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Protein Biosynthesis (Translation) 蛋白质的生物合成过程就是将mRNA分子中由碱基序列组成的遗传信息,通过遗传密码破译的方式转变成为蛋白质中的氨基酸排列顺序,因而称为翻译(translation)。 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: 20种氨基酸作为原料 酶及蛋白因子,如IF、eIF等 ATP、GTP、无机离子 1961年,Nirenberg 证明了mRNA的模板作用。 mRNA是遗传信息的携带者 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条多肽链,称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 遗传密码表 1. 连续性(commaless) 2. 简并性(degeneracy) 密码子简并性的生物学意义:减少有害突变。 遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基。 GCU ACU GCC ACC GCA ACA GCG ACG 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。 有少数例外,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) 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 核蛋白体的组成 30S小亚基:有mRNA结合位点 50S大亚基: E位:排出位(Exit site) 转肽酶活性 大小亚基共同组成: A位:氨基酰位 (aminoacyl site) P位:肽酰位 (peptidyl site) 三、tRNA与氨基酸的活化 真核生物: Met-tRNAiMet 原核生物: fMet-tRNAifMet fMet-tRNAifMet的生成: 第二节 蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 蛋白质合成中 mRNA模板的方向:5′→ 3′; 蛋白质的合成方向:N端→ C端。 蛋白质合成过程: 起始 延长 终止 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)。 参与起始过程的蛋白质因子称起始因子(initiation factor,IF)。 (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; 起始氨基酰-tRNA的结合; 核蛋白体大亚基结合。 (二)真核生物翻译起始复合物形成 真核生物翻译起始因子 真核生物翻译起始的特点 核蛋白体是80S; 起始因子种类多; 起始tRNA的Met不需甲酰化; mRNA的5’帽子和3’poly A尾结构与mRNA在核蛋白体就位有关; 起始tRNA先与核蛋白体小亚基结合,然后再结合mRNA 二、肽链的延长 指按照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。 (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。 核蛋白体循环 原核生物蛋白质合成的能量计算 氨基酸活化:2个~P ATP 起始: 1个 GTP 延长: 2个 GTP 终止: 1个 GTP 结论:每合成一个肽键至少消耗4个~P。 多聚核蛋白体 (polysome) 一个mRNA分子可同时有多个核蛋白体在进行同一种蛋白质的合成,这种mRNA和多个核蛋白体的聚合物称为多聚核蛋白体。 多聚核蛋白体(polysome) ——使蛋白质合成高速、高效进行。 蛋白质合成后加工和输送Posttranslational Processing Protein Transportation 从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性,必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为天然构象的功能蛋白。 主要包括 多肽链折叠(fold)为天然的三维(three dimension)结构 肽链一级结构的修饰 高级结构修饰 蛋白质的成熟 一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质 一般认为,多肽链
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