蛋白質(zhì)的生物合成---翻譯(translation)2翻譯（蛋白質(zhì)的生物合成）:以氨基酸為原料以mRNA為模板以tRNA為運(yùn)載工具以核糖體為合成場(chǎng)所起始、延長(zhǎng)、終止各階段蛋白因子參與合成后加工成為有活性蛋白質(zhì)3第一節(jié)

參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)氨基酸mRNAtRNA核糖體酶及蛋白質(zhì)因子ATP、GTP4一、mRNA與遺傳密碼遺傳密碼（geneticcode)-共64個(gè)遺傳密碼

（DNA）mRNA5’AUGUCCACCGUAUAA3’

蛋白質(zhì)SerThrVal三聯(lián)體=一個(gè)密碼子/暗碼子一個(gè)氨基酸起始密碼----AUG終止密碼----UAA/UGA/UAG6*遺傳密碼的基本特點(diǎn)方向性與無(wú)間隔性簡(jiǎn)并性連續(xù)閱讀從mRNA5’3’

肽鏈合成N端C端閱讀框移位（frameshift），蛋白功能喪失

一個(gè)A.A有多個(gè)密碼密碼上第一、二位上堿基不變，第三位堿基可改變?nèi)纾篣CUUCCUCAUCG

都代表Ser8兼職性通用性

AUG：起始信號(hào)

Met的密碼子

從最簡(jiǎn)單的生物（病毒）到人類，使用同一套遺傳密碼

9

二.氨基酸的“搬運(yùn)工具”----tRNA

作用是氨基酸的特異“搬運(yùn)工具”

1A.A----2~6特異tRNA起“接合器”作用和mRNA擺動(dòng)配對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)反密碼環(huán)氨基酸臂tRNA的構(gòu)象121、密碼子與反密碼子的擺動(dòng)配對(duì)反密碼子與密碼子的相互作用前二對(duì)嚴(yán)格堿基配對(duì)

第三對(duì)擺動(dòng)配對(duì)13密碼

mRNA5’3’3’5’反密碼

tRNAGCUCGICAtRNA的反密碼子與mRNA分子上的密碼子擺動(dòng)配對(duì)123123自由度的大小由tRNA反密碼子第一位堿基的種類決定14種類起始tRNA---tRNAimet只能識(shí)別翻譯起始信號(hào)AUG只能結(jié)合于核糖體的肽位普通tRNA----tRNAmet在翻譯延長(zhǎng)中發(fā)揮作用只能結(jié)合于核糖體的氨基酰位2、起始tRNA與普通tRNA15原核生物起始tRNA延長(zhǎng)tRNA真核生物起始tRNA延長(zhǎng)tRNA起始密碼只能辨認(rèn)甲酰甲硫氨酸（fMet)fMet-tRNAifmet延長(zhǎng)識(shí)別Met時(shí)為Met-tRNAmet起始密碼只能辨認(rèn)甲硫氨（Met)Met-tRNAimet延長(zhǎng)識(shí)別Met時(shí)為Met-tRNAemet16三、肽鏈合成的“裝配機(jī)”---核糖體核糖體結(jié)構(gòu)核糖體種類

(胞質(zhì)中)由大小二亞基組成

P位：

起始時(shí)，tRNAimet結(jié)合于核糖體的肽位

延長(zhǎng)成肽后，肽鏈轉(zhuǎn)到此位。A位：

延長(zhǎng)成肽時(shí)，氨基酰tRNA就加入此位。游離的核糖體---合成細(xì)胞固有蛋白

與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合的核糖體

---合成帶有信號(hào)肽的分泌性蛋白質(zhì)17多核糖體一條mRNA鏈上同時(shí)具有許多個(gè)核糖體（每隔80核苷酸有一個(gè)核糖體）一條mRNA可同時(shí)合成多條多肽鏈MolecularcomponentsofribosomeofprokaryotesRibosomeofprokaryotes

Aminoacylsite(Asite)ComposedbylargeandsmallsubunitAcceptinganaminoacyl-tRNAPeptidylsite(Psite)ComposedbylargeandsmallsubunitFormingthepeptidylbondsExitsite(Esite)

OnlyonlargesubunitReleasingthedeacylatedtRNAlocationfunctionThreesitesonribosomes

Asite,PsiteandEsite23四、可溶性蛋白質(zhì)因子

起始因子延長(zhǎng)因子釋放因子initiationfactorsIFeukaryoteinitiationfactorseIFelongationfactorsEFeukaryoteelongationfactorseEFreleasefactorsRF五、能量與酶

ATP、GTP,多種酶24第二節(jié)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程原核生物氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)肽鏈合成的起始肽鏈的延長(zhǎng)“核糖體循環(huán)”肽鏈合成的終止蛋白質(zhì)的加工、修飾25一、氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)酶

催化反應(yīng)氨基酰tRNA合成酶絕對(duì)專一性

1個(gè)A.A1個(gè)氨基酰tRNA合成酶活化A.A---活化“-COOH”

