第12章蛋白质生物合成资料
第十三蛋白质的生物合成
64个密码子中只有61个密码代表相应的氨基酸
6
第六页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
遗 传 密 码 表
7
第七页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
起动信号与终止信号
AUG
UAA UAG UGA
蛋氨酸(真核生物)/甲酰蛋氨酸(原 核生物)
4
第四页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
一、mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
mRNA的作用:翻译的直接模板
mRNA
碱基语言
(4字符)
?
遗传密码
蛋白质
氨基酸语言
(20字符)
5
第五页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
遗传密码 ——mRNA上的密码语言
在mRNA分子上,从5’端→3’端,每相邻的3个核 苷酸组成一组,在蛋白质合成时,对应某一种氨基
codon 1 codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7
protein methionine glycine serine isoleucine glycine alanine
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子 翻译具有方向性的
14
C.蛋氨酸密码子
D. Val密码子
(A,C)
4. 关于密码子,错误的叙述是
(A)
A. AUG表示蛋白质生物合成的启动
B.密码子AUG代表甲酰蛋氨酸
C.除AUG外,有时GUG是原核生物的启动信号
D.并非所有的AUG都是启动信号
E. 密码子AUG代表蛋氨酸
16
第十六页,编辑于星期二:十八点 四十五分。
2022年医学院生化课知识点汇总-12章 蛋白质的生物合成
第12章蛋白质的生物合成学习要求1.掌握参与蛋白质生物合成的体系;原核生物蛋白质生物合成的基本过程及重要概念。
2.熟悉真核生物蛋白质合成过程;蛋白质合成后的加工修饰;蛋白质合成所需的各种因子;信号肽的概念及组成特点。
3.了解抗生素对翻译的抑制;干扰蛋白质生物合成的生物活性物质。
基本知识点蛋白质的生物合成即翻译,是以20种编码氨基酸为原料,mRNA为模板,tRNA为运载工具,核糖体提供场所,酶、蛋白质因子、能源物质及无机离子参与的反应过程。
蛋白质生物合成分三个阶段,即氨基酸的活化、肽链形成和肽链形成后的加工和靶向输送。
氨基酸的活化是氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程,由氨基酰-tRNA 合成酶催化。
原核生物起始的氨基酰tRNA是fMet-tRNA fMet,真核生物是Met-tRNAi Met。
肽链的生物合成过程也称核糖体循环,分起始、延长和终止三个阶段。
原核生物蛋白质生物合成起始阶段由mRNA与核糖体小亚基先结合,之后fMet-tRNA fMet与核糖体小亚基结合,最后结合了mRNA、fMet-tRNA fMet的小亚基再与核糖体大亚基结合共同组装成翻译起始复合物,需要IF-1、2和3参与。
真核生物翻译起始与原核生物相似,区别在于核糖体小亚基先结合Met-tRNAi Met,再结合mRNA。
原核生物肽链延长过程经进位、成肽、转位三个步骤不断反复,使肽链从N端到C端不断延长。
当核糖体A位上出现终止密码时,原核生物由RF-1、2和3,真核生物由eRF识别并与之结合,肽链合成终止。
翻译后加工是使新生多肽链经加工后转变为具有天然构象的功能蛋白质。
翻译后修饰包括多肽链折叠、一级结构和空间结构的修饰等。
蛋白质的靶向输送使合成的蛋白质前体定向输送到相应细胞部位发挥作用。
在真核细胞胞液合成的分泌型蛋白、溶酶体蛋白、内质网蛋白、线粒体蛋白、质膜蛋白和细胞核蛋白等前体肽链中特有的信号序列引导蛋白通过不同机制而被靶向输送。
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
生化-第12章-蛋白质的生物合成(20150512)
2.方向性(direction) 起始密码子总是位于编码区5′-末端, 而终止密码子位于3′-末端,每个密码子的 三个核苷酸也是按照5′→3′方向阅读,不能 倒读。
5′ 读码方向 3′
N
肽链延伸方向
C
3.简并性(degeneracy) 遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸 仅有一个密码子外,其余氨基酸均有2
参与核糖体循环的起始因子
原核生物蛋白质合成起始阶段
