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1、第十三章蛋白质的生物合成翻译现在学习的是第1页，共93页第十二章 蛋白质的生物合成（翻译）Chapter 12 Protein Biosynthesis，Translation现在学习的是第2页，共93页蛋蛋白白质质的的生生物物合合成成过过程程，就就是是将将DNA传传递递给给mRNA的的遗遗传传信信息息，再再具具体体转转译译为为蛋蛋白白质质中中氨氨基基酸酸排排列列顺顺 序序 的的 过过 程程，这这 一一 过过 程程 被被 称称 为为翻翻 译译（translation）。现在学习的是第3页，共93页第一节 蛋白质生物合成体系Section 1 Protein Biosynthesis Syste
2、m现在学习的是第4页，共93页20种氨基酸种氨基酸(AA)作为原料作为原料酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IF、EF、RF供能物质（供能物质（ATP、GTP）、）、无机离子无机离子参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质生物合成的物质 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）现在学习的是第5页，共93页一、一、mRNAmRNA模板及遗传密码模板及遗传密码mRNA是是翻译的直接模板。翻译的直接模板。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
3、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关的的蛋蛋白白质质，为为多顺反子（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）。现在学习的是第6页，共93页多顺反子与单顺反子多顺反子与单顺反子现在学习的是第7页，共93页 mRNA上的遗传密码上的遗传密码作作为为指指导导蛋蛋白白质质生生物物合合成成的的模模板板，mRNA中中每每三三个个相相邻邻的
4、的核核苷苷酸酸组组成成三三联联体体，代代表表一一个个氨氨基基酸酸的的信信息息，此三联体就称为此三联体就称为密码密码（codon）。）。遗传密码共有遗传密码共有64种，其中：种，其中：起始密码（起始密码（initiation codon）:AUG终止密码（终止密码（termination codon）:UAA，UAG，UGA 现在学习的是第8页，共93页现在学习的是第9页，共93页从从mRNA5 端起始密码子端起始密码子AUG到到3 端终止密端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为一个蛋白质多肽链，称为开放阅读
5、框（开放阅读框（openreadingframe,ORF）。AUGUAAORF现在学习的是第10页，共93页遗传密码具有以下特点：遗传密码具有以下特点：连续性连续性；简并性简并性；通用性通用性；方向性方向性；摆动性摆动性。现在学习的是第11页，共93页1.1.连续性（连续性（commalesscommaless）：）：遗传密码的特点遗传密码的特点指编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，指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。密码间既无间断也无交叉。现在学习的是第12页，共93页遗传密码的连续性遗传密码的连续性现在学习的是第13页，共93页基因损伤引起基因
6、损伤引起mRNA开放阅读框内的碱基发生插入开放阅读框内的碱基发生插入或缺失，可能导致或缺失，可能导致框移突变（框移突变（frameshift mutation）。现在学习的是第14页，共93页2.2.简并性（简并性（degeneracydegeneracy）：）：遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至个或多至6个三个三联体为其编码。联体为其编码。同一氨基酸存在多个不同的遗传密码的现同一氨基酸存在多个不同的遗传密码的现象称为遗传密码的象称为遗传密码的简并性简并性。遗传密码的简并性在保持遗传稳定性上
7、具有遗传密码的简并性在保持遗传稳定性上具有重要意义。重要意义。现在学习的是第15页，共93页遗传密码的简并性遗传密码的简并性现在学习的是第16页，共93页3.3.通用性（通用性（universaluniversal）：）：蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。都通用。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体等。胞的叶绿体等。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。先。现在学习的是第17页，共93页4.4.方向性（方向性（directiond
8、irection）：）：指阅读指阅读mRNA模板上的三联体密码时，模板上的三联体密码时，只能沿只能沿53方向进行。方向进行。现在学习的是第18页，共93页5.5.摆动性（摆动性（wobblewobble）：）：转运氨基酸的转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码上的遗传密码反平行配对反平行配对结合，但反密码与结合，但反密码与密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆动摆动配对配对。现在学习的是第19页，共93页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反密码子反密码子第第1位碱基位碱基
