1、蛋白質的生物合成（翻譯）蛋白質的生物合成（翻譯） protein biosynthesis，translation生物化學與分子生物學教研室生物化學與分子生物學教研室 朱利娜朱利娜十三章十三章 將將mrna分子分子中中 4 種種核苷酸序列核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過編碼的遺傳信息，通過遺傳密碼遺傳密碼破譯的破譯的方式解讀為蛋白質一級結構中方式解讀為蛋白質一級結構中20種種氨基氨基酸的排列順序酸的排列順序過程，稱為蛋白質的生物過程，稱為蛋白質的生物合成或翻譯（合成或翻譯（translation）。）。 參與蛋白質生物合成的物質參與蛋白質生物合成的物質 翻譯模板翻譯模板mrna及遺傳密碼及遺傳密

2、碼 核蛋白體是多肽鏈合成的裝置核蛋白體是多肽鏈合成的裝置 trna和氨基酸的活化和氨基酸的活化 蛋白質的生物合成過程蛋白質的生物合成過程 蛋白質合成后加工和輸送蛋白質合成后加工和輸送 蛋白質生物合成的干擾與抑制蛋白質生物合成的干擾與抑制第一節第一節蛋白質生物合成體系蛋白質生物合成體系protein biosynthesis system參與蛋白質合成的物質參與蛋白質合成的物質 原料：原料：20種氨基酸種氨基酸 模板：模板：mrna 運載體：運載體：trna 場所：核蛋白體場所：核蛋白體（rrna與蛋白質構成）與蛋白質構成） 蛋白質因子：蛋白質因子： 起始因子（起始因子（initiation f

3、actor, if） 延長因子（延長因子（elongation factor，ef） 釋放因子（釋放因子（release factor，rf） 其他：酶類、其他：酶類、atp、gtp、無機離子等無機離子等一、翻譯模板一、翻譯模板mrna及遺傳密碼及遺傳密碼 mrna是遺傳信息的攜帶者是遺傳信息的攜帶者v 遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子順反子(cistron)。v 原核細胞中數個結構基因常串聯為一個轉錄單位，原核細胞中數個結構基因常串聯為一個轉錄單位，轉錄生成的轉錄生成的mrna可編碼幾種功能相關的蛋白質，可編碼幾種功能相關的蛋白質，為為多順反子多順反

4、子(polycistron) 。v 真核真核mrna只編碼一種蛋白質，為只編碼一種蛋白質，為單順反子單順反子(single cistron) 。原核生物的多順反子原核生物的多順反子真核生物的單順反子真核生物的單順反子非編碼序列非編碼序列核蛋白體結合位點核蛋白體結合位點起始密碼子起始密碼子終止密碼子終止密碼子編碼序列編碼序列ppp5 3 蛋白質蛋白質pppmg -5 3 蛋白質蛋白質l mrna上存在遺傳密碼上存在遺傳密碼mrna分子上從分子上從5 至至3 方向，由方向，由aug開始，開始，每每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質合成的起始、終止

5、信號，稱為或蛋白質合成的起始、終止信號，稱為三聯體密三聯體密碼碼(triplet coden)。起始密碼起始密碼(initiation coden): aug 終止密碼終止密碼(termination coden): uaa，uag，uga 數量：數量：64（43） 遺遺傳傳密密碼碼表表從從mrna 5 端起始密碼子端起始密碼子aug到到3 端端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯體密碼連續排列編碼一個蛋白質多肽鏈，體密碼連續排列編碼一個蛋白質多肽鏈，稱為稱為開放閱讀框架開放閱讀框架(open reading frame, orf)。 1. 連續性連續性(c

6、ommaless)l遺傳密碼的特點遺傳密碼的特點編碼蛋白質氨基酸序列的各個三聯體編碼蛋白質氨基酸序列的各個三聯體密碼連續閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。密碼連續閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。 基因損傷引起基因損傷引起mrna閱讀框架內的堿基發生閱讀框架內的堿基發生插入或缺失，可能導致框移突變插入或缺失，可能導致框移突變(frameshift mutation)。 2. 簡并性簡并性(degeneracy)遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個密碼子外，其余氨基酸有一個密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個，個，甚至多至甚至多至6個三聯體為其編碼。個三聯體為其編碼。遺

