蛋白质合成与加工(翻译)-课件PPT(演讲义示稿)
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《蛋白质合成后加工》PPT课件
现以哺乳动物的胰岛素为例说明这种分泌过程。胰岛素由 51个氨基酸残基组成，但胰岛素mRNA的翻译产和在兔网织红细 胞无细胞翻译体系中为86个氨基酸残基，称为胰岛素原，在麦 胚无细胞翻译系统中为110个氨基酸残基组成的前胰岛素原， 后来证明，在前胰岛素原的N末端有一段富含疏水氨基酸的肽 段做为信号肽，使前胰岛素原能穿越内质网膜进入内质网内腔， 在内腔壁上信号肽被水解。所以在哺乳动物细胞内，当多肽链 合成完成时，前胰岛素原已成为胰岛素原。然后胰岛素原被运 到高尔基复合体，切去C肽成为成熟的胰岛素，最终排出胞外。 像真核细胞的前清蛋白，免疫球白轻链，催乳素等都有相似的 分必方式 。
切除 连接
图2-1 蛋白质自我剪接
1994年，Perler等将蛋白质自我剪接中被切除的肽段命名 为蛋白内含肽（intein），也称蛋白内含子或内蛋白子，将位 于蛋白内含肽两侧、切除部位再连接形成的产生蛋白称为蛋白 外显肽（estein），又称蛋白外显子或外蛋白子。
蛋白内含肽的基因不是单独的开放阅读框，它插入在蛋白 外显肽的基因中，和内含子的区别在于它可以和蛋白外显肽的 基因一起表达，而不是在mRNA阶段被切除。
某些蛋白氨基端有一段15～30个氨基酸残基的顺序，这段顺 序称信号肽，与蛋白质传送到特定的细胞器、膜，或分泌出细胞 外有关。信号肽在运送过程中通常由专一的酶催化而水解除去。
2.氨基酸残基的修饰 (1)甲基化修饰
某些蛋白质中的赖氨酸残基需要甲基化，某些谷氨酸残基 的羧基也要甲基化，以除去负电荷。 (2)羧化修饰
2.真核生物蛋白质分泌
真核生物不但有细胞核、细胞质和细胞膜，而且还有许多膜 性结构的细胞器，在细胞须内合成的蛋白质怎样的到达细胞的不 同部位呢？了解比较清楚的是分泌性蛋白质的转运。
蛋白质的生物合成翻译3(共51张PPT)
AGGA或GAGG（Shine-Dalgarno顺序）互补。正是由这样的
配对将AUG（或GUG，UUG）密码子带到核糖体的起始位置 上 。 fMet-tRNA 与小亚基上的A位点结合。
2. 70S起始复合物的形成
30S起始复合物一旦完全形成后，IF3即释放出来。50S大亚 基参加进来，并引起GTP水解和释放其它两个起始因子，最后
ATP与GTP提供。
蛋白质的生物合成过程主要包括：合成的起始；肽链的延伸；合 成的终止与多肽链释放。
一、氨基酸的激活与氨酰基-tRNA的合成
1. 氨基酸的激活与氨酰基-tRNA的合成过程
氨基酸不能直接与模板相结合，必须首先与相应的tRNA结合， 形成氨酰基‐tRNA。这一过程就是氨基酸的激活。
将氨基酸接合于tRNA以形成氨酰基‐tRNA的激活反应是在氨酰 基‐tRNA合成酶的催化作用下进行的，需要ATP提供能量 。这个反 应是不可逆转的 。
2. 真核生物mRNA为单顺反子；原核生物mRNA为多顺反子。
3. 原核生物的mRNA的5’-端有SD序列。许多真核mRNA的AUG上游 存在Kozak（CCACC）序列。
4. 真核生物的成熟mRNA需要从细胞核中进入细胞质，才能参与蛋 白质的翻译；而原核生物的转录与翻译偶联在一起。
（二）遗传密码
Together with models in the corresponding orientation. The complete 70S ribosome has an asymmetric construction. The partition between the head and body of the small subunit is aligned with the notch of the large subunit, so that the platform of the small subunit fits into the large subunit. There is a cavity between the subunits which contains some of the important sites.
