蛋白质合成,加工与运输

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一 遗传密码：
1. 三联体密码：3个核苷酸对应一个氨基酸，共64个 2. 密码的基本特性：
5’- P, 3’-OH 密码没有重叠 密码无标点 密码具有简并性 密码具有摆动性 密码的通用性
二 mRNA及转录:
ATP , UTP , GTP, CTP, DNA模板 RNA聚合酶 mRNA+PPi 真核mRNA前体 hnRNAmRNA(5’-帽子，polyA尾巴） 多顺反子: 在原核生物中 ，一个mRNA可编码多个蛋白
第四章
蛋白生物合成、 加工成熟及输运
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第一节 蛋白生物合成概述
中心法则：
复制
DNA
RNA复制
转录 反转录
翻译
RNA
蛋白质
加工 成熟 运输
复制(replication); 转录(transcription); 反转录(reverse transcription); 蛋白质翻译(translation)
1、胰蛋白酶原的激活：
胰蛋白酶原由胰脏 细胞分泌，在小肠 中被激活
N-Val-(Asp)4-Lys-Ile-Val-Gly-His57
X-Ser195 S-S
S S
激活在肠激酶或已经激 活的胰蛋白酶作用下从
六肽
肠激酶
N-端水解去除六肽
胰蛋白酶原的激活是酶
活性中心形成的过程
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N-Ile
His57Asp102 S
X -Ser195 S
S-S
13
S
SS S
2、胰凝乳酶原激活： N
S-S
S-S S-S C
酶原含有245aa，
1
245
Arg15 胰蛋白酶
经历两次加工成为
活性凝乳蛋白酶
S
SS S
第一步：
N
酶原 -凝乳酶 1
S-S 15
S-S S-S C
245
（胰蛋白酶催化） 第二步：
Ser14-Arg15 -凝乳酶 -凝乳酶 Thr147-Asn148 相互作用
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3、胃蛋白酶原激活：
由胃壁腺细胞分泌
酶原中活性中心已存在，在中性条件下被封闭
酶原
前体片断( 44aa,碱性)：6×Lys + 1×Arg 结构蛋白( 酸性): 酸性侧链
盐键
PH<5时羧基质子化盐键断裂 构象重排
活性中心暴露 自我催化胃蛋白酶+前体片段
◎ 前胰岛素原（N-信号肽+胰岛素原-C） 信号肽酶
跨膜分泌
信号肽（24aa）+ 胰岛素原 胰岛素 + C肽（30aa）
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5 糖侧链连接：
某些糖蛋白在合成时或合成后，被共价连接上单糖、寡 糖或多糖侧链。连接方式为与Asn形成氮连寡糖链（内质 网腔）；或与羟基aa形成氧连寡糖链（高尔基体）
6 辅基的附加：
一般是在多肽离开核糖体后才加入的，如Cytc的血红素 辅基；乙酰辅酶A羧化酶的生物素辅基等。
7 多余肽段的切除：
前体蛋白需切除部分肽段后，才显示生物活性，肽段种 类不同，对蛋白成熟具有不同的意义。
① 甲基化：对Arg、His、Lys、Glu 等进行甲基化修饰 ② 磷酸化：Ser,Thr,Tyr的单酯；如牛奶酪蛋白
Arg,His,Lys等的磷酰亚胺等 ， ③ 羟化：Pro Hyp等； ④ Pro顺反异构化(PPI所催化)
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4 异戊二烯基团等的附加：
某些真核蛋白需要被异戊二烯化，异戊二烯来自胆固醇 合成，以硫醚键与Cys连接。如：ras肿瘤基因产物、G蛋 白等
-凝乳酶相互催化，
去除两个二肽 成为含三个肽段的 活性蛋白酶
S
SS S
S-S
S-S S-S
N
C
1 13 16 146 149
245
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-凝乳酶 14
凝乳蛋白酶酶原激活过程中蛋白构象变化： 胰酶切断Arg15-Ile16之后，Ile16内转并以其氨基与酶分 子内部的Asp194-COOH发生静电作用，形成盐键，稳 定初步激活形式。 Met192从分子内部移动至表面 Gly187和Gly193更加伸展 最终在分子表面形成一个允许芳香族及较大侧链非 极性基团进入的底物专一性部位—— 一个“大口袋”
每一种aa至少有一种氨酰tRNA
2 蛋白合成启动:起始氨酰tRNA进入(Met-tRNAi ; fMet-tRNA)
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i i
i
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3 肽链延伸: 在延伸因子Ts-Tu帮助下沿NC端合成肽链。催化肽建合成 的是位于大亚基上的肽酰移位酶。
每延伸一次消耗2分
子GTP（入位、移
位）
小亚基功能位点： 结合mRNA
核糖体 原核 70S 真核 80S
亚基
Pr
30S 21个 50S 34个
40S 30个 60S 50个
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RNA
16S 5s和23S
18S 5S和28S(5.8S)
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五 蛋白生物合成:
1 氨基酸活化（氨酰tRNA合成）: aa-COOH + tRNA-3’OH 氨酰tRNA合成酶 aa-tRNA
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二 激素与激素原:
1 概念：如胰岛素原( 81aa) 类胰蛋白酶 切除C肽(30aa)
类羧肽酶B
成熟胰岛素(51aa)
Arg 60 Lys59
A肽
COOH
原肽(propeptide): 其两侧含有成对碱性aa。
含原肽的蛋白叫原蛋白
2 原肽的功能:
H２Ｎ
C肽
B肽
Arg 32Arg 31
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4 蛋白合成终止及释放:编辑ppt9源自第二节 蛋白前体加工及成熟
一 加工类型:
1 N-末端和C-末端的修饰： 在甲酰化酶和氨肽酶的作用下切除起始Met或f Met，有
的还被进一步乙酰化； C-末端残基有时也被修饰。 2 -S-S-键的形成：
在生物体内是由专一酶(PDI)所催化 3 aa的修饰：
单顺反子: 在真核生物中，一个mRNA只编码一个蛋白
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三 tRNA及反密码子:
二级结构为三叶草; 三级结构为”倒L”形
tRNA的两个活性部位： 氨基酸臂和反密码环
tRNA的搬运和接头功能
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四 核糖体:
大亚基功能位点： A位点: 结合氨酰tRNA P位点: 肽酰基位点 E位点: 空载tRNA位点
①维持肽链具有一定长度或连续性
② 被切除的原肽具有其他生物学功能 ③正确定位-s-s④可形成多聚蛋白:
前脑啡肽: 6×Met脑啡肽+ 1×Leu脑啡肽
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三 酶与酶原:
酶原（zymogen，proenzyme）：无活性的酶蛋白前体 酶原激活：无活性酶原活性酶分子，是酶活性中心形成或
暴露的过程。