9、IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U,C,AA,GU,CUG现在学习的是第20页，共93页U摆动配对现象示意图摆动配对现象示意图现在学习的是第21页，共93页核核蛋蛋白白体体是是多多肽肽链链合合成成的的场场所所，是是由由多多种种rRNA与蛋白质组装形成的复合体。与蛋白质组装形成的复合体。二、二、rRNArRNA和核蛋白体和核蛋白体现在学习的是第22页，共93页核核蛋蛋白白体体的的组组成成现在学习的是第23页，共93页大肠杆菌核蛋白体的空间结构大肠杆菌核蛋白体的空间结构为一椭圆球体，其为一椭圆球体，其30S亚基呈亚基呈哑铃状，哑铃状，50S亚基带有三角，亚基带有三角，中间凹陷形成空
10、穴，将中间凹陷形成空穴，将30S小小亚基抱住，两亚基的结合面亚基抱住，两亚基的结合面为蛋白质生物合成的场所。为蛋白质生物合成的场所。现在学习的是第24页，共93页1 1三个与三个与tRNAtRNA结合的位点：结合的位点：A位位：又又称称受受位位或或氨氨酰酰基基位位，可可与与新新进进入入的的氨氨基基酰酰tRNA结合；由大、小亚基成分构成。结合；由大、小亚基成分构成。P位位：又又称称给给位位或或肽肽酰酰基基位位，可可与与延延伸伸中中的的肽肽酰酰基基tRNA结合；由大、小亚基成分构成。结合；由大、小亚基成分构成。E位位：又又称称排排出出位位，空空载载tRNA脱脱离离核核蛋蛋白白体体前前的的结结合位点
11、；主要由大亚基成分构成。合位点；主要由大亚基成分构成。核蛋白体大、小亚基的功能核蛋白体大、小亚基的功能现在学习的是第25页，共93页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)现在学习的是第26页，共93页2.2.与与模模板板mRNAmRNA和和起起始始tRNAtRNA结结合合位位点点：主主要与小亚基有关。要与小亚基有关。3.3.转转肽肽酶酶活活性性：将将给给位位上上的的肽肽酰酰基基转转移移给给受受位位上上的的氨氨基基
12、酰酰tRNA，形形成成肽肽键键；由由大大亚基成分构成。亚基成分构成。现在学习的是第27页，共93页4.4.GTPaseGTPase活活性性：水水解解GTP，获获得得能能量量；分分别由大、小亚基成分构成。别由大、小亚基成分构成。5.5.起动因子、延长因子及释放因子的结合起动因子、延长因子及释放因子的结合位点位点：分别由大、小亚基成分构成。分别由大、小亚基成分构成。现在学习的是第28页，共93页在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一合在同一mRNA分子上，同时进行翻译，但每两个相分子上，同时进行翻译，但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形
13、成念球状结构。邻核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。由若干核蛋白体结合在一条由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为肽链的翻译所形成的念球状结构称为多聚核蛋白多聚核蛋白体（体（polysome）。现在学习的是第29页，共93页多聚核蛋白体示意图多聚核蛋白体示意图电镜下的多聚核蛋白体电镜下的多聚核蛋白体现在学习的是第30页，共93页氨基酸臂氨基酸臂反密码环反密码环三、三、tRNAtRNA与氨基酸的活化与氨基酸的活化现在学习的是第31页，共93页tRNAtRNA的三级结构示意图的三级结构示意图现在学习的是第32页，共93页氨基酸的氨基酸的活化活
14、化与与携带携带反应由反应由氨基酰氨基酰tRNA合成酶合成酶催催化。化。特定的特定的tRNA与相应的氨基酸结合，生成氨基酰与相应的氨基酸结合，生成氨基酰tRNA，从而由从而由tRNA携带活化的氨基酸参与蛋白质的生携带活化的氨基酸参与蛋白质的生物合成。物合成。（一）氨基酰（一）氨基酰-tRNAtRNA合成酶合成酶氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶现在学习的是第33页，共93页 tRNAtRNA与酶结合的模型与酶结合的模型tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP现在学习的是第34页，共93页氨基酰氨基酰tRNA合成酶催化的反应合
15、成酶催化的反应氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi 第一步：活化反应第一步：活化反应现在学习的是第35页，共93页第二步：连接反应第二步：连接反应氨基酰氨基酰-AMP-EtRNA 氨基酰氨基酰-tRNAAMPE现在学习的是第36页，共93页氨基酰氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特都有高度特异性。异性。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（proof-readingactivity）。）。氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：Ala-tRNAAlaSer-tRNASerMet-tRNAMet现在学习的是
