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1、关于蛋白质的生物合成关于蛋白质的生物合成(8)第1页，讲稿共70张，创作于星期三2006-82第十四章 蛋白质的生物合成导导 学学1.1.掌握参与蛋白质生物合成的主要物质及其作用；翻译掌握参与蛋白质生物合成的主要物质及其作用；翻译掌握参与蛋白质生物合成的主要物质及其作用；翻译掌握参与蛋白质生物合成的主要物质及其作用；翻译的基本过程。的基本过程。的基本过程。的基本过程。2.2.熟悉遗传密码的特点熟悉遗传密码的特点熟悉遗传密码的特点熟悉遗传密码的特点3.3.了解翻译后加工，影响蛋白质生物合成的物质了解翻译后加工，影响蛋白质生物合成的物质第2页，讲稿共70张，创作于星期三2006-83第十四章 蛋白
2、质的生物合成教学内容教学内容第一节第一节 参与蛋白质生物合成的三种参与蛋白质生物合成的三种RNA 第二节第二节 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程 第三节第三节 翻译后加工翻译后加工 第四节第四节 翻译后加工翻译后加工 第3页，讲稿共70张，创作于星期三2006-84第十四章 蛋白质的生物合成翻译翻译(Translation)l l蛋白质的生物合成，即翻译，就是将蛋白质的生物合成，即翻译，就是将蛋白质的生物合成，即翻译，就是将蛋白质的生物合成，即翻译，就是将mRNAmRNAmRNAmRNA分子中分子中分子中分子中4 4 种种种种核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列编码的遗传信息，通过
3、遗传密码破译的编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中方式解读为蛋白质一级结构中20202020种种种种氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序 。第4页，讲稿共70张，创作于星期三2006-85第十四章 蛋白质的生物合成CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU5/3/-Gln-Leu-Gln-Thr-Tyr-Met-Ile-Gln-Phe-Asp-Gln-Tyr-mRNA多肽链多肽链翻译翻译第5页，讲稿共70张，创作于星期三2006-86第十四章 蛋白质的生物合成参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质生物合成的物质l l
4、 三种三种三种三种RNARNAmRNAmRNA（messenger RNA,messenger RNA,信使信使RNARNA）rRNA（ribosomal RNA,ribosomal RNA,核蛋白体核蛋白体核蛋白体核蛋白体RNA）tRNAtRNA（transfer RNA,转移转移RNA）l l2020种编码氨基酸种编码氨基酸种编码氨基酸种编码氨基酸(AA)作为原料作为原料作为原料作为原料l l酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IFIF、eIF eIF l lATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子、无机离子、无机离子第6页，讲稿共70张，
5、创作于星期三2006-87第十四章 蛋白质的生物合成第一节第一节参与蛋白质生物合成的三种参与蛋白质生物合成的三种RNA 第7页，讲稿共70张，创作于星期三2006-88第十四章 蛋白质的生物合成一、一、mRNA 与遗传密码与遗传密码（一）（一）（一）（一）mRNA 的作用的作用的作用的作用 l l mRNAmRNA是遗传信息的携带者是遗传信息的携带者是遗传信息的携带者是遗传信息的携带者,mRNA作为翻译的直接作为翻译的直接模板模板。l l遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子顺反子顺反子顺反
6、子(cistron)(cistron)第8页，讲稿共70张，创作于星期三2006-89第十四章 蛋白质的生物合成一、一、mRNA 与遗传密码与遗传密码（一）（一）mRNA 的作用的作用 l l原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的录生成的录生成的录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为可编码几种功能相关的蛋白质，为可编码几种功能相关的蛋白质，为可编码几种功能相关的蛋白质，为多多多多顺反子顺反子顺反子顺反子(polycistron(pol