7、傳密碼的簡并性遺傳密碼的簡并性3. 通用性通用性(universal) 蛋白質生物合成的整套密碼，從原核生物蛋白質生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。到人類都通用。 已發現少數例外，如動物細胞的線粒體、已發現少數例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。植物細胞的葉綠體。 密碼的通用性進一步證明各種生物進化自密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先。同一祖先。 4. 擺動性擺動性(wobble)轉運氨基酸的轉運氨基酸的trna的反密碼需要通過的反密碼需要通過堿基互補與堿基互補與mrna上的遺傳密碼反向配對結上的遺傳密碼反向配對結合，但反密碼與密碼間不嚴格遵守常見的堿合，但反密碼與

8、密碼間不嚴格遵守常見的堿基配對規律，稱為擺動配對。基配對規律，稱為擺動配對。 擺擺動動配配對對密碼子、反密碼子配對的擺動現象密碼子、反密碼子配對的擺動現象trna反密碼子反密碼子第第1位堿基位堿基iugacmrna密碼子密碼子第第3位堿基位堿基u, c, aa, gu, cug二、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置二、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置 核蛋白體的組成核蛋白體的組成核蛋白體核蛋白體亞單位亞單位rrna蛋白質蛋白質原核生物原核生物(70s)小亞基小亞基(30s)大亞基大亞基(50s)16s rrna5s rrna23s rrna21種種36種種真核生物真核生物(80s)小亞基小亞基(40s)大亞

9、基大亞基(60s)18s rrna5.8s rrna5s rrna28s rrna33種種49種種核核蛋蛋白白體體的的組組成成原核生物翻譯過程中核蛋白體結構模式原核生物翻譯過程中核蛋白體結構模式a位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)p位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)e位：排出位位：排出位(exit site)三、三、trna與氨基酸的活化與氨基酸的活化 trna 運載活化型氨基酸運載活化型氨基酸trna反密碼子與反密碼子與mrna上的密碼子配對上的密碼子配對a u c氨基酸的活化氨基酸的活化 催化氨基酸與催化氨基酸與trna結合生成氨基酰結合生成氨基酰-t

10、rna 具有絕對專一性：具有絕對專一性： 對氨基酸及對氨基酸及trna都能高度特異識別都能高度特異識別 具有校正活性具有校正活性(proofreading activity) 一、氨基酰一、氨基酰-trna合成酶合成酶rchnh2cooh氨基酰氨基酰-trna合成酶合成酶atpppimg2+rchnh2cooamp酶酶trnatrna-oh-ohamp酶酶trnatrna-o-c-ch-nh-o-c-ch-nh2 2= =o or r氨基酰氨基酰-trna氨基酰氨基酰-trna的表示方法的表示方法arg-trnaarg已結合的氨基酸已結合的氨基酸殘基殘基trna結合的結合的特異性特異性 一種一

11、種trna只能結合一種氨基酸，一種只能結合一種氨基酸，一種氨基酸可結合多種氨基酸可結合多種trna(稱為稱為同功同功trna)二、起始肽鏈合成的氨基酰二、起始肽鏈合成的氨基酰-trna trnaimet：起始者起始者trna(initiator-trna) trnaemet：肽鏈延長中攜帶肽鏈延長中攜帶met的的trna trnaifmet：起始者起始者trna攜帶攜帶n-甲酰甲硫氨酸（甲酰甲硫氨酸（fmet）真核生物：真核生物：met-trnaimet原核生物：原核生物：fmet-trnaifmet第二節第二節蛋白質生物合成過程蛋白質生物合成過程the process of protein

12、biosynthesis 氨基酰氨基酰-trna的合成的合成 肽鏈合成肽鏈合成 起始階段起始階段( initiation ) 延長階段延長階段(elongation) 終止階段終止階段(termination )一、肽鏈合成起始一、肽鏈合成起始指指mrna和起始氨基酰和起始氨基酰-trna分別與核蛋分別與核蛋白體結合而形成白體結合而形成翻譯起始復合物翻譯起始復合物 (translational initiation complex)。有多種蛋白質因子參與這有多種蛋白質因子參與這一過程，稱為一過程，稱為起始因子（起始因子（initiation factor，if）起始因子起始因子生物功能生物功能

