17_Translation研究.ppt

翻译（translation）：蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再具体转译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程。 Section 1 Protein Biosynthesis System 原料：20种编码氨基酸 模板：mRNA 载体：tRNA 装配机：核糖体（核蛋白体） 酶和蛋白因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子（IF）、延长因子（EF）、释放因子（RF）等 供能物质：ATP、GTP 无机离子：Mg2+、 K+ 一、mRNA是多肽链生物合成的信息模板 标准的通用遗传密码表 从mRNA 5?端起始密码子AUG到3?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一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框（open reading frame, ORF）。 ① 方向性 ② 连续性 ③ 简并性 ④ 通用性 ⑤ 摆动性 1. 方向性(direction) 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿5＇→3＇方向进行。 2. 连续性(commaless) 遗传密码的连续性 3. 简并性(degeneracy) 4. 通用性(universal) 蛋白质多肽链生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 但也发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体、某些原虫、蠕虫等。 线粒体密码 5. 摆动性(wobble) 密码子与反密码子的摆动配对 摆动性（三中读二） tRNA的二级结构示意图 tRNA的三级结构示意图 核蛋白体的组成 大肠杆菌核糖体的空间结构为一椭圆球体，其30S亚基呈哑铃状，50S亚基带有三角，中间凹陷形成空穴，将30S小亚基抱住，两亚基的结合面为多肽链生物合成的场所。 1．三个不同的tRNA结合位点： ⑴A位/受位/氨酰基位:与新进入的氨基酰tRNA结合(大、小亚基) ⑵P位/给位/肽酰位:与延伸中的肽酰基tRNA结合(大、小亚基) ⑶E位/排出位:见于原核生物，空载tRNA脱离核蛋白体前的结合位点(大亚基） 核糖体的计算机模型图 2. 与模板mRNA和起始tRNA结合位点（小亚基） 3. 转肽酶活性：将P位上的肽酰基转移给A位上的氨基酰-tRNA，形成肽键（大亚基） 4. GTPase活性：水解GTP，获得能量（大、小亚基） 5. IF、EF、RF的结合位点（大、小亚基） 概念：与多肽链合成起始有关的蛋白质。 作用：促进核糖体小亚基与起始tRNA及模板mRNA结合。 种类：原核生物3种（IF1－3） 真核生物10种（eIF） 原核和真核生物中各种起始因子的生物功能 概念：与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白质。 作用：促使氨基酰tRNA进入核蛋白的受位；并可促进移位过程，即具有转位酶活性，可催化核糖体向mRNA 3＇-端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。 种类：原核生物 3种（EF-Tu，EF-Ts，EF-G） 真核生物 3种（eEF） 多肽链合成的延长因子 概念：与多肽链合成终止并从核蛋白体上释放有关的蛋白质，又名终止因子（termination factor，TF） 功能：识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG, RF-2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移到水分子-OH上，使肽链从核糖体上释放。 种类： 原核生物3种（RF1-3） 真核生物1种（eRF ） 多肽链合成时，需ATP、GTP作为供能物质，并需Mg2+、K+参与。 氨基酸活化时需消耗2个高能磷酸键，肽键形成时（进位和转位）又消耗2个高能磷酸键，合成错误的校正和消除也需消耗高能磷酸键，故缩合一分子氨基酸残基平均需消耗5个高能磷酸键/5分子ATP。(书P.344)。 Section 2 Connection of Amino Acids with tRNA tRNA与氨基酰tRNA合成酶的结合模型 一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸。 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有编辑校正活性。 氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla ，Ser-tRNASer，Met-tRNAMet 能够识别mRNA中5′端起始密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA，称为起始氨基酰-tRNA。 真核生物起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet 原核生物起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet （甲酰蛋氨酰-tRNA） 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-t