7、ycistron)。l l真核真核真核真核mRNAmRNA只编码一种蛋白质，为只编码一种蛋白质，为只编码一种蛋白质，为只编码一种蛋白质，为单顺反子单顺反子单顺反子单顺反子(single(single cistron)cistron)。第9页，讲稿共70张，创作于星期三2006-810第十四章 蛋白质的生物合成第10页，讲稿共70张，创作于星期三2006-811第十四章 蛋白质的生物合成遗传密码（遗传密码（genetic coden）l l mRNA分子分子的信息区内上从分子分子的信息区内上从分子分子的信息区内上从分子分子的信息区内上从5 5 至至至至3 3 方向，由方向，由方向，由方向，由AU
8、GAUG开始，开始，每每3 3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体遗传密码。质合成的起始、终止信号，称为三联体遗传密码。质合成的起始、终止信号，称为三联体遗传密码。质合成的起始、终止信号，称为三联体遗传密码。第11页，讲稿共70张，创作于星期三2006-812第十四章 蛋白质的生物合成（二）遗传密码种类（二）遗传密码种类 l l mRNA mRNA 分子有分子有分子有分子有4 4种核苷酸碱基：种核苷酸碱基：种核苷酸碱基：种
9、核苷酸碱基：A A、G G、C、U U，可组，可组合成合成6464个密码子，其中个密码子，其中个密码子，其中个密码子，其中6161个分别代表个分别代表20种不同氨基酸。种不同氨基酸。种不同氨基酸。种不同氨基酸。l l起始密码起始密码起始密码起始密码(initiation coden):AUG AUG l l终止密码终止密码终止密码终止密码(termination coden):UAA UAA，UAGUAG，UGAUGA。第12页，讲稿共70张，创作于星期三2006-813第十四章 蛋白质的生物合成遗传密码表遗传密码表第一碱基第一碱基（5/-端）端）第第 二二 碱碱 基基第三碱基第三碱基（3/-
10、端）端）终止终止终止终止*在在mRNA起始部位的起始部位的AUG为起始信号为起始信号第13页，讲稿共70张，创作于星期三2006-814第十四章 蛋白质的生物合成（三）遗传密码的特点（三）遗传密码的特点l l 遗传密码阅读的方向性遗传密码阅读的方向性遗传密码阅读的方向性遗传密码阅读的方向性 从从mRNA 5mRNA 5端起始密码子端起始密码子端起始密码子端起始密码子AUG到到到到3 3端终止密码子之端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码子连续排列编码间的核苷酸序列，各个三联体密码子连续排列编码一个蛋白质的多肽链从一个蛋白质的多肽链从NN端到端到C C端。端。端。端。第14页，讲稿共70张
11、，创作于星期三2006-815第十四章 蛋白质的生物合成l l遗传密码的连续性遗传密码的连续性遗传密码的连续性遗传密码的连续性（三）遗传密码的特点（三）遗传密码的特点沿沿5 5/-3-3/方向连续阅读方向连续阅读插入碱基插入碱基缺失碱基缺失碱基移码移码突变突变酪酪酪酪酪酪苏苏苏苏苏苏亮亮亮亮亮亮5-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-35-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-35-U-A-C-U-A-C-U-A-C-U-A-C-3第15页，讲稿共70张，创作于星期三2006-816第十四章 蛋白质的生物合成（三）遗传密码的特点（三）遗传密码的特点l l 遗传密码的简并性
12、遗传密码的简并性遗传密码的简并性遗传密码的简并性 20 20种编码氨基酸中除色氨酸和甲硫氨酸各有一个种编码氨基酸中除色氨酸和甲硫氨酸各有一个种编码氨基酸中除色氨酸和甲硫氨酸各有一个种编码氨基酸中除色氨酸和甲硫氨酸各有一个密码子外，其余每一种氨基酸都有密码子外，其余每一种氨基酸都有密码子外，其余每一种氨基酸都有密码子外，其余每一种氨基酸都有2-62-6个密码子。个密码子。个密码子。个密码子。第16页，讲稿共70张，创作于星期三2006-817第十四章 蛋白质的生物合成第17页，讲稿共70张，创作于星期三2006-818第十四章 蛋白质的生物合成（三）遗传密码的特点（三）遗传密码的特点l l遗传密
