1、目目 錄錄蛋白質的生物合成蛋白質的生物合成（翻譯（翻譯）Protein Biosynthesis，Translation目目 錄錄o 蛋白質的生物合成，即翻譯，就是將核酸中由蛋白質的生物合成，即翻譯，就是將核酸中由 4 種種核苷酸序列核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過遺傳密碼破編碼的遺傳信息，通過遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質一級結構中譯的方式解讀為蛋白質一級結構中20種種氨基酸的氨基酸的排列順序排列順序 。目目 錄錄DNA: ATGCATGCATGCRNA: AUGCAUGCAUGCPROTEIN: aa1 aa2 aa3 aa4什么樣的堿基序列決定什么樣的氨基酸序列呢？ 如何實現堿基序列到氨基

2、酸序列的轉變？ 目目 錄錄（一）（一）RNARNA在蛋白質合成中作用在蛋白質合成中作用目目 錄錄o 20種氨基酸種氨基酸(AA)作為原料作為原料o 酶及眾多蛋白因子，如酶及眾多蛋白因子，如IF、eIF o ATP、GTP、無機離子、無機離子參與蛋白質生物合成的物質包括參與蛋白質生物合成的物質包括l 三種三種RNAmRNA（messenger RNA, 信使信使RNA）rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白體核蛋白體RNA）tRNA（transfer RNA, 轉運轉運RNA）目目 錄錄一、翻譯模板一、翻譯模板mRNA及遺傳密碼及遺傳密碼o mRNA是遺傳信息的攜帶者是遺傳信息的攜帶者m

3、RNA分子上從分子上從5 至至3 方向，由方向，由AUG開開始，每始，每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質合成的起始、終止信號，個氨基酸或蛋白質合成的起始、終止信號，稱為三聯體密碼稱為三聯體密碼(triplet coden)。終止密碼終止密碼(termination coden): UAA，UAG，UGA 遺遺傳傳密密碼碼表表目目 錄錄目目 錄錄1. 連續性連續性(commaless)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密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。碼連續閱讀，密碼間既無間斷也無交叉

4、。 目目 錄錄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)指一種氨基酸可由指一種氨基酸可由2種或種或2種以上密碼子種以上密碼子編碼的現象編碼的現象.遺傳密碼中，除遺傳密碼中，除色氨酸色氨酸和和甲硫甲硫氨酸（氨酸（AUG）僅有一個密碼子外，其余氨僅有一個密碼子外，其余氨基酸有基酸有2、3、4個或多至個或多至6個三聯體為其編碼。個三聯體為其編碼。目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄o 丙氨酸:GCU GCC GCA GCGo 蘇氨酸:

5、ACU ACC ACA ACGo 作用:o 它除了能降低突變所造成的損害外，o 還可減少所需的tRNA種類。 o 偏愛性偏愛性:在不同生物翻譯中,對同一氨基酸的幾組密碼,可表現選擇某些密碼優先使用的特性目目 錄錄3. 通用性通用性(universal)蛋白質生物合成的整套密碼，從原核生物到人蛋白質生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。類都通用。 已發現少數例外，如動物細胞的線粒體、植物已發現少數例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。細胞的葉綠體。密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先。祖先。 目目 錄錄4. 擺動性擺動性(wobble)

6、（變偶性）（變偶性）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。主要是密碼的主要是密碼的第三個堿基配對非特異。第三個堿基配對非特異。 U擺動配對擺動配對目目 錄錄目目 錄錄o 反密碼對密碼的識別，通常也是根據堿基互補原則，即AU，GC配對。但反密碼的第一個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴格遵循堿基互補原則。如反密碼第一個核苷酸為，則可與A、U或C配對，如為U，則可與A或G配

7、對，這種配對稱為不穩定配對。 目目 錄錄密碼子、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反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U, C, AA, G C,UUG目目 錄錄二、二、tRNA與氨基酸的活化與氨基酸的活化反密碼環反密碼環氨基酸臂氨基酸臂目目 錄錄tRNA的三級結構示意圖的三級結構示意圖目目 錄錄氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶（一）氨基酰（一）氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)l 氨基酸的活化氨基酸的活化目目 錄錄第一步反應第一步反

