译2．密码子3．密码的简并性4．同义密码子5．变偶假说6．移码突变 7．同功受体 8．Anticodon 9．多核糖体 10．Paracodon 11．Signal peptide二、填空题1．蛋白质的生物合成是以___________为模板，以___________为原料直接供体，以_________为合成杨所。
2．生物界共有______________个密码子，其中___________个为氨基酸编码，起始密码子为_________；终止密码子为_______、__________、____________。
3．原核生物的起始tRNA以___________表示，真核生物的起始tRNA以___________表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以__________表示。
4．植物细胞中蛋白质生物合成可在__________、___________和___________三种细胞器内进行。
5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热___________蛋白质，Ts为对热________蛋白质。
6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_____________、____________；RF-2识别__________、____________；真核中的释放因子只有___________一种。
7．氨酰-tRNA合成酶对__________和相应的________有高度的选择性。
8．原核细胞的起始氨基酸是_______，起始氨酰-tRNA是____________。
9．原核细胞核糖体的___________亚基上的__________协助辨认起始密码子。
l0．每形成一个肽键要消耗_____________个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗___________个高能磷酸键。
11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化__________形成和_________的水解。
生物化学(简单清晰)第12章 翻译
IF-2：促进起始tRNA与小亚基结合。
IF-3：促进大小亚基分离，提高P位 对结合起始tRNA敏感性。
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 核蛋白体大小亚基分离； • mRNA在小亚基定位结合； • 起始氨基酰-tRNA的结合； • 核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大小亚基分离
tRNA在翻译过程 中起接合体（adaptor） 作用，又是氨基酸的运 载体。
氨基酸臂
反密码环
l 氨基酸的活化
（一）氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP AMP＋PPi
第一步反应
氨基酸＋ATP＋E —→氨基酰-AMP-E＋AMP ＋ PPi
30S小亚基：有mRNA结合位点
50S大亚基： E位：排出位（Exit site）
转肽酶活性
大小亚基共同组成：
A位：氨基酰位 (aminoacyl site) P位：肽酰位 (peptidyl site)
三、tRNA与氨基酸的活化
原 核 肽 链 合 成 终 止 过 程
COO-
RF
5'
UAG
3'
原核生物蛋白质合成的能量计算
氨基酸活化：2个~P
ATP
起始： 1个
GTP
延长： 2个
GTP
终止： 1个
GTP
结论：每合成一个肽键至少消耗4个~P。
多聚核蛋白体
（polysome) 一个mRNA分子可
同时有多个核蛋白体在 进行同一种蛋白质的合 成，这种mRNA和多个 核蛋白体的聚合物称为 多聚核蛋mRNA在小亚基定位结合
生物化学第十三章蛋白质生物合成习题含答案
一、判断题一、判断题 1． 细胞中三种主要的多聚核苷酸tRNA 、mRNA 和rRNA 都参与蛋白质生物合成。
都参与蛋白质生物合成。
2． 蛋白质分子中的氨基酸顺序是由氨基酸与mRNA 携带的密码子之间互补作用决定的。
携带的密码子之间互补作用决定的。
3． fMet －tRNA fMet 是由对fMet 专一的氨酰tRNA 合成酶催化形成的。
合成酶催化形成的。
4． 一条新链合成开始时，fMet －tRNA fMet 与核糖体的A 位结合。
位结合。
5． 每一个相应的氨酰tRNA 与A 位点结合。
都需要一个延伸因子参加并需要消耗一个GTP 。
6． 蛋白质合成时从mRNA 的5′→3′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
7． tRNA fMet 反密码子既可以是反密码子既可以是pUpApC 也可以是也可以是 pCpApU 。
8． 人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
9． 氨酰tRNA 上的反密码子与mRNA 的密码子相互识别，以便把它所携带的氨基酸连接在正确位置上。
正确位置上。
10． 每个氨基酸都能直接与mRNA 密码子相结合。
密码子相结合。
11． 每个tRNA 上的反密码子只能识别一个密码子。
上的反密码子只能识别一个密码子。
12． 多肽或蛋白质分子中一个氨基酸被另一个氨基酸取代是由于基因突变的结果。
13． 蛋白质正确的生物合成取决于携带氨基酸的tRNA 与mRNA 上的密码子正确识别。
二、填空题二、填空题1． 原核细胞中新生肽链N 端的第一个氨基酸是端的第一个氨基酸是 ，必须由相应的酶切除。
，必须由相应的酶切除。
2． 当每个肽键形成终了时，增长的肽链以肽酰tRNA 的形式留在核糖体的的形式留在核糖体的 位 3． 在 过程中水解ATP 的两个高能磷酸酯键释放出的能量足以驱动肽键的合成。
生物化学第14章翻译
第二步反应：酶找相应的tRNA
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
氨基酰tRNA合成酶的活性是绝对
