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蛋白质的生物合成（翻译） Protein Biosynthesis，Translation 参与蛋白质生物合成的物质 翻译模板mRNA及遗传密码 核蛋白体是多肽链合成的装置 tRNA和氨基酸的活化 蛋白质的生物合成过程 蛋白质合成后加工和输送 蛋白质生物合成的干扰与抑制 第一节 参与蛋白质合成的物质 原料：20种氨基酸 模板：mRNA 运载体：tRNA 场所：核蛋白体（rRNA与蛋白质构成） 蛋白质因子： 起始因子（initiation factor, IF） 延长因子（elongation factor，EF） 释放因子（release factor，RF） 其他：酶类、ATP、GTP、无机离子等 一、翻译模板mRNA及遗传密码 mRNA是遗传信息的携带者 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) 遗传密码的简并性 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、核蛋白体是多肽链合成的装置 核蛋白体的组成 核蛋白体的组成 三、tRNA与氨基酸的活化 tRNA —— 运载活化型氨基酸 氨基酸的活化 催化氨基酸与tRNA结合生成氨基酰-tRNA 具有绝对专一性： 对氨基酸及tRNA都能高度特异识别 具有校正活性(proofreading activity) 氨基酰-tRNA的表示方法 二、起始肽链合成的氨基酰-tRNA tRNAiMet：起始者tRNA(initiator-tRNA) tRNAeMet：肽链延长中携带Met的tRNA tRNAifMet：起始者tRNA携带N-甲酰甲硫氨酸（fMet） 第二节 氨基酰-tRNA的合成 肽链合成 起始阶段( initiation ) 延长阶段(elongation) 终止阶段(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)。有多种蛋白质因子参与这一过程，称为起始因子（initiation factor，IF） 原核、真核生物各种起始因子的生物功能 1. 核蛋白体大小亚基分离（IF3，IF1） 2. mRNA在小亚基上定位结合 3. fMet-tRNAifMet的结合（IF2，GTP） 4. 核蛋白体大亚基结合 （二）真核生物翻译起始复合物形成 核蛋白体大小亚基分离； Met-tRNAiMet结合； mRNA在核蛋白体小亚基就位； 核蛋白体大亚基结合。 真核生物翻译起始特点 核蛋白体为80S（40S＋60S） 起始tRNA携带的甲硫氨酸不需要甲酰化 mRNA5`端帽子结构与其在核蛋白体上就位有关，需要帽子结合蛋白复合物(eIF-4F)参与 eIF2与Met-tRNAiMet和GTP结合构成复合体后先与40S小亚基结合，然后才与mRNA结合 二、肽链的延长 指根据mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步： 进位（entrance）或注册（registration） 成肽（peptide bond formation） 转位（translocation） 需要延长因子（elongationfactor， EF ）和GTP的参与 肽链合成的延长因子 （二）成肽 （三）转位 延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3`侧移动。使肽酰-tRNA-mRNA相对位移进入核蛋白体P位，而卸载的tRNA则移入E位，A位留空并对应下一组三联体密码，准备适当的氨基酰-tRNA进位而开始下一轮核蛋白体循环。 核蛋白体循环 从5`AUG开始直至终止密码子 核蛋白体从5`→3`方向阅读mRNA遗传密码 肽链的合成是从N端到C末端 每进行一次核蛋白体循环，肽链延长一个 氨基酸 三、肽链合成的终止 原核生物肽链合成终止过程 终止密码的辨认：RF 肽链从肽酰-tRNA水解出：RF诱导转肽酶 mRNA、卸载tRNA及RF从核蛋白体脱离 大小亚基解聚：IF-1