8、應氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E AMP PPi目目 錄錄第二步反應第二步反應氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E目目 錄錄 tRNA與與酶結合的酶結合的模型模型tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP目目 錄錄o氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。o氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性校正活性(proofreading activity) 。o氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 目目 錄錄真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-t

9、RNAifMet（二）起始肽鏈合成的氨基酰（二）起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA三、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置三、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S23S-rRNA18S-rRNA28S-5S-5.8S-rRNA蛋白蛋白質質rpS 21種種rpL 34種種rpS 33種種rpL 49種種 不同細胞核蛋白體的組成不同細胞核蛋白體的組成 目目 錄錄核糖體包括如下部位：核糖體包括如下部位：容納容納mRNA

10、的部位的部位結合氨基酰結合氨基酰tRNA的部位（的部位（A位點）位點）結合肽酰結合肽酰tRNA的部位（的部位（P位點）位點）目目 錄錄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)目目 錄錄o 核蛋白體的大、小亞基分別有不同的功能： 1小亞基：可與mRNA、GTP和起動tRNA結合。 2大亞基： （1）具有兩個不同的具有兩個不同的tRNA結合點結合點。 A位（右） 受位或氨酰基位，可與新進入的氨基酰tRNA結合； P位

11、（左）給位或肽酰基位，可與延伸中的肽酰基tRNA結合。 （2）具有轉肽酶活性具有轉肽酶活性：將給位上的肽酰基轉移給受位上的氨基酰tRNA，形成肽鍵。 （3）具有GTPase活性，水解GTP，獲得能量。 （4）具有起動因子、延長因子及釋放因子的結合部位。 目目 錄錄o 在蛋白質生物合成過程中，常常由若干核蛋白體結合在同一mRNA分子上，同時進行翻譯，但每兩個相鄰核蛋白之間存在一定的間隔，形成念球狀結構。o 由若干核蛋白體結合在一條mRNA上同時進行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結構稱為多核蛋白體。 目目 錄錄多聚核蛋白體多聚核蛋白體(polysome)使蛋白質合成高使蛋白質合成高速、高效進行。速、高

12、效進行。目目 錄錄目目 錄錄電鏡下的多聚核蛋白體現象電鏡下的多聚核蛋白體現象目目 錄錄目目 錄錄蛋白質生物合成過程蛋白質生物合成過程 The Process of Protein Biosynthesis （二）（二） 目目 錄錄o 氨基酸活化與搬運氨基酸活化與搬運(activation & transport)o 翻譯的起始翻譯的起始(initiation)o 翻譯的延長翻譯的延長(elongation)o 翻譯的終止翻譯的終止(termination )整個翻譯過程可分為整個翻譯過程可分為 ：翻譯過程從閱讀框架的翻譯過程從閱讀框架的5 -AUG開始，按開始，按mRNA模板三聯體密碼

13、的順序延長肽鏈，直模板三聯體密碼的順序延長肽鏈，直至終止密碼出現。至終止密碼出現。 目目 錄錄氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶（一）氨基酰（一）氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化目目 錄錄一、肽鏈合成起始一、肽鏈合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結合而形成翻譯起始復合物 (translational initiation complex)。目目 錄錄原核、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

14、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eIF-6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-5eIF-4F復合物成分，結合復合物成分，結合eIF-4E和和PABeIF-4GeIF-4F復合物成分，結合復合物成分，結合mRNA5帽子帽子eIF-4E結合結合mRNA，促進，促進mRNA掃描定位起始掃描定位起始AUGeIF-4BeIF-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結結合小亞基合小亞基IF-4A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eIF-2B，eIF-3促進起始促進

15、起始tRNA與小亞基結合與小亞基結合eIF-2真核真核生物生物促進大小亞基分離，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敏感性敏感性EIF-3促進起始促進起始tRNA與小亞基結合與小亞基結合EIF-2占據占據A位防止結合其他位防止結合其他tRNAIF-1原核原核生物生物生物功能生物功能起始因子起始因子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eIF-6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-5eIF-4F復合物成分，結合復合物成分，結合eIF-4E和和PABeIF-4GeIF-4F復合物成分，結合復合物成分，