专一性的，酶同时对氨基酸和tRNA 高度特异地识别。
氨基酰tRNA合成酶有20种，分别特异
Met f fMet-tRNAi
大肠杆菌起始密码子编码的met须甲酰化
CH3 S 转甲酰基酶 CH2 N10-CHO-FH4 CH2 O H2N CH COO tRNAfMet H-C-HN CH3 S CH2 CH2 CH COO tRNAfMet
真核细胞起始密码子编码的met不须甲酰化
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合成原料：20种有遗传密码的氨基酸
能源：
ATP主要参与氨基酸的活化； GTP提供翻译起始、延长、终止阶段 所需能量
参与的蛋白质因子、酶及酶的辅助因子：
如起始阶段的起始因子、延长阶段的延 长因子、终止阶段的释放因子，转肽酶、
氨基酰-tRNA合成酶。
一、翻译模板mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
3. 蛋白质的靶向输送
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA
–mRNA（messenger RNA, 信使RNA）
–rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA）
–tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
终止密码(termination coden):
UAA，UAG，UGA
遗 传 密 码 表
《生物化学》教学课件：蛋白质的生物合成(翻译)
Crick, Brenner et al. experiment. The first elucidation of a codon was done by Marshall Nirenberg and Heinrich J. Matthaei in 1961 at the National Institutes of Health. They used a cell-free system to translate a poly-uracil RNA sequence (i.e., UUUUU...) and discovered that the polypeptide that they had synthesized consisted of only the amino acid phenylalanine. Nirenberg were able to determine the sequences of 54 out of 64 codons in their experiments.
目录
They thereby deduced that the codon UUU specified the amino acid phenylalanine. This was followed by experiments in the laboratory of Severo Ochoa demonstrating that the poly-adenine RNA sequence (AAAAA...) coded for the polypeptide, poly-lysine. and the poly-cytosine RNA sequence (CCCCC...) coded for the polypeptide, poly-proline. Therefore the codon AAA specified the amino acid lysine, and the codon CCC specified the amino acid proline.
第五章蛋白质的生物合成翻译000002
• 实验4: 以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成。以多聚二核
苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽， 5'…UGU GUG UGU GUG UGU GUG…3',不管读码从U开 始还是从G开始，都只能有UGU（Cys）及GUG（Val）两 种密码子。
多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽： 5’…GUA GUA GUA GUA GUA…3’或5’…UAG UAG UAG UAG UAG…3’ 或5’…AGU AGU AGU AGU AGU…3’由第二种读码 方式产生的密码子UAG是终止密码，不编码任何氨 基酸，因此，只产生GUA（Val）或AGU（Ser）。
2021/1/28
50-60年代破译遗传密码方面的三项重要成果： （1）Paul Zamecnik等人证实细胞中蛋白
质合成的场所。他们把放射性标记的氨基酸 注射到大鼠体内，经过一段时间后收获其肝 脏，进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份 中的放射性蛋白质。
如果注射后经数小时（或数天）收获肝脏 ，所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白 质;
• 只有mRNA所携带的遗传信息才被用来指导蛋白质生物合 成，所以人们一般用U、C、A、G这4种核苷酸而不是T、C 、A、G的组合来表示遗传性状。所谓翻译是指将mRNA链 上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代 表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。
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• Genetic information is perpetuated by replication（复 制）in which a double- stranded nucleic acid is duplicated to give identical copies.
