第12章蛋白质生物合成

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第十三蛋白质的生物合成

第十三蛋白质的生物合成
酸,这就是遗传密码。相邻的三个核苷酸称为密码 子(codon)。
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。

大学生物化学课件蛋白质的生物合成

大学生物化学课件蛋白质的生物合成
是细胞中一类保守蛋白质,可识别肽链的非天 然构象,促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白(heat shock protein, HSP ):
属于应激反应性蛋白,高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site (P Site)
E位
Aminoacyl site (A Site)
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子: • (1)起始因子 • 原核生物 IF; 真核生物 eIF • (2)延长因子 • 原核生物 EF; 真核生物 eEF • (3)释放因子 • 原核生物 RF; 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始,按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链,直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段:
起始(initiation)
延长(elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始(Initiation)
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间: 新生肽链N端在核蛋白体上一出现,肽链的折叠
即开始,折叠在肽链合成中、合成后完成。
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、蛋白质辅助 :

分子伴侣

蛋白二硫键异构酶

肽-脯氨酰顺反异构酶
1.分子伴侣*(molecular chaperon)
需要:
转位酶(原核生物中是EFG,真核生物中是eEF-2), GTP 结果:

2022年医学院生化课知识点汇总-12章 蛋白质的生物合成

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

生物化学(简单清晰)第12章 翻译
IF-1:占据A位防止结合其他tRNA。
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)

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

动物生物化学课件:蛋白质的生物合成

动物生物化学课件:蛋白质的生物合成
第十二章
蛋白质的生物合成
将mRNA分子中 4 种核苷酸序列 编码的遗传信息,通过遗传密码破译的 方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基 酸的排列顺序过程,称为蛋白质的生物 合成或翻译。
参与蛋白质生物合成的物质 蛋白质生物合成的过程
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
参与蛋白质合成的物质
• 原料:20种氨基酸 • 模板:mRNA • 运载体:tRNA • 场所:核蛋白体(rRNA与蛋白质构成) • 蛋白质因子:
生物功能
占据A位防止结合其他tRNA 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 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基促进大、小亚基分离 eIF-4F复合物成分,有解螺旋酶活性,促进mRNA 结合小亚基 结合mRNA,促进mRNA扫描定位起始tRNA eIF-4F复合物成分,结合mRNA5`-帽子 eIF-4F复合物成分,结合eIF-4E和PAB
➢ tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码 子相识别,按照mRNA链上的密码子所决定的氨 基酸顺序将所带氨基酸转运到核糖体的特定部位。
一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为 运载工具。通常把携带相同氨基酸而反密 码子不同的一组tRNA称为同功tRNA.
氨基酰tRNA----氨基酸的活化形式。 表示为: tRNAPhe
对应同一种氨基酸的不同密码子,称 为同义密码子。同义密码子使用频率不同.
在蛋白质中出现频率越多的氨基酸, 其密码子的数量越多。
4.密码子使用频率不同
• 在蛋白质合成时,对简并密码子的使用频率是 不同的。
• 如UUU和UUC都为苯丙氨酸编码,但在高表 达的蛋白质中使用UUC的频率明显高于UUU。
5. 密码子与反密码子配对的不严格性

分子生物学 蛋白质的生物合成

分子生物学  蛋白质的生物合成

▪ SD序列后到AUG起始密码间的序列
mRNA序列上紧接S-D序列后的小核苷酸 序 列 ( 可 被 核 蛋 白 体 小 亚 基 蛋 白 rpS-1 识 别并结合。
3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet )结合到小亚基
IF-2 GTP
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
4.核蛋白体大亚基结合,起始复合物形成
过程。 由核酸四种碱基组成的语言翻译成蛋白质
由20种氨基酸组成的语言
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
IF-2 GGDTPPPi
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
起始复合物形成过程
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
▪ AUG:起始密码:有SD序列 延伸密码:无SD序列
(二)延长
▪ 指在mRNA模板的指导下,氨基酸依次 进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。
➢ 肽链延长在核蛋白体上连续循环式进行,又 称为核蛋白体循环(ribosomal cycle),包 括以下三步:
遗 传 密 码 表
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。

