【教学课件】第九章核糖体(ribosome).ppt

第九章 核糖体(ribosome),核糖体的类型与结构 多聚核糖体与蛋白质的合成,第一节 核糖体的类型与结构,核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的 功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。核糖体的基本类型与成分 核糖体的结构 核糖体蛋白质与rRNA的功能分析,一、核糖体的基本类型与成分,核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome)基本类型附着核糖体游离核糖体70S的核糖体80S的核糖体主要成分r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA:60%,，核糖体内部,二、核糖体的结构,结构与功能的分析方法 蛋白质合成过程中很多重要步骤 与50S核糖体大亚单位相关,结构与功能的分析方法,离子交换树脂可分离纯化各种r蛋白；纯化的r蛋白与纯化的rRNA进行核糖体的重组装，显示核糖体中r蛋白与rRNA的结构关系双向电泳技术可显示出E.coli核糖体在装配各阶段中，与rRNA结合的蛋白质的类型双功能的交联剂和双向电泳分离可用于研究r蛋白在 结构上的相互关系 电镜负染色与免疫标记技术结合，研究r蛋白在核糖 体的亚单位上的定位。对rRNA，特别是对16S rRNA结构的研究 70S核糖体的小亚单位中rRNA与全部的r蛋白关系 的空间模型,同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构 均不相同，在免疫学上几乎没有同源性。不同生物同一种类r蛋白之间具有很高 的同源性，并在进化上非常保守。,蛋白质结合到rRNA上具有先后层次性。核糖体的重组装是自我装配过程,16SrRNA的一级结构是非常保守的16SrRNA的二级结构具有更高的保守性：臂环结构(stem-loop structure)rRNA臂环结构的三级结构模型,蛋白质合成过程中很多重要步骤与50S核糖体大亚单位相关,涉及的多数因子为G蛋白(具有GTPase活性)，核糖体上 与之相关位点称为GTPase相关位点。最近人们成功地制备L11-rRNA复合物的晶体，获得了 其空间结构高分辨率的三维图象。这一结果证实了前人用各种实验技术所获得的种种结论提出直观、可靠且比人们的预料更为精巧复杂和可能的 作用机制，从而为揭开核糖体这一具有30多亿年历史的 古老的高度复杂的分子机器的运转奥秘迈出了极重要的 一步。,三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析,核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点 在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究,核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点,与mRNA的结合位点与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点氨酰基位点，又称A位点与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点肽酰基位点，又称P位点肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点E位点(exit site)与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点肽酰转移酶的催化位点与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和 终止因子的结合位点,在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究,核糖体蛋白 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分r蛋白质的主要功能,核糖体蛋白,很难确定哪一种蛋白具有催化功能：在E.coli中核糖体蛋白突变甚至缺失对蛋白 质合成并没有表现出“全”或“无”的影响。多数抗蛋白质合成抑制剂的突变株，并非由 于r蛋白的基因突变而往往是 rRNA基因突变。在整个进化过程中rRNA的结构比核糖体蛋白 的结构具有更高的保守性。,在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分,具有肽酰转移酶的活性；为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点)；为多种蛋白质合成因子提供结合位点；在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结 合以及在肽链的延伸中与mRNA结合；核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等 都与rRNA有关。,r蛋白质的主要功能,对rRNA 折叠成有功能的三维结构是十分重要的；在蛋白质合成中,某些r蛋白可能对核糖体的构象 起“微调”作用；在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中,核 糖体蛋白与rRNA共同行使功能。,