配对将AUG（或GUG，UUG）密码子带到核糖体的起始位置 上 。 fMet-tRNA 与小亚基上的A位点结合。
2. 70S起始复合物的形成
30S起始复合物一旦完全形成后，IF3即释放出来。50S大亚 基参加进来，并引起GTP水解和释放其它两个起始因子，最后
ATP与GTP提供。
蛋白质的生物合成过程主要包括：合成的起始；肽链的延伸；合 成的终止与多肽链释放。
一、氨基酸的激活与氨酰基-tRNA的合成
1. 氨基酸的激活与氨酰基-tRNA的合成过程
氨基酸不能直接与模板相结合，必须首先与相应的tRNA结合， 形成氨酰基‐tRNA。这一过程就是氨基酸的激活。
将氨基酸接合于tRNA以形成氨酰基‐tRNA的激活反应是在氨酰 基‐tRNA合成酶的催化作用下进行的，需要ATP提供能量 。这个反 应是不可逆转的 。
2. 真核生物mRNA为单顺反子；原核生物mRNA为多顺反子。
3. 原核生物的mRNA的5’-端有SD序列。许多真核mRNA的AUG上游 存在Kozak（CCACC）序列。
4. 真核生物的成熟mRNA需要从细胞核中进入细胞质，才能参与蛋 白质的翻译；而原核生物的转录与翻译偶联在一起。
（二）遗传密码
Together with models in the corresponding orientation. The complete 70S ribosome has an asymmetric construction. The partition between the head and body of the small subunit is aligned with the notch of the large subunit, so that the platform of the small subunit fits into the large subunit. There is a cavity between the subunits which contains some of the important sites.
蛋白质生物合成PPT课件演示教学.ppt
缬 脯 苏 天冬
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
缬 丙 酪 甘
缬 丙 丝 精
3. 简并性(degeneracy)
1. 核糖体大小亚基分离； 2. 核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近； 3. fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 ； 4. 核糖体大亚基结合形成起始复合物。
一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成
（a）起始复合物的装配过程；（b）rRNA识别mRNA的核糖体结合位点，保证翻译起始在起始密码子处
密码子（codon）
起始密码子和终止密码子：
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。
N
C
肽链延伸方向
5
3
读码方向
2. 连续性(non-punctuated)
23S-rRNA 5S-rRNA
18S-rRNA
28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA
蛋白质
rpS 21种
rpL 36种
rpS 33种
rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核蛋白体的组成
核糖体在翻译中的功能部位
四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； 转肽酶(peptidase)，催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离； 转位酶(translocase)，催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。
蛋白质的生物合成-翻译(1)
占据的位置上
证实：1）tRNA的可携带活化的氨基酸到生长肽链
的正确位置，起转移氨基酸作用。
2）tRNA的性质是由反密码子而不是它所携带的氨
基酸所决定的。
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13
（三）tRNA的种类
（1）起始tRNA和延伸tRNA 能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始 tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。原核生物起始 tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA 携带甲硫氨酸（Met）。
（2）同工tRNA
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA，同工tRNA既 要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码， 又要有某种结构上的共同性，能被AA- tRNA合成酶识 别。