13、码的通用性遗传密码的通用性 从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称从原核生物到人类都共用同一套遗传密码，被称为遗传密码的通用性。为遗传密码的通用性。为遗传密码的通用性。为遗传密码的通用性。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。叶绿体。叶绿体。叶绿体。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一
14、步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。第18页，讲稿共70张，创作于星期三2006-819第十四章 蛋白质的生物合成二、二、tRNA 与氨基酸的转运与氨基酸的转运(一一)tRNA 的作用的作用 Ser5Tyr5第19页，讲稿共70张，创作于星期三2006-820第十四章 蛋白质的生物合成密码子与反密码子的摆动配对密码子与反密码子的摆动配对 第20页，讲稿共70张，创作于星期三2006-821第十四章 蛋白质的生物合成密码子与反密码子的摆动配对密码子与反密码子的摆动配对 tRNA反密反密码码子的子的 mRNA密密码码子的子的 第个碱基第个碱基 第第3个碱基个
15、碱基 I A、C、U U A、G G C、G 第21页，讲稿共70张，创作于星期三2006-822第十四章 蛋白质的生物合成氨基酸的活化氨基酸的活化l l氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA-tRNA-tRNA合成酶合成酶合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)(aminoacyl-tRNA synthetase)l l氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸的 羧基与羧基与羧基与羧基与tRNA的的的的3333CCACCA的腺苷酸的腺苷酸的腺苷酸的腺苷酸3333OH以酯键相连形成氨基酰以酯键相连形成氨基酰以酯键相连形成氨基酰以酯键相连形成氨基酰-tRNAtRNA 氨基酸
16、氨基酸 +tRNA+tRNA氨基酰氨基酰-tRNA-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶第22页，讲稿共70张，创作于星期三2006-823第十四章 蛋白质的生物合成（二）氨基酰（二）氨基酰-tRNA表示法表示法 l l氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：的表示方法：的表示方法：Ala-tRNAAla-tRNAAla Ser-tRNASer-tRNASerSerMet-tRNAMet-tRNAMetMetl l起始肽链合成的氨基酰起始肽链合成的氨基酰起始肽链合成的氨基酰起始肽链合成的氨基酰-tRNA-tRNA：真核生物真核生物：Met-tRNAM
17、et-tRNAiMetMet 原核生物原核生物：fMet-tRNAi ifMetMet第23页，讲稿共70张，创作于星期三2006-824第十四章 蛋白质的生物合成三、核糖体与蛋白质合成场所三、核糖体与蛋白质合成场所（一）核糖体的组成与结构（一）核糖体的组成与结构l l核糖体是蛋白质生物合成的场所。核糖体是蛋白质生物合成的场所。核糖体是蛋白质生物合成的场所。核糖体是蛋白质生物合成的场所。l l核糖体是由几种核糖体是由几种核糖体是由几种核糖体是由几种rRNArRNA与数十种蛋白质共同构成的超分子复合与数十种蛋白质共同构成的超分子复合与数十种蛋白质共同构成的超分子复合与数十种蛋白质共同构成的超分子
18、复合体。体。体。体。l l细胞质中的的核糖体有两类细胞质中的的核糖体有两类细胞质中的的核糖体有两类细胞质中的的核糖体有两类:一类附着于粗面内质网一类附着于粗面内质网一类附着于粗面内质网一类附着于粗面内质网 ,分泌性蛋白质的合成，分泌性蛋白质的合成，分泌性蛋白质的合成，分泌性蛋白质的合成，一类游离于胞质内一类游离于胞质内一类游离于胞质内一类游离于胞质内 ,细胞固有蛋白质的合成细胞固有蛋白质的合成。第24页，讲稿共70张，创作于星期三2006-825第十四章 蛋白质的生物合成原核生物与真核生物的核糖体组成原核生物与真核生物的核糖体组成 核糖体核糖体 大亚基大亚基 小亚基小亚基 rRNA蛋白质蛋白质