• • • • 起始三元复合物的形成; mRNA在小亚基定位结合; 起始氨基酰-tRNA定位在P位; 起始复合物的形成。
1.起始三元复合物的形成
2.mRNA在小亚基定位结合
SD序列(Shine-Dalgarno sequence) : 在mRNA起始密码子的上游8~13个核苷酸处有一 段4~9个核苷酸组成的富含嘌呤核苷酸的序列,以 AGGA为核心,它可与核糖体小亚基中的16S rRNA 3′-端富含嘧啶的序列(UCCU)互补。
二、肽链合成的起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA与核蛋白体共 同构成起始复合物 。这一过程需要起始因子 (IF)、GTP和镁离子参与。 起始氨基酰-tRNA的表示方法:tRNAiMet
真核生物: Met-tRNAiMet
原核生物: fMet-tRNAifMet
甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰
原核生物中的起始因子有3种: IF1直接结合到小亚基A位,阻止tRNA过早与A 位结合; IF2具有GTP酶活性,催化fMet-tRNAifMet结合 至小亚基,并阻止其它负载tRNA与小亚基结合。 IF3结合于小亚基E位,阻止小亚基与大亚基的 结合,并促进fMet-tRNAifMet结合至核糖体的P位。
NH2 A1 A2A3A4……Anp……………….Amp…………….Aup……………COOH
生物化学第十二章-蛋白质的生物合成
第十二章蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成体系:生物体内的各种蛋白质都是生物体利用约20种氨基酸为原料自行合成的。
蛋白质的生物合成过程,就是将DNA传递给mRNA的遗传信息,再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程,这一过程被称为翻译(translation)。
参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系,该体系包括:1.mRNA:作为指导蛋白质生物合成的模板。
mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体,代表一个氨基酸的信息,此三联体就称为密码。
共有64种不同的密码。
遗传密码具有以下特点:①连续性;②简并性;③通用性;④方向性;⑤摆动性;⑥起始密码:AUG;终止密码:UAA、UAG、UGA。
2.tRNA:在氨基酸tRNA合成酶催化下,特定的tRNA可与相应的氨基酸结合,生成氨基酰tRNA,从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。
tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体,可以识别mRNA上相应的密码,此三联体就称为反密码。
反密码对密码的识别,通常也是根据碱基互补原则,即A—U,G—C配对。
但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对,并不严格遵循碱基互补原则,这种配对称为不稳定配对。
能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA称为起动tRNA。
在原核生物中,起动tRNA是tRNAfmet;而在真核生物中,起动tRNA是tRNAmet。
3.rRNA和核蛋白体:原核生物中的核蛋白体大小为70S,可分为30S小亚基和50S大亚基。
真核生物中的核蛋白体大小为80S,也分为40S小亚基和60S大亚基。
核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能:⑴小亚基:可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。
⑵大亚基:①具有两个不同的tRNA结合点。
A位——受位或氨酰基位,可与新进入的氨基酰tRNA 结合;P位——给位或肽酰基位,可与延伸中的肽酰基tRNA结合。
②具有转肽酶活性。
在蛋白质生物合成过程中,常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上,同时进行翻译。
2019第12章蛋白质生物合成
一、折叠为天然构象
一级结构决定空间构象 新生肽链N-端一出现,折叠即开始。 大多数蛋白质折叠需要其他酶和蛋白质辅助。
目录
1. 分子伴侣:识别非天然构象、促进正确折叠 (1) 热休克蛋白(heat shock protein, HSP) 促进多肽折叠为天然构象。 热休克蛋白包括HSP70(DnaK)、HSP40(DnaJ)
能源为ATP和GTP; 离子有Mg2+、K+ 等。
目录
内容
