蛋白质的生物合成——翻译
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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
生物的蛋白质合成与翻译
生物的蛋白质合成与翻译蛋白质是生物体内最重要的有机物之一，在细胞的生命活动中发挥着重要的作用。
蛋白质的合成过程包括两个主要的步骤：转录和翻译。
本文将详细介绍生物的蛋白质合成与翻译的过程，以及相关的调控机制。
一、蛋白质合成的转录蛋白质合成的第一步是转录，即将DNA上的遗传信息转录成RNA分子。
转录是在细胞核内进行的，通过RNA聚合酶与DNA模板链结合，合成mRNA（信使RNA）。
转录过程分为启动、延伸和终止三个阶段。
1. 启动转录的启动是由转录因子与启动子序列的结合引发的。
转录因子与DNA结合后，使RNA聚合酶定位于启动子上，准备进行下一步的延伸。
2. 延伸转录的延伸阶段是RNA聚合酶在DNA模板链上进行链合反应的过程。
RNA聚合酶依据DNA模板链的碱基序列合成互补的mRNA链，其中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（U）相互配对，鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）相互配对。
3. 终止转录的终止是在到达终止序列时，mRNA链与DNA模板链解离，同时RNA聚合酶释放出来，完成对该段DNA的转录。
二、蛋白质合成的翻译翻译是指将mRNA上的遗传信息转化为蛋白质的过程，主要发生在细胞的核糖体中。
翻译过程涉及到mRNA、tRNA、核糖体等多个因素的参与。
1. 起始子翻译的起始子是由mRNA上的AUG密码子（编码蛋氨酸）和特定的起始tRNA（Met-tRNA）一起组成的。
起始tRNA含有特定的氨基酸蛋氨酸（Met）。
2. 终止子翻译的终止子是由mRNA上的终止密码子（UAA、UAG、UGA）组成。
不同的终止密码子会引发终止蛋白合成的信号。
3. tRNA的识别与配对tRNA通过其上的抗密码子与mRNA上的密码子进行识别与配对，从而将适当的氨基酸带入核糖体上。
4. 多肽链的延伸核糖体上的rRNA会将适当的tRNA带入核糖体的A位（接纳位），tRNA与mRNA上的密码子进行互补配对。
核糖体上的rRNA还具有脱氨酶活性，使tRNA上的氨基酸与并入的氨基酸发生肽键连接。
生物化学第14章翻译
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 ＋ 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
20/56
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
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
20/56
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
蛋白质的生物合成(翻译)
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体等。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同 一祖先。
16
4. 方向性(direction)： 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿 5’→3’方向进行。
17
5. 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上的遗传密码反平行配对结合，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。
4
一、mRNA模板及遗传密码
mRNA是翻译的直接模板
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) 。 真核 mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子 (single cistron) 。
47
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小 亚基拆离，为新一轮合成作准备。
IF-3
IF-1
48
2. mRNA在小亚基的精确定位结合：
5' IF-3
AUG
3' IF-1
49
S-D序列
原核mRNA的起始部位由一段富含嘌呤的特殊
核苷酸顺序组成，称为S-D序列（核蛋白体结合
39
五、延长因子（EF）
与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为 延长因子（elongation factor，EF）。 原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS， EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。 EF的作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的 受体，并可促进移位过程。
40
蛋白质的生物合成(翻译)
新生多肽链需要酶和其他蛋白质辅助，经过 折叠、修饰等加工才能转变为天然构象的功能蛋 白质。 1. 分子伴侣
(1)热休克蛋白(HSP): HSP70、HSP40和GreE族
(2)伴侣素(chaperonins): GroEL和GroES家族
2. 蛋白二硫键异构酶 (PDI)
3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (PPI)
(二) 抗生素对蛋白质合成的影响
1.抗生素类是微生 物产生的能够杀灭 或抑制细菌的一类 药物。
抑制蛋白质生物合成的原理
抗生素 四环素族（金霉素 新霉素、土霉素） 链霉素、卡那霉素、 新霉素 氯霉素、林可霉素 红霉素 梭链孢酸 放线菌酮 嘌呤霉素 作用点 原核核蛋白 体小亚基 原核核蛋白 体小亚基 原核核蛋白 体大亚基 原核核蛋白 体大亚基 原核核蛋白 体大亚基 真核核蛋白 体大亚基 真核、原核 核蛋白体 作用原理 应用 抑制氨基酰-tRNA与小亚基 抗菌药 结合 改变构象引起读码错误、抑 抗菌药 制起始 抑制转肽酶、阻断延长 抗菌药 抑制转肽酶、妨碍转位 与EFG-GTP结合，抑制肽 链延长 抑制转肽酶、阻断延长 氨基酰-tRNA类似物，进位 后引起未成熟肽链脱落 抗菌药 抗菌药 医学研究 抗肿瘤药
5'
UAG
3'
二、真核生物翻译过程
(一)起始
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 起始氨基酰-tRNA结合； 3. mRNA在核糖体小亚基就位； 4. 核糖体大亚基结合。
原核先 就位，后 结合；真核 先结合， 后就位
(二) 延长