生物化学蛋白质的生物合成翻译91页PPT
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
生物化学蛋白质的生物 合成翻译
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
生物化学课后习题答案-第十三章xt13
第十三章 蛋白质的生物合成一、课后习题1.在蛋白质分子中，通常含量较高的是Ser和Leu，其次是His和Cys，含量最少的是Met和Trp。
一种氨基酸在蛋白质分子中出现的频率与它的密码子数量有什么关系？这种关系得选择其优点如何？2.AUG和UAG是蛋白合成中特定的起始和终止密码，序列同5’-UUAUGAAUGUACCGUGGUAGUU-3’的mRNA中什么样的开放阅读框才能编码一个短肽？写出该短肽的氨基酸序列。
3.细菌的基因组通常含有多少个rRNA基因拷贝，他们能迅速地转录以生产大量rRNA装配成核糖体相对对比而言，编码核糖体蛋白的基因只有一份拷贝，试解释rRNA基因和核糖体蛋白基因数量的差别。
4.DNA中的点突变（一个碱基被另一个碱基取代）可能导致一个氨基酸被另一个氨基酸替换。
但在某些情况下，由于密码子的简并性，基因编码的氨基酸序列也可能不会改变。
一种细菌生产的胞外蛋白酶在其活性位点上（—Gly-Leu-Cys-Arg—）有一个半胱氨酸残基。
紫外线照射过后，分离得到两个突变菌株。
菌株1生产以Ser取代活性部位Cys的无活性酶（—Gly-Leu-Ser-Arg—）；而在菌株2内，合成了一条C末端结束在活性部位内的以—Gly-Leu—COO-结尾的截断了的肽链，指出在每一种菌株中可能发生的突变。
5.一双螺旋DNA的模板链中一段序列如下：CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG（1）写出转录出的mRNA核苷酸序列？（2）写出5’开始的该转录mRNA序列所对应得多肽的氨基酸序列？（3）假设此DNA的另一条链被转录和翻译，所得的氨基酸序列会与（2）中的一样吗？（2）与（3）得出的答案在生物学上有什么意义？6.假设反应从游离氨基酸、tRNA、氨酰tRNA合成酶、mRNA、80S核糖体以及翻译因子开始，那么翻译一分子牛胰核糖酸酶要用掉多少个高能磷酸键？翻译一分子肌红蛋白需要消耗多少个高能磷酸键？7.噬菌体T4 DNA的相对分子质量为1.3×108（双链），假定全部核苷酸均用于编码氨基酸，试问：（1）T4 DNA可为多少氨基酸编码？（2）T4 DNA可为多少相对分子质量等于35000的不同蛋白质编码？（核苷酸对的相对分子质量按618计，氨基酸平均相对分子质量按120计）8.核糖体的基本结构和功能有哪些？9.在蛋白质定向运输时，多肽本身有何作用？高尔基体的功能是什么？参考答案：1.在蛋白质分子中，一种氨基酸出现的频率与它密码子的数量具有一定的正向关系，如：亮氨酸，苏氨酸都有6个密码子，通常在蛋白质分子中出现的几率也最高；而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子，在蛋白质中出现的频率相对小一些。
生物化学：第四章 蛋白质的生物合成-翻译及翻译后加工
密码阅读方式
研究发现：在编码区增加或删除一个碱基，便无 法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基 ，也无法产生正常功能的蛋白质。但是当增加或 删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白 质。
克里克通过实验证明了遗传密码中三个碱基编码 一个氨基酸，阅读密码的方式是从一个固定的起 点开始，以非重叠的方式进行，编码之间没有分 隔符。
b. 1922 d. 1993
b. 1922 (in Raipur, India)
b. 1927
2014/11/10
密码子codon
2014/11/10
二、遗传密码的性质 （一） 密码子的简并现象（Degeneracy of codon）
1、简并现象的概念： 一种AA受两个以上codon 编码的遗传现象 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个
2014/11/10
Section 2: Protein Biosynthesis
2014/11/10
参与蛋白质生物合成的物质
三种RNA –mRNA（messenger RNA, 信使RNA） –rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） –tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
2014/11/10
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 基 因 损 伤 引 起 mRNA 阅 读 框 架 内 的 碱 基 发 生 插 入
