4生物信息的传递(下)
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7
核糖体
小亚基 mRNA
P位 大亚基
A位
原核 真核
小亚基 30s 40s
大亚基 50s 60s
-----------------------------
合计: 70s 80s
8
tRNA：接合器
一种tRNA只能与一种氨基酸结合，一种氨基酸可与几种 tRNA结合。(tRNA数目>20)
结合位点为：3`端CCA-OH。
Step 2：转肽 大亚基的23S rRNA, 肽基转移酶, 形成肽键
Step 3：移位
mRNA与肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移动1个密码子的距离， 使肽基tRNA进入P位，而原在P位的tRNA离开核糖体
14
7. 终止
(1) 翻译到达终止密码子后，释放因子及GTP结合到核糖体的相应位 点，促使肽链与tRNA的连结断开
2. 核糖体解离
翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来 每一次翻译后，核糖体的大小亚基必须解离，以让新的翻
译起始复合物形成 核糖体解离需要起始因子（initiation factors，IF）的协助
12
3. mRNA与小亚基结合:
AUG上游8~13个碱基处存在SD序列能与小亚基中16S rRNA 3` 端序列互补。
(6) 新生肽链的折叠 (7) 亚单位聚合
24
新生肽链的折叠
折叠酶(foldase)或分子伴侣(molecular chaperone)
分子伴侣:是一个结构上互不相同的蛋白质 家族,可识别肽链的非天然构象,促进蛋白 质正确折叠。如热休克蛋白（heat shock protein,HSP)70与60。
(2) 接着释放因子和tRNA从核糖体解离 (3) 最后，核糖体与mRNA解离，核糖体大小亚基解离
15
16
多聚核糖体（polyribosome)
在一条mRNA链上常结合有多个核糖体，呈串珠状排 列，同时进行多肽链的合成。
每个独立的核糖体都能合成一条完整的多肽链，因此 从同一模板上同时能合成多条多肽链。可提高mRNA 的利用率和蛋白质生物合成的速度。
25
蛋白的定向转运机制
1.信号肽假说
(1)分泌蛋白 翻译-转运同步机制 (2)细胞器(叶绿体, 线粒体等) 翻译后转运机制 (3)膜蛋白(ER等) 两者兼有 (4)核定位 翻译后转运机制
2. 信号肽, 导肽, 核定位信号的特点
26
蛋白质的降解
细菌: Lon蛋白酶 真核: 泛素(ubiquitin) 降解
mRNA 5‘ 多肽 N
AUCGACCUGAGC 3′
4
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
42=16
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
43=64
20 (√)
UUUUUUUUUUUU
3‘
Phe-Phe-Phe-Phe
C
三联体密码（triplet code)
5
tRNA
反密码子碱基
I
UG
4、fmet-tRNA的结合：
fMet-tRNA进入小亚基的P位, 反密码子与mRNA起始密码子配对;
5、大亚基结合
13
6. 延伸
Step 1：进位 (注册) (1) 一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位 (2) 校对（proofreading）:如错误的氨酰 tRNA进入了A位 （反密码子与密码子不能很好配对），可进行校正.
AA-tRNA
四. 蛋白质前体的加工, 折叠
五. 蛋白的定向转运
六. 蛋白的降解
3
密码子的特点
遗传密码：三联体密码 遗传密码的特点：
连续性 有起始密码(AUG, (原核中也用GUG))和终止密码(UAA,UAG,UGA) 简并性 摆动性 通用性 偏好性
4
mRNA 5′ mRNA 5′ mRNA 5′
起始阶段 （1）在核内合成mRNA前体，加工并与多种蛋
白质结合成核蛋白颗粒，转入胞浆。起始时其 二级结构需要松解，并放出多余的蛋白质。 （2）Met-tRNAiMet （3） 起始复合物：40S-mRNA-Met-tRNAiMet （4）没有SD序列。5’cap 和3’ ployA参与形成翻 译起始复合物.
基酸与相应tRNA的结合 (氨基酸专一, tRNA有多个). 氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA +AMP +PPi 氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能，使误载的氨基酰-tRNA从tRNA
上释下，保证遗传信息翻译的准确性。
11
原核生物的蛋白翻译
1. tRNA装载
在氨酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）的作用下，使 氨基酸连接到tRNA 3’端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA (fmet-tRNA)
(1) 泛素, 76氨基酸; (2) 成熟蛋白N端第一个氨基酸严重影响蛋白的寿 命.(精氨酸,赖氨酸最不稳定, 2-3min) (3) 需要E1, E2, E3三个降解因子参与和ATP. (4) 泛素标记后, 运送到蛋白降解体系降解.