与原核生物相比，真核生物肽链延长过程有 不同的反应体系和延长因子。真核细胞核糖体没 有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。
2
4 2 3
Thr
(1)热休克蛋白(HSP): HSP70、HSP40和GreE族
(2)伴侣素(chaperonins): GroEL和GroES家族
2. 蛋白二硫键异构酶 (PDI)
3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (PPI)
(二) 抗生素对蛋白质合成的影响
1.抗生素类是微生 物产生的能够杀灭 或抑制细菌的一类 药物。
抑制蛋白质生物合成的原理
抗生素 四环素族（金霉素 新霉素、土霉素） 链霉素、卡那霉素、 新霉素 氯霉素、林可霉素 红霉素 梭链孢酸 放线菌酮 嘌呤霉素 作用点 原核核蛋白 体小亚基 原核核蛋白 体小亚基 原核核蛋白 体大亚基 原核核蛋白 体大亚基 原核核蛋白 体大亚基 真核核蛋白 体大亚基 真核、原核 核蛋白体 作用原理 应用 抑制氨基酰-tRNA与小亚基 抗菌药 结合 改变构象引起读码错误、抑 抗菌药 制起始 抑制转肽酶、阻断延长 抗菌药 抑制转肽酶、妨碍转位 与EFG-GTP结合，抑制肽 链延长 抑制转肽酶、阻断延长 氨基酰-tRNA类似物，进位 后引起未成熟肽链脱落 抗菌药 抗菌药 医学研究 抗肿瘤药
5'
UAG
3'
二、真核生物翻译过程
(一)起始
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 起始氨基酰-tRNA结合； 3. mRNA在核糖体小亚基就位； 4. 核糖体大亚基结合。
原核先 就位，后 结合；真核 先结合， 后就位
(二) 延长
与原核生物相比，真核生物肽链延长过程有 不同的反应体系和延长因子。真核细胞核糖体没 有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。
2
4 2 3
Thr
蛋白质的生物合成-翻译
3´
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
① 半衰期短 ② 许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在 ③ AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列的
保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。
精选ppt课件
12
SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物 1.位于起始密码上游约10个核苷酸处， 2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG） 3.能和原核生物核糖体小亚基的16s rRNA相 应 互补。
Hale Waihona Puke 精选ppt课件33
5.70s起始复合物形成
IF3脱落 50S大亚基结合 GTP GDP+Pi IF2、IF1脱落
70s起始复合物组成
大小亚基 mRNA fmet-tRNAimet （结合于核糖体的P位<肽位>）
精选ppt课件
34
核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
mRNA在小亚基定位结合
精选ppt课件
5
遗 传 密 码 表
2. 遗传密码的基本特点
密码子是近于完全通用(universal)的。 密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。 密码的简并性(degeneracy) ：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现
象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。 密码子的摆动性(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。 64组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码 任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
① 半衰期短 ② 许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在 ③ AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列的
保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。
精选ppt课件
12
SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物 1.位于起始密码上游约10个核苷酸处， 2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG） 3.能和原核生物核糖体小亚基的16s rRNA相 应 互补。
Hale Waihona Puke 精选ppt课件33
5.70s起始复合物形成
IF3脱落 50S大亚基结合 GTP GDP+Pi IF2、IF1脱落
70s起始复合物组成
大小亚基 mRNA fmet-tRNAimet （结合于核糖体的P位<肽位>）
精选ppt课件
34
核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
mRNA在小亚基定位结合
精选ppt课件
5
遗 传 密 码 表
2. 遗传密码的基本特点
密码子是近于完全通用(universal)的。 密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。 密码的简并性(degeneracy) ：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现
象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。 密码子的摆动性(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。 64组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码 任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。
蛋白质的生物合成-翻译
tRNA的功能
1）识别mRNA链上的密码子 2）携带活化的氨基酸到生长肽链的正确位臵， 起转移氨基酸作用。
氨基酸在合成蛋白质之前必须通过AA-tRNA合成 酶活化，在消耗ATP的情况下结合到tRNA上， 生成有蛋白质合成活性的AA-tRNA。
该实验说明什么问题