13、原核原核生物生物if-1占據占據a位防止結合其他位防止結合其他trnaif-2促進起始促進起始trna與小亞基結合與小亞基結合if-3促進大、小亞基分離，提高促進大、小亞基分離，提高p位對結合起始位對結合起始trna的的敏感性敏感性真核真核生物生物eif-2促進起始促進起始trna與小亞基結合與小亞基結合eif-2b，eif-3最先結合小亞基促進大、小亞基分離最先結合小亞基促進大、小亞基分離if-4aeif-4f復合物成分，有解螺旋酶活性，促進復合物成分，有解螺旋酶活性，促進mrna結合小亞基結合小亞基if-4b結合結合mrna，促進促進mrna掃描定位起始掃描定位起始trnaif-4eeif

14、-4f復合物成分，結合復合物成分，結合mrna5-帽子帽子if-4geif-4f復合物成分，結合復合物成分，結合eif-4e和和pabeif-5促進各種起始因子從小亞基解離，進而結合大亞基促進各種起始因子從小亞基解離，進而結合大亞基eif-6促進核蛋白體分離成大、小亞基促進核蛋白體分離成大、小亞基原核、真核生物各種起始因子的生物功能原核、真核生物各種起始因子的生物功能1. 核蛋白體大小亞基分離（核蛋白體大小亞基分離（if3，if1）2. mrna在小亞基上定位結合在小亞基上定位結合3. fmet-trnaifmet的結合（的結合（if2，gtp）4. 核蛋白體大亞基結合核蛋白體大亞基結合（一）

15、原核翻譯起始復合物形成（一）原核翻譯起始復合物形成fmet-trna fmet -mrna-核蛋白體核蛋白體需要三種起始因子（需要三種起始因子（if）及及gtp的參與的參與起始復合物起始復合物1. 核蛋白體大小亞基分離核蛋白體大小亞基分離if-3if-1if-3if-12. mrna在小亞基定位結合在小亞基定位結合a u g53mrnamrna與小亞基的結合依賴于與小亞基的結合依賴于：1. sd序列與序列與16s rrna 3端部分序列的互補端部分序列的互補2. rps-1與與mrna上上sd序列后的一段序列識別結合序列后的一段序列識別結合s-d序列序列 (shine-dalgarno seq

16、uence ) mrna起始密碼起始密碼aug上游約上游約813個核個核苷酸處，有苷酸處，有49個核苷酸組成的富含嘌呤的一個核苷酸組成的富含嘌呤的一致序列，以致序列，以agga為核心，也叫做核蛋為核心，也叫做核蛋白體結合位點白體結合位點(ribosomal binding site, rbs)if-2gtp3. fmet-trnaifmet 結合到小亞基結合到小亞基if-3if-1a u g534. 核蛋白體大亞基結合，起始復合物形成核蛋白體大亞基結合，起始復合物形成50sif-3if-1a u g53if-2gtpif-3if-1a u g53gdppiif-2mrna5050s sif-1

17、if-350s50sa u g53mrnaif-2gtpif-3if-1a u g53gdppiif-2mrna5050s s（二）真核生物翻譯起始復合物形成（二）真核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離；核蛋白體大小亞基分離；met-met-trnaimet結合；結合；mrna在核蛋白體小亞基就位；在核蛋白體小亞基就位；核蛋白體大亞基結合。核蛋白體大亞基結合。40s60smet40s60smrna eif-6 gdp+pielf-5atpadp+pielf4e, elf4g, elf4a, elf4b,pabmetmet-trnaimet-elf-2 -gtp真核生物翻譯起始真核生物翻

18、譯起始復合物形成過程復合物形成過程真核生物翻譯起始特點真核生物翻譯起始特點 核蛋白體為核蛋白體為80s（40s60s） 起始起始trna攜帶的甲硫氨酸不需要甲酰化攜帶的甲硫氨酸不需要甲酰化 mrna5端帽子結構與其在核蛋白體上就位端帽子結構與其在核蛋白體上就位有關，需要帽子結合蛋白復合物有關，需要帽子結合蛋白復合物(eif-4f)參與參與 eif2與與met-trnaimet和和gtp結合構成復合體結合構成復合體后先與后先與40s小亞基結合，然后才與小亞基結合，然后才與mrna結合結合二、肽鏈的延長二、肽鏈的延長指根據指根據mrna密碼序列的指導，密碼序列的指導，依次添加氨基酸從依次添加氨基酸