16、第37页，共93页能能够够识识别别mRNA中中5端端起起始始密密码码AUG的的tRNA是是一一种特殊的种特殊的tRNA，称为称为起始起始tRNA。在在原原核核生生物物中中，起起始始tRNA是是一一种种携携带带甲甲酰酰蛋蛋氨氨酸酸的的tRNA，即即fMet-tRNAifmet；而而在在真真核核生生物物中中，起起始始tRNA是是一一种种携携带带蛋蛋氨氨酸酸的的tRNA，即即Met-tRNAimet。在在原原核核生生物物和和真真核核生生物物中中，均均存存在在另另一一种种携携带带蛋蛋氨氨酸的酸的tRNA，识别非起动部位的蛋氨酸密码识别非起动部位的蛋氨酸密码AUG。（二）起始（二）起始tRNAtRNA现
17、在学习的是第38页，共93页与多肽链合成起始有关与多肽链合成起始有关的蛋白因子称为的蛋白因子称为起始因起始因子（子（initiationfactor，IF）。四、起始因子（四、起始因子（IFIF）现在学习的是第39页，共93页原核生物中存在原核生物中存在3种种起始因子，分别称为起始因子，分别称为IF1-3。在真在真核生物中存在核生物中存在9种种起始因子（起始因子（eIF）。）。IF的作用主要是促进核蛋白体小亚基与起始的作用主要是促进核蛋白体小亚基与起始tRNA及模板及模板mRNA结合。结合。现在学习的是第40页，共93页原核和真核生物中各种起始因子的生物功能原核和真核生物中各种起始因子的生物功
18、能现在学习的是第41页，共93页与多肽链合成的延伸过程与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为有关的蛋白因子称为延长延长因子（因子（elongationfactor，EF）。五、延长因子（五、延长因子（EFEF）EF-Tu bound with ribosome现在学习的是第42页，共93页原核生物中存在原核生物中存在3种种延长因子（延长因子（EF-TU，EF-TS，EF-G），），真核生物中存在真核生物中存在2种种（EF1，EF2）。）。EF的作用主要促使氨基酰的作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的受体，并进入核蛋白的受体，并可促进移位过程。可促进移位过程。现在学习的是第43页，共93页多
19、肽链合成的延长因子多肽链合成的延长因子 现在学习的是第44页，共93页与多肽链合成终止并使之与多肽链合成终止并使之从核蛋白体上释放相关的从核蛋白体上释放相关的蛋白因子称为蛋白因子称为释放因子释放因子（releasefactor，RF）。六、释放因子（六、释放因子（RFRF）Eukaryotic release factor现在学习的是第45页，共93页RF在原核生物中有在原核生物中有3种种，在真核生物中只有，在真核生物中只有1种种。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 现在学习的是第46页，共93页RF的生物学功能主要有：
20、的生物学功能主要有：识别终止密码，如识别终止密码，如RF-1特异识别特异识别UAA、UAG；而而RF-2可识别可识别UAA、UGA。诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。上，使肽链从核蛋白体上释放。现在学习的是第47页，共93页多多肽肽链链合合成成时时，需需ATP、GTP作作为为供供能能物物质质，并并需需Mg2+、K+参与。参与。氨氨基基酸酸活活化化时时需需消消耗耗2分分子子高高能能磷磷酸酸键键，肽肽键键形形成成时时又又消消耗耗2分分子子高高能能磷磷酸酸键键，故故缩缩合合一一分分子子氨氨基基
21、酸酸残残基基需需消耗消耗4分子高能磷酸键分子高能磷酸键。七、供能物质和无机离子七、供能物质和无机离子现在学习的是第48页，共93页第二节 蛋白质生物合成过程Section 2 The Process of Protein Biosynthesis现在学习的是第49页，共93页蛋白质生物合成过程包括三大步骤：蛋白质生物合成过程包括三大步骤：氨基酸的活化与搬运；氨基酸的活化与搬运；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；多肽链合成后的加工修饰。多肽链合成后的加工修饰。本节主要介绍活化氨基酸在核蛋白体上的缩合过程，本节主要介绍活化氨基酸在核蛋白体上的缩合过程，这一过程包括多肽链合
22、成的这一过程包括多肽链合成的起始起始、延长延长和和终止终止三个阶三个阶段。段。现在学习的是第50页，共93页包括以下几个步骤：包括以下几个步骤：核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；mRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的结合；的结合；核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。一、多肽链合成的起始阶段一、多肽链合成的起始阶段（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现在学习的是第51页，共93页IF-3IF-11.1.核蛋白体大、小亚基分离：核蛋白体大、小亚基分离：IF-1和和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚与小亚基结合，