27
28
无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
29
21
起始密码子的寻找---扫描模型
扫描（scanning）
找到起始密码子后，再加上核糖体大亚基，就可 开始翻译 22
第一个AUG不一定是起始密码 与在其周围，往往有共同序列Kozak 序列
CCRCCAUGG (R,嘌呤=G/A) 还与高级结构有关
23
肽链的翻译后加工
（1）N末端的甲酰甲硫氨酸（原核）或甲硫氨酸（真核）的切除; （2）二硫键的形成 （3）修饰：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等 （4）多聚蛋白前体的切割, 切除新生肽链中非功能片段, 信号肽的处理. （5）蛋白质剪接：除去蛋白质内含子（intein）
mRNA 密码子碱基
A,C,U A,G C ,U
1. 密码子的第三位 / 反密码子的第一位; 2. G = U; 3. G X I; 4. I 只出现在反密码子上; 5. 书写规则 5’3’
密码子与反密码子配对的摆动现象
6
密码子: GCA, AUG, CGU 反密码子: GCA, AUG, CGU , I AC
生物信息的传递(下)
从mRNA到蛋白质
1
2
蛋白翻译通论
一.合成过程
1. 翻译的起始----2. 肽链的延伸----3. 肽链的终止及释放
二. 蛋白质生物合成体系
1、mRNA; 2、核糖体; 3、氨基酸; 4、 tRNA; 5、氨基酰tRNA 合成酶; 6.起始因子、延长因子和终止因子
三.氨基酸的活化与搬运
Ala-tRNAala;
起始tRNA fmet-tRNAfmet： (原核生物） Met-tRNAimet 起始tRNA (真核生物）
met-tRNAemet;携带延长中的肽链上的蛋氨酸(真核生物）
9
tRNA的二级结构 和三级结构
三叶草型 倒L型
10
氨基酰-tRNA合成酶
既能识别特定的氨基酸，又能识别转运该氨基酸的tRNA。 氨酰tRNA合成酶的专一性很高，共有20种，每一种只用于单一种氨
17
18
GTPase与翻译
IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需 要与GTP结合，并通过源自文库TP水解而发挥 作用
它们是G蛋白（G proteins），具有内在 的GTPase活性
19
Generalized G protein cycle
腺苷酸交换蛋白 GTAase激活蛋白
20
真核生物蛋白质合成的特点
核糖体
小亚基 mRNA
P位 大亚基
A位
原核 真核
小亚基 30s 40s
大亚基 50s 60s
-----------------------------
合计: 70s 80s
8
tRNA：接合器
一种tRNA只能与一种氨基酸结合，一种氨基酸可与几种 tRNA结合。(tRNA数目>20)
结合位点为：3`端CCA-OH。
Step 2：转肽 大亚基的23S rRNA, 肽基转移酶, 形成肽键
Step 3：移位
mRNA与肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移动1个密码子的距离， 使肽基tRNA进入P位，而原在P位的tRNA离开核糖体
14
7. 终止
(1) 翻译到达终止密码子后，释放因子及GTP结合到核糖体的相应位 点，促使肽链与tRNA的连结断开
2. 核糖体解离
翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来 每一次翻译后，核糖体的大小亚基必须解离，以让新的翻
译起始复合物形成 核糖体解离需要起始因子（initiation factors，IF）的协助
12
3. mRNA与小亚基结合:
AUG上游8~13个碱基处存在SD序列能与小亚基中16S rRNA 3` 端序列互补。
(6) 新生肽链的折叠 (7) 亚单位聚合
24
新生肽链的折叠
折叠酶(foldase)或分子伴侣(molecular chaperone)
分子伴侣:是一个结构上互不相同的蛋白质 家族,可识别肽链的非天然构象,促进蛋白 质正确折叠。如热休克蛋白（heat shock protein,HSP)70与60。
(2) 接着释放因子和tRNA从核糖体解离 (3) 最后，核糖体与mRNA解离，核糖体大小亚基解离
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多聚核糖体（polyribosome)
在一条mRNA链上常结合有多个核糖体，呈串珠状排 列，同时进行多肽链的合成。
每个独立的核糖体都能合成一条完整的多肽链，因此 从同一模板上同时能合成多条多肽链。可提高mRNA 的利用率和蛋白质生物合成的速度。
25
蛋白的定向转运机制
1.信号肽假说
(1)分泌蛋白 翻译-转运同步机制 (2)细胞器(叶绿体, 线粒体等) 翻译后转运机制 (3)膜蛋白(ER等) 两者兼有 (4)核定位 翻译后转运机制
2. 信号肽, 导肽, 核定位信号的特点
26
蛋白质的降解
细菌: Lon蛋白酶 真核: 泛素(ubiquitin) 降解
mRNA 5‘ 多肽 N
AUCGACCUGAGC 3′
4
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
42=16
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
43=64
20 (√)
UUUUUUUUUUUU
3‘
Phe-Phe-Phe-Phe
C
三联体密码（triplet code)
5
tRNA
反密码子碱基
I
UG
4、fmet-tRNA的结合：
fMet-tRNA进入小亚基的P位, 反密码子与mRNA起始密码子配对;
5、大亚基结合
13
6. 延伸
Step 1：进位 (注册) (1) 一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位 (2) 校对（proofreading）:如错误的氨酰 tRNA进入了A位 （反密码子与密码子不能很好配对），可进行校正.