将 [14C]-Cys-tRNACys，经Ni催化生成[14C]Ala-tRNACys，再把[14C]-Ala-tRNACys加进含血 红蛋白mRNA的兔网织细胞核糖体的蛋白质合成 系统中，结果发现[14C]-Ala-tRNACys插入了血 红蛋白分子通常由半胱氨酸占据的位臵上
核糖体的功能
小亚基：结合mRNA及tRNA反密码区段 功能 大亚基：结合tRNA其它区段 A位——氨酰tRNA 进入部位
核糖体的活性中心
P位——与正在延伸的肽酰 tRNA结合部位
蛋白质合成的过程
核糖体有三个tRNA结合位点 即将到来的氨酰-tRNA结合在A位
肽酰-tRNA结合在P位
2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序列。 3.能和原核生物16s rRNA相应的富含嘧啶序列 互补。
起始密码
SD序列
Initiation codon
30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始位点的性质 ，而IF3能协助该亚基完成这种选择。研究发现，30S亚基通 过其16S rRNA的3’末端与mRNA5’端起始密码子上游碱基配对结 合。Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物mRNA上都有一 个5’-AGGAGGU-3’序列，这个富含嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末端的富含嘧啶区序列5’-GAUCACCUCCUUA-3’相互补。
1.核糖体的组成
第11章 蛋白质的生物合成-翻译
(二) tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板上
Phe 5„ 3„
与多肽合成有关的位点：
3„端-CCA氨基酸接受位点 识别氨酰-tRNA合成酶位点 识别核糖体的位点 反密码子 (与密码子碱基互补)
12 3
书3 2 1
tRNA的L形三级结构
酵母和大肠杆菌 tRNA的三级结构都呈L 形折叠式。这种结构是 靠氢键来维持的，tRNA 的三级结构与AA- tRNA 合成酶的识别有关。
E 位点 肽酰基转移 酶 EF-Tu 结合 位点 EF-G 结合 位点 L7/L12
结合脱酰 tRNA 将肽链转移到氨基 酰-tRNA上 氨基酰-tRNA 的进 入 移位
GTP 酶需要
L7、L12
核糖体分子中至少可 容纳两个tRNA和约 40bp长的mRNA。
真核生物细胞中发现 的多聚核糖体现象。
肽链的终止及释放
核糖体从mRNA上 解离，准备新一 轮合成反应。
二、蛋白质合成的分子基础
翻译（蛋白质的生物合成）:
以氨基酸为原料 以mRNA为模板 以tRNA为运载工具 以核糖体为合成场所 需Mg2+和适当缓冲体系 起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与 合成后加工成为有活性蛋白质
2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序列。 3.能和原核生物16s rRNA相应的富含嘧啶序列 互补。
起始密码
SD序列
Initiation codon
30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始位点的性质 ，而IF3能协助该亚基完成这种选择。研究发现，30S亚基通 过其16S rRNA的3’末端与mRNA5’端起始密码子上游碱基配对结 合。Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物mRNA上都有一 个5’-AGGAGGU-3’序列，这个富含嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末端的富含嘧啶区序列5’-GAUCACCUCCUUA-3’相互补。
分子生物学课件第七章 蛋白质的生物合成-翻译
2020/10/28
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2020/10/28
39
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
P位：肽酰位 (peptidyl site)
A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
E位：排出位 (exit site)
2020/10/28
40
蛋白质生物合成体系
mRNA、tRNA、rRNA n 氨基酸
大多数简并性表现在密码子的第三个核苷酸上，即 第一、二个核苷酸确定后，第三个核苷酸可变。
色氨酸
意义： 简并密码子越多，生物遗传的稳定性越大，
氨基酸出现频率越高
2020/10/28
18
（3）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。
氨基酰-tRNA + AMP +PPi
2020/10/28
31
（2）氨基酰tRNA合成酶(amino acyl-tRNA synthetase，AARS)
存在于胞液中，催化一个特定的aa结合到相应的 tRNA分子上。
每种氨基酰tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨 基酸的数种tRNA具有高度特异性，保证tRNA能够 携带正确的氨基酸对号入座。
UUU，UUG，UGU，GUU， GGG，GGU，GUG，UGG。 • U和G随机加入到三联体中，这样按比例各个位置 上进入U和G的概率不同，如氨基酸测定结果：
2020/10/28
7
• 如UUU：UGG＝（555）:（511）
＝ 25 ： 1
• 同理UUU：UUG ＝5 ：1，
• 根据检测结果推测:
生物化学：蛋白质的生物合成(翻译)
目录
（三）tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生 物合成的适配器
tRNA的作用 运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带， 一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合 在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能；
充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了 所携带的氨基酸能准确地在 mRNA 上对号入座。
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis， Translation
蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 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 。（分子语言的转换）
第一节
参与蛋白质生物合成的物质