23、促进核蛋白体大、小亚基拆离，为新一轮合成作准备。基拆离，为新一轮合成作准备。现在学习的是第52页，共93页A U G53IF-3IF-12.2.mRNAmRNA在小亚基的精确定位结合：在小亚基的精确定位结合：现在学习的是第53页，共93页S-D序列序列原核原核mRNA的起始部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸的起始部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸顺序组成，称为顺序组成，称为S-D序列序列（核蛋白体结合位点，（核蛋白体结合位点，RBS）。）。而原核而原核16S rRNA存在一段富含嘧啶的序列，二者存在一段富含嘧啶的序列，二者之间可通过碱基配对，使之间可通过碱基配对，使mRNA与核蛋白体小亚基与核蛋白体小
24、亚基结合。结合。现在学习的是第54页，共93页在在mRNA上紧接上紧接S-D序列之后的序列，可序列之后的序列，可被核蛋白体小亚基蛋白被核蛋白体小亚基蛋白rpS-1辨认结合。辨认结合。通过上述两种机制，使通过上述两种机制，使mRNA能与核蛋能与核蛋白体小亚基精确定位结合。白体小亚基精确定位结合。现在学习的是第55页，共93页IF-2GTP3.3.起始氨基酰起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAtRNA(fMet-tRNAi imetmet)结合到小亚基结合到小亚基IF-3IF-1A U G53起始起始 fMet-tRNAimet以及以及IF2-GTP一起，识别结合小一起，识别结合小亚基亚基P位，
25、并对应模板位，并对应模板mRNA的起始密码的起始密码AUG。现在学习的是第56页，共93页IF-3IF-1IF-2-GTP-GDPPi4.4.核蛋白体大亚基结合，起始复合体形成：核蛋白体大亚基结合，起始复合体形成：A U G53 IF2结合的结合的GTP被水解，三种被水解，三种IF脱离，脱离，50S大亚基与大亚基与30S小亚基、模板小亚基、模板mRNA以及起始以及起始fMet-tRNAifMet构构成起始复合体。成起始复合体。现在学习的是第57页，共93页（二）真核生物翻译起始复合体形成（二）真核生物翻译起始复合体形成真核生物翻译起始复合体的形成过程与原核真核生物翻译起始复合体的形成过程与原核
26、生物类似，但参与的蛋白因子更多。生物类似，但参与的蛋白因子更多。核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA结合；结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。现在学习的是第58页，共93页metmet4040S S6060S SMeMet tMetMet4040S S6060S SmRNAeIF-2BeIF-2B、eIF-3eIF-3、eIF-6elF-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,PABMetMe
27、t-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻译起始复真核生物翻译起始复合体形成过程合体形成过程现在学习的是第59页，共93页多多肽肽链链合合成成的的延延长长阶阶段段由由一一循循环环反反应应过过程程来来完完成成，即即核核蛋蛋白白体体循循环环；每每次次循循环环增增加加一个氨基酸残基。一个氨基酸残基。二、多肽链合成的延长阶段二、多肽链合成的延长阶段现在学习的是第60页，共93页活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译mRNA上的密上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程，称为码并缩合生成多肽链的循环反应过程，称为核蛋白体核蛋白体循环循环（ribosomalcycle）。核蛋白
28、体循环包括多肽链合成的核蛋白体循环包括多肽链合成的进位进位、成肽成肽和和转位转位三三步反应。步反应。现在学习的是第61页，共93页1.1.进位（进位（entranceentrance）：）：又称又称注册（注册（registra-tion），即即与与mRNA下一个下一个密码相对应的氨基酰密码相对应的氨基酰tRNA进入核蛋白体的进入核蛋白体的A位。位。此步骤需此步骤需GTP，Mg2+，和和EF-T参与。参与。现在学习的是第62页，共93页2.2.成肽（成肽（peptide bond formationpeptide bond formation）：）：成肽是由成肽是由转肽酶（转肽酶（transpe
29、ptidase）催化的肽催化的肽键形成过程。键形成过程。在转肽酶的催化下，将在转肽酶的催化下，将P位位上的上的tRNA所携带的所携带的甲酰蛋氨酰基甲酰蛋氨酰基或或肽酰基肽酰基转移到转移到A位位上的氨基上的氨基酰酰tRNA上，与其上，与其-氨基缩合形成肽键。氨基缩合形成肽键。此步骤需此步骤需Mg2+，K+。现在学习的是第63页，共93页成肽反应过程成肽反应过程现在学习的是第64页，共93页3.3.转位（转位（translocationtranslocation）：）：延长因子延长因子EF-G有有转位酶（转位酶（translocase）活性，可促活性，可促进核蛋白体向进核蛋白体向mRNA的的3侧移
30、动相当于一个密码的距侧移动相当于一个密码的距离，同时使离，同时使肽酰基肽酰基tRNA从从A位位移到移到P位位。此步骤需此步骤需GTP和和Mg2+参与。参与。现在学习的是第65页，共93页转位反应过程转位反应过程现在学习的是第66页，共93页此时，核蛋白体的此时，核蛋白体的A位留空，与下一个密码相对应的位留空，与下一个密码相对应的氨基酰氨基酰tRNA即可再进入，重复以上循环过程，使多肽即可再进入，重复以上循环过程，使多肽链不断延长。链不断延长。已失去蛋氨酰基或肽酰基的已失去蛋氨酰基或肽酰基的tRNA从核蛋白体从核蛋白体E位位上脱落。上脱落。现在学习的是第67页，共93页进进位位转转位位成肽成肽核