16、結合mRNA5帽子帽子eIF-4E結合結合mRNA，促進，促進mRNA掃描定位起始掃描定位起始AUGeIF-4BeIF-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結結合小亞基合小亞基IF-4A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eIF-2B，eIF-3促進起始促進起始tRNA與小亞基結合與小亞基結合eIF-2真核真核生物生物促進大小亞基分離，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敏感性敏感性EIF-3促進起始促進起始tRNA與小亞基結合與小亞基結合EIF-2占據占據A位防止結合其他位防止結合其他tRNAIF-1原核

17、原核生物生物生物功能生物功能起始因子起始因子目目 錄錄（一）原核生物翻譯起始復合物形成（一）原核生物翻譯起始復合物形成o 核蛋白體大小亞基分離；核蛋白體大小亞基分離；o mRNA在小亞基定位結合；在小亞基定位結合；o 起始氨基酰起始氨基酰- -tRNA的結合；的結合； o 核蛋白體大亞基結合。核蛋白體大亞基結合。目目 錄錄IF-3IF-11. 核蛋白體大小亞基分離核蛋白體大小亞基分離目目 錄錄目目 錄錄A U G53IF-3IF-12. mRNA在小亞基定位結合在小亞基定位結合目目 錄錄目目 錄錄S-D序列序列 目目 錄錄IF-3IF-1IF-2GTP3. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fM

18、et-tRNAimet )結合到結合到小亞基小亞基A U G53目目 錄錄目目 錄錄IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4. 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A U G53目目 錄錄目目 錄錄IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi目目 錄錄目目 錄錄（三）真核生物蛋白質合成（三）真核生物蛋白質合成o 起始因子較多，起始因子較多，eIFeIF2 2，eIFeIF3 3等等o 80S80S核糖體，核糖體，(60S(60S，40S40S）o 起始氨基酸起始氨基酸Met-tRNAmeto 起始復合物形成過程不同起始復合物形成過程不

19、同o mRNA在核蛋白定位與帽子結構有關在核蛋白定位與帽子結構有關目目 錄錄o 真核生物翻譯起始復合物形成：o 1.核蛋白體大小亞基分離o 2.起始氨基酰tRNA結合o 3.mRNA在核糖體小亞基上定位o (帽結合因子帽結合因子)o 4.核蛋白體大亞基結合目目 錄錄二、肽鏈合成延長二、肽鏈合成延長指根據指根據mRNA密碼序列的指導，次序添加氨基酸密碼序列的指導，次序添加氨基酸從從N端向端向C端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。o 肽鏈延長在核蛋白體上連續性循環式進行，又稱為肽鏈延長在核蛋白體上連續性循環式進行，又稱為核蛋白體循環核蛋白體循環(ribosomal cy

20、cle)，每次循環增加一個，每次循環增加一個氨基酸，包括以下三步：氨基酸，包括以下三步：n 進位進位(entrance)n 成肽成肽(peptide bond formation)n 轉位轉位(translocation)目目 錄錄o 延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子(elongation factor, EF)原核生物：原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G目目 錄錄原核延長因原核延長因子子生物功能生物功能對應真核延長對應真核延長因子因子EF-Tu促進氨基酰促進氨基酰-tRNA進入進入A位，結位，結合分解合分解GTPEF-1-EF-Ts調節

21、亞基調節亞基EF-1-EFG有轉位酶活性，促進有轉位酶活性，促進mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位前移到位前移到P位，促進卸位，促進卸載載tRNA釋放釋放EF-2肽鏈合成的延長因子肽鏈合成的延長因子 目目 錄錄又稱注冊又稱注冊(registration)（一）進位（一）進位指根據指根據mRNA下下一組遺傳密碼指導，一組遺傳密碼指導，使相應氨基酰使相應氨基酰-tRNA進入核蛋白體進入核蛋白體A位。位。目目 錄錄目目 錄錄Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP目目 錄錄目目 錄錄（二）成肽（二）成肽是由轉肽酶是由轉肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵催化的肽鍵形成過程。形成