蛋白质的生物合成PPT课件

蛋白质的生物合成PPT课件

第一步
氨PPi

E-AMP

的 氨酰腺苷酸
活 第二步
AMP
E化
AA
E
tRNA
AA
E
AA
E
tRNA
AA
3-氨酰-tRNA
tRNA
E
活化反应方程式:
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPI
氨酰AMP-酶
氨酰tRNA + AMP + 酶
tRNA
一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键
氨酰- tRNA合成酶特点 专一性:对氨基酸有极高的专一性,每种
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律,揭示遗传的分 子基础,不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生 命现象有了更深刻的认识,而且以这方面的理论和技术为基 础发展了基因工程,给人类的生产和生活带来了深刻的革命 。
遗 DNA




mRNA


核糖体


tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
tRNA的功能
(一)被特定的氨酰- tRNA合成酶识别, 使tRNA接受正确的活化氨基酸。
(二)识别mRNA链上的密码子。
(三)在蛋白质合成过程中,tRNA起着 连结生长的多肽链与核糖体的作用。
(一)、接受正确的活化氨基酸
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPi
氨酰AMP-酶
tRNA
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别,从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH

第十二章生物化学试题

第十二章生物化学试题

第十二章蛋白质的生物合成(翻译)【测试题】一、名词解释1.翻译2.密码子3.反密码子4.密码的摆动性5.核蛋白体循环6.移码突变7.信号肽8.SD序列9.翻译后加工10.多核蛋白体11.密码的简并性12.起始者tRNA13.干扰素14.抗生素15.转肽酶16.转位酶17.核蛋白体的A位18.核蛋白体的P位19.蛋白质的靶向输送20.SRP二、填空题21.在蛋白质生物合成中,mRNA起____作用,tRNA起____作用,由rRNA与蛋白质组成的核蛋白体起____.22.合成蛋白质的原料是____ ,有____种。

23.密码子有____个,其中编码氨基酸的密码子有____个,起始密码子是____,终止密码子是____、____、____。

24.密码子的阅读方向是____,多肽链合成的方向是____。

25.翻译的延长包括____、____和____三个连续的步骤。

26.原核生物和真核生物翻译起始复合物生成区别在于第二步,原核生物先生成____,真核生物先生成____。

27.翻译延长的注册也称进位,是指____进入____位。

28.转肽酶位于核蛋白体的____上,该酶催化____键的形成,另外还有____酶活性。

29.密码子为AUG,与其对应的反密码子是5′____3′。

30.蛋白质生物合成终止需要____因子和____因子,能辨认终止密码,促使肽链从核蛋白体上释放下来的是____ 因子,能把mRNA从核蛋白体上释放出来的是____因子。

31.信号肽结构的N-端是____ 区,中部是____区,C-端是____区。

32.肽链的延长包括____、____和____,其中____和____各消耗1分子GTP。

33.氨基酸活化需要____酶催化,使氨基酸的____ 基与____之间以____键相连,产物是____。

此反应消耗____个高能磷酸键。

34.密码子的第____位碱基与反密码子的第____位碱基常出现不稳定配对,称____配对。

12-蛋白质的生物合成-12

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(共74张PPT)