一、蛋白质生物合成体系 二、氨基酸的活化 三、合成过程 四、翻译后修饰和靶向输送 五、干扰与抑制
目录
总反应
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰- tRNA
ATP
AMP+PPi
目录
目录
氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都 有高度特异性。
延长因子为eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2
释放因子为eRF
内容
一、蛋白质生物合成体系 二、氨基酸的活化 三、合成过程 四、翻译后修饰和靶向输送 五、干扰与抑制
目录
翻译后修饰(posttranslational modification)。 一级结构修饰、空间结构修饰、折叠为天
然构象等。 蛋白质的靶向输送(protein targeting)。
目录
起始
1.核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
目录
2.mRNA在小亚基定位结合
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
目录
5'
AUG
IF-1
3'
IF-3
mRNA起始AUG上游有富嘌呤序列
蛋白质的生物合成课件.ppt
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
12-蛋白质的生物合成-12
蛋白质的生物合成过程
蛋白质生物合成是一个复杂而重要的生命活动,它在细胞中有粗细的 结构基础,进行得十分迅速有效,是依靠分子水平上的严密组织和准确 控制进行的。 蛋白质合成不仅要有合成的场所,而且还必须有mRNA、tRNA、 20种氨基酸原料和一些蛋白质因子及酶。Mg、K+离子等参与,并由 ATP、GTP提供能量,合成中mRNA是编码2合成蛋白质的模板,tRNA 是识别密码子,转运相应氨基酸的工具。核糖体则是蛋白质的装配机, 它不仅组织了mRNA和rRNA的相互识别,将遗传密码翻译成蛋白质的 氨基酸顺序,并且控制了多肽链的形成,下面看看真核细胞中蛋白质合 成的主要步骤,是怎样在细胞内超微结构水平上进行的。
任何生物的核糖体都是由大、小两个亚基组成。1968年 已在体外对大肠杆菌小亚基进行了自我装配研究,加入 16s rRNA和21种蛋白质,即可形成有天然活性的30s小亚 基。
原核(70S) : 55种蛋白质 50S(大亚基) 23S,5S RNAS+ 34种蛋白质 30S(小亚基) 16S RNA + 21种蛋白质 真核(80S) : 78种蛋白质 60S(大亚基) 28S,5.8S,5SRNA+ 45种蛋白质 40S(小亚基) 33种蛋白质,+ 18SRNA
tRNA tRNA是氨基酸的运载工具 tRNA在蛋白质生物合成过程中起关键作用。mRNA 推带的遗传信息被翻译成蛋白质一级结构,但是mRNA分 子与氨基酸分子之间并无直接的对应关系。这就需要经过 第三者“介绍”,而tRNA分子就充当这个角色。
tRNA分子中富含稀有 碱基和修饰碱基,tRNA分 子3'端均为CCA序列,氨 基酸分子通过共价键与A结 合,此处的结构也叫氨基 酸臂。每种氨基酸都有2-6 种各自特异的tRNA,它们 之间的特异性是靠氨基酰 tRNA合成酶来识别的。
蛋白质的生物合成医学课件
蛋白质生物合成的过程包括起始、延长、终止和翻译后修饰四个阶段。
起始阶段:核糖体与mRNA、tRNA结合形成翻译起始复合物,然后通过一系列构象变化形成翻译延长复合物。
延长阶段:核糖体沿着mRNA移动,通过进位、成肽、转位等步骤循环进行,最终合成完整的多肽链。
终止阶段:当核糖体移动到mRNA的终止密码子时,多肽链合成停止,核糖体释放出多肽链并从mRNA上脱落。
恶性肿瘤
蛋白质生物合成异常与神经退行性疾病如帕金森病、阿尔茨海默病等的发生发展密切相关。
神经退行性疾病
抗生素和抗病毒药物
抗肿瘤药物
神经保护药物
蛋白质生物合成与药物发现及开发
蛋白质生物合成是分子生物学研究的核心内容之一,其研究方法如基因克隆、RNA干扰等技术为医学研究提供了重要手段。
蛋白质生物合成的研究方法在医学中的应用
DNA转录遵循中心法则,即遗传信息从DNA传递给RNA,再由RNA传递给蛋白质,最终表达为特定的生物学功能。
DNA转录的机制
DNA双链在转录开始前需要解旋,解旋后的单链DNA才能作为模板进行转录。
解旋
转录的启动需要一个起始序列,称为启动子,它与RNA聚合酶结合,启动转录过程。
启动
RNA聚合酶沿着DNA模板链向前移动,逐个将核苷酸添加到新生RNA链的3'端,直到遇到终止信号为止。
延伸
当RNA聚合酶遇到终止序列时,转录停止,新生RNA链从DNA模板链上释放出来。
终止
DNA转录的调节
DNA上的某些特定序列可以与调节蛋白结合,影响RNA聚合酶的结合和转录效率。