31、蛋白体循环的反应过程核蛋白体循环的反应过程现在学习的是第68页，共93页核核蛋蛋白白体体沿沿mRNA链链滑滑动动，不不断断使使多多肽肽链链延延长长，直直到到终止信号进入终止信号进入A位。位。1 1识别：识别：RF识别终止密码，进入核蛋白体的识别终止密码，进入核蛋白体的A位。位。2 2水水解解：RF使使转转肽肽酶酶变变为为酯酯酶酶，多多肽肽链链与与tRNA之之间间的的酯键被水解，多肽链释放。酯键被水解，多肽链释放。3.3.脱脱离离：模模板板mRNA、RF以以及及空空载载tRNA与与核核蛋蛋白白体体脱脱离。离。三、肽链合成的终止阶段三、肽链合成的终止阶段现在学习的是第69页，共93页多多肽肽链链合
32、合成成的的终终止止过过程程 现在学习的是第70页，共93页多肽链合成终止演示多肽链合成终止演示U A G53RFCOO-现在学习的是第71页，共93页第三节 蛋白质合成后加工和输送Section 3 Posttranslational Processing&Transportation of Protein现在学习的是第72页，共93页从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生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工过程才物活性，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。转变为天然构象的功能蛋白。主要包括：主要包括：多肽链折叠为天然的三维
33、结构肽链；多肽链折叠为天然的三维结构肽链；一级结构的修饰；一级结构的修饰；高级结构修饰。高级结构修饰。现在学习的是第73页，共93页新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生肽链新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二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、结构域到形成完整的空间构象。级结构、模序、结构域到形成完整的空间构象。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
34、象的基础。折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。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。一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质现在学习的是第74页，共93页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分子伴侣（分子伴侣（molecularchaperon）；）；蛋白二硫键异构酶（蛋白二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase,PDI）；）；肽肽-脯氨酰顺反异构酶（脯氨酰顺反异构酶（peptideprolylcis-transiso
35、merase,PPI）。）。现在学习的是第75页，共93页1.1.分子伴侣：分子伴侣：分子伴侣分子伴侣是细胞内一类保守蛋白质，可识别多肽链的是细胞内一类保守蛋白质，可识别多肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。包括：叠。包括：热休克蛋白热休克蛋白（heatshockprotein,HSP）：）：HSP70、HSP40和和GreE族族伴侣素（伴侣素（chaperonins）：）：GroEL和和GroES家族家族现在学习的是第76页，共93页2.2.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定分多肽链内或肽
36、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，这一过泌蛋白、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。程主要在细胞内质网进行。二硫键异构酶二硫键异构酶在内质网腔中活性很高，可在较大在内质网腔中活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫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然键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。构象。现在学习的是第77页，共93页3.3.肽酰肽酰-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种异构体，脯氨酸间形成的肽键有顺反两种
