分子生物学 第五章 翻译

图 15－ 5 氨 基 酰 合 成 酶 的 动 力 学 校 正
NH2 RCH
CO AM P
腺苷化
NH2 RCH
CO AM P
结 合 tR N A
校对：氨基酰－腺苷被水解
NH2 RCH
CO AM P
负 载 tR N A
NH2 RCH
CO
错误的 氨基酸
NH2
RCH
AM P
COOH
校 对 ： 氨 基 酰 － tR N A 被 水 解
和氨基酸位点
螺旋结合区 子结合区
形成
核苷酸折叠或反向 平行的β-折叠
α-螺旋或 β-折叠桶
Ⅰ类酶
Ⅱ类酶
图15-2氨基酰tRNA合成酶含有3－4个不同的功能区 (仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997，Fig9.8)
二．氨酰tRNA 合成酶的鉴别功能
动力学校对（Kinetic profreading） 化学校对 （Chemical proofreading）
起始反应的成分 IF -2
3 0 S -m R N A 复 合 体
IF -1 IF -3 核 糖 体
30S
IF -2
GTP FM et
fM et
fM et
IF -1 IF -2 IF -3
G D P Pi
起始反应的产物
70S核 糖 体
图 15- 原 核 生 物 翻 译 起 始 复 合 体 的 装 配
大家好
第五章 蛋白质的合成，转运和加工
第一节 氨基酰-tRNA的形成及核糖体的作 用 位点
一. 氨基酰tRNA分子的形成 氨基酸的活化
活化： aa + ATP + E* 氨基酰-AMP-E + PPi 转移： 氨基酰-AMP-E + tRNA aa - tRNA+AMP +E
催化功能区：ATP tRNA受体双 tRNA反密码 寡聚物的
(二) 核糖体结合位点也含有一个信号起始密 码子（initiation codon）－AUG。
起始和延伸Met-tRNAs的区别
⑴两种tRNA本身有差别； ⑵氨基酸的状态不同。
Formyl Met
AA AC AC AA CA GC
A A A
A
Met A C C A GC GC
G
A CAU
A* CAU
O
NH C C
R3
D eform ylase
A m ino group
H C
H
A O R2
NHC C
C
NHC
H
CH2
O
S
CH3
O
NH C C
R3
A m inopeptidase
R2 A m ino acid
A O R2
CN H C
C
NHC
H
CH2
O
O
NH C C
R3
图 15- 在 细 菌 中 新 生 肽 首 位 的 M et 被 切 除
错误的 氨基酸
NH2
RCH
AM P
COOH
正确的 氨基酸
NH2
RCH
AM P
CO
氨 基 酰 tR N A 15－ 氨 基 酰 合 成 酶 的 化 学 校 正
三 核糖体的作用位点
⑴A位点（或称 acceptor site）可以进入 氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA)。
⑵ P位点(或称供位，donor site) 是被肽基 酰-tRNA(peptidyl-tRNA)所占据。
NH2 RCH
正 确 tR N A 结合快 解离慢
CO AM P
NH2 RCH
CO
AM P
不 正 确 tR N A 结合慢 解离快
NH2 RCH
CO
AM P
正 确 tR N A 触发 酶构 象改变
NH2 RCH
CO
AM P
迅速产生 氨 酰 tR N A
NH2 RCH
CO
NH2 RCH
CO
酶的构象未 发生改变 氨酰化进行 缓慢
(3)E位点(Exit site) 脱酰tRNA(deacylatedtRNA)短暂地占据。
第二节 肽链的合成
一.在细菌中翻译的起始
⑴IF-3是30S亚基与mRNA起始位点的特 异结合所必须的。
⑵IF-2是特异地和起始tRNA结合并把它 带到起始复合体中。
⑶IF-1仅作为完整的起始复合物的一部分,与30S亚 基结合。它结合在A位能阻止氨酰tRNA的进入。它 的定位还阻止30S和50S的结合。
2. 起始复合物的形成
(1) IF-3和核糖体30S rRNA结合 使16S RNA和mRNA的S-D顺序结合
a.使30S 保持游离 b.形成起始复合体 I (2) IF-2 + GTP + 氨酰甲硫氨酸 中间复合体。
(3) 50S+30S 复合体III，释放IF-1,IF-2。
起 始 tR N A
IF1 9
15% 循 环 因 子 ？
二. 起始tRNA的特点
翻译时的第一个密码子是怎样被识别的呢？
(一)小亚基上16SrRNA3′端的六核苷酸(3′UCCUCC-5′ ） 和 Shine-Dalgarno 顺 序 （ 5′AAACAGGAGG-3′ ） 互 补 ， 相 互 结 合 ， 使 下游的AUG起始密码子定位在P位上。
PA 图15- 翻译起始时的进位反应
原核生物翻译起始因子
表 15-2 E.coli蛋 白 质 合 成 起 始 所 需 的 三 种 起 始 因 子
因 子质量因 子 /核功 能
（ KDa）糖 体
IF3 23
25% 亚 基 解 离 与 mRNA的 结 合
IF2 97.3 ?
起 始 tRNA的 结 合 与 GTP水 解
Only fMet –tRNAf enters partial P site on 30S subunit bound to mRNA
fMet
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱAUG NNN
PA
50S subunit
fMet aa
Only aa-tRNA enters A site on complet 70S ribosome
AUG NNN
图 15- 起 始 tRN Af-M et 和 延 伸 tRN Am-M et 的 差 异
fMet-tRNA与Met-tRNA有什么不同？
⑴ Met-tRNAmMet在受体臂末端的一对碱 基是GC，在fMet-tRNAfMet是CA，C可以 和起始因子IF-2结合。
⑵tRNAfMet在反密码子环的茎上有3对GC,若发生突变将会阻止其进入P位点。
⑶ tRNAfMet 的 反 密 码 子 环 上 的 是 A ， tRNAmMet是烷基化腺嘌呤。
tRNAfMet TψC环端是A，tRNAmMet的相应 位置是G，作用不清。
Term inus
Form yl group
structure
A O R2 H
CNHC C
O
C
NHC
H
CH2
O
S
CH3