南方医科大学《生物化学与分子生物学》第17章蛋白质的生物合成及合成后修饰修改.pptVIP

第 十 七 章 蛋白质的生物合成及 合成后的修饰 Protein Synthesis，Folding and Processing 蛋白质是遗传信息表现的功能形式，是生命活动的物质基础。 蛋白质的生物合成，即翻译（translation） 翻译的过程就是将核酸中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分子中20种氨基酸的排列顺序 。 翻译是指在多种因子辅助下，由tRNA携带并转运相应氨基酸，识别mRNA上的三联体密码子，在核糖体上合成具有特定序列多肽链的过程。 蛋白质生物合成体系的组成 参与蛋白质生物合成的三种RNA： 一、mRNA是蛋白质合成的模板 mRNA含有从DNA转录的遗传信息，是蛋白质合成的模板。 mRNA包括： 5?-非翻译区(5?-untranslated region, 5?-UTR) 开放阅读框架区(open reading frame, ORF) 3?-非翻译区(3?-untranslated region, 3?-UTR) 从原核生物到人类都使用同一套遗传密码 即通用性(universal) 少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 3. 三联体密码具有连续性 4. 遗传密码具有简并性 简并性 (degeneracy) 5. 反密码子与密码子配对有摆动性 密码子、反密码子配对的摆动性 二、tRNA是氨基酸的转运工具 tRNA的三级结构示意图 与氨基酸结合的部位是tRNA的氨基酸臂的-CCA末端的腺苷酸3’-OH，形成氨基酰tRNA。 氨基酰tRNA通过反密码子与mRNA序列中对应的密码子互补结合，从而按照mRNA的密码子顺序依次加入氨基酸残基。 三、核糖体RNA是蛋白质合成场所 核糖体的组成 蛋白质生物合成的阶段 氨基酸的活化 肽链合成的起始(initiation) 肽链的延长(elongation) 肽链合成的终止(termination )及释放 翻译后蛋白质的折叠及加工 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 (editing activity)，即水解酯键的催化活性，将氨基酰-AMP-E或氨基酰-tRNA错误产物的酯键水解，换上与密码相对应的氨基酸。 ?大多数细胞可产生二十种不同的氨酰-tRNA合成酶，每一种酶负责一种氨基酸。它们各不相同，各负其责，使一种氨基酸与其相应的一套tRNA分子结合。 二、起始阶段形成翻译起始复合物 指在起始因子的作用下，mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。 原核生物： fMet-tRNAifMet N-甲酰甲硫氨酰-tRNA 真核生物： Met-tRNAiMet 甲硫氨酰-tRNA （一）原核生物及真核生物翻译起始需要起始因子 原核生物中有3种起始因子(initiation factor，IF) ：IF-1 IF-2 IF-3 真核生物起始因子被称作eIF (eukaryotic initiation factor) （二）起始过程形成翻译起始复合物 IF-3、IF-1结合解聚的核糖体30S小亚基 ； mRNA结合核糖体30S小亚基； fMet-tRNAifMet结合mRNA的起始密码子； 50S核糖体大亚基参入复合物。 In polycistronic mRNA, there are usually SD sequences for each of coding region (open reading frames). The whole process of translation initiation in prokaryotes. 2．真核生物的翻译起始机制 2.48S前起始复合物形成： 帽位结合蛋白（eIF4F)结合mRNA的帽子结构。eIF4A具有解螺旋酶活性能打开mRNA引导区的碱基对。在eIF4B的帮助下， Met-tRNAimet沿着mRNA5’至3’的方向上移动，直到寻找到正确的起始密码子（一般为第一个AUG），并形成48S复合物； 3. 80S起始复合物形成： eIF-5帮助60S核糖体大亚基结合上来，最终形成80S起始复合物，准备开始翻译。 eIF-5水解与eIF-2结合的GTP，导致结合的起始因子释放。 真核生物与原核生物翻译起始的差异 1. 起始Met-tRNAiMet不需甲酰化； 2. eIF种类多； 3. 小亚基先与Met-tRNAiMet结合，再与mRNA结合； 4. mRNA与40s亚基的结合依靠帽子结合蛋白（CB