22、過程。目目 錄錄（三）轉位（三）轉位延長因子EF-G有轉位酶( translocase )活性，可結合并水解1分子GTP，促進核蛋白體沿mRNA的移動,從而使下一個密碼子暴露 。目目 錄錄fMetA U G53fMetTuGTP目目 錄錄目目 錄錄進進位位轉轉位位成肽成肽目目 錄錄 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，多肽鏈合成上終止密碼出現后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，中釋出，mRNA、核、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈合成終止。目目 錄錄終止相關的蛋白因子稱為釋放因子終止相關的蛋白因子

23、稱為釋放因子 (release factor, RF) 一是識別終止密碼，如一是識別終止密碼，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; RF-3有有GTP酶活性酶活性,能促進能促進RF-1,2與核蛋白體結合與核蛋白體結合.二是誘導轉肽酶改變為酯酶活性，相當于催化二是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肽酰基轉移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。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 目目 錄錄原原核

24、核肽肽鏈鏈合合成成終終止止過過程程 目目 錄錄o 脫落的先后順序:o 1.肽鏈脫落o 2.tRNA脫落o 3.mRNA脫落o 4.大小亞基分離目目 錄錄五、蛋白質合成后加工和輸送五、蛋白質合成后加工和輸送從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質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加工過程才生物活性，必需經過不同的翻譯后復雜加工過程才轉變為天然構象的功能蛋白。轉變為天然構象的功能蛋白。o 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 o 肽鏈一級結構的修飾肽鏈一級結構的修飾o 高級結構修飾高級結構修飾 目目 錄錄一、多肽鏈折疊為天然功能構象的蛋白質一

25、、多肽鏈折疊為天然功能構象的蛋白質o 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。 o 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，即一級結構是空間構象的基礎。疊的信息，即一級結構是空間構象的基礎。o 細胞中大多數天然蛋白質折疊都不是自

26、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。 目目 錄錄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. 蛋白二硫鍵異構酶蛋白二硫鍵異構酶 (protein disulfide isomerase, PDI)2. 肽肽-脯氨酰順反異構酶脯氨酰順反異構酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI) 3.分子伴侶分子伴侶 (molecular chaperon) 目目 錄錄新生肽鏈的折疊目目 錄錄1. 熱休克蛋白熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HS

27、P40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，可識別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，促進各功能域和整體蛋白肽鏈的非天然構象，促進各功能域和整體蛋白質的正確折疊。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 HSP7

28、0-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 目目 錄錄伴侶素伴侶素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。 目目 錄錄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對穩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重要，這定分泌蛋白

29、、膜蛋白等的天然構象十分重要，這一過程主要在細胞內質網進行。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，可在較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成正確二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學最穩定的天硫鍵連接，最終使蛋白質形成熱力學最穩定的天然構象。然構象。目目 錄錄一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學功能的基礎功能的基礎。目目 錄錄目目 錄錄肽肽-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兩脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異

30、構體，空間構象明顯差別。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種脯氨酰順反異構酶可促進上述順反兩種異構體之間的轉換。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形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，可成的限速酶，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。使多肽在各脯氨酸彎折處形成準確折疊。 目目 錄錄二、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）多肽鏈的水解修飾目目 錄錄1

31、1N N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：o N端甲酰蛋氨酸，必須在多肽鏈折迭成一定的空間結構之前被切除。 去甲酰化： 脫甲酰化酶 甲酰蛋氨酸-肽 甲酸 + 蛋氨酸-肽 去蛋氨酰基： 蛋氨酸氨基肽酶 蛋氨酰-肽 蛋氨酸 + 肽 目目 錄錄2個別氨基酸的共價修飾： 某些蛋白質肽鏈中存在共價修飾氨基酸,是肽鏈合成后特異加工產生的。如酪蛋白的某些絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸被磷酸化,某些凝血因子中谷氨酸殘基的-羧基化等。這些都是由專一性的酶催化進行修飾，包括磷酸化、羥基化、糖基化、甲酰化等。目目 錄錄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PM