19、rRNA蛋白质蛋白质原核生物原核生物 70S 23S，5S 36种种 16S 21种种 真核生物真核生物 80S 28S，5.8S，5S,49种种 18S 33种种 第25页，讲稿共70张，创作于星期三2006-826第十四章 蛋白质的生物合成第26页，讲稿共70张，创作于星期三2006-827第十四章 蛋白质的生物合成原核生物翻译过程中核糖体结构模式原核生物翻译过程中核糖体结构模式:第27页，讲稿共70张，创作于星期三2006-828第十四章 蛋白质的生物合成（二）核糖体的主要功能部位（二）核糖体的主要功能部位 l l氨基酰部位（氨基酰部位（氨基酰部位（氨基酰部位（aminoacyl sit
20、eaminoacyl site），简称），简称），简称），简称A A位位位位 l l肽酰部位（肽酰部位（肽酰部位（肽酰部位（peptidyl site），简称），简称P P位；位；位；位；l l排出部位（排出部位（exit site），简称），简称），简称），简称E E位位位位 l l转肽酶（转肽酶（转肽酶（转肽酶（transpeptidase）活性部位；）活性部位；）活性部位；）活性部位；l l mRNAmRNA结合部位；结合部位；结合部位；结合部位；l l蛋白因子蛋白因子蛋白因子蛋白因子 （IF IF，EF EF，RF RF）结合部位。）结合部位。）结合部位。）结合部位。第28页，讲稿共7
21、0张，创作于星期三2006-829第十四章 蛋白质的生物合成S-D序列序列 第29页，讲稿共70张，创作于星期三2006-830第十四章 蛋白质的生物合成第二节第二节 蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程第30页，讲稿共70张，创作于星期三2006-831第十四章 蛋白质的生物合成l l翻译过程：翻译过程：核糖体大小亚基聚合在核糖体大小亚基聚合在核糖体大小亚基聚合在核糖体大小亚基聚合在mRNA 5mRNA 5端端端端AUG部位开始，沿着部位开始，沿着部位开始，沿着部位开始，沿着mRNAmRNA模板链模板链5533方向移动，由方向移动，由方向移动，由方向移动，由tRNAtRNA阅读阅读阅读阅
22、读mRNAmRNA三联三联三联三联体遗传密码并携带特定氨基酸在核糖体上体遗传密码并携带特定氨基酸在核糖体上体遗传密码并携带特定氨基酸在核糖体上体遗传密码并携带特定氨基酸在核糖体上“对号入座对号入座对号入座对号入座”，将，将，将，将氨基酸从氨基酸从氨基酸从氨基酸从N端端C C端方向连接起来构成多肽链，直至核糖端方向连接起来构成多肽链，直至核糖端方向连接起来构成多肽链，直至核糖端方向连接起来构成多肽链，直至核糖体在体在体在体在mRNA 3mRNA 3端遇到终止信号而使大小亚基解体为止。端遇到终止信号而使大小亚基解体为止。端遇到终止信号而使大小亚基解体为止。端遇到终止信号而使大小亚基解体为止。第31
23、页，讲稿共70张，创作于星期三2006-832第十四章 蛋白质的生物合成整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为：l l翻译的起始翻译的起始(initiation)(initiation)l l翻译的延长翻译的延长(elongation)(elongation)l l翻译的终止翻译的终止翻译的终止翻译的终止(termination)(termination)第32页，讲稿共70张，创作于星期三2006-833第十四章 蛋白质的生物合成一、起始阶段一、起始阶段原核生物翻译的起始原核生物翻译的起始原核生物翻译的起始原核生物翻译的起始参与的物质：参与的物质：参与的物质：参与的物质：1.1.核糖体核糖体5
24、0S50S和和和和30S30S大小两类亚基大小两类亚基大小两类亚基大小两类亚基2.2.mRNAmRNA3.3.起始作用的起始作用的起始作用的起始作用的fMet-tRNAiMet fMet-tRNAiMet 4.4.GTP GTP供能供能5.5.起始因子（起始因子（起始因子（起始因子（initiation factor,IF1initiation factor,IF1、IF2、IF3IF3）第33页，讲稿共70张，创作于星期三2006-834第十四章 蛋白质的生物合成70S起始复合物起始复合物 的形成的形成三大步骤：三大步骤：三大步骤：三大步骤：l l 30S30S小亚基与小亚基与mRNAmRN
25、A结合结合l l fMet-tRNAiMetfMet-tRNAiMet与与与与mRNAmRNA起始密码子起始密码子起始密码子起始密码子AUGAUG结合结合结合结合 l l 70S70S起始复合物的形成起始复合物的形成起始复合物的形成起始复合物的形成 第34页，讲稿共70张，创作于星期三2006-835第十四章 蛋白质的生物合成30S小亚基与小亚基与mRNA结合结合A U G53IF-3IF-1第35页，讲稿共70张，创作于星期三2006-836第十四章 蛋白质的生物合成fMet-tRNAiMet与与mRNA起始密码子起始密码子AUG结合结合 A U G53IF-3IF-1IF-2GTP第36页