19、從n端向端向c端延伸肽鏈，端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。直到合成終止的過程。 肽鏈延長在核蛋白體上連續性循環式進行，肽鏈延長在核蛋白體上連續性循環式進行，又稱為又稱為核蛋白體循環核蛋白體循環(ribosomal cycle)，每每次循環增加一個氨基酸，包括以下三步：次循環增加一個氨基酸，包括以下三步： 進位（進位（entrance）或注冊（或注冊（registration） 成肽（成肽（peptide bond formation） 轉位（轉位（translocation） 需要延長因子（需要延長因子（elongationfactor， ef ）和和gtp的參與的參與肽鏈合成的延長因子肽鏈合

20、成的延長因子原核生物原核生物功能功能真核生物真核生物ef-tuef-ts促進氨基酰促進氨基酰-trna進入進入a位，位，結合分解結合分解gtp調節亞基調節亞基ef-1 ef-1 ef-g有轉位酶活性，協助有轉位酶活性，協助mrna-肽酰肽酰-trna由由a位前移至位前移至p位，位，促進卸載促進卸載trna釋放釋放ef-2（一）進位（一）進位指根據指根據mrna下一組遺傳密碼指下一組遺傳密碼指導，使相應氨基酰導，使相應氨基酰-trna進入核蛋白體進入核蛋白體a位。位。延長因子延長因子ef-t催化進位催化進位（原核生物）（原核生物）tu gtpa u g53tu gtpgdptutstutugtp

21、gdppi（二）成肽（二）成肽 p位上位上fmet-trnaifmet（或延長中的肽酰或延長中的肽酰-trna）由轉肽酶由轉肽酶(transpeptidase)催化，將催化，將氨基酰基（或延長中的肽酰基）從氨基酰基（或延長中的肽酰基）從trna轉移，轉移，與與a位下一氨基酰位下一氨基酰-trna的的 -氨基形成肽鍵連氨基形成肽鍵連接接。成肽后，成肽后，（n）肽酰肽酰-trna 將暫留將暫留a位，位，p位有卸載的位有卸載的trna。肽鏈合成延長階段的肽鍵形成過程肽鏈合成延長階段的肽鍵形成過程成成 肽肽（三）轉位（三）轉位延長因子延長因子ef-g有轉位酶有轉位酶( ( translocase )

22、)活活性，可結合并水解性，可結合并水解1 1分子分子gtp，促進核蛋白體促進核蛋白體向向mrna的的33側移動。使肽酰側移動。使肽酰- -trnatrna- -mrnamrna相相對位移對位移進入核蛋白體進入核蛋白體p p位，而卸載的位，而卸載的trnatrna則移則移入入e e位，位，a a位留空并對應下一組三聯體密碼，位留空并對應下一組三聯體密碼，準備適當的氨基酰準備適當的氨基酰- -trnatrna進位而開始下一輪核進位而開始下一輪核蛋白體循環。蛋白體循環。轉轉 位位進進位位轉轉位位成肽成肽核蛋白體循環核蛋白體循環 從從5aug開始直至終止密碼子開始直至終止密碼子 核蛋白體從核蛋白體從5

23、3方向閱讀方向閱讀mrna遺傳密碼遺傳密碼 肽鏈的合成是從肽鏈的合成是從n端到端到c末端末端 每進行一次核蛋白體循環，肽鏈延長一個每進行一次核蛋白體循環，肽鏈延長一個 氨基酸氨基酸真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似，但有不同的反應體系和延長因子。本相似，但有不同的反應體系和延長因子。另外，真核細胞核蛋白體沒有另外，真核細胞核蛋白體沒有e位，轉位位，轉位時卸載的時卸載的trna直接從直接從p位脫落。位脫落。（四）真核生物延長過程（四）真核生物延長過程三、肽鏈合成的終止三、肽鏈合成的終止當當mrna上終止密碼出現后，多肽鏈上終止密碼出現后，多肽鏈合成停止，肽