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14
（3）校正tRNA：
分为无义突变及错义突变校正tRNA 。
A. 无义突变 在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可 能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子 （UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前 终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突 变就称为无义突变。
第11章 蛋白质的生物合成 —翻译
完整版课件ppt
1
一， 蛋白质生物合成的概述
需要掌握的几个要点：
1，翻译：以mRNA为模板，按照mRNA分子上的三个核苷酸决 定一种氨基酸的规则（三联体密码）合成具有特定氨基酸顺序 的蛋白质。包括翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止与释放。
2，核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，
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。
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蛋白质合成PPTPPT课件
蛋白质合成的细胞定位
总结词
蛋白质合成主要发生在细胞内的核糖体上，核糖体是 细胞内蛋白质合成的场所。
详细描述
核糖体是细胞内一种由RNA和蛋白质组成的颗粒状结 构，主要存在于细胞质中。核糖体在蛋白质合成过程中 起着至关重要的作用，它能够读取mRNA上的遗传信 息，将一个个氨基酸按照特定的顺序连接起来形成多肽 链。同时，核糖体还具有催化肽键形成的酶活性，促进 蛋白质合成的进行。除了核糖体外，细胞内还有其他一 些细胞器也参与了蛋白质的合成过程，如内质网、高尔 基体等。这些细胞器在蛋白质的修饰、加工和运输等方 面起着重要作用。
蛋白质合成PPT课件
目录
• 蛋白质合成简介 • 蛋白质合成的过程 • 蛋白质合成的调控 • 蛋白质合成与疾病的关系 • 研究展望
01
蛋白质合成简介
蛋白质合成的基本概念
总结词
蛋白质合成是指细胞内利用已有的小分子物质作为原料，通过一系列酶促反应将氨基酸 按照特定的顺序连接起来形成多肽链，进而形成具有特定结构和功能的蛋白质的过程。
翻译后加工与修饰
总结词
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的重要环节，涉及多 种酶促反应和化学修饰。
详细描述
翻译后加工与修饰是蛋白质合成的最后阶段，涉及到 多种酶促反应和化学修饰。这些加工和修饰包括剪切 、磷酸化、糖基化、乙酰化等，有助于完善蛋白质的 结构和功能。这些加工和修饰过程通常在特定的细胞 器或细胞部位进行，需要特定的酶和化学环境的支持 。通过翻译后加工与修饰，蛋白质的结构和性质得以 最终确定，从而发挥其在细胞生命活动中的重要功能 。
04
蛋白质合成与疾病的关系
蛋白质合成异常与疾病的发生
癌症
蛋白质合成异常可能导 致细胞增殖失控，引发
《蛋白质的合成》课件
特异性。
翻译水平的调控
翻译起始
翻译后修饰
翻译起始是蛋白质合成的关键步骤之 一，涉及核糖体与mRNA的结合以及 起始密码子的识别。
翻译后的蛋白质还需要经过一系列的 修饰才能成为有功能的分子，如磷酸 化、乙酰化、糖基化等。
翻译延长与终止
在翻译过程中，核糖体的移位速度和 肽酰-tRNA的形成受到多种因素的调 节，如mRNA的结构、tRNA的浓度 和种类、核糖体的构象等。
04
CATALOGUE
蛋白质合成的应用
蛋白质工程
蛋白质工程是通过修改或设计蛋白质 的氨基酸序列，以达到改善蛋白质的 某些功能或创建新功能的技术。
蛋白质工程在医药、农业和工业领域 有广泛应用，例如设计新的药物、改 良酶的催化效率和稳定性、优化蛋白 质的表达和纯化等。
药物设计与开发
01
蛋白质合成在药物设计与开发中 发挥着关键作用，因为许多药物 是直接与蛋白质相互作用来发挥 其治疗作用的。
蛋白质合成的分子机制
mRNA在蛋白质合成中的作用
信息传递者
mRNA是DNA遗传信息的传递者 ，将遗传信息从DNA传递到核糖 体，用于指导蛋白质的合成。
遗传信息的解码
mRNA上的密码子与tRNA上的反 密码子互补配对，实现遗传信息 的解码，确保氨基酸按照正确的 顺序连接起来。
tRNA在蛋白质合成中的作用
氨基酸转运
tRNA作为氨基酸的转运载体，将氨基酸按照mRNA上的指令准确运送到核糖 体的A位点，参与蛋白质的合成。
反密码子识别
tRNA的反密码子能够与mRNA上的密码子进行互补配对，确保氨基酸按照正确 的顺序加入到多肽链中。
rRNA在蛋白质合成中的作用
核糖体的组成
rRNA是核糖体的主要组成部分，核 糖体是蛋白质合成的场所。
翻译水平的调控
翻译起始
翻译后修饰
翻译起始是蛋白质合成的关键步骤之 一，涉及核糖体与mRNA的结合以及 起始密码子的识别。