26、，讲稿共70张，创作于星期三2006-837第十四章 蛋白质的生物合成70S起始复合物的形成起始复合物的形成A U G53Pi-GDP-GTPIF-3IF-2IF-1第37页，讲稿共70张，创作于星期三2006-838第十四章 蛋白质的生物合成70S起起始始复复合合物物 的的形形成成第38页，讲稿共70张，创作于星期三2006-839第十四章 蛋白质的生物合成二、延长阶段二、延长阶段 根根根根据据据据mRNAmRNA密密密密码码码码序序序序列列列列的的的的指指指指导导导导，次次次次序序序序添添添添加加加加氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸从从从从N N端端端端向向向向C C端延伸肽链，直到合成终止的过程
27、。端延伸肽链，直到合成终止的过程。端延伸肽链，直到合成终止的过程。端延伸肽链，直到合成终止的过程。第39页，讲稿共70张，创作于星期三2006-840第十四章 蛋白质的生物合成二、延长阶段二、延长阶段l l肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环核糖体循环核糖体循环核糖体循环(ribosomal cycleribosomal cycle)，每次循环增加一个氨，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：基酸，包括以下三步：n进位进位进位进位(entrance)n n成肽成肽成肽成肽(peptide bond formationpeptide
28、bond formation)n转位转位(translocation(translocation）第40页，讲稿共70张，创作于星期三2006-841第十四章 蛋白质的生物合成第41页，讲稿共70张，创作于星期三2006-842第十四章 蛋白质的生物合成延伸过程所需蛋白因子称为延长因子延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor,EF)原核生物的延长因子原核生物的延长因子l l EF-Tu：促进氨基酰：促进氨基酰-tRNA-tRNA进入进入进入进入A位，结合分解位，结合分解位，结合分解位，结合分解GTPGTPl l EF-TsEF-Ts：调节亚基：调节亚基：调节亚基：调
29、节亚基 l l EFGEFG：有转位酶活性，促进：有转位酶活性，促进：有转位酶活性，促进：有转位酶活性，促进mRNA-肽酰肽酰肽酰肽酰-tRNA由由由由A A 位前移到位前移到P P位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载tRNAtRNA释放释放释放释放 第42页，讲稿共70张，创作于星期三2006-843第十四章 蛋白质的生物合成进位进位又称注册又称注册(registration)第43页，讲稿共70张，创作于星期三2006-844第十四章 蛋白质的生物合成延长因子延长因子延长因子延长因子EF-T催化进位（原核催化进位（原核催化进位（原核催化进位（原核生物）生物）生物）生物）第44页
30、，讲稿共70张，创作于星期三2006-845第十四章 蛋白质的生物合成第45页，讲稿共70张，创作于星期三2006-846第十四章 蛋白质的生物合成成肽成肽 由转肽酶由转肽酶(transpeptidase)(transpeptidase)催化的肽键形成过程催化的肽键形成过程第46页，讲稿共70张，创作于星期三2006-847第十四章 蛋白质的生物合成转位转位：指核糖体沿着指核糖体沿着mRNA 53方向移动方向移动 一个密码子一个密码子 第47页，讲稿共70张，创作于星期三2006-848第十四章 蛋白质的生物合成进进位位成肽成肽转转位位第48页，讲稿共70张，创作于星期三2006-849第十四
31、章 蛋白质的生物合成三、终止阶段三、终止阶段l l当终止密码子当终止密码子当终止密码子当终止密码子UAAUAA、UAGUAG或或UGAUGA出现在核糖体的出现在核糖体的出现在核糖体的出现在核糖体的A位时，位时，位时，位时，没有相应的氨基酰没有相应的氨基酰没有相应的氨基酰没有相应的氨基酰-tRNA-tRNA 能与之结合，此时即转入了终能与之结合，此时即转入了终能与之结合，此时即转入了终能与之结合，此时即转入了终止阶段。止阶段。止阶段。止阶段。l l起终止作用的蛋白质因子起终止作用的蛋白质因子起终止作用的蛋白质因子起终止作用的蛋白质因子-释放因子（释放因子（release factorreleas