顺式作用元件
反式作用因子
代谢调节
细胞信号调节
某些调节蛋白可以与RNA聚合酶直接结合,影响其活性或招募其他调节蛋白参与转录过程。
第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)
密码专一性由头2个碱基决定,三中读二;生物学意义:减少突变的有害效应。
不同生物对密码子具有偏爱性。
3)摆动性:翻译过程氨基酸的正确加入,需靠mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互以碱基配对辨认。
大小亚基共同组成核糖体。
核蛋白体蛋白(rps,rpl)种类繁多,其中有些就是参与蛋白质合成的酶和各种因子,靠这些蛋白质、rRNA,还有mRNA、 tRNA等特异性的、准确的相互配合,使氨基酸按mRNA上的遗传密码指引依次聚合为肽链。
原核生物转录过程电镜下看到的羽毛状模型,在长短不一的尚未转录完成的mRNA上,已附着了若干个核蛋白体。
(二) 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
密码子AUG可编码甲硫氨酸,同时作为起始密码。
氨基酰-tRNA书写规则:Arg-tRNAarg;AA—tRNAaa;
原核生物:起始密码(AUG、GUG、UUG)——编码甲酰蛋氨酸fMet、tRNAfMet,
fMet—tRNAifMet;
真核生物:起始密码Met、Met-tRNAiMet;延长过程: Met、Met-tRNAeMet
一、肽链合成起始 (熟悉)
翻译起始是把带有甲硫氨酸的起始tRNA连同mRNA结合到核蛋白体上,生成翻译起始复合物(translational inition complex)。此过程需多种起始因子参加。原核生物与真核生物所需的起始因子不相同,氨基酰-tRNA、mRNA结合到核蛋白体上的步骤,大致上是一样的。
第二节 蛋白质生物合成过程
RNA的碱基序列是从5’-端自左至右书写至3’端,对应肽链的氨基酸序列从 N-端自左至右书写至 C端。翻译过程从读码框架的5’-AUG……开始,按mRNA模板三联体的顺序延长肽链,直至终止密码出现。终止密码前一位三联体,翻译出肽链 C—端氨基酸。翻译过程也可分起始、延长、终止阶段来描述。氨基酰-tRNA的合成,是伴随着起始、延长阶段不断地进行和配合着的。此外,蛋白质合成后,还需要加工修饰。
第十二章 蛋白质的生物合成x
原核生物的多顺反子
5 PPP 3
蛋白质
真核生物的单顺反子
5 mG - PPP 3
蛋白质
非编码序列 核糖体结合位点 编码序列 起始密码子 终止密码子
mRNA上存在遗传密码 mRNA分子上从5至3方向,由AUG开
摆动性(wobble) 转运氨基酸的tRNA的反密码需要 通过碱基互补与mRNA上的遗传密码
反向配对结合,但反密码与密码间不
严格遵守常见的碱基配对规律,称为 摆动配对。
密码子、反密码子配对的摆动现象
二、核糖体是多肽链合成的装置
原核生物核糖体
真核生物核糖体
核 蛋 白 体 的 组 成
原核生物翻译过程中核糖体结构模式
IF-3
IF-1
IF-3
IF-1
2. mRNA在小亚基定位结合
5'
IF-3
A U G IF-1
3'
3. 起始氨基酰tRNA( 小亚基
fMet fMet-tRNAi
)结合到
IF-2 GTP
5'
IF-3
A U G IF-1
3'
4. 核糖体大亚基结合,起始复合物形成
IF-2
GTP
IF-2
GDP+ Pi
翻译的终止(termination )
一、肽链合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别
与核糖体结合而形成翻译起始复合物
原核生物翻译起始复合物形成
►
► ►
核糖体大小亚基分离;
mRNA在小亚基定位结合; 起始氨基酰-tRNA( fMet-tRNAifMet ) 的结合;
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3. 适配器:tRNA
4. 装配机:核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子:氨基酰-tRNA合成酶、 转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质:ATP、GTP 7. 无机离子:Mg2+、 K+
二、遗传密码及其特点
密码子(codon)
在mRNA的开放阅读框架区,以每3个相邻的
一、 氨基酸活化形成氨基酰-tRNA
反应过程
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 ATP AMP+PPi
氨基酰- tRNA
氨基酰-tRNA合成酶
结构 氨基酰-tRNA合成酶有3个结合位点: tRNA 结合位点、氨基酸结合位点、ATP结合位点