37、异构体，空间构象明显差别。空间构象明显差别。肽酰肽酰-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构可促进上述顺反两种异构体之间的转换。体之间的转换。肽酰肽酰-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多限速酶，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。肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。现在学习的是第78页，共93页N端端甲甲酰酰蛋蛋氨氨酸酸或或蛋蛋氨氨酸酸残残基基，必必须须在在多多肽肽链链折折迭迭成成一定的空间结构之前被切除。一定的空间结构之前被切除。二、一级结构的加工修饰二、一级结构的加
38、工修饰 去甲酰化：去甲酰化：甲酰化酶甲酰化酶甲酰蛋氨酸甲酰蛋氨酸-肽肽甲酸甲酸+蛋氨酸蛋氨酸-肽肽 去蛋氨酰基：去蛋氨酰基：蛋氨酸氨基肽酶蛋氨酸氨基肽酶蛋氨酰蛋氨酰-肽肽蛋氨酸蛋氨酸+肽肽（一）（一）N N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除现在学习的是第79页，共93页由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。（二）氨基酸的共价修饰（二）氨基酸的共价修饰由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟基由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。化、磷酸化、甲酰化等。（三）多肽链的水解修饰（三）多肽链的水解修饰现在学习的是第80页
39、，共93页鸦片促黑皮质素原鸦片促黑皮质素原(POMC)POMC)的水解修饰的水解修饰NC信号肽信号肽PMOCKRKR103肽肽(？)ACTH-LT-MSH-MSHEndophin现在学习的是第81页，共93页三、空间结构的修饰三、空间结构的修饰（一）亚基的聚合（一）亚基的聚合具有四级结构的蛋白质由两条以上的多肽链通过具有四级结构的蛋白质由两条以上的多肽链通过非共价键聚合形成寡聚体。非共价键聚合形成寡聚体。（二）辅基的连接（二）辅基的连接结合蛋白合成后需要结合相应的辅基才能成为结合蛋白合成后需要结合相应的辅基才能成为具有天然活性的蛋白质。具有天然活性的蛋白质。现在学习的是第82页，共93页某些蛋
40、白质需要在肽链的特定位点区价连接一个某些蛋白质需要在肽链的特定位点区价连接一个疏水性的脂链，并借此嵌入膜脂双层。疏水性的脂链，并借此嵌入膜脂双层。（三）疏水脂链的共价连接（三）疏水脂链的共价连接现在学习的是第83页，共93页蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所称蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所称为为靶向输送（靶向输送（proteintargeting）。大多数情况下，被输送的蛋白质分子需穿过膜性结大多数情况下，被输送的蛋白质分子需穿过膜性结构，才能到达特定的地点。构，才能到达特定的地点。四、蛋白质合成后的靶向输送四、蛋白质合成后的靶向输送现在学习的是第84页，共93页所所有
41、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 信信 号号 序序 列列（signalsequence）。）。现在学习的是第85页，共93页（一）分泌型蛋白的靶向输送（一）分泌型蛋白的靶向输送真核细胞分泌型蛋白前体合成后的靶向输送过程真核细胞分泌型蛋白前体合成后的靶向输送过程首先要进入内质网。首先要进入内质网。各种新生分泌蛋白的各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列，引导端有保守的氨基酸序列，引导分泌蛋白进
42、入内质网，称为分泌蛋白进入内质网，称为信号肽（信号肽（signal peptide）。1.1.信号肽：信号肽：现在学习的是第86页，共93页常常见见的的信信号号肽肽由由1040个个氨氨基基酸酸残残基基组组成成，可可分分为为三三段段。N端端为为带带正正电电荷荷的的氨氨基基酸酸残残基基，中中间间为为疏疏水水的的核核心心区区，而而C端端由由小小分分子子氨氨基基酸酸残残基基组组成成。接接着是信号肽酶的裂解位点。着是信号肽酶的裂解位点。在在蛋蛋白白质质被被分分泌泌后后，信信号号肽肽序序列列可可被被信信号号肽肽酶酶识识别并裂解。别并裂解。现在学习的是第87页，共93页常见分泌型蛋白质的信号肽序列常见分泌型
43、蛋白质的信号肽序列现在学习的是第88页，共93页2.2.分泌型蛋白进入内质网的过程：分泌型蛋白进入内质网的过程：分泌型蛋白的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的分泌型蛋白的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的信号信号肽识别颗粒（肽识别颗粒（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SRP与膜上的与膜上的对接蛋白（对接蛋白（DP）或或SRP受体受体识别并识别并结合后，将所携带的蛋白质送出细胞。结合后，将所携带的蛋白质送出细胞。现在学习的是第89页，共93页信号肽引导分泌型蛋白进入内质网信号肽引导分泌型蛋白进入内质网 现在学习的是第90页，共93页（二）线粒体蛋白的靶向输送（二）线粒体蛋白的靶向输送 现在学习的是第91页，共93页（三）细胞核蛋白的靶向输送（三）细胞核蛋白的靶向输送现在学习的是第92页，共93页第四节 蛋白质生物合成的干扰和抑制Section 4 Interference&Inhibition of Protein Biosynthesis现在学习的是第93页，共93页