32、OCKRKR103肽肽 ( ？)ACTH -LT -MSH -MSHEndophin目目 錄錄三、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 目目 錄錄蛋白質合成后需要經過復雜機制，定向輸送到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，這一過程稱為蛋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。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(protein targeting)目目 錄錄所有靶向輸送的蛋

33、白質結構中存在分選信號，主要為N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，這一序列稱為信號序列信號序列 。信號序列是決定蛋白質靶向輸送最重要元件。信號序列是決定蛋白質靶向輸送最重要元件。 信號序列信號序列(signal sequence)目目 錄錄靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內質網腔蛋白信號肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（2035氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40 T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man

34、-6-P（甘露糖-6-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 目目 錄錄（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端有保守的氨端有保守的氨基酸序列稱信號肽。基酸序列稱信號肽。 目目 錄錄o人生長激素 MATGSRTSLLLAFGLLCLPWLQEGSA PPTo人胰島素原 MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAA FVNo牛血清蛋白原 MKWVTFISLLL

35、FSSAYS RGVo小鼠抗體H鏈式反應 MKVLSLLYLLTAIPHIMS DVQo雞溶菌酶 MKSLLILVLCFLPKLAALG KVFo蜂素蛋白 MKFLVNVALVFMVVYISYIYA APEo果蠅膠蛋白 MKLLVVAVIACMLIGFADPASG CKDo玉米蛋白19 MAAKIFCLIMLLGLSASAATA SIFo酵母轉化酶 MLLOAFLFLLAGFAAKISA SMTo人流感病毒A MKAKLLVLLYAFVAG DQI 切點 一些真核細胞多肽氨基端的信號肽結構目目 錄錄信號肽的識別過程信號肽的識別過程目目 錄錄（四）（四）蛋白質合成與醫學蛋白質合成與醫學目目 錄錄

36、一 分子病 指蛋白質分子氨基酸序列異常的遺傳病。目目 錄錄鐮形紅細胞貧血病人鐮形紅細胞貧血病人Hb (HbS) 亞基亞基N-val his leu thr pro val glu C 肽鏈肽鏈CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb (HbA)亞基亞基N-val his leu thr pro glu glu C 肽鏈肽鏈CTC GAG基因基因目目 錄錄羊瘙癢病羊瘙癢病Mad cow新幾內亞新幾內亞 Kuru病病目目 錄錄目目 錄錄瘋牛病中的蛋白質構象改變瘋牛病中的蛋白質構象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白瘋牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一組人和動物神經退行性病變。

37、引起的一組人和動物神經退行性病變。正常的正常的PrP富含富含-螺旋，稱為螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質的作用下可轉變成全在某種未知蛋白質的作用下可轉變成全為為-折疊的折疊的PrPsc，從而致病。，從而致病。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折疊折疊正常正常瘋牛病瘋牛病目目 錄錄o 蛋白質生物合成是很多天然抗生素和某些毒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、原素的作用靶點。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，干擾和核生物蛋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。抑制蛋白質生物合成過程而起作用的。o 可針對蛋

38、白質生物合成必需的關鍵組分作為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。同時盡量利用研究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，真核、原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以設計、篩選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。人體的藥物。 目目 錄錄一、抗生素類一、抗生素類( (antibioticsantibiotics) )是微生物在代謝過程中產生的能夠殺滅是微生物在代謝過程中產生的能夠殺滅或抑制細菌的一類藥物。抗生素可以通過直或抑制細菌的一類藥物。抗生素可以通過直接阻斷細菌蛋白質的生物合成而起抑菌作用。

39、接阻斷細菌蛋白質的生物合成而起抑菌作用。目目 錄錄抗生素抗生素作用點作用點作用原理作用原理應用應用四環素族四環素族（金霉素（金霉素 新霉素、土霉素）新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素鏈霉素、卡那霉素、氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素紅霉素紅霉素梭鏈孢酸梭鏈孢酸 放線菌酮放線菌酮嘌呤霉素嘌呤霉素原核核蛋白原核核蛋白體小亞基體小亞基原核核蛋白原核核蛋白體小亞基體小亞基原核核蛋白原核核蛋白體大亞基體大亞基原核核蛋白原核核蛋白體大亞基體大亞基原核核蛋白原核核蛋白體大亞基體大亞基真核核蛋白真核核蛋白體大亞基體大亞基真核、原核真核、原核核蛋白體核蛋白體 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA與小亞基與小亞基A位結合

