药学第16章蛋白质的生物合成.ppt

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1、蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成（翻译（翻译）Protein Biosynthesis，Translation第第 十十 六六 章章2008年5月 药学类专业生物化学讲稿2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成，即，即翻译翻译，就是将核酸中由，就是将核酸中由 4 种种核苷酸序列核苷酸序列编码的遗传信息，通过编码的遗传信息，通过遗传密码遗传密码破破译的方式解读为蛋白质一级结构中译的方式解读为蛋白质一级结构中20种种氨基酸的氨基酸的排列顺序排列顺序。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿RNARNA在蛋白质生物合成中的作用在蛋白质生物合成中的作用Function o

2、f RNA in Protein Biosynthesis第第 一一 节节 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l20种氨基酸种氨基酸(AA)作为原料作为原料l酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IF、eIF lATP、GTP、无机离子、无机离子参与蛋白质生物合成的物质包括参与蛋白质生物合成的物质包括l 三种三种RNAmRNA（messenger RNA,信使信使RNA）rRNA（ribosomal RNA,核蛋白体核蛋白体RNA）tRNA（transfer RNA,转移转移RNA）2008年5月 药学类专业生物化学讲稿一、翻译模板一、翻译模板mRNA及遗传密码及遗传密码l mRNA是遗

3、传信息的携带者是遗传信息的携带者遗遗传传学学将将编编码码一一个个多多肽肽的的遗遗传传单单位位称称为为顺顺反反子子(cistron)。原原核核细细胞胞中中数数个个结结构构基基因因常常串串联联为为一一个个转转录录单单位位，转转录录生生成成的的mRNA可可编编码码几几种种功功能能相相关的蛋白质，为关的蛋白质，为多顺反子多顺反子(polycistron)。真真核核mRNA只只编编码码一一种种蛋蛋白白质质，为为单单顺顺反反子子(single cistron)。原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终

4、止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG-5 3 蛋白质蛋白质目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l mRNA上存在遗传密码上存在遗传密码mRNA分分子子上上从从5 至至3 方方向向，由由AUG开开始始，每每3个个核核苷苷酸酸为为一一组组，决决定定肽肽链链上上某某一一个个氨氨基基酸酸或或蛋蛋白白质质合合成成的的起起始始、终终止止信信号号，称为称为三联体密码三联体密码(triplet coden)。起始密码起始密码(initiation coden):AUG 终止密码终止密码(termination coden):UAA，UAG，UGA 遗遗传传密密码码

5、表表目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿从从mRNA 5 端端起起始始密密码码子子AUG到到3 端端终终止止密密码码子子之之间间的的核核苷苷酸酸序序列列，各各个个三三联联体体密密码码连连续续排排列列编编码码一一个个蛋蛋白白质质多多肽肽链链，称称为为开开放放阅阅读框架读框架(open reading frame,ORF)。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿1.连续性连续性(commaless)l遗传密码的特点遗传密码的特点编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。2008年5月 药学

6、类专业生物化学讲稿基因损伤引起基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。2.简并性简并性(degeneracy)遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至个或多至6个三联体为其编码。个三联体为其编码。目目 录录2.简并性简并性(degeneracy)目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿3.通用性通用性(universal)蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到蛋白质生物合

7、成的整套密码，从原核生物到人类都通用。人类都通用。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。物细胞的叶绿体。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。一祖先。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿4.摆动性摆动性(wobble)转转运运氨氨基基酸酸的的tRNA的的反反密密码码需需要要通通过过碱碱基基互互补补与与mRNA上上的的遗遗传传密密码码反反向向配配对对结结合合，但但反反密密码码与与密密码码间间不不严严格格遵遵守守常常见见的的碱碱基配对规律，称为摆动配对。基配对规律，称为摆动配对。U摆动配对摆动配对

8、目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿密码子、反密码子配对的摆动现象密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U,C,AA,GU,CUG二、核蛋白体是多肽链合成的装置二、核蛋白体是多肽链合成的装置目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白体白体小亚基小亚基大亚基大亚基核蛋核蛋白体白体小亚基小亚基大亚基大亚基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA

9、蛋白蛋白质质rpS 21种种rpL 36种种rpS 33种种rpL 49种种 不同细胞核蛋白体的组成不同细胞核蛋白体的组成 核核蛋蛋白白体体的的组组成成目目 录录原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位位：排出位(exit site)目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿三、三、tRNA与氨基酸的活化与氨基酸的活化反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂2008年5月 药学类专业生物化学讲稿tRNA的三级结构示意图的三级结构示意图2008年5

10、月 药学类专业生物化学讲稿氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶（一）（一）氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)l 氨基酸的活化氨基酸的活化第一步反应第一步反应氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E AMP PPi 目目 录录第二步反应第二步反应氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿 tRNA tRNA与酶与酶与酶与酶结合的模型结合的模型结合的模型结合的模型tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶

11、合成酶ATP2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和合成酶对底物氨基酸和tRNA都有都有高度特异性。高度特异性。l氨基酰氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性合成酶具有校正活性(proofreading activity)。l氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿真核生物真核生物：Met-tRNAiMet原核生物原核生物：fMet-tRNAifMet（二）（二）起始肽链合成的氨基酰起始肽链合成的氨基酰-tRNA2008年5月 药学类专业生物化

12、学讲稿蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 第第 二二 节节 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l翻译的起始翻译的起始(initiation)l翻译的延长翻译的延长(elongation)l翻译的终止翻译的终止(termination)整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为：翻翻译译过过程程从从阅阅读读框框架架的的5-AUG开开始始，按按mRNA模模板板三三联联体体密密码码的的顺顺序序延延长长肽肽链链，直直至终止密码出现。至终止密码出现。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿一、肽链合成起始一、肽链合成起始指指mRNA和

13、和起起始始氨氨基基酰酰-tRNA分分别别与与核核蛋蛋白白体体结结合合而而形形成成翻翻译译起起始始复复合合物物(translational initiation complex)。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿原核、真核生物各种起始因子的生物功能原核、真核生物各种起始因子的生物功能 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（一）原核生物翻译起始复合物形成（一）原核生物翻译起始复合物形成l核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；lmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；l起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的结合；的结合；l核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。IF-3IF-11.核蛋白

14、体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离目目 录录A U G53IF-3IF-12.mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿S-D序列序列 IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)结合到小结合到小亚基亚基A U G53目目 录录IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成A U G53目目 录录IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（二）真核生物翻译起始复

15、合物形成（二）真核生物翻译起始复合物形成l核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；l起始氨基酰起始氨基酰-tRNA结合；结合；lmRNA在核蛋白体小亚基就位；在核蛋白体小亚基就位；l核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。metmet40S40S60S60SMeMet tMetMet40S40S60S60SmRNAeIF-2BeIF-2B、eIF-3eIF-3、eIF-6 elF-3elF-3GDP+Pi各种各种各种各种elFelF释放释放释放释放elF-5ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PABMetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻译

16、起始真核生物翻译起始复合物形成过程复合物形成过程2008年5月 药学类专业生物化学讲稿二、肽链合成延长二、肽链合成延长指指根根据据mRNA密密码码序序列列的的指指导导，次次序序添添加加氨氨基基酸酸从从N端端向向C端端延延伸伸肽肽链链，直直到到合合成成终终止止的过程。的过程。l肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为称为核蛋白体循环核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每次循环增，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：加一个氨基酸，包括以下三步：进位进位(entrance)成肽成肽(peptide bond formation)转位转位(tr

17、anslocation)2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l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：原核生物：EF-T(EF-Tu,EF-Ts)EF-G真核生物：真核生物：EF-1、EF-2 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿原核延长原核延长因子因子生物功能生物功能对应真核延对应真核延长因子长因子EF-Tu促进氨基酰促进氨基酰-tRNA进入进入A位，位，结合分解结合分解GTPEF-1-EF-Ts调节亚基调节亚基EF-1-EFG有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进mRNA-肽肽酰酰-tRNA由由A位前移到位前移