一、参与蛋白质生物合成的物质及特点
密码也称遗传密码子(genetic coden)。 4种核苷酸则可构建64（43）个密码子
•编码20种氨基酸：61个密码子 起始密码—AUG（甲硫氨酸） •无意义密码子:终止密码—UAA，UAG，UGA
遗 传பைடு நூலகம்密 码 表
目录
遗传密码的特点
1. 通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到 人类都通用。 • 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体。 • 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同 一祖先。
4. 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，其余氨基酸有2～6个密码子。
20
61
目录
5. 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。
蛋白质的生物合成基因信息传递
起始复合物的形成过程
（1）核糖体大小亚基分离
（2） mRNA在小亚基定位结合
S-D序列：原核生物mRNA 5’端起始密码
子的上游有一段富含嘌呤的
特殊序列，可被核糖体小亚基
IF-1 IF-3
16S rRNA 3’端（富含嘧啶） 序列辨认结合
5'
AUG
3
IF-1
IF-3
（3） 起始氨基酰tRNA( fMettRNAiMet )结合到小亚基
小结：蛋白质生物合成的体系
» 原料：20种氨基酸 » 模板：mRNA » 场所：核糖体（核蛋白体） » 氨基酸的“搬运工具”：tRNA » 酶与蛋白质因子： EF、IF、RF等因子 » 能量：ATP、GTP » 无机离子：Mg2+ ,K+
第二节 蛋白质生物合成的过程
蛋白质生物合成的过程——翻译
IF-2 GTP
（4） 核糖体大亚基结合， 起始复合物形成
5' IF-3
AUG
IF-1
3' IF-2 GGDTPPPi
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
起始复合物的组装的全过程
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
2. 肽链的延长
» 指根据mRNA密码序列的指导，按次序添加氨 基酸，从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的 过程
信号肽的一级结构
第四节
蛋白质生物合成的干扰和抑制
» 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶 点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系 某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用 的。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
9
精选课件ppt
真核生物mRNA的特点
真核生物没有S-D序列， 靠帽子结构识别核糖体 真核生物的起始密码位 于Kozak序列 （CCACCAUGG）中， 增加翻译起始的效率
10
精选课件ppt
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
11
精选课件ppt
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
31
精选课件ppt
进 位
成肽
转 位
32
精选课件ppt
三、肽链合成终止 （Termination）
1. 终止密码的辨认及肽链从 肽酰-tRNA水解出。
2. mRNA从核蛋白体中分 离及大小亚基的拆开
3. 终止过程需释放因子 (RF）。
33
精选课件ppt
释放因子(release factor, RF)：与肽链合成 终止相关的蛋白因子
等是由小泡介导的 49
精选课件ppt
6
精选课件ppt
7
精选课件ppt
阅读框架(reading frames)
开放阅读框(open reading frame, ORF): 从起始密码AUG 到终止密码处的正确可阅读序列
8
精选课件ppt
原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点
原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF
1. 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识 别UAA、UGA
2. 诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到-OH上，使 肽链从核蛋白体上释放。
动物医学《基础生物化学-蛋白质的生物合成-翻译》课件
SD序列与核糖体小亚基中16S rRNA的3’ 端互补结合有利于30S起始复合物的形成。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。
SD 序列
A purine-rich Shine-Dalgarno sequence and a AUG codon marks the start site of polypeptide synthesis on bacterial mRNA molecules.
AMP ＋ E
氨基酰-tRNA表示方法：Ser-tRNASer
tRNA与酶结合的模型
tRNA
ATP 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA合成酶的特点
氨基酰-tRNA合成酶具有高度特异性， 能够专一识别底物氨基酸和tRNA，保 证了翻译的准确无误。
催化氨基酰-tRNA脱酰基，具有校正活 化过程中可能发生的错误 。
第三步：核糖体大亚基结 合，起始复合物形成
30S复合物释放IF3后，与大亚基结合; IF2结合的GTP被水解，IF1、IF2均脱离。 50S大亚基与30S小亚基、模板mRNA以及
起始fMet-tRNAfMet构成起始复合体。
E
IF-1 IF-1
E
真核细胞的合成起始
起始氨基酸是Met，由特殊的tRNA携带 为Met-tRNAi
P位
A位
二肽酰-tRNA
(fMet成为N末端)
A位
A位成肽后，P位留下空载tRNA
③ 移位
无负荷的tRNA由E位点释放； 肽酰tRNA从A位移到P位； EF-G有转位酶活性，可结合并水解 1
分子GTP，促进核糖体向mRNA的3' 侧移动。
进 位
转肽 移 位
4. 肽链合成的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA的 5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由N端向 着C端不断延长，直至mRNA上出现终止密码，就没有 氨基酰-tRNA再进入A位点，肽链的合成终止。