32、e factor，RFRF）l l原核生物的原核生物的RF有三种有三种有三种有三种 RF1 RF1能识别能识别能识别能识别UAGUAG和和和和UAA，RF2 RF2能识别能识别能识别能识别UGAUGA和和和和UAAUAA；RF3 RF3可与可与可与可与GTP结合，促进结合，促进RF1RF1与与RF2的作用。的作用。的作用。的作用。第49页，讲稿共70张，创作于星期三2006-850第十四章 蛋白质的生物合成原核原核生物生物肽链肽链合成合成终止终止过程过程第50页，讲稿共70张，创作于星期三2006-851第十四章 蛋白质的生物合成多聚核糖体（多聚核糖体（polysome）l l在蛋白质生物合成
33、过程中，一条在蛋白质生物合成过程中，一条在蛋白质生物合成过程中，一条在蛋白质生物合成过程中，一条mRNAmRNA同时与多个核糖体同时与多个核糖体结合所形成的念珠状聚合物。结合所形成的念珠状聚合物。l l 使蛋白质合成高速、高效进行。使蛋白质合成高速、高效进行。使蛋白质合成高速、高效进行。使蛋白质合成高速、高效进行。第51页，讲稿共70张，创作于星期三2006-852第十四章 蛋白质的生物合成第52页，讲稿共70张，创作于星期三2006-853第十四章 蛋白质的生物合成第三节第三节 翻译后加工翻译后加工第53页，讲稿共70张，创作于星期三2006-854第十四章 蛋白质的生物合成l l从核糖体释
34、放出的新生多肽链不具有生物活性，必须经从核糖体释放出的新生多肽链不具有生物活性，必须经从核糖体释放出的新生多肽链不具有生物活性，必须经从核糖体释放出的新生多肽链不具有生物活性，必须经过翻译后加工才能转变为具有一定构象和功能的蛋白质。过翻译后加工才能转变为具有一定构象和功能的蛋白质。过翻译后加工才能转变为具有一定构象和功能的蛋白质。过翻译后加工才能转变为具有一定构象和功能的蛋白质。l l主要包括：主要包括：主要包括：主要包括：一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰 高级结构的修饰高级结构的修饰 靶向输送靶向输送靶向输送靶向输送 第54页，讲稿共70张，创作于星期三2006-85
35、5第十四章 蛋白质的生物合成一、一级结构的修饰一、一级结构的修饰(一一)N端端fMet 或或Met 的切除的切除 由氨基肽酶或脱甲酰基酶催化水解，除去由氨基肽酶或脱甲酰基酶催化水解，除去由氨基肽酶或脱甲酰基酶催化水解，除去由氨基肽酶或脱甲酰基酶催化水解，除去NN端第一个端第一个端第一个端第一个甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸残基。甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸残基。甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸残基。甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸残基。第55页，讲稿共70张，创作于星期三2006-856第十四章 蛋白质的生物合成(二二)肽链的剪接肽链的剪接l l一些多肽链合成后需要在特异蛋白水解酶的作用下，一些多肽链合成后需要在特异蛋白水解酶
36、的作用下，去除某些肽段或氨基酸残基，才能变为活性分子去除某些肽段或氨基酸残基，才能变为活性分子 。l l如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原等，需剪去部分肽段才能成如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原等，需剪去部分肽段才能成如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原等，需剪去部分肽段才能成如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原等，需剪去部分肽段才能成为有活性的血纤维蛋白和胰蛋白酶。为有活性的血纤维蛋白和胰蛋白酶。为有活性的血纤维蛋白和胰蛋白酶。为有活性的血纤维蛋白和胰蛋白酶。第56页，讲稿共70张，创作于星期三2006-857第十四章 蛋白质的生物合成(三三)个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰l l某些蛋白质肽链合成后，其氨基酸残基的侧链需经