24、鏈從肽酰合成停止，肽鏈從肽酰-trna中釋出，中釋出，mrna、核蛋白體等分離，這些過程稱核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。為肽鏈合成終止。終止相關的蛋白因子稱為釋放因子終止相關的蛋白因子稱為釋放因子 (release factor, rf) 一、識別終止密碼，如一、識別終止密碼，如rf-1特異識別特異識別uaa、uag；而而rf-2可識別可識別uaa、uga。二、誘導轉肽酶改變為酯酶活性，相當于催化肽酰基二、誘導轉肽酶改變為酯酶活性，相當于催化肽酰基轉移到水分子轉移到水分子-oh上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。 釋放因子的功能釋放因子的功能原核生物釋放因子：原

25、核生物釋放因子：rf-1，rf-2，rf-3 真核生物釋放因子：真核生物釋放因子：erf 終止密碼的辨認：終止密碼的辨認：rf 肽鏈從肽酰肽鏈從肽酰-trna水解出：水解出：rf誘導轉肽酶誘導轉肽酶 mrna、卸載卸載trna及及rf從核蛋白體脫離從核蛋白體脫離 大小亞基解聚：大小亞基解聚：if-1、if-3 解聚后的大、小亞基可再次結合，重新進入解聚后的大、小亞基可再次結合，重新進入肽鏈合成過程肽鏈合成過程原核生物肽鏈合成終止過程原核生物肽鏈合成終止過程原原核核肽肽鏈鏈合合成成終終止止過過程程 多聚核蛋白體（多聚核蛋白體（polysome）第三節第三節蛋白質合成后加工和輸送蛋白質合成后加工和

26、輸送 post-translational processing & protein transportation從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質生物活性，必需經過不同的翻譯后復雜白質生物活性，必需經過不同的翻譯后復雜加工過程才轉變為具有天然構象的功能蛋白。加工過程才轉變為具有天然構象的功能蛋白。主要包括主要包括 多肽鏈折疊為天然的三維結構多肽鏈折疊為天然的三維結構 肽鏈一級結構的修飾肽鏈一級結構的修飾 高級結構修飾高級結構修飾 在胞液核蛋白體合成的各種蛋白質，還在胞液核蛋白體合成的各種蛋白質，還需要靶向輸送到特定細胞部位發揮生物作用。需要靶向輸送到

27、特定細胞部位發揮生物作用。一、多肽鏈折疊為天然功能構象的蛋白質一、多肽鏈折疊為天然功能構象的蛋白質 新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈肽鏈n端在核蛋白體上一出現，肽鏈的折疊即開始。端在核蛋白體上一出現，肽鏈的折疊即開始。可能隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產生正確可能隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產生正確的二級結構、模序、結構域到形成完整空間構象。的二級結構、模序、結構域到形成完整空間構象。 一般認為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質折一般認為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質折疊的信息，即疊的信息，即一級結構是空間構象的基礎一級結構

28、是空間構象的基礎。 細胞中大多數天然蛋白質折疊都不是自動完成，而細胞中大多數天然蛋白質折疊都不是自動完成，而需要其他酶、蛋白輔助。需要其他酶、蛋白輔助。 幾種有促進蛋白折疊功能的大分子幾種有促進蛋白折疊功能的大分子1. 分子伴侶分子伴侶 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫鍵異構酶蛋白二硫鍵異構酶 (protein disulfide isomerase, pdi)3. 肽肽-脯氨酰順反異構酶脯氨酰順反異構酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, ppi)1. 熱休克蛋白熱休克蛋白(heat shock protein, hsp) hsp

29、70、hsp40和和gree族族 2. 伴侶素伴侶素(chaperonins) groel和和groes家族家族分子伴侶分子伴侶分子伴侶是細胞一類保守蛋白質，可分子伴侶是細胞一類保守蛋白質，可識別肽鏈的非天然構象，促進各功能域和識別肽鏈的非天然構象，促進各功能域和整體蛋白質的正確折疊。整體蛋白質的正確折疊。 熱休克蛋白促進蛋白質折疊的基本作用熱休克蛋白促進蛋白質折疊的基本作用結合保護待折疊多肽片段，再釋放該片段進結合保護待折疊多肽片段，再釋放該片段進行折疊。形成行折疊。形成hsp70和多肽片段依次結合、解離和多肽片段依次結合、解離的循環。的循環。 hsp40結合待結合待折疊多肽片段折疊多肽片段

