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1、关于蛋白质合成及转运第1页，讲稿共43张，创作于星期三定义：定义：生物体合成mRNA后，mRNA中的遗传信息转变成为蛋白质中氨基酸排序的过程。条件：条件：1)模板：mRNA（每个AA由三个碱基确定）2)原料：20种氨基酸3)运载工具：tRNA4)能量：ATP和GTP5)催化剂：酶、蛋白因子、无机离子(Mg+,K+)6)装配机(合成场所)：核糖体(rRNA，蛋白质)翻翻译译第2页，讲稿共43张，创作于星期三遗传密码遗传密码:mRNA分子上从5-3的方向，每三个碱基形成的三联体，组成一个遗传密码子（codon）。遗传密码的基本特点（遗传密码的基本特点（5 5个性）：个性）：1、密码子的简并性简并性
2、2、密码子的连续性连续性3、密码子的不重叠性不重叠性4、密码子的摆动性摆动性(变偶性变偶性)5、密码子的通用性通用性第3页，讲稿共43张，创作于星期三一个氨基酸具有多个密码子的现象称为密码子的简并性(degeneracy)。这些编码同一种氨基酸的多个密码子称为同义密码子(synonymouscodon)。1、密码子的简并性第4页，讲稿共43张，创作于星期三第5页，讲稿共43张，创作于星期三要正确阅读密码必须按一定的密码框架（readingframe）从一个正确的起点开始，一个不漏地挨着读下去，直到碰到终止信号为止。2、密码子的连续性第6页，讲稿共43张，创作于星期三3、密码子的不重叠性绝大多数
3、生物中读码规则是不重叠的。少数大肠杆菌噬菌体的RNA基因组中，部分基因的遗传密码却是重叠的。第7页，讲稿共43张，创作于星期三密码子的第一、第二位专一性很强，第三位专一性就弱。已证明，密码子的专一性主要由头两位碱基决定，Crick对第三位碱基的这一特性给于一个专门的术语，称“摆动性”wobble.4、密码子的摆动性(变偶性)第8页，讲稿共43张，创作于星期三1966年年F.Crick提出的摆动假说（提出的摆动假说（wobble hypothesis）第9页，讲稿共43张，创作于星期三由于摆动性存在，细胞内只需由于摆动性存在，细胞内只需32种种tRNA即可即可识别识别61个编码氨基酸的密码子！个
4、编码氨基酸的密码子！第10页，讲稿共43张，创作于星期三5、密码子的通用性各种低等和高等生物基本上共用一套遗传密码。线粒体有自身专用的一套遗传密码。特殊情况下存在变异（P514）。第11页，讲稿共43张，创作于星期三2肽链的起始：肽链的起始：一、一、mRNAmRNAmRNA中的起始密码是AUGAUG(少数是GUG)，原核生物mRNA上可有多个起始密码，终止密码是UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA。原核生物原核生物起始密码子上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列称SDSD序列序列(Shine-Dalgarno序列)，一般为310个核苷酸，它与核糖体16SrRNA的3端核苷酸序列互
5、补，可促使核糖体与mRNA的结合。第一节第一节 分子基础分子基础第12页，讲稿共43张，创作于星期三2肽链的起始：肽链的起始：第13页，讲稿共43张，创作于星期三2肽链的起始：肽链的起始：二、二、tRNAtRNAtRNA是氨基酸的搬运工具。tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的四个位点:1)3端CCA上的氨基酸接受位点2)识别氨酰-tRNA合成酶的位点3)核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上4)反密码子位点，识别mRNA上的密码子第14页，讲稿共43张，创作于星期三第15页，讲稿共43张，创作于星期三遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系 遗传信息遗
6、传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序，密码子密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序，反密码子反密码子是指tRNA上的一端的三个碱基排列顺序。联系：联系：DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到mRNA上，tRNA一端携带氨基酸，另一端反密码子与信使RNA上的密码子(碱基)配对。第16页，讲稿共43张，创作于星期三2肽链的起始：肽链的起始：三、核糖体三、核糖体核糖体可以看作是一个大分子的机构，它具有许多精密的配合部分，来挑选并管理参与蛋白质合成的各个组分。它参与多肽链的启动，延长和终止的各种因子的识别（许多结合位点）。原核和真核生物均有大、小两个亚基，小亚基能
7、与mRNA结合形成复合物，再与tRNA结合；大亚基能与tRNA结合，包括氨酰基位点(A位点)与肽酰基位点(P位点)。第17页，讲稿共43张，创作于星期三原核生物核糖体原核生物核糖体 70S50S30S5S rRNA，23S rRNA34种蛋白质种蛋白质16S rRNA21种蛋白质种蛋白质第18页，讲稿共43张，创作于星期三真核生物核糖体真核生物核糖体 80S60S40S5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA49种蛋白质种蛋白质18SrRNA33种蛋白质种蛋白质第19页，讲稿共43张，创作于星期三2肽链的起始：肽链的起始：第二节第二节 翻译过程翻译过程一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化二、
