医学蛋白质的生物合成.pptVIP

蛋白质的生物合成（翻译）Protein Biosynthesis，Translation 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 。 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，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 1. 连续性(commaless) 2. 简并性(degeneracy) 2. 简并性(degeneracy) 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。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 4. 摆动性(wobble) 密码子、反密码子配对的摆动现象 二、蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质包括 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 二）、tRNA与氨基酸的活化 tRNA的三级结构示意图 tRNA与酶结合的模型 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 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 核蛋白体的组成 三、蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 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； 起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。 二）、肽链合成延长 指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongation factor, EF) 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2 四、蛋白质合成后加工和输送Posttranslational Processing Protein Transportation 五、蛋白质生物合成与医学 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。 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、原核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物。 二、其他干扰蛋白质生物合成的物质 毒素(toxin) 干扰素(interferon) 白喉毒素(diphtheria toxin)的作用机理 干扰素的作用机理 2. 干扰素诱导病毒RNA降解 二）蛋白质合成后的靶向输送 蛋白质合成后从核蛋白体定向到达其执行功能的目标地。 靶细胞 靶组织 靶器官 细胞膜 去向 1．保留在胞浆 2．进入细胞核、线粒体等细胞器 3．分泌至体液，再输送到靶器官和靶细胞 1．定义 穿过合成所在的细胞，到其它组织细胞去的蛋白质。 例如：肽类激素、血浆蛋白、抗体蛋白等。 2．特点 （1）信号肽 分泌性蛋白质N端的一段疏水氨基酸较多的肽。 其作用是将合成的蛋白质移向胞膜，送出胞外。 （2）蛋白质的前体：例如前胰岛素原等。 分泌性蛋白质 信号肽 N-端 碱性氨基酸末端区 疏水核心区 加工区 信号肽酶 3．分泌性蛋白的转运机制 信号假说： 信号肽被信号肽识别粒子（SRP）辨认、结合，把正在合成蛋白质的核蛋白体带到细胞膜的胞浆面，与对接蛋白（DP）结合，促使膜蛋白通道开放，信号肽引导正在合成的蛋白质 穿过胞膜，信号肽折回膜内，由膜外侧的信号肽酶在加工区切断，成熟蛋白则释放至胞外。 SRP DP 信号肽 信号肽酶 胞浆 胞膜 抗生素(antibio