18、到P位，促位，促进卸载进卸载tRNA释放释放EF-2肽链合成的延长因子肽链合成的延长因子 又称注册又称注册又称注册又称注册(registration)(registration)（一）进位（一）进位指根据指根据mRNA下下一组遗传密码指导，一组遗传密码指导，使相应氨基酰使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体进入核蛋白体A位。位。目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿延长因子延长因子EF-T催化催化进位（原核生物）进位（原核生物）目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（二）成肽（二）

19、成肽是由转肽酶是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽催化的肽键形成过程。键形成过程。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（三）转位（三）转位延长因子延长因子EF-G有转位酶有转位酶(translocase)活性，可结合并水解活性，可结合并水解1 1分子分子GTP，促进核蛋，促进核蛋白体向白体向mRNA的的3 3侧移动侧移动 。fMetA U G53fMetTuGTP目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿进进位位转转位位成肽成肽2008年5月 药学类专业生物化学讲稿真真核核生生物物肽肽链链合合成成的的延延长长过过程程与与原原核核基基本本相相似，但有不同的反应体系和延长因子

20、。似，但有不同的反应体系和延长因子。另另外外，真真核核细细胞胞核核蛋蛋白白体体没没有有E位位，转转位位时时卸载的卸载的tRNA直接从直接从P位脱落。位脱落。（四）真核生物延长过程（四）真核生物延长过程2008年5月 药学类专业生物化学讲稿 三、肽链合成的终止三、肽链合成的终止当当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，中释出，mRNA、核、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿终止相关的蛋白因子称为释放因子终止相关的蛋白因子称为释放因子(r

21、elease factor,RF)一一是是识识别别终终止止密密码码，如如RF-1特特异异识识别别UAA、UAG；而；而RF-2可识别可识别UAA、UGA。二二是是诱诱导导转转肽肽酶酶改改变变为为酯酯酶酶活活性性，相相当当于于催催化化肽肽酰酰基基转转移移到到水水分分子子-OH上上，使使肽肽链链从从核核蛋蛋白体上释放。白体上释放。释放因子的功能释放因子的功能原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRF 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 U A G53RFCOO-目目 录录2008年5月 药

22、学类专业生物化学讲稿多聚核蛋白体多聚核蛋白体(polysome)使蛋白质合成高速、使蛋白质合成高速、高效进行。高效进行。目目 录录电镜下的多聚核蛋白体现象电镜下的多聚核蛋白体现象目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿 四、线粒体蛋白质的合成四、线粒体蛋白质的合成线粒体含有自己独特的线粒体含有自己独特的DNA，它编码，它编码2个个rRNA，22个个tRNA和和13个蛋白质。这个蛋白质。这13个蛋白个蛋白质均为线粒体独有的蛋白质，它们是细胞色素质均为线粒体独有的蛋白质，它们是细胞色素b、2个个ATP酶、酶、3个细胞色素氧化酶亚基和个细胞色素氧化酶亚基和7个个呼吸链呼吸链NADH脱氢酶亚基

23、。脱氢酶亚基。2个个rRNA，22个个tRNA 参与了这参与了这13个蛋白质的合成。个蛋白质的合成。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿五、蛋白质合成后加工和输送五、蛋白质合成后加工和输送从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。工过程才转变为天然构象的功能蛋白。主要包括主要包括l多肽链折叠为天然的三维结构多肽链折叠为天然的三维结构 l肽链一级结构的修饰肽链一级结构的修饰l高级结构修饰高级结构修饰 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（一）多肽链（

24、一级结构）的修饰（一）多肽链（一级结构）的修饰1、多肽链、多肽链N端的修饰端的修饰2、多肽链的水解修饰、多肽链的水解修饰3、个别氨基酸的修饰、个别氨基酸的修饰2008年5月 药学类专业生物化学讲稿鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰的水解修饰NC信号肽信号肽PMOCKRKR103肽肽(？)ACTH-LT-MSH-MSHEndophin2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（二）多肽链的折叠（二）多肽链的折叠l新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生肽链生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始