8、肽二、肽链链的合成的合成三、肽链合成的速度和能量的消耗三、肽链合成的速度和能量的消耗四、真核生物蛋白质合成的某些特点四、真核生物蛋白质合成的某些特点五、蛋白质合成的抑制剂五、蛋白质合成的抑制剂第20页，讲稿共43张，创作于星期三一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化氨酰氨酰-tRNA的形成的形成氨酰-tRNA合成酶催化两步反应,酶的专一性表现在：a)识别一个特定的氨基酸b)识别tRNA（一个或多个）c)具有纠错功能第21页，讲稿共43张，创作于星期三总反应式总反应式对每个AA的活化来说，净消耗的是两个高能磷酸键两个高能磷酸键。第22页，讲稿共43张，创作于星期三第23页，讲稿共43张，创作于星期三二
9、、肽链的合成二、肽链的合成1、30S-mRNA复合物的形成(IF3)2、30S预起始复合物(IF1,IF2,GTP)3、70S起始复合物4、进位(EF-Ts,EF-Tu,GTP)5、转肽6、移位(EF-G,GTP)7、识别终止密码子8、水解9、释放(RF,GTP)起始阶段起始阶段延长阶段延长阶段终止阶段终止阶段第24页，讲稿共43张，创作于星期三1 1、30S-mRNA30S-mRNA复合物的形成复合物的形成(IF3)(IF3)此反应须起始因子3(IF3)使已结束蛋白质合成的核糖体30S和50S亚基分开。2 2、30S30S预起始复合物预起始复合物(IF1,IF2,GTP)(IF1,IF2,G
10、TP)消耗一个高能键，IF1和IF2分别促进mRNA和fMet-tRNAf与30S亚基结合，并释放出IF3形成一个30S起始复合物(30S核糖体-mRNA-fMet-tRNAf)3 3、70S70S起始复合物起始复合物IF3释放后复合物与50S亚基结合，再释放IF1和IF2第25页，讲稿共43张，创作于星期三inactive 70S ribosomeSD sequence30S initiation complex第26页，讲稿共43张，创作于星期三70S initiation complexGDP+Pi第27页，讲稿共43张，创作于星期三4 4、进位（、进位（EF-Ts,EF-Tu,GTPE
11、F-Ts,EF-Tu,GTP）除了fMettRNAf外，所有氨酰-tRNA必须与EF-Tu及GTP结合才能进入70S核糖体的A位。EF-Tu与与GTP和氨酰和氨酰-tNRA首先形成三元复合物，才能首先形成三元复合物，才能进入进入A位。位。第28页，讲稿共43张，创作于星期三5 5、转肽、转肽在50S亚基上有肽基转移酶催化肽酰基从P位点到A位点，同时形成一个新的肽键。同时P位点上的tRNA卸下肽链而成为无负载的tRNA。A位点上的tRNA所携带的是一个二肽，需较高浓度的K+参加。第29页，讲稿共43张，创作于星期三第30页，讲稿共43张，创作于星期三6 6、移位（、移位（EF-G,GTPEF-G
12、,GTP）三种移动：空载的tRNAf移出 肽酰-tRNA从A位移到P位 mRNA移动3个碱基 第三个codon进入ribosome的A位移动是指核糖体沿mRNA(5-3)作相对移动。移位需要EF-G和GTPGTP。第31页，讲稿共43张，创作于星期三移位（移位（translocation）第32页，讲稿共43张，创作于星期三第33页，讲稿共43张，创作于星期三三步曲：三步曲：进位、转肽、移位进位、转肽、移位结果：原来在A位点上的肽酰-tRNA又回到了P位点；原来在P位点上的无负载的tRNA离开核糖体。整个核糖体沿着5-3移动一个密码子的位置，然后再进位、转肽和移位。第34页，讲稿共43张，创作
13、于星期三UAARF1 or RF2终止密码子终止密码子7 7、识别终止密码子、识别终止密码子释放因子（释放因子（release factor RFrelease factor RF）能识别终止密码子与终）能识别终止密码子与终止密码子结合。止密码子结合。RF-1：识别：识别UAA和和UAG RF-2：识别：识别UAA和和UGA RF-3：RF-3和和GTP形成复形成复合物，是一种合物，是一种GTP结合蛋白，结合蛋白，可促进核糖体与可促进核糖体与RF-1和和RF-2的结合。的结合。第35页，讲稿共43张，创作于星期三8 8、水解、水解RF-1RF-2能进入A位，诱导肽基转移酶的水解活性R1,R2可
14、能还可以使P位点上的肽酰转移酶活力转变为水解活力，从而使肽酰-tRNA不再转移到氨酰-tRNA上，而转入水相中。第36页，讲稿共43张，创作于星期三9 9、释放、释放一旦tRNA从70S核糖体上脱落，该核糖体就立即离开mRNA,解离成50S与30S亚基，这样形成的肽链不一定具有生物活性，还需加工。第37页，讲稿共43张，创作于星期三第38页，讲稿共43张，创作于星期三若要合成n个AA组成的肽链要消耗多少能量？n个AA的活化需2n个ATP高能磷酸键。氨酰-tRNA进位需要n-1次进入A位肽基移位，需要n-1次进入A位起始和释放各1个GTP总共：4nAA活化活化 1ATP（2个个 键）键）起始起始
15、 1GTP（1个个 键）键）延长延长 2GTP（2个个 键）键）终止终止 1GTP（1个个 键）键）PPPP三、蛋白质生物合成所需的能量三、蛋白质生物合成所需的能量原核原核生物：生物：第39页，讲稿共43张，创作于星期三几个主要差别：1、mRNA一般是单顺反子，一般只有一个起始密码子，一个终止密码子；2、一般与5端的第一个AUG就是它的起始密码子；3、寻找AUG起始密码子的方式不同，真核靠cap(帽子结合蛋白)就结合在5端。四、真核生物蛋白质合成的某些特点四、真核生物蛋白质合成的某些特点第40页，讲稿共43张，创作于星期三第41页，讲稿共43张，创作于星期三五、蛋白质合成的抑制剂五、蛋白质合成的抑制剂1、嘌呤霉素抑制“转肽”2、氯霉素、四环素、链霉素抑制原核生物(pro)翻译，不抑制真核生物(eu)翻译3、亚胺环己酮抑制eu，不抑制pro4、白喉霉素与EF-2结合，抑制“移位”第42页，讲稿共43张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看第43页，讲稿共43张，创作于星期三