蛋白质的生物合成(共74张PPT)
3)校正tRNA
tRNASu3+Tyr反密码子为CUA,能识别变异 产生的终止密码子UAG。
三、氨酰-tRNA合成酶
❖ 氨基酸在掺入肽链前,必须活化生成氨酰tRNA,获得足够的能量。
❖ 活化反应由各种氨酰-tRNA合成酶(AARS) 催化。
A.氨酰-tRNA
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
❖ 包括:氨酰-tRNA与核糖体结合,转肽 与肽键形成和转位三个步骤。
肽链合成的延长因子
(一) 进位
Tu GTsTP
Tu GDP
Ts
GTP
5'
AUG
3'
目录
Ts 移走GDP,并与Tu 结合生成Tu-Ts复合体, 然后GTP替换Ts,生 成有活性的Tu-GTP
Poly(U) Poly(C) Poly(A) Poly(G)
poly(Phe) peptide
无细胞抽取物
poly(Pro) peptide poly(Lys) peptide poly(Gly) peptide
•核糖体 •各种tRNA •氨基酸 •AARS
•ATP, GTP
+ mRNA = 蛋白质
氨基酰- tRNA
ATP
AMP+PPi
B. 氨酰-tRNA合成酶特点
a、专一性:
•对氨基酸有极高的专一性,每种氨基酸都有专 一的酶,只作用于L-氨基酸,不作用于D-氨基酸。
•对tRNA具有极高专一性:一种AARS只能识别装
载同一种氨基酸的一组同工受体(tRNA分子)
b、校对作用:
• AARS具有底物结合位点(包括tRNA、氨 基酸和ATP结合位点)和水解位点。
5'

生物化学第12章 核酸代谢与蛋白质的生物合成

生物化学第12章 核酸代谢与蛋白质的生物合成

课外练习题一、名词解释1、嘌呤核苷酸的从头合成途径;2、嘧啶核苷酸的补救合成途径;3、半保留复制;4、冈崎片段;5、逆转录;6、复制;7、转录;8、外显子;9、内含子;10、翻译;11、反密码子;12、密码的简并性。

二、符号辨识1、IMP;2、PRPP;3、SSB;4、cDNA;三、填空1、核苷酸的合成包括()和()两条途径。

2、脱氧核苷酸是由()还原而来。

3、DNA的复制方向是从()端到()端展开。

4、体内DNA复制主要使用()作为引物,而在体外进行PCR扩增时使用人工合成的()作为引物。

5、DNA损伤可分为()损伤和()损伤两种类型,造成DNA损伤的因素有()因素和()因素。

6、基因转录的方向是从()端到()端。

7、第一个被转录的核苷酸一般是()核苷酸。

8、蛋白质的生物合成是以()作为模板,以()作为运输氨基酸的工具,以()作为合成的场所。

9、细胞内多肽链合成的方向是从()端到()端,而阅读mRNA的方向是从()端到()端。

10、某一tRNA的反密码子是GGC,它可识别的密码子为()和()。

11、原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是()。

12、DNA拓补异构酶()能够切开DNA的1条链,而DNA拓补异构酶()能同时切开DNA的2条链。

13、大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是()。

14、从IMP合成GMP需要消耗(),而从IMP合成AMP需要消耗()作为能源物质。

15、在大多数DNA修复中,牵涉到四步序列反应,它们的次序是()、()、()和()。

四、判别正误1、嘌呤核苷酸是从磷酸核糖焦磷酸开始合成的。

()2、核苷酸生物合成中的甲基一碳单位供体是S-腺苷蛋氨酸。

()3、所有核酸的复制过程中,新链的形成都必须遵循碱基配对的原则。

()4、所有核酸合成时,新链的延长方向都是从5`→3`。

()5、生物体中遗传信息的流动方向只能由DNA→ RNA,决不能由RNA→DNA。

()6、DNA复制时,先导链是连续合成,而后随链是不连续合成的。

第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)

第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)
2) 简并性: 除色氨酸、蛋氨酸外均有2-3个或4-6个密码。其三联体上1,2位碱基相同,而第三位上碱基则不同。
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。

生物化学蛋白质的生物合成

生物化学蛋白质的生物合成

的作用
伴侣素的主要作用—— 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。
伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
(二)蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase, PDI) 在内质网腔活性很高,可在较大区 段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正 确二硫键连接,最终使蛋白质形成热力 学最稳定的天然构象。
第一步:活化反应 氨基酸 +ATP+E → 氨基酰-AMP-E + PPi
第二步:转移反应
氨基酰-AMP-E + tRNA