30、 hsp70-atp復合物復合物 hsp40- hsp70-adp-多肽復合物多肽復合物 atp水解水解grpe atpadp復合物解離，釋出多肽鏈片段進行正確折疊復合物解離，釋出多肽鏈片段進行正確折疊 伴侶素伴侶素groel/groes系統促進蛋白質折疊過程系統促進蛋白質折疊過程 伴侶素的主要作用伴侶素的主要作用為非自發性折疊蛋白質提供能折疊形成天為非自發性折疊蛋白質提供能折疊形成天然空間構象的微環境然空間構象的微環境。 蛋白二硫鍵異構酶蛋白二硫鍵異構酶 多肽鏈內或肽鏈之間二硫鍵的正確形成多肽鏈內或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構象十分對穩定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構

31、象十分重要，這一過程主要在細胞內質網進行。重要，這一過程主要在細胞內質網進行。 二硫鍵異構酶在內質網腔活性很高，可二硫鍵異構酶在內質網腔活性很高，可在較大區段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形在較大區段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質形成熱力成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質形成熱力學最穩定的天然構象。學最穩定的天然構象。 肽肽- -脯氨酰順反異構酶脯氨酰順反異構酶 多肽鏈中肽酰多肽鏈中肽酰- -脯氨酸間形成的肽鍵有順反脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構體，空間構象明顯差別。兩種異構體，空間構象明顯差別。 肽酰肽酰- -脯氨酰順反異構酶可促進上述順反兩脯氨酰順反異構酶可促進上述順

32、反兩種異構體之間的轉換。種異構體之間的轉換。 肽酰肽酰- -脯氨酰順反異構酶是蛋白質三維構象脯氨酰順反異構酶是蛋白質三維構象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構型時，形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構型時，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準確折疊。可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準確折疊。 二、一級結構的修飾二、一級結構的修飾（一）肽鏈（一）肽鏈n端的修飾端的修飾（二）個別氨基酸的修飾（二）個別氨基酸的修飾（三）多肽鏈的水解修飾（三）多肽鏈的水解修飾鴉片促黑皮質素原鴉片促黑皮質素原(pomc)的水解修飾的水解修飾nc信號肽信號肽pmockrkr103肽肽 ( ？)acth -lt -msh -msh

33、endophin胰島素原（胰島素原（86肽）肽）a肽（肽（21）b肽（肽（30）c肽（肽（35）sss胰島素（胰島素（51肽）肽）胰島素的翻譯后加工胰島素的翻譯后加工三、高級結構的修飾三、高級結構的修飾（一）亞基聚合（一）亞基聚合 （二）輔基連接（二）輔基連接（三）疏水脂鏈的共價連接（三）疏水脂鏈的共價連接 蛋白質合成后需要經過復雜機制，定向蛋白質合成后需要經過復雜機制，定向輸送到最終發揮生物功能的細胞靶部位，輸送到最終發揮生物功能的細胞靶部位，這一過程稱為蛋白質的靶向輸送。這一過程稱為蛋白質的靶向輸送。 四、蛋白質合成后的靶向輸送四、蛋白質合成后的靶向輸送 蛋白質的靶向輸送蛋白質的靶向輸送(

34、protein targeting)所有靶向輸送的蛋白質結構中存在分選所有靶向輸送的蛋白質結構中存在分選信號，主要為信號，主要為n末端特異氨基酸序列，可引末端特異氨基酸序列，可引導蛋白質轉移到細胞的適當靶部位，這一序導蛋白質轉移到細胞的適當靶部位，這一序列稱為信號序列列稱為信號序列 。 信號序列信號序列(signal sequence)靶向輸送蛋白靶向輸送蛋白信號序列或成分信號序列或成分分泌蛋白分泌蛋白n端信號肽端信號肽內質網腔蛋白內質網腔蛋白n端信號肽，端信號肽，c端端-lys-asp-glu-leu-coo-(kdel序列序列)線粒體蛋白線粒體蛋白n端信號序列（端信號序列（2035氨基酸殘

