第 十 二 章 蛋白值氖的生物合成复习提要.docVIP

第 十 二 章 蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation 概述 蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序 。 第 一 节 蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质包括： 三种RNA mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） tRNA（transfer RNA, 转移RNA） 20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、无机离子 一、翻译模板mRNA及遗传密码——mRNA是遗传信息的携带者 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。 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mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。 真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron) 。 遗传密码：mRNA分子上从5￠至3￠方向，由AUG开始，每3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，称为三联体密码(triplet codon)。起始密码(initiation codon): AUG ；终止密码(termination codon): UAA，UAG，UGA 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，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 遗传密码的特点： 1. 连续性(commaless)：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。 2. 简并性(degeneracy)：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2、3、4个或多至6个三联体为其编码。 3. 通用性(universal)：蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。已 发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 4. 摆动性(wobble)：转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上 的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常 见的碱基配对规律，称为摆动配对。 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 不同细胞核蛋白体的组成 核蛋白体结构模式: P位：肽酰位(peptidyl site) A位：氨基酰位(aminoacyl site) 原 核：E位：排出位(exit site) 三、tRNA与氨基酸的活化 （一）氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase) 第一步反应：氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ AMP ＋ PPi 第二步反应：氨基酰-AMP-E ＋ tRNA 氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E 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合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。 氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet （二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet 第 二 节 蛋白质生物合成过程 （The Process of Protein Biosynthesis）（60分钟） 翻译过程从阅读框架的5′-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。 整个翻译过程可分为 ： 翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination ) 一、肽链合成起始：指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。 原核、真核生物各种起始因子的生物功能 （一）原核生物翻译起始复合物形成 核蛋白体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合；