氨基酰-tRNA + AMP + E
氨基酰-tRNA的表示方法
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer Met-tRNAMet 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
真核生物: Met-tRNAiMet
每增加一个氨基酸就按 进位→成肽→转 位 这三步不断重复,直到肽链增长到必要的长 度。
移位反应过程
核糖体循环的反应过程
进 位
转肽 移 位
三、蛋白质多肽链合成的终止和释放
蛋白质多肽链合成的终止过程
• 核糖体沿mRNA链滑动,不断使多肽链延长,
直到终止信号进入A位。
识别:RF识别终止密码,进入核糖体的A位。 水解:RF使转肽酶变为酯酶,多肽链与tRNA之间的 酯 键被水解,多肽链释放。 脱离:模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体脱离 ,
四、蛋白质合成所需的能量
原核生物
氨基酸活化:2个~P
起始: 延长: 1个 2个 GTP GTP
ATP
终止:
1个
GTP
结论:每合成一个肽键至少消耗4个~P。
蛋白质生物合成的特点

第蛋白质的生物合成(共23张PPT)

第蛋白质的生物合成(共23张PPT)
在一条mRNA链上可结合多个核糖体,各自独立进 行多肽的合成,能提高mRNA的翻译效率。
6 多肽链的加工
1)N-端甲酰基及多余氨基酸的切除 按蛋白质合成机理,蛋白质N-端氨基酸应是甲酰蛋 氨酸(原核)或蛋氨酸(真核),但事实上并非如此。这是由 于脱甲酰酶除去了N-端的甲酰基,氨肽酶切除了N-端 一或几个多余氨基酸。此过程常在肽链延伸约有40个
氨基酸左右就开始了。
2)蛋白质内部某些氨基酸的修饰
被修饰的部位通常是丝氨酸或苏氨酸铡链上 的羟基;天冬氨酸、谷氨酸铡链上的羧基;天冬 酰胺铡链上的酰胺基;精氨酸、赖氨酸上的氨基; 半胱氨酸上的巯基等。修饰作用是在专一性的酶 催化下进行的。
3)切除非必需肽段 有些酶、激素等要经过此加工过程。如胃蛋白酶、 胰蛋白酶等,初合成的是没有活性的酶原,在一定条 件下除去一段肽才能转变为有活性的酶。如胰岛素, 初产物为前胰岛素原,经切除N-端信号肽变为胰岛素 原,再切除C肽成为有活性的胰岛素。
在结构上类似于遗传信息传递中的某些底物的物质可用于治疗肿瘤,如6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶等碱基类似物可抑制DNA的复制。
此过程常在肽链延伸约有40个氨基酸左右就开始了。
tRNA合成酶的催化下先生成氨酰-AMP 逆转录病毒以RNA基因组合成cDNA时以tRNA为引物;
有些酶、激素等要经过此加工过程。
,再将活化的氨
2 核糖体
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所,在蛋白质生 物合成过程中,将tRNA、mRNA及多种酶和蛋白质因 子的作用协调起来。核糖体由rRNA和蛋白质组成,有 大小两个亚基。
核糖体的功能:①识 别mRNA上的起始点,②使 mRNA 上 的 密 码 子 与 tRNA
上的反密码子配对,③合成肽 键。
核糖体的种类、结构和组分

生物化学蛋白质生物合成

生物化学蛋白质生物合成
目录
(二)蛋白质因子
起始因子( 起始因子(initiation factor,IF) , ) 延长因子( 延长因子(elongation factor,EF) , ) 释放因子( 释放因子(release factor,RF) , )
目录
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 IF-2 IF-3 延长因子 生物学功能 占据A位防止结合其他 占据 位防止结合其他tRNA 位防止结合其他 促进起始tRNA与小亚基结合 与小亚基结合 促进起始 促进大小亚基分离,提高 位对结合起始 位对结合起始tRNA的 促进大小亚基分离,提高P位对结合起始 的 敏感性
特异识别UAA、UAG,诱导转肽酶转变为酯酶 、 特异识别 , 特异识别UAA、UGA,诱导转肽酶转变为酯酶 、 特异识别 , 可与核蛋白体其他部位结合, 酶活性, 可与核蛋白体其他部位结合,有GTP酶活性,能 酶活性 介导RF-1及RF-2与核蛋白体的相互作用 介导 及 与核蛋白体的相互作用
目录
参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
目录
不同细胞核蛋白体的组成
原核生物 核蛋白 体 S值 值 rRNA 蛋白质 70S 小亚基 30S 16S-rRNA rpS 21种 种 大亚基 50S 23S-rRNA 5S-rRNA rpL 36种 种 核蛋白 体 80S 真核生物 小亚基 40S 18S-rRNA rpS 33种 种 大亚基 60S 28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA rpL 49种 种
第12章 章
蛋白质的生物合成 翻译) (翻译)
(遗传密码的特性;起始和终止密码; 遗传密码的特性;起始和终止密码; 蛋白质合成的干扰) 蛋白质合成的干扰)