25、。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。空间构象。l一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。l细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋白辅助。而需要其他酶、蛋白辅助。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿几种有促进蛋白折叠功能的大分子几种有促进蛋白折叠功能的大分子1.分子伴侣分子伴

26、侣(molecular chaperon)2.蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)3.肽肽-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶(peptide prolyl cis-trans isomerase,PPI)2008年5月 药学类专业生物化学讲稿1.热休克蛋白热休克蛋白(heat shock protein,HSP)HSP70、HSP40和和GreE族族 2.伴侣素伴侣素(chaperonins)GroEL和和GroES家族家族分子伴侣分子伴侣分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可识别分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进

27、各功能域和整体蛋白肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。质的正确折叠。热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进行折叠。形成行折叠。形成HSP70和多肽片段依次结合、解离和多肽片段依次结合、解离的循环。的循环。HSP40结合待结合待折叠多肽片段折叠多肽片段 HSP70-ATP复合物复合物 HSP40-HSP70-ADP-多肽复合物多肽复合物 ATP水解水解GrpE ATPADP复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠 2008年5月 药学类专

28、业生物化学讲稿伴侣素伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程系统促进蛋白质折叠过程 伴侣素的主要作用伴侣素的主要作用为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境空间构象的微环境。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶 多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这一过程主要在细胞内质网进行。一过程主要在细胞内质网进行。二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较

29、大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。然构象。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿肽肽-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶 多肽链中肽酰多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象明显差别。种异构体，空间构象明显差别。肽酰肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。异构体之间的转换。肽酰肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，

30、在肽链合成需形成顺式构型时，可成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿（三）空间结构（高级结构）的修饰（三）空间结构（高级结构）的修饰1 1、亚基聚合、亚基聚合 2 2、辅基连接、辅基连接3、疏水脂链的共价连接、疏水脂链的共价连接 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。程称为蛋白质的靶向输送。（四）蛋白质合成后

31、的靶向输送（四）蛋白质合成后的靶向输送 蛋白质的靶向输送蛋白质的靶向输送(protein targeting)2008年5月 药学类专业生物化学讲稿所所有有靶靶向向输输送送的的蛋蛋白白质质结结构构中中存存在在分分选选信信号号，主主要要为为N末末端端特特异异氨氨基基酸酸序序列列，可可引引导导蛋蛋白白质质转转移移到到细细胞胞的的适适当当靶靶部部位位，这这一一序序列列称称为为信号序列信号序列。信号序列信号序列(signal sequence)2008年5月 药学类专业生物化学讲稿靶向靶向输输送蛋白送蛋白信号序列或成分信号序列或成分分泌蛋白分泌蛋白信号信号肽肽内内质质网腔蛋白网腔蛋白信号信号肽肽，C端

32、端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列序列)线线粒体蛋白粒体蛋白N端靶向序列（端靶向序列（2035氨基酸残基）氨基酸残基）核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40 T抗原）抗原）过过氧化体蛋白氧化体蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）序列）溶溶酶酶体蛋白体蛋白Man-6-P（甘露糖（甘露糖-6-磷酸）磷酸）靶向输送蛋白的信号序列或成分靶向输送蛋白的信号序列或成分 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿1、分泌蛋白的靶向输送、分泌蛋白的靶向输送真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向真核细胞分泌蛋白等前体

33、合成后靶向输送过程首先要进入内质网。输送过程首先要进入内质网。信号肽信号肽(signal peptide)各种新生分泌蛋白的各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨端有保守的氨基酸序列称信号肽。基酸序列称信号肽。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿信号肽的一级结构信号肽的一级结构信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网 目目 录录2、线粒体蛋白的靶向输送、线粒体蛋白的靶向输送 目目 录录3、细胞核蛋白的靶向输送、细胞核蛋白的靶向输送目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿药物对遗传信息传递过程的影响药物对遗传信息传递过程的影响第第 三三 节节2008年5月 药学类专业

