生物化学精品教程（中国医科大学）第17章 蛋白质生物合成.pptVIP

所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要是N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这类序列称为信号序列(signal sequence)。 信号序列是决定蛋白质靶向输送特性的最重要元件，提示指导蛋白质靶向输送的信息存在于蛋白质自身的一级结构中。 靶向输送的蛋白质N-端存在信号序列 蛋白种类 信号序列 结构特点 分泌蛋白和质膜蛋白 信号肽 15～30个氨基酸，位于N-端，中间为疏水性氨基酸 核蛋白 核定位信号 4～8个氨基酸组成，位于内部，含Pro、Lys和Arg，典型序列为K-K/R-X-K/R 内质网蛋白 内质网滞留信号 C-端的Lys-Asp-Glu-Leu （KDEL） 核基因组编码的线粒体蛋白 线粒体导肽 20～35个氨基酸，位于N-端 溶酶体蛋白 溶酶体靶向信号 甘露糖-6-磷酸（Man-6-P） 蛋白细胞亚组分分选信号 细胞内分泌型蛋白质的合成与转运同时发生。它们的N-端都有信号肽（signal peptide）*结构，由数十个氨基酸残基组成。 （一）分泌型蛋白在内质网加工转运 信号肽有以下共性： N-端含1个或几个带正电荷的碱性氨基酸残基，如赖氨酸、精氨酸； 中段为疏水核心区，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸等； C-端加工区由一些极性相对较大、侧链较短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸）组成，紧接着是被信号肽酶(signal peptidase)裂解的位点 。 信号序列引导蛋白质进入内质网 内质网中含有多种帮助新生肽链折叠成天然构型的蛋白质，如分子伴侣等。与分泌型蛋白质一样，需要停留在内质网中执行功能的蛋白质先经粗面内质网上的附着核糖体合成并进入内质网腔，然后先随囊泡输送到高尔基复合体。最终由C-端滞留信号引导输送回内质网。 （二）定位于内质网的蛋白质C-端含有滞留信号序列 （三）大部分线粒体蛋白质在细胞液合成后靶向输入线粒体 线粒体虽然含有DNA、核糖体、mRNA及tRNA等，可以进行蛋白质的生物合成，但绝大部分线粒体蛋白质是由核基因组编码、在胞液中的游离核蛋白体上合成后释放、靶向输送到线粒体中的。 真核细胞线粒体蛋白质的靶向输送 （四）质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜 质膜蛋白质合成时在粗面内质网上的跨膜机制与分泌型蛋白质的跨膜机制相似，但是，质膜蛋白质的肽链并不完全进入内质网腔，而是锚定在内质网膜上。 不同类型的跨膜蛋白质以不同的形式锚定于膜上。 囊泡形成和转运。带阴影的字母为碱性氨基酸残基，带下划线的部分为疏水性氨基酸区域 （五）细胞核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核 第五节蛋白质生物合成的干扰和抑制 Interference and Inhibition of Protein Biosynthesis 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。抗生素等就是通过阻断真核、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。 一、许多抗生素通过抑制蛋白质生物合成发挥作用 抗生素(antibiotics)是一类由某些真菌、细菌等微生物产生的药物，有抑制其他微生物生长或杀死其他微生物的能力，对宿主无毒性的抗生素可用于预防和治疗人、动物和植物的感染性疾病。 影响翻译起始的抗生素 影响翻译延长的抗生素 干扰进位的抗生素 引起读码错误的抗生素 影响肽键形成的抗生素 影响转位的抗生素 抗生素 作用位点 作用原理 应用 伊短菌素 原核、真核核蛋白体小亚基 阻碍翻译起始复合物的形成 抗病毒药 四环素、土霉素 原核核蛋白体小亚基 抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合 抗菌药 链霉素、新霉素、巴龙霉素 原核核蛋白体小亚基 改变构象引起读码错误、抑制起始 抗菌药 氯霉素、林可霉素、红霉素 原核核蛋白体大亚基 抑制转肽酶、阻断肽链延长 抗菌药 嘌呤霉素 原核、真核核蛋白体 使肽酰基转移到它的氨基上后脱落 抗肿瘤药 放线菌酮 真核核蛋白体大亚基 抑制转肽酶、阻断肽链延长 医学研究 夫西地酸、细球菌素 EF-G 抑制EF-G、阻止转位 抗菌药 壮观霉素 原核核蛋白体小亚基 阻止转位 抗菌药 常用抗生素抑制肽链生物合成的原理与应用 嘌呤霉素作用示意图 四环素族 氯霉素 链霉素和卡那霉素 嘌呤霉素 放线菌酮 二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成 某些毒素能在肽链延长阶段阻断蛋白质合成而呈现毒性，如白喉毒素是真核细胞蛋白质合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，可使eEF-2发生ADP糖基化共价修饰，生成eEF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，