第十二章 蛋白质的生物合成(11采用)

第十二章 蛋白质的生物合成(11采用)

延长因子(elongation factor,EF) 释放因子(release factor,RF)
延长因子
IF-3 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 EF-G 调节亚基 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 特异识别UAA、UAG,诱导转肽酶转变为酯酶 特异识别UAA、UGA,诱导转肽酶转变为酯酶 可与核蛋白体其他部位结合,有 GTP酶活性,能介导 RF-1及RF-2与核蛋白体的相互作用
是蛋白质生物合成的直接模板
mRNA种类多,大小不一,半衰期短 占RNA总量1%-2%
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
AAA …
3
蛋白质 非编码序列 编码序列 核蛋白体结合位点 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开始,每
简并性(degeneracy)
通用性(universality)
摆动性(wobble)
(一)方向性
翻译时遗传密码的本身及阅读方向是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
C
(二)连续性
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码 从5’ 3’连续阅读,密码间既无间断也无交叉。
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
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质量是制造出来的,而不是靠检验出 来的。1 3:05:18 13:05:1 813:05 Wednes day, September 23, 2020
不懂莫逞能事故不上门。20.9.2320.9.2 313:05: 1813:0 5:18Sep tember 23, 2020
消防安全是关系社会稳定、经济发展 的大事 。2020 年9月23 日下午 1时5分 20.9.23 20.9.23
三联体密码(密码子) 怎样知道密码子与氨基酸间的关系? 1.人工合成的多核苷酸 2.核糖体结合技术 3.共聚多核苷酸
遗传密码
利用酶法或化学法合成有特定序列的均聚核苷酸、共聚 核苷酸及核糖体技术等方法,仅用4年时间于1966年完 全弄清20种天然氨基酸的60多种密码子。
64个密码子中有61种是氨基酸的密码,每种氨基酸有1-6 种密码,其中AUG不仅是Met的密码,也是起始密码。 UAA、UAG、UGA是终止密码。
内部审核定期做,系统维持不会错。 下午1时 5分18 秒下午1 时5分1 3:05:18 20.9.23
来料检验照标准,交期品质必然稳。2 0.9.232 0.9.231 3:0513: 05:181 3:05:18 Sep-20
多肽合成不是从5, -末端的第一个核苷酸开始,而是位 于5 , -末端第25个核苷酸残基开始。
SD序列:起始密码子上游约10个核苷酸处通常有一段 富含嘌呤的序列称为SD序列。由Shine-Dalgaino首先发 现,它可与小亚基16SrRNA3‘-末端的序列互补,使 mRNA与小亚基结合。
4、遗传密码的特性
三、转移RNA的功能
天然蛋白质的20种氨基酸都有自己特定的tRNA,一般 一种氨基酸常有数种tRNA,所以tRNA的种类可达数 十种。它们在ATP提供能量和酶的作用下,可分别与 特定的氨基酸结合。实验表明t RNA必须具备倒“L” 型的三级结构才具有携带氨基酰的功能。
tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的位点至少有4个: 3,-端CCA上的氨基酸接受位点 识别氨酰tRNA合成酶的位点 核糖体识别位点
质量创造生活,庇护生命,维系生存 。2020 年9月23 日星期 三下午 1时5分 18秒13 :05:182 0.9.23
立安思危,创优求存。2020年9月下午 1时5分 20.9.23 13:05S eptember 23, 2020
用对自我的永远不满意,来换取顾客 的永远 满意。2 020年9 月23日 星期三 1时5分 18秒13 :05:182 3 September 2020
上的P位,A位空着准备接受下一个氨酰tRNA。
2)肽链的延长
延长因子:EF-Tu、EF-Ts、EF-G 能量:GTP 延长方式:进位、转肽、移位
3)肽链合成的终止和释放
终止包含: (1)在mRNA上识别终止密码 (2)水解所合成肽链与tRNA 间的酯键而释
放出新的蛋白质。 终止密码子为:UAA、UAG、UGA 终止辅助因子:R1、 R2、 R3 。
核糖体的组成
核糖体由大小不同的两个亚基组成。
大肠杆菌 (70S)
50S 30S
23SrRNA 5SrRNA 34种蛋白质
16 SrRNA 21种蛋白质
真核细胞 60S (80S)
40S
28SrRNA、5.8SrRNA、5SrRNA 大约50种蛋白质 18 SrRNA
33种蛋白质
3.核糖体的功能
参与多肽链的启动、延长、终止和“移动”含 有遗传信息的模板mRNA。
核糖体上有三个t RNA结合位点: 肽酰结合位:P位,主要位于小亚基上 氨酰接受位:A位,主要位于大亚基上 出口部位:E位。 大小亚基接合成为起始复合物时接合面有一相
当大的空隙,空隙内有一个结合mRNA的位 点。在50S亚基上还有一个GTP水解的位点。
反密码子位点
四、蛋白质生物合成的分子机制
蛋白质的生物合成过程大致分为5个阶段: 氨基酸的激活;肽链合成的起动;肽链的延长;
肽链合成的终止和释放;肽链的折叠和加工处理。 1.氨基酸的激活 2.在核糖体上合成多肽--核糖体循环: 3.肽链合成后的加工处理 4.蛋白质合成所需的能量。
2.在核糖体上合成多肽--核糖 体循环
绿叶底下防虫害,平静之中防隐患。2 232 0.9.23 Wednesd ay, September 23, 2020
脆弱的生命需要安全的呵护。13:05:18 13:05:1 813:05 9/23/2 020 1:05:18 PM
安全来于警惕,事故出于麻痹。20.9.2 313:05: 1813:0 5Sep-20 23-Sep -20
1)肽链合成的起始:需要30S亚基、mRNA、N-甲
酰甲硫氨酸- IF3 )、GTP
tRNA
、起始因子(IF1、
IF2