AA-tRNA
四. 蛋白质前体的加工, 折叠
五. 蛋白的定向转运
六. 蛋白的降解
3
密码子的特点
遗传密码：三联体密码 遗传密码的特点：
连续性 有起始密码(AUG, (原核中也用GUG))和终止密码(UAA,UAG,UGA) 简并性 摆动性 通用性 偏好性
4
mRNA 5′ mRNA 5′ mRNA 5′
起始阶段 （1）在核内合成mRNA前体，加工并与多种蛋
白质结合成核蛋白颗粒，转入胞浆。起始时其 二级结构需要松解，并放出多余的蛋白质。 （2）Met-tRNAiMet （3） 起始复合物：40S-mRNA-Met-tRNAiMet （4）没有SD序列。5’cap 和3’ ployA参与形成翻 译起始复合物.
基酸与相应tRNA的结合 (氨基酸专一, tRNA有多个). 氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA +AMP +PPi 氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能，使误载的氨基酰-tRNA从tRNA
上释下，保证遗传信息翻译的准确性。
11
原核生物的蛋白翻译
1. tRNA装载
在氨酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）的作用下，使 氨基酸连接到tRNA 3’端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA (fmet-tRNA)
(1) 泛素, 76氨基酸; (2) 成熟蛋白N端第一个氨基酸严重影响蛋白的寿 命.(精氨酸,赖氨酸最不稳定, 2-3min) (3) 需要E1, E2, E3三个降解因子参与和ATP. (4) 泛素标记后, 运送到蛋白降解体系降解.
27
28
无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
29
21
起始密码子的寻找---扫描模型
扫描（scanning）
找到起始密码子后，再加上核糖体大亚基，就可 开始翻译 22
第一个AUG不一定是起始密码 与在其周围，往往有共同序列Kozak 序列
CCRCCAUGG (R,嘌呤=G/A) 还与高级结构有关
23
肽链的翻译后加工
（1）N末端的甲酰甲硫氨酸（原核）或甲硫氨酸（真核）的切除; （2）二硫键的形成 （3）修饰：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等 （4）多聚蛋白前体的切割, 切除新生肽链中非功能片段, 信号肽的处理. （5）蛋白质剪接：除去蛋白质内含子（intein）
mRNA 密码子碱基
A,C,U A,G C ,U
1. 密码子的第三位 / 反密码子的第一位; 2. G = U; 3. G X I; 4. I 只出现在反密码子上; 5. 书写规则 5’3’
密码子与反密码子配对的摆动现象
6
密码子: GCA, AUG, CGU 反密码子: GCA, AUG, CGU , I AC
生物信息的传递(下)
从mRNA到蛋白质
1
2
蛋白翻译通论
一.合成过程
1. 翻译的起始----2. 肽链的延伸----3. 肽链的终止及释放
二. 蛋白质生物合成体系
1、mRNA; 2、核糖体; 3、氨基酸; 4、 tRNA; 5、氨基酰tRNA 合成酶; 6.起始因子、延长因子和终止因子
三.氨基酸的活化与搬运
Ala-tRNAala;
起始tRNA fmet-tRNAfmet： (原核生物） Met-tRNAimet 起始tRNA (真核生物）
met-tRNAemet;携带延长中的肽链上的蛋氨酸(真核生物）
9
tRNA的二级结构 和三级结构
三叶草型 倒L型
10
氨基酰-tRNA合成酶
既能识别特定的氨基酸，又能识别转运该氨基酸的tRNA。 氨酰tRNA合成酶的专一性很高，共有20种，每一种只用于单一种氨
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GTPase与翻译
IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需 要与GTP结合，并通过源自文库TP水解而发挥 作用
它们是G蛋白（G proteins），具有内在 的GTPase活性
19
Generalized G protein cycle
腺苷酸交换蛋白 GTAase激活蛋白
20
真核生物蛋白质合成的特点