40、位結合能和小亞基結合，改變構象能和小亞基結合，改變構象引起讀碼錯誤、抑制起始引起讀碼錯誤、抑制起始抑制轉肽酶、阻斷延長抑制轉肽酶、阻斷延長抑制轉肽酶、妨礙轉位抑制轉肽酶、妨礙轉位與與EFG-GTP結合，抑制肽結合，抑制肽鏈延長鏈延長抑制轉肽酶、阻斷延長抑制轉肽酶、阻斷延長氨基酰氨基酰-tRNA類似物，進位類似物，進位后引起未成熟肽鏈脫落后引起未成熟肽鏈脫落抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥醫學研究醫學研究抗腫瘤藥抗腫瘤藥抗生素抑制蛋白質生物合成的原理抗生素抑制蛋白質生物合成的原理 四四環環素素族族氯霉素氯霉素鏈霉素和卡那霉素鏈霉素和卡那霉素嘌呤霉素嘌呤霉素放線菌酮放線

41、菌酮目目 錄錄目目 錄錄 嘌呤霉素作用嘌呤霉素作用示意圖示意圖目目 錄錄二、毒素類蛋白質合成抑制劑o細菌毒素：如細菌毒素：如 白喉毒素，綠膿毒素、志賀氏白喉毒素，綠膿毒素、志賀氏毒素，多作用于延伸階段。毒素，多作用于延伸階段。o白喉毒素（白喉毒素（diphtheria toxin) 61kD蛋白質，有蛋白質，有A、B兩個亞基兩個亞基 白喉桿菌，侵入呼吸道黏膜，產生毒素，抑白喉桿菌，侵入呼吸道黏膜，產生毒素，抑制細胞蛋白質合成，引起上皮細胞壞死，纖維制細胞蛋白質合成，引起上皮細胞壞死，纖維蛋白滲出及白細胞侵潤。蛋白滲出及白細胞侵潤。0.05 g g足以使一只豚鼠足以使一只豚鼠斃斃命。命。目目 錄

42、錄白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin)的作用機理的作用機理NCONH2N+OCH2OOHOHADPCONH2白白喉喉毒毒素素（有活性有活性）OCH2OOHOHADP（無活性無活性）目目 錄錄植物毒素植物毒素o 蓖麻毒素蓖麻毒素(ricin)，可與真核生物核糖體，可與真核生物核糖體60S亞基結合，亞基結合，(催化大亞基中催化大亞基中28SrRNA的特異性腺苷酸發生脫嘌呤基反應，引起的特異性腺苷酸發生脫嘌呤基反應，引起60S大亞基失活大亞基失活)抑制延伸，從而阻斷真核抑制延伸，從而阻斷真核生物蛋白質的合成。生物蛋白質的合成。 毒力為氰化鉀的毒力為氰化鉀的6000倍。倍。極少極少約約

43、 500 微克的蓖麻毒素就足以微克的蓖麻毒素就足以死一個成死一個成人。人。 目目 錄錄三、其他干擾蛋白質生物合成的物質三、其他干擾蛋白質生物合成的物質o 干擾素干擾素(interferon)：是真核細胞感染病毒后分：是真核細胞感染病毒后分泌的一種具有抗病毒作用的蛋白質，可以抑泌的一種具有抗病毒作用的蛋白質，可以抑制病毒繁殖，保護細胞。制病毒繁殖，保護細胞。o 分為分為 -(-(白白細細胞胞) )型、型、(成成纖維細纖維細胞胞)型、型、 （淋（淋巴巴細細胞）型三大胞）型三大類類。目目 錄錄干擾素的作用機理干擾素的作用機理干擾素誘導的蛋白激酶干擾素誘導的蛋白激酶dsRNA1. 干擾素誘導干擾素誘導eIF2磷酸