消耗2個(gè)ATP活化A.A+tRNA氨基酰tRNA26酶的兩個(gè)位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合正確的A.A活化水解位點(diǎn)保證A.A序列的正確性第一步反應(yīng)第二步反應(yīng)消耗2ATP3’-CCA-OH

Ala-tRNAAlaSer-tRNASerMet-tRNAMetActivatedaminoacid氨基酰-tRNA合成的校正31二、肽鏈合成的起始所需的條件游離的核糖體大小亞基mRNA5’端的起始信號(hào)起始tRNA--tRNAimetGTP三種可溶性起始因子(IF)32三種起始因子IF1IF2

IF3輔助IF3有GTP酶活性特異識(shí)別fmet-tRNAimet形成fmet-tRNAimet-IF2-GTP促進(jìn)30S小亞基結(jié)合mRNA終止時(shí)：促使核糖體解離3330s起始復(fù)合物形成1.核糖體亞基的拆離2.mRNA在小亞基上就位3.fmet-tRNAfmet的結(jié)合

起始序列（SD序列）30S小亞基與mRNA識(shí)別、結(jié)合IF1、IF3協(xié)助

fmet-tRNAfmet-IF2-GTP通過(guò)其反密碼與mRNA上的起始密碼AUG相配對(duì)34SD序列(shine-Dalgarno序列):---原核生物1.位于起始密碼上游25個(gè)核苷酸，2.序列富含嘌呤(如AGGA/GAGG）的一段序列。3.能和原核生物16srRNA相應(yīng)的富含嘧啶序列互補(bǔ)。4.在IF3、IF1促進(jìn)下和30S亞基結(jié)合。起始密碼SD序列36肽鏈合成的起始30s起始復(fù)合物形成1.核糖體亞基的拆離2.mRNA在小亞基上就位起始序列（SD序列）30S小亞基與mRNA識(shí)別、結(jié)合IF1、IF3協(xié)助3.fmet-tRNAfmet的結(jié)合fmet-tRNAifmet-IF2-GTP通過(guò)其反密碼與mRNA上的起始密碼

AUG相配對(duì)3770s起始復(fù)合物形成70s起始復(fù)合物形成70s起始復(fù)合物組成1.IF3脫落1.大小亞基2.50S大亞基結(jié)合2.mRNA3.GTPGDP+Pi3.fmet-tRNAifmet

（結(jié)合于核糖體的P位)4.IF2、IF1脫落30S50S39（二）肽鏈的延長(zhǎng)（進(jìn)位、成肽、移位）所需的條件70S起始復(fù)合物延長(zhǎng)tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸延長(zhǎng)因子(EF)GTP401、進(jìn)位

氨基酰-tRNA根據(jù)遺傳密碼的指引，在延長(zhǎng)因子的作用下，進(jìn)入核糖體的A位。參與的延長(zhǎng)因子EF-Tu協(xié)助AA-tRNA進(jìn)入A位具有GTP酶活性EF-Ts促進(jìn)EF-Tu的再利用422、轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)肽酶（大亞基）催化形成肽鍵轉(zhuǎn)肽酶：23srRNA/L2/L16/L23肽鍵P位：f-met-（肽酰）的α-COO-+A位：氨基酰的α-NH4+

形成肽鍵位置A位：反應(yīng)在此位上進(jìn)行（P位上的f-met退至P位）生成的二肽在A位上。P位：無(wú)負(fù)載tRNA443、移位

在A位的二肽鏈連同mRNA從A位進(jìn)入P位酶轉(zhuǎn)位酶----EFG有GTP酶活性協(xié)助mRNA前移,游離tRNA釋放（E位）位置P位：肽-tRNA-mRNAA位：空留,下一個(gè)AA進(jìn)入E位：P位上無(wú)負(fù)載的tRNA在肽鍵形成前釋放方向mRNA：從5’3’

移動(dòng)1個(gè)帶有肽鏈的tRNA：從A位P位肽鏈合成：從N端C端延長(zhǎng)P位上無(wú)負(fù)載的tRNA在肽鍵形成前在E位釋放46延長(zhǎng)的特點(diǎn)“搖擺前進(jìn)”保證蛋白質(zhì)合成的連續(xù)性防止肽酰tRNA脫落形成無(wú)活性的未成熟蛋白質(zhì)延長(zhǎng)時(shí)的能量

每合成一個(gè)肽鍵，消耗4個(gè)高能磷酸鍵活化：2個(gè)ATP進(jìn)位：1個(gè)GTP移位：1個(gè)GTP47（三）肽鏈合成的終止終止密碼的辨認(rèn)UAA、UAG、UGA蛋白質(zhì)因子的參與RF1：作用于UAA、UAGRF2：作用于UGA、UAARF3：促進(jìn)釋放結(jié)合GTP/GTP酶活性肽鏈從肽酰-tRNA水解出GTPGDP+PimRNA從核糖體中分離及大小亞基的拆開(kāi)IF3結(jié)合30小亞基49肽鏈合成起始翻譯起始復(fù)合物mRNA-起始氨基酰-tRNA-核蛋白體原核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分離IF3、IF1與小亞基結(jié)合核蛋白體大小亞基分離eIF-2B/eIF-3與小亞基結(jié)合eIF-6促進(jìn)核蛋白體分離mRNA在小亞基定位結(jié)合mRNA5’端起始信號(hào)SD序列起始氨基酰-tRNA結(jié)合小亞基Met-tRNAiMet-elF2