特性
氨基酰-tRNA合成酶对2个底物氨基酸和tRNA 都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。
反应过程
(1)氨基酸的活化 (2)肽链的生物合成 (3)肽链形成后的加工和靶向输送
生物学意义
(1)维持多种生命活动 (2)适应环境的变化 (3)参与组织的更新和修复
第一节
蛋白质生物合成体系
Protein Biosynthesis System
一、蛋白质生物合成体系
1. 基本原料:20种编码氨基酸
而呈现毒性,如白喉毒素是真核细胞蛋白质
合成的抑制剂,它作为一种修饰酶,可使
eEF-2 发生 ADP糖基化共价修饰,生成 eEF-2
释放因子为eRF
参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
种类
起始因子 IF-1
生物学功能
占据A位防止结合其他tRNA
IF-2
IF-3 延长因子
促进起始tRNA与小亚基结合
促进大小亚基分离,提高P位对结合起始tRNA的 敏感性
EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合并分解GTP EF-Ts 调节亚基 EF-G 有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移 至P位,促进tRNA卸载与释放
(五)质膜蛋白质的靶向输送由囊泡转移到细胞膜
(六)线粒体蛋白质以其前体形式在胞液合成后靶向输入线 粒体 (七)细胞核蛋白质在胞液中合成后经核孔靶向输送入核
第五节
蛋白质生物合成的干扰和抑制
InteProtein Biosynthesis
一、许多抗生素通过抑制蛋白质 生物合成发挥作用
质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑 (mRNA editing)。
3. 简并性(degenerate)
一种氨基酸可具有 2个或2个以上的密码 子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并 性。 除色氨酸和甲硫氨酸仅有 1 个密码子外, 其余氨基酸有 2、 3、 4个或多至 6个三联体为 其编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称 为简并性密码子,也称同义密码子 。
•影响转位的抗生素
常用抗生素抑制蛋白质生物合成的原理与应用
抗生素 伊短菌素 作用位点 原核、真核核蛋白体 小亚基 作用原理 阻碍翻译起始复合物的形成 抑制氨基酰-tRNA与小亚基 结合 改变构象引起读码错误、抑 制起始 抑制转肽酶、阻断肽链延长 使肽酰基转移到它的氨基上 后脱落 抑制转肽酶、阻断肽链延长 抑制EF-G、阻止转位 阻止转位 应用 抗肿瘤药 抗菌药 抗菌药 抗菌药 抗肿瘤药 医学研究 抗菌药 抗菌药
C
2. 连续性(non-punctuated)
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读,密码子及密码子的各碱基之间 既无间隔也无交叉。
5’…….A U G G C A G U A C A U …… U A A 3’
Met Ala Val His 终止密码
基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发
所编码的氨基酸。
原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别
原核生物 mRNA 真核生物 一条mRNA编码几种蛋白质(多顺反子) 一条mRNA编码一种蛋白质(单顺反子) 转录后很少加工 转录、翻译和mRNA的降解可同时发生 转录后进行首尾修饰及剪接 mRNA在核内合成,加工后进入胞液,再 作为模板指导翻译
核蛋白体 30S小亚基+50S大亚基 ↔ 70S核蛋白体
起始阶段 起始氨基酰-tRNA为fMet-tRNAfMet
40S小亚基+60S大亚基 ↔ 80S核蛋白体
起始氨基酰-tRNA为Met-tRNAiMet
核蛋白体小亚基先与mRNA结合,再与 fMet-tRNAfMet结合
mRNA中的S-D序列与16S rRNA 3-端的 一段序列结合 有3种IF参与起始复合物的形成
4. 通用性(universal)
从简单的病毒到高等的人类,几乎使用 同一套遗传密码,因此,遗传密码表中的这 套“通用密码”基本上适用于生物界的所有 物种,具有通用性。
密码的通用性进一步证明各种生物进化 自同一祖先。
5. 摆动性(wobble) 反密码子与密码子之间的配对有时并不
严格遵守常见的碱基配对规律,这种现象称 为摆动配对(wobble base pairing)。