或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)
2014/11/10
偏爱密码（codon bias) 一个AA有多个密码子 如：CCA CCT CCG CCC 都代表Pro,人类
生化14 蛋白质的生物合成(翻译)
肽酶、氨基酰-tRNA合成酶
一、mRNA是蛋白质合成的模板
➢ mRNA是遗传信息的携带者
• 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为 顺反子(cistron)。。
• 原核细胞中数个结构基因常串联为一个 转录单位，转录生成的mRNA可编码几 种功能相关的蛋白质，为多顺反子 (polycistron) 。
AMP＋PPi
第一步反应：酶找相应的氨基酸
氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应：酶找相应的tRNA
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋ Eຫໍສະໝຸດ ➢ 氨基酰tRNA合成酶的活性是绝对专 一性的，酶同时对氨基酸和tRNA高 度特异地识别。
参与蛋白质生物合成的物质包括
➢ 三种RNA –mRNA（messenger RNA, 信使RNA） –rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） –tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
➢ 合成原料 20种氨基酸 (AA)
➢ 能源 ATP主要参与氨基酸的活化
GTP提供翻译起始、延长、终止阶段 所需能量
核 糖 体 的 组 成
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原核生物翻译过程中核糖体结构模式
P位：肽酰位 (peptidyl site) A位：氨基酰位 (aminoacyl site) E位：排出位
(exit site)
三、tRNA是蛋白质合成的搬运工具
氨基酸臂
反密码环
tRNA的三级结构
tRNA的功能
➢ 搬运氨基酸 ➢ 活化氨基酸 ➢ 在密码子与对应氨基酸之间起适配器
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第十二章蛋白质生物合成（翻译）单选题
1在蛋白质生物合成中转运氨基酸作用的物质是
A mRNA
B rRNA
C hnRNA
D DNA
E tRNA
2蛋白质生物合成过程特点是
A蛋白质水解的逆反应B肽键合成的化学反应C遗传信息的逆向传递D氨基酸的聚合反应
E在核蛋白体上以mRNA为模板的多肽链合成过程
3真核生物在蛋白质生物合成中的起始tRNA是
A亮氨酰tRNA B丙氨酸tRNA
C赖氨酸tRNA D甲酰蛋氨酸tRNA
E蛋氨酸tRNA
4原核生物蛋白质生物合成中肽链延长中的直接能量提供者是：
A ATP
B GTP
C GDP
D UTP
E CTP
5下列关于遗传密码的叙述哪一项是正确的？
A由DNA链中相邻的三个核苷酸组成
B由tRNA链中相邻的三个核苷酸组成
C由mRNA链中相邻的三个核苷酸组成
D由rRNA链中相邻的三个核苷酸组成
E由多肽链中相邻的三个氨基酸组成
6mRNA可作为蛋白质合成的模板是由于：
A含有核糖核苷酸B代谢快
C含量少D由DNA转录而来
E含有密码子
7反密码子是指
A DNA中的遗传信息
B tRNA中的某些部分
C mRNA中除密码子以外的其他部分
D rRNA中的某些部分
E密码子的相应氨基酸
8蛋白质合成时，氨基酸的被活化部位是
A烷基B羧基
C氨基D硫氢基
E羟基
9氨基酰-tRNA合成酶的特点是：
A只对氨基酸有特异性B只对tRNA有特异性C对氨基酸和tRNA都有特异性D对GTP有特异性
E对ATP有特异性
10关于蛋白质合成的终止阶段，正确的叙述是
A某种蛋白质因子可识别终止密码子
B终止密码子都由U、G、A三种脱氧核苷酸构成
C一种特异的tRNA可识别终止密码子
D终止密码子有两种
E肽酰-tRNA在核蛋白体“A位”上脱落
名词解释
1翻译
2遗传密码
3密码子
4反密码子
5多核糖体
6摆动配对
7起始tRNA
8分子伴侣
9氨基酰tRNA合成酶
10核糖体循环
问答题
1简述遗传密码的主要特点。
2简述蛋白质生物合成的主要过程。
3试述参与蛋白质生物合成的物质及其作用。
4mRNA分子上遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序，保证准确翻译的关键是什么?
5参与蛋白质生物合成的核酸有哪几类，它们分别起着什么作用?
6蛋白质合成的翻译后加工有哪些方式?
7简述原核生物和真核生物翻译起始复合物的生成有何不同。
8在蛋白质合成中哪些步骤需要GTP的水解作用?
9试述氨基酰tRNA合成酶的特性与生理功能。
10合成一个含20个氨基酸的多肽分子需要多少含高能磷酸键的分子?假定该蛋白质合成系统含有所需游离氨基酸、核糖体、全部必需的酶和因子、GTP和ATP。