37、一定的某些蛋白质肽链合成后，其氨基酸残基的侧链需经一定的某些蛋白质肽链合成后，其氨基酸残基的侧链需经一定的某些蛋白质肽链合成后，其氨基酸残基的侧链需经一定的化学修饰。化学修饰。化学修饰。化学修饰。l l蛋白质的侧链修饰包括：蛋白质的侧链修饰包括：蛋白质的侧链修饰包括：蛋白质的侧链修饰包括：磷酸化，羟基化，甲基化，糖基化，羧基化，乙磷酸化，羟基化，甲基化，糖基化，羧基化，乙酰化等。酰化等。l l如如如如:胶原蛋白内出现羟脯氨酸和羟赖氨酸胶原蛋白内出现羟脯氨酸和羟赖氨酸胶原蛋白内出现羟脯氨酸和羟赖氨酸胶原蛋白内出现羟脯氨酸和羟赖氨酸 ,多肽链内或肽多肽链内或肽多肽链内或肽多肽链内或肽链间还可由两个
38、半胱氨酸的链间还可由两个半胱氨酸的链间还可由两个半胱氨酸的链间还可由两个半胱氨酸的-SH形成二硫键等。形成二硫键等。形成二硫键等。形成二硫键等。第57页，讲稿共70张，创作于星期三2006-858第十四章 蛋白质的生物合成二、高级结构的修饰二、高级结构的修饰 (一一一一)辅基或辅酶的结合辅基或辅酶的结合 各种结合蛋白合成后都需要结合相应辅基或辅酶，各种结合蛋白合成后都需要结合相应辅基或辅酶，才能成为具有特定功能的蛋白质。才能成为具有特定功能的蛋白质。(二二)亚基聚合亚基聚合亚基聚合亚基聚合 四级结构的蛋白质由两条或两条以上肽链通过非共价四级结构的蛋白质由两条或两条以上肽链通过非共价四级结构的蛋
39、白质由两条或两条以上肽链通过非共价四级结构的蛋白质由两条或两条以上肽链通过非共价键聚合键聚合键聚合键聚合 如：血红蛋白是四聚体（如：血红蛋白是四聚体（如：血红蛋白是四聚体（如：血红蛋白是四聚体（2 2 2 2）。）。）。）。第58页，讲稿共70张，创作于星期三2006-859第十四章 蛋白质的生物合成三、靶向输送三、靶向输送 l l靶向输送（靶向输送（靶向输送（靶向输送（protein targeting）：蛋白质合成后，经过：蛋白质合成后，经过：蛋白质合成后，经过：蛋白质合成后，经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物学功能的目标部位。复杂机制，定向输送到最终发挥生物学功能的目标部位。复杂机制，
40、定向输送到最终发挥生物学功能的目标部位。复杂机制，定向输送到最终发挥生物学功能的目标部位。l l分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白 ：有些蛋白质合成后不在本细胞内使用，而是：有些蛋白质合成后不在本细胞内使用，而是：有些蛋白质合成后不在本细胞内使用，而是：有些蛋白质合成后不在本细胞内使用，而是分泌到血液循环中再到达靶细胞而发挥功能，这类蛋白质称分泌到血液循环中再到达靶细胞而发挥功能，这类蛋白质称分泌到血液循环中再到达靶细胞而发挥功能，这类蛋白质称分泌到血液循环中再到达靶细胞而发挥功能，这类蛋白质称为分泌性蛋白。为分泌性蛋白。为分泌性蛋白。为分泌性蛋白。l l信号肽（信号肽（信号肽（信号肽（
41、signal peptide）：分泌性蛋白结构中存在特异信）：分泌性蛋白结构中存在特异信）：分泌性蛋白结构中存在特异信）：分泌性蛋白结构中存在特异信号，主要是号，主要是号，主要是号，主要是NN末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一氨基酸序列称之。到细胞的适当靶部位，这一氨基酸序列称之。第59页，讲稿共70张，创作于星期三2006-860第十四章 蛋白质的生物合成第60页，讲稿共70张，创作于星期三2006-861第十四章 蛋白质的生物合成分泌性蛋白的靶向输送分泌性蛋白的靶向输送l l靠靠信号肽信号肽信号肽信号肽与胞浆中的与胞浆中的与胞浆
42、中的与胞浆中的信号识别颗粒（信号识别颗粒（信号识别颗粒（信号识别颗粒（signal recognition signal recognition particles,SRPparticles,SRP）识别并特异结合，然后再通过识别并特异结合，然后再通过识别并特异结合，然后再通过识别并特异结合，然后再通过SRPSRP与内与内与内与内质网膜上的质网膜上的质网膜上的质网膜上的停靠蛋白（停靠蛋白（docking protein,DP）识别并识别并结合后，肽链合成继续，并将蛋白质多肽链引导入结合后，肽链合成继续，并将蛋白质多肽链引导入内质网腔，切除信号肽，多肽链在腔内形成小泡并内质网腔，切除信号肽，多肽