核苷酸为一组,代表一种氨基酸(或其他信息),这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 起始密码子和终止密码子: 起始密码子(initiation codon):AUG 终止密码子(termination codon) :UAA、UAG、UGA
遗传密码的特点
方向性(directional)
连续性(non-punctuated)
核蛋白体小亚基先与Met-tRNAiMet结合, 再与mRNA结合
mRNA中的帽子结构与帽子结合蛋白复合 物结合 有至少10种eIF参与起始复合物的形成
延长阶段 延长因子为EF-Tu、EF-Ts和EF-G
终止阶段 释放因子为RF-1、RF-2和RF-3
延长因子为eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2
二、真核生物起始氨基酰-tRNA是 Met-tRNAiMet
真核生物
起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAMet
原核生物
起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA:Met-tRNAMet
tRNA反密码子 第1位碱基
mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G
A
C
U, C, A
A, G
U, C
U
G
摆 动 配 对
3 2
1
U
1 2 3
第二节
氨基酸的活化
Activation of Amino Acids
氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的
过程称为氨基酸的活化。
参与氨基酸的活化的酶:氨基酰-tRNA合成酶。
一般认为,多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白 质折叠的信息,即一级结构是空间构象的基础。 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成, 而需要其他酶和蛋白质辅助。 1. 分子伴侣 2. 蛋白质二硫键异构酶
3. 肽-脯氨酰顺反异构酶
二、蛋白质一级结构修饰主要是 肽键水解和化学修饰
(一)肽链末端的修饰
eIF-4E
eIF-4G
eIF-4F复合物成分,结合mRNA 5´帽子
eIF-4F复合物成分,结合eIF-4E、eIF-3和PolyA 结合蛋白
延长因子
eIF-5 eIF-6 eIF1-α
eIF1-βγ eIF-2
促进各种起始因子从小亚基解离,进而结合大亚基 促进核蛋白体分离成大小亚基
促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分解GTP,相当于EF-Tu 调节亚基,相当于EF-Ts 有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位,促进 tRNA卸载与释放,相当于EF-G 识别所有终止密码子,具有原核生物各类RF的功能
简并性(degenerate)
通用性(universal)
摆动性(wobble)
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。
5′
读码方向
3′
N
肽链延伸方向
第三节
肽链的生物合成过程
The Biosynthesis Process of Peptide Chain
肽链的生物合成过程是翻译的中心环节。 翻译时,从 mRNA 的起始密码子 AUG 开始,
按5ˊ→3ˊ方向逐一读码,直至终止密码子。
合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始,从 N- 端
→ C- 端延长,直至终止密码子前一位密码子
释放因子
eRF
第四节
蛋白质翻译后修饰和靶向输送
Posttranslational Modification and Targeting Transfer of Protein
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 修饰(posttranslational modification)。
翻译后修饰包括:
①多肽链折叠为天然的三维构象; ②对肽链一级结构的修饰、
③空间结构的修饰等。
翻译后修饰使得蛋白质组成更加多样化,从而使蛋白质结构上呈现 更大的复杂性。
蛋白质合成后被定向输送到其发挥作用的
靶位点的过程称为蛋白质的靶向输送
(protein targeting)。
一、多肽链折叠为天然构象的蛋白质
四环素、土霉素 原核核蛋白体小亚基 链霉素、新霉素、原核核蛋白体小亚基 巴龙霉素 氯霉素、林可霉 原核核蛋白体大亚基 素、红霉素 嘌呤霉素 放线菌酮 原核、真核核蛋白体 真核核蛋白体大亚基