起始复合物的形成:3步
(1)形成30S·mRNA·IF1·IF3复合体 (tR2)N形A·成IF320更S·大m的RN复A合·物IF。1·IF3与GTP及fMet (3)与50S大亚基结合后, fMet- tRNA进入核糖体
无逗号 不重叠 简并性 摆动性 通用性 防错系统
二、核糖体
1.核糖体是蛋白质合成的部位 2.核糖体的组成和结构 (1)原核细胞:直径:18nm,重量:2.8×106;S:
70s ,含有60-65%rRNA和30-35%蛋白质;存在方式: 自由存在或与mRNA缔合;数量:15000个或更多。 (2)真核细胞:直径:20-22nm,重量:4.0×106, S: 77-80s,含有55%左右的rRNA和45%蛋白质;存在方 式:自由存在或与粗面内质网结合;数量: 106- 107 个。 当多个核糖体与mRNA缔合时称为多聚核糖体。
第十二章 蛋白质生物合成
DNA—>mRNA —>蛋白质 翻译:以mRNA为模板合成蛋白质的过程称
为翻译。 蛋白质的合成非常复杂 蛋白质合成的速度非常惊人 蛋白质的合成要消耗大量的能量
一、遗传密码
遗传密码:mRNA中核苷酸排列序列与蛋白质中 氨基酸排列序列的关系。
mRNA中的4种核苷酸,氨基酸有20种,核苷酸怎 样的组合才能满足20种氨基酸的要求?
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