翻译后的蛋白质还需要经过一系列的 修饰才能成为有功能的分子，如磷酸 化、乙酰化、糖基化等。
翻译延长与终止
在翻译过程中，核糖体的移位速度和 肽酰-tRNA的形成受到多种因素的调 节，如mRNA的结构、tRNA的浓度 和种类、核糖体的构象等。
04
CATALOGUE
蛋白质合成的应用
蛋白质工程
蛋白质工程是通过修改或设计蛋白质 的氨基酸序列，以达到改善蛋白质的 某些功能或创建新功能的技术。
蛋白质工程在医药、农业和工业领域 有广泛应用，例如设计新的药物、改 良酶的催化效率和稳定性、优化蛋白 质的表达和纯化等。
药物设计与开发
01
蛋白质合成在药物设计与开发中 发挥着关键作用，因为许多药物 是直接与蛋白质相互作用来发挥 其治疗作用的。
蛋白质合成的分子机制
mRNA在蛋白质合成中的作用
信息传递者
mRNA是DNA遗传信息的传递者 ，将遗传信息从DNA传递到核糖 体，用于指导蛋白质的合成。
遗传信息的解码
mRNA上的密码子与tRNA上的反 密码子互补配对，实现遗传信息 的解码，确保氨基酸按照正确的 顺序连接起来。
tRNA在蛋白质合成中的作用
氨基酸转运
tRNA作为氨基酸的转运载体，将氨基酸按照mRNA上的指令准确运送到核糖 体的A位点，参与蛋白质的合成。
反密码子识别
tRNA的反密码子能够与mRNA上的密码子进行互补配对，确保氨基酸按照正确 的顺序加入到多肽链中。
rRNA在蛋白质合成中的作用
核糖体的组成
rRNA是核糖体的主要组成部分，核 糖体是蛋白质合成的场所。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程ppt课件
环境 3. 识别错误折叠的变性新蛋白，帮助复性或使其降解
.
分子伴侣的分类及作用
1. 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折 叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降 解及其调控过程
2. 伴侣素系统（chaperonin system）: 具有独特的双层环状结构的寡聚蛋 白，以依赖ATP的方式为非自发性 折叠蛋白质提供能折叠形成天然空 间构象的微环境
蛋白质
rpS 21种 rpL 34种
rpS 33种 rpL 49种
.
小亚基与mRNA的结合
.
大亚基
P位
A位
P位(peptidyl site) ：结合肽酰tRNA的部位 A位(aminoacyl site) ：结合氨基酰tRNA的部位 E位(exit site) ：排出位 .
三、氨基酸的活化与转运—tRNA
输的。需要消耗能量
3. 小泡运输—蛋白质从内质网转运到
高尔基体以及从高尔基体转运到溶
酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外
等是由小泡介导的
.
细胞中蛋白质运输的方式
1. 翻译中运输:由与内质网结合的核糖 体完成。新生肽链在合成过程中， 插入到内质网上的特殊通道，然后 转移入内腔
2. 翻译后运输: 由游离核糖体完成。 在多肽链合成后，将蛋白质从细胞 质转移到线粒体或叶绿体细胞器 和细胞核中
.
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
.
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
原核生物
真核生物
核蛋 白体
小亚基
大亚基
核蛋 白体
小亚基
大亚基
S 70S 30S
50S
80S 40S
.
分子伴侣的分类及作用
1. 应激蛋白70家族（heat-shock protein 70）：参与蛋白质的从头折 叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降 解及其调控过程
2. 伴侣素系统（chaperonin system）: 具有独特的双层环状结构的寡聚蛋 白，以依赖ATP的方式为非自发性 折叠蛋白质提供能折叠形成天然空 间构象的微环境
蛋白质
rpS 21种 rpL 34种
rpS 33种 rpL 49种
.
小亚基与mRNA的结合
.
大亚基
P位
A位
P位(peptidyl site) ：结合肽酰tRNA的部位 A位(aminoacyl site) ：结合氨基酰tRNA的部位 E位(exit site) ：排出位 .
三、氨基酸的活化与转运—tRNA
输的。需要消耗能量
3. 小泡运输—蛋白质从内质网转运到
高尔基体以及从高尔基体转运到溶
酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外
等是由小泡介导的
.
细胞中蛋白质运输的方式
1. 翻译中运输:由与内质网结合的核糖 体完成。新生肽链在合成过程中， 插入到内质网上的特殊通道，然后 转移入内腔
2. 翻译后运输: 由游离核糖体完成。 在多肽链合成后，将蛋白质从细胞 质转移到线粒体或叶绿体细胞器 和细胞核中
.
二、生物合成的场所 — 核蛋白体 (Ribosomes)
.
核蛋白体蛋白及rRNA的组成特点
原核生物
真核生物
核蛋 白体
小亚基
大亚基
核蛋 白体
小亚基
大亚基
S 70S 30S
50S
80S 40S