-GTP起始氨基酰-tRNA結(jié)合mRNA(fMet-tRNAimet)-IF2(GTP)mRNA在核蛋白體小亞基就位elF4E/elF4G/elF4A/elF4B/PAB核蛋白體大亞基結(jié)合IF2(GTP)促進(jìn)三種IF釋放核蛋白體大亞基結(jié)合elF-5/GTP促進(jìn)各種elF釋放五.真核生物翻譯的特點(diǎn)：50met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、

eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2

-GTP真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程51肽鏈合成延長(zhǎng)核蛋白體循環(huán)進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸原核生物核蛋白體循環(huán)真核生物核蛋白體循環(huán)進(jìn)位EF-Tu結(jié)合分解GTP，促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位EF-Ts調(diào)節(jié)亞基進(jìn)位EF-1-αEF-1-βγ成肽轉(zhuǎn)肽酶催化的肽鍵形成（核酶）成肽轉(zhuǎn)肽酶催化的肽鍵形成轉(zhuǎn)位EFG有轉(zhuǎn)位酶活性(GTP酶活性)促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移到P位，促進(jìn)tRNA從E位釋放轉(zhuǎn)位EF-2轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的tRNA直接從P位脫落（沒(méi)有E位）每合成一個(gè)肽鍵，消耗4個(gè)高能磷酸鍵活化:2個(gè)ATP/進(jìn)位:1個(gè)GTP/轉(zhuǎn)位:1個(gè)GTP52肽鏈合成終止mRNA上終止密碼出現(xiàn)，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離原核生物核蛋白體循環(huán)真核生物核蛋白體循環(huán)終止密碼的辨認(rèn)RF-1識(shí)別UAA、UAGRF-2識(shí)別UAA、UGA終止密碼的辨認(rèn)肽鏈從肽酰-tRNA水解出eRF肽鏈從肽酰-tRNA水解出RF3：促進(jìn)釋放結(jié)合GTP/GTP酶活性54多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子分子伴侶

（熱休克蛋白/伴侶素）蛋白二硫鍵異構(gòu)酶肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾肽鏈N端的修飾：切除fMet(Met)個(gè)別氨基酸的修飾：羥脯（賴）氨酸多蛋白的加工高級(jí)結(jié)構(gòu)修飾亞基聚合：Hb輔基連接：酶與輔基/輔酶疏水脂鏈的共價(jià)連接：脂蛋白蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送（ProteinTargeting）分泌性蛋白的靶向輸送信號(hào)肽（signalpeptide)舉例：胰島素第三節(jié)翻譯后加工分子伴侶（Chaperons）對(duì)蛋白質(zhì)折疊作用多蛋白的加工一條合成后的多肽鏈經(jīng)加工產(chǎn)生多種不同活性的蛋白質(zhì)/多肽鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾亞基的聚合58ProteinTargeting

59信號(hào)肽顆粒識(shí)別、結(jié)合胞漿

帶有信號(hào)肽的分泌蛋白粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通道識(shí)別信號(hào)肽酶切除信號(hào)肽肽鏈合并高爾基體進(jìn)一步加工分泌出胞外帶有信號(hào)肽的分泌性蛋白的加工、分泌的過(guò)程信號(hào)肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

Secretoryprotein62信號(hào)肽(signalpeptide):(1)在真核生物未成熟分泌性蛋白質(zhì)中,可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別的特征性氨基酸序列,

約15-30AA(含疏水AA較多)。(2)作用：把合成的蛋白質(zhì)移向粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合(信號(hào)肽顆粒識(shí)別、結(jié)合)

把合成的蛋白質(zhì)送入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(3)信號(hào)肽對(duì)靶向輸送有決定作用。

胰島素的加工過(guò)程64第四節(jié)蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學(xué)一、分子病：蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列異常的遺傳病。例如：鐮刀紅細(xì)胞貧血原因：

珠蛋白的β基因發(fā)生單一堿基突變。

正常：β基因的第6位密碼子GAG,編碼谷氨酸,

突變：β基因的第6位密碼子GTG,編碼纈氨酸,

HbA→HbS.65正常人Hb(HbA)：β鏈N端第6個(gè)氨基酸為GluHbS：β鏈N端第6個(gè)氨基酸為Val導(dǎo)致：HbS攜氧能力下降,缺氧時(shí)RBC呈鐮刀狀，脆性增加，溶血66抗生素作用點(diǎn)作用原理應(yīng)用四環(huán)素族（金霉素新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素紅霉素梭鏈孢酸

放線菌酮嘌呤霉素原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基真核核蛋白體大亞基真核、原核