35、基）氨基酸殘基）核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（-pro-pro-lys-lys-lys-arg-lys-val-，sv40 t抗原）抗原）過氧化體蛋白過氧化體蛋白-ser-lys-leu-（pst序列）序列）溶酶體蛋白溶酶體蛋白man-6-p（甘露糖甘露糖-6-磷酸）磷酸）靶向輸送蛋白的信號序列或成分靶向輸送蛋白的信號序列或成分 （一）分泌蛋白的靶向輸送（一）分泌蛋白的靶向輸送真核細胞分泌蛋白等前體合成后靶向真核細胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過程首先要進入內質網。輸送過程首先要進入內質網。 信號肽信號肽(signal peptide) 各種新生分泌蛋白的各種新生分泌蛋白的n端有保守的端

36、有保守的氨基酸序列稱信號肽。氨基酸序列稱信號肽。 信號肽的一級結構信號肽的一級結構1336個氨基酸殘基組成個氨基酸殘基組成堿性堿性n端：帶正電荷的堿性氨基酸端：帶正電荷的堿性氨基酸疏水核心區：疏水中性氨基酸為主疏水核心區：疏水中性氨基酸為主 c端加工區：極性小分子氨基酸端加工區：極性小分子氨基酸信號肽的特點：信號肽的特點：信號肽引導真核分泌蛋白進入內質網信號肽引導真核分泌蛋白進入內質網 （二）線粒體蛋白的靶向輸送（二）線粒體蛋白的靶向輸送 （三）細胞核蛋白的靶向輸送（三）細胞核蛋白的靶向輸送 所有靶向輸送的胞核蛋白多肽鏈內含有特異信所有靶向輸送的胞核蛋白多肽鏈內含有特異信號序列，稱為核定位序列

37、（號序列，稱為核定位序列（nuclear localization sequence。nls）。）。 nls為為48個氨基酸殘基組成的短序列，富含帶個氨基酸殘基組成的短序列，富含帶正電的賴氨酸、精氨酸及脯氨酸。不同正電的賴氨酸、精氨酸及脯氨酸。不同nls間未發現間未發現共有序列。共有序列。nls可位于肽鏈不同部位，且在蛋白質進可位于肽鏈不同部位，且在蛋白質進核定位后不被切除。核定位后不被切除。 新合成胞核蛋白靶向輸送涉及幾種蛋白質成分，新合成胞核蛋白靶向輸送涉及幾種蛋白質成分，包括核輸入因子（包括核輸入因子（nuclear importin） 和和 ，以及一，以及一種小種小gtp酶酶ran蛋白

38、。蛋白。 蛋白質生物合成的干擾與抑制蛋白質生物合成的干擾與抑制 interference & inhibition of protein biosynthesis第四節第四節 蛋白質生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的蛋白質生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋作用靶點。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋白質翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質生白質翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質生物合成過程而起作用的。物合成過程而起作用的。 可針對蛋白質生物合成必需的關鍵組分作為研究可針對蛋白質生物合成必需的關鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點。同時盡量利用真核、原

39、新抗菌藥物的作用靶點。同時盡量利用真核、原核生物蛋白質合成體系的任何差異，以設計、篩核生物蛋白質合成體系的任何差異，以設計、篩選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。 l 抗生素抗生素(antibiotics)是微生物產生的能夠殺滅或抑制細菌的是微生物產生的能夠殺滅或抑制細菌的一類藥物。一類藥物。l 抗代謝藥物抗代謝藥物指能干擾生物代謝過程，從而抑制細胞指能干擾生物代謝過程，從而抑制細胞過度生長的藥物，如過度生長的藥物，如：6-mp。l 某些毒素也作用于基因信息傳遞過程某些毒素也作用于基因信息傳遞過程。一、抗生素類一、抗生素類 四環素（四環素（tetracyclin）族：族： 與原核生物小亞基結合，抑制氨基酰與原核生物小亞基結合，抑制氨基酰-trna進位進位 氯霉素（氯霉素（chloromycrtin）：）： 與原核生物大亞基結合，阻斷翻譯延長過程與原核生物大亞基結合，阻斷翻譯延長過程 ，高，高濃度時對真核生物也有作用濃度時對真核生物也有作用 鏈霉素（鏈霉素（streptomycin）卡那霉素（卡那霉素（karamycin）： 與原核生物小亞基結合，引起讀碼錯誤，抑制起始與原核生物小亞基結合，引起讀碼錯誤，抑制起