34、生物化学讲稿影响遗传信息传递过程的药物种类：影响遗传信息传递过程的药物种类：干扰核苷酸合成的药物干扰核苷酸合成的药物 抗叶酸代谢物，如甲氨蝶呤等影响一抗叶酸代谢物，如甲氨蝶呤等影响一 碳单碳单位的合成。位的合成。嘧啶、嘌呤类似物，如嘧啶、嘌呤类似物，如6-MP6-MP、5-FU5-FU影响核酸合成的药物，如烷化剂导致嘌呤脱影响核酸合成的药物，如烷化剂导致嘌呤脱落，抗生素类有丝裂霉素、放线菌素落，抗生素类有丝裂霉素、放线菌素D D等破坏等破坏DNADNA的结构，利福霉素和利福平抑制细菌的结构，利福霉素和利福平抑制细菌RNARNA聚合酶。聚合酶。影响蛋白质生物合成的药物。影响蛋白质生物合成的药物。

35、2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的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。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。物合成过程而起作用的。l可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究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、原核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原

36、微生物特效而不损害人体的药物。选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿l抗生素抗生素(antibiotics)是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。一类药物。l抗代谢药物抗代谢药物指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过度生长的药物，如度生长的药物，如：6-MP。l 某些毒素也作用于基因信息传递过程某些毒素也作用于基因信息传递过程。2008年5月 药学类专业生物化学讲稿一、抗生素类一、抗生素类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

37、素）新霉素、土霉素）链霉素、卡那霉素、链霉素、卡那霉素、新霉素新霉素氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素红霉素红霉素梭链孢酸梭链孢酸 放线菌酮放线菌酮嘌呤霉素嘌呤霉素原核核蛋白原核核蛋白体小亚基体小亚基原核核蛋白原核核蛋白体小亚基体小亚基原核核蛋白原核核蛋白体大亚基体大亚基原核核蛋白原核核蛋白体大亚基体大亚基原核核蛋白原核核蛋白体大亚基体大亚基真核核蛋白真核核蛋白体大亚基体大亚基真核、原核真核、原核核蛋白体核蛋白体 抑制氨基酰抑制氨基酰-tRNA与小亚基与小亚基结合结合改变构象引起读码错误、抑改变构象引起读码错误、抑制起始制起始抑制转肽酶、阻断延长抑制转肽酶、阻断延长抑制转肽酶、妨碍转位抑制转肽酶

38、、妨碍转位与与EFG-GTP结合，抑制肽结合，抑制肽链延长链延长抑制转肽酶、阻断延长抑制转肽酶、阻断延长氨基酰氨基酰-tRNA类似物，进位类似物，进位后引起未成熟肽链脱落后引起未成熟肽链脱落抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药医学研究医学研究抗肿瘤药抗肿瘤药抗生素抑制蛋白质生物合成的原理抗生素抑制蛋白质生物合成的原理 2008年5月 药学类专业生物化学讲稿 嘌呤霉素嘌呤霉素嘌呤霉素嘌呤霉素作用示意图作用示意图作用示意图作用示意图四四环环素素族族氯霉素氯霉素链霉素和卡那霉素链霉素和卡那霉素嘌呤霉素嘌呤霉素放线菌酮放线菌酮目目 录录2008年5月 药学类专业生物化学讲稿二、

39、其他干扰蛋白质生物合成的物质二、其他干扰蛋白质生物合成的物质l毒素毒素(toxin)l干扰素干扰素(interferon)2008年5月 药学类专业生物化学讲稿白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin)的作用机理的作用机理白白喉喉毒毒素素+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）2008年5月 药学类专业生物化学讲稿干扰素的作用机理干扰素的作用机理干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶dsRNA1.干扰素诱导干扰素诱导eIF2磷酸化而失活磷酸化而失活ATPeIF2ADPeIF2-P（失活）（失活）Pi磷酸酶磷酸酶2008年5月 药学类专业生物化学讲稿2.干扰素诱导病毒干扰素诱导病毒RNA降解降解降解降解mRNAdsRNA干扰素干扰素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2-5 AAPPPATP2-5A合成酶合成酶RNaseLRNaseL活化活化