《蛋白质合成》PPT课件.ppt

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1、,Central Dogma,蛋白质的生物合成(翻译),基因表达过程,一、三联体密码的建立1954，Gamnov G，提出遗传密码问题三联体密码1961,Crick and Brennes实验证明：E.coli T4噬菌体基因组 碱基的缺失或插入结果：加（减）1或2个碱基 不正常蛋白 不能侵染 加（减）3个碱基 加同时减,前黄素（丫啶类物质）,正常蛋白,能侵染,第一节 遗传密码,碱基的缺失或插入可造成移码突变,二、密码表的建立,1、Nirenberg三核苷酸技术（核糖体结合技术）特异氨酰tRNA可与核糖体-三核苷酸mRNA结合,但部分密码子未能破译，有些定错,如UCU(Ser)Val,2、Kh

2、orana重复顺序技术 n(NDP)人工mRNA可得到poly(UC),poly(AG),poly(UUC),poly(UUAC)等等根据Nirenberg和Khorana的实验结果，结合其他实验情况，于1966年完全破译遗传密码，二人1968年诺贝尔奖,多核苷酸磷酸化酶,Established the chemical structure oftRNA Holley,Established the in vitro system for revealing the genetic codes Nirenberg,Devised methods to synthesize RNAs with

3、defined sequences Khorana,遗传密码表,三、密码子的重要性质 简并性，不重叠，通用性，无标点,(同义密码子),真核线粒体的特殊情况,一、蛋白质生物合成体系,1、mRNA2、核糖体3、tRNA4、氨基酰-tRNA 合成酶5、起始因子、延长因子和终止因子,第二节 蛋白质的合成机制,1、mRNA 真核生物mRNA：原核生物mRNA：,尾随序列 尾部结构,2、核糖体,30S,50S,70S,核糖体存在三种形态,核糖体亚基、单核糖体、多核糖体,真核生物：游离或与内质网结合原核生物：游离或与mRNA结合成串状的多核糖体(提高翻译效率)。核糖体亚基的聚合（10mmol/L）与解聚(0

4、.1mmol/L)与Mg2+浓度有关,多核糖体,大肠杆菌由一定数目的单个核糖体与一个mRNA 分子结合而成的念珠状结构。每个核糖体可独立完成一条肽链的合成，所以在多核糖体上可以同时进行多条肽链的合成，提高了翻译的效率。,P位：结合起始的氨酰-tRNA和肽基-tRNA，A位：结合新掺入的氨酰-tRNA。,核糖体存在两个重要的tRNA结合部位,3、tRNA,氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA+AMP+Ppi,氨基酰-tRNA 合成酶,摆动（Wobble）假说：,一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸，一种氨基酸可与几种tRNA结合。,密码子第1、2碱基必需按标准配对，第3碱基的配对可以有一定

5、灵活性，但不是任意组合。,按照Wobble假说密码子与反密码子配对,4、蛋白因子（原核）起始因子IF：IF1、IF2、IF3延长因子EF：EF-Tu、EF-Ts、EF-G终止因子RF：RF1、RF2、RF3,合成方向:肽链延伸方向：N C mRNA上密码子阅读方向：5，3，起始密码子 起始密码子AUGfMettRNAfMet 内部密码子AUGMettRNAmMetMet+tRNAfMet+ATP Met-tRNAfMet+AMP+ppiMet-tRNAfMet+N10-甲酰-四氢叶酸 f Met-tRNAfMet+四氢叶酸,N-甲酰甲硫氨酸,转甲酰酶,氨酰tRNA合成酶,蛋白质合成过程（大肠杆

6、菌）,起始过程,合成起始过程,核糖体如何找到起始位点：Shine-Dalgarno sequences（SD序列）,Step 1:进位(EF-Tu),Step 2:转肽肽基转移酶（核糖体大亚基蛋白）,Step 3:移位(EF-G),肽链的延伸,EF-Tu的再生（需EF-Ts）,合成的终止：（A位为终止密码子）,肽基转移酶表现出水解酶活性,嘌呤霉素抑制蛋白质合成,In bacteria,translation and transcription aretightly coupled,原核生物基因表达的高效率,多核糖体,蛋白质的合成是一个高耗能过程 AA活化 2个高能磷酸键（ATP）肽链起始 1个

7、（70S复合物形成，GTP）进位 1个（GTP）移位 1个（GTP）,第一个氨基酸参入需消耗3个（活化2+起始1）以后每掺入一个AA需要消耗4个（活化2+进位 1个+移位1个）。,真核生物蛋白质的生物合成,核糖体更大，80S 40S+60S起始氨基酸为甲硫氨酸，起始tRNA表示为tRNAMet，起始氨酰-tRNA为Met-tRNAMet无富含嘌呤序列（SD），每种mRNA只转译出一种多肽。对抑制剂敏感性不同，如亚胺环己酮只作用于80S核糖体，只抑制真核生物的翻译,白喉毒素与EF-2结合，抑制肽链移位。真核中涉及的蛋白因子较多，有约13种起始因子、两种延伸因子、一种终止因子信号释放因子（eRF）

8、。蛋白质激酶参与真核生物蛋白质合成的调节。真核线粒体、叶绿体能进行蛋白质合成，其抑制剂与原核相似。,蛋白质生物合成的抑制,白喉毒素（diphtheria toxin),对真核生物剧毒，实质是一种修饰酶，对真核生物的EF-2起共价修饰作用，使其失活。由于肿瘤细胞对白喉毒素比正常细胞更敏感，故用它与抗肿瘤细胞的特异抗原结合以消灭肿瘤细胞。,干扰素（interferon),由真核生物细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白质。可抑制病毒繁殖，保护宿主。干扰素在双链RNA（某些RNA病毒）存在时，作用于蛋白质合成的启动阶段，使蛋白质合成受抑制。干扰素还可诱导生成一种寡核苷酸，活化RNaseL，由RNa

9、seL降解病毒RNA。,肽链的翻译后加工,新生肽链的折叠肽链中氨基酸的共价修饰糖苷共价修饰脂质共价修饰其它共价修饰新生肽链的水解修饰亚单位聚合,新生肽链的折叠,折叠酶(foldase)或分子伴侣(molecular chaperone)分子伴侣:是一个结构上互不相同的蛋白质家族,可识别肽链的非天然构象,促进蛋白质正确折叠。如热休克蛋白（heat shock protein,HSP)70与60。,肽链中氨基酸的共价修饰,糖苷共价修饰：多肽链的糖苷化与肽链的合成同时进行。脂质共价修饰：脂肪酸与多肽链中的丝、苏氨酸的羟基以酯键结合，影响蛋白质的生物功能。其它共价修饰：羟基化、磷酸化、甲基化、乙酰化、二硫键的形成等。,新生肽链的水解修饰,促肾上腺皮质激素,阿片促黑色素皮质激素原,促黑素细胞激素,-脂酸释放激素,-内啡肽,蛋白质易位,三种蛋白：共翻译易位,质膜蛋白分泌蛋白溶酶体蛋白,N-端有一段信号肽,翻译后易位：线粒体、叶绿体、细胞核等的蛋白,