43、链在腔内形成小泡并与高尔基体融合，再在高尔基体加工、浓缩、包装，与高尔基体融合，再在高尔基体加工、浓缩、包装，被进一步转运出细胞或定位于特定的亚细胞部位。被进一步转运出细胞或定位于特定的亚细胞部位。第61页，讲稿共70张，创作于星期三2006-862第十四章 蛋白质的生物合成第62页，讲稿共70张，创作于星期三2006-863第十四章 蛋白质的生物合成第四节第四节 影响蛋白质生物合成的物质影响蛋白质生物合成的物质l l蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们通过阻断真核、原核生物蛋白质合成用靶点。它们通过阻断真核、原核生物蛋白质合成体
44、系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用。而起作用。l l可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效
45、成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物。而不损害人体的药物。而不损害人体的药物。而不损害人体的药物。第63页，讲稿共70张，创作于星期三2006-864第十四章 蛋白质的生物合成影响蛋白质生物合成的物质影响蛋白质生物合成的物质l l抗生素抗生素抗生素抗生素 （antibioticsantibiotics）l l白喉毒素（白喉毒素（白喉毒素（白喉毒素（diphtheria toxin）l l干扰素（干扰素（interferon,IFinterferon,IF）第64页，讲稿共70张，创作于星期三2006-865第十四章
46、蛋白质的生物合成抗生素抗生素（antibiotics）l l微生物产生的能杀灭细菌或抑制细菌的药物微生物产生的能杀灭细菌或抑制细菌的药物抗生素抗生素作用点作用点作用原理作用原理 应用应用四环素族（金霉素四环素族（金霉素 新霉素、土霉素）新霉素、土霉素）原核核糖体小亚基原核核糖体小亚基 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA-tRNA与小亚基结合与小亚基结合抗菌药抗菌药链霉素、卡那霉素、链霉素、卡那霉素、新霉素新霉素原核核糖体小亚基原核核糖体小亚基 改变构象引起读码改变构象引起读码错误、抑制起始错误、抑制起始抗菌药抗菌药氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基 抑制转肽酶、阻断抑
47、制转肽酶、阻断延长延长抗菌药抗菌药红霉素红霉素原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基 抑制转肽酶、妨碍抑制转肽酶、妨碍转位转位抗菌药抗菌药嘌呤霉素嘌呤霉素真核、原核核糖体真核、原核核糖体 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA类似类似物，进位后引起未物，进位后引起未成熟肽链脱落成熟肽链脱落抗肿瘤药抗肿瘤药第65页，讲稿共70张，创作于星期三2006-866第十四章 蛋白质的生物合成第66页，讲稿共70张，创作于星期三2006-867第十四章 蛋白质的生物合成嘌嘌呤呤霉霉素素作作用用示示意意图图第67页，讲稿共70张，创作于星期三2006-868第十四章 蛋白质的生物合成白喉毒素白喉毒素(diphtheri
48、a toxin)(diphtheria toxin)：白喉杆菌产生的毒蛋白白喉杆菌产生的毒蛋白白喉杆菌产生的毒蛋白白喉杆菌产生的毒蛋白延长因子延长因子延长因子延长因子-2-2（有活性有活性）延长因子延长因子延长因子延长因子-2-2（无活性无活性）+白白喉喉毒毒素素作用机理：作用机理：第68页，讲稿共70张，创作于星期三2006-869第十四章 蛋白质的生物合成干扰素l l是真核细胞感染病是真核细胞感染病毒后产生的一类具毒后产生的一类具有抗病毒作用的蛋有抗病毒作用的蛋白质白质l l干扰素的作用机理：干扰素的作用机理：干扰素诱导干扰素诱导干扰素诱导干扰素诱导eIF2eIF2磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化而失活而失活而失活而失活ATPeIF2ADPeIF2-P（失活）（失活）Pi磷酸酶磷酸酶干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶dsRNA第69页，讲稿共70张，创作于星期三2006-8感感谢谢大大家家观观看看第70页，讲稿共70张，创作于星期三