第十八節(jié)蛋白質(zhì)的及轉(zhuǎn)運第三部分分子生物學(xué)－信息途徑By

Dr.Wang2008.08第十八節(jié)蛋白質(zhì)的及轉(zhuǎn)運§18.1

蛋白質(zhì)的分子基礎(chǔ)§18.2

蛋白質(zhì)翻譯的步驟§18.3

蛋白質(zhì)的

及翻譯后修飾第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑蛋白質(zhì)

的分子基礎(chǔ)：mRNA是蛋白質(zhì)

的模板原核生物mRNA翻譯時，核糖體與mRNA上游的SD序列結(jié)合，開始翻譯；而真核生物中是由mRNA與5’端帽子結(jié)構(gòu)來完成的。tRNA轉(zhuǎn)運活化的氨基酸至mRNA模板上tRNA含有兩個關(guān)鍵的部位:一個是氨基酸結(jié)合部位，另一個是與mRNA的結(jié)合部位。核糖體是蛋白質(zhì)

的工廠核糖體的結(jié)構(gòu)：核糖體是rRNA和核糖體蛋白組成的一個巨大的復(fù)合體。不同類型生物中核糖體的結(jié)構(gòu)高度保守，盡管其rRNA和核糖體蛋白的一級結(jié)構(gòu)有所不同，但其三級結(jié)構(gòu)卻驚人的相似。核糖體的大亞基上有兩個重要的位點：P位點是結(jié)合肽酰tRNA的肽?；奈稽c，A位點是結(jié)合氨酰tRNA的氨?；奈稽c。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑細(xì)菌核糖體：50S＋30S真核生物：60S＋40S第十八節(jié)蛋白質(zhì)的

及轉(zhuǎn)運§18.1

蛋白質(zhì)

的分子基礎(chǔ)§18.2

蛋白質(zhì)翻譯的步驟§18.3

蛋白質(zhì)的

及翻譯后修飾第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑原核生物的翻譯起始：tRNA裝載在氨酰tRNA

酶的作用下，使氨基酸連接到tRNA

3’端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA。tRNA識別氨酰tRNA

酶的專一性很高，共有20種，每一種只用于單一種氨基酸與相應(yīng)tRNA的結(jié)合。tRNA上的某些結(jié)構(gòu)特征能使它在氨酰tRNA酶的催化下，與特定的氨基酸結(jié)合；這些結(jié)構(gòu)特征就是“第二遺傳”?！暗诙z傳”常在tRNA的受體，但在其他區(qū)域的也有不少。氨酰tRNA酶催化氨酰-tRNA的組裝第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑原核生物的翻譯起始：基上組裝起基必須解離，以核糖體解離翻譯起始復(fù)合物首先是在核糖體來。每一次翻譯后，核糖體的大讓新的翻譯起始復(fù)合物形成核糖體解離需要起始因子（IF）的協(xié)助IF-1促進(jìn)核糖體大基的解離；IF-3則通過與結(jié)合，基其與大亞基重新結(jié)合第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑原核生物的翻譯起始：起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸的tRNA（tRNA

），識別密碼子AUG、GUG和UUG。（tRNA

）稍有不同，后者只識別AUG。mRNA與核糖體基的結(jié)合在起始

子的上游（數(shù)個核苷酸），有一共同序列AGGAGGU，與16S

rRNA

3’端的序列（3’HO-AUUCCUCCAC

5’）互補(bǔ)配對，是核糖體的結(jié)合位點；這一序列又稱SD序列。tRNAMe與t

攜帶甲硫氨酸到蛋白質(zhì)鏈

的tRNAMetffMetm第三部分分子生物學(xué)－信息途徑原核生物的翻譯起始：甲酰甲硫氨酰tRNA與30S起始復(fù)合物的結(jié)合主要由IF-2負(fù)責(zé)，IF-1和IF-3輔助，此外還需要GTP（GTP的作用是使IF-2能順利地結(jié)合到核糖體基上）。70S起始復(fù)合物的形成30S起始復(fù)合物加上核糖體大亞基（50S），就形成70S起始復(fù)合物在這一過程中，IF-1和IF-3先從復(fù)合物中解離，接著IF-2解離，同時GTP水解成GDP和磷酸（促進(jìn)IF-2解離）IF-2的解離是形成具活性的70S復(fù)合物所必需的第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑真核生物的翻譯起始：與原核生物的翻譯起始的差異起始氨基酸不是甲酰甲硫氨酸，而是甲硫氨酸；起始tRNA則為tRNAMe。ti真核mRNA不含SD序列，但有5’帽子，有助于起始復(fù)合體的形成。通過掃描尋找起始

子。掃描找到起始

子后，再加上核糖體大亞基，就可開始翻譯。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑真核生物的翻譯起始：mRNA二級結(jié)構(gòu)與翻譯起始的關(guān)系mRNA5’端附近的二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始既可有正效應(yīng)，也可有負(fù)效應(yīng)。緊接AUG后（AUG后12

~15nt）的發(fā)夾結(jié)構(gòu)能使核糖體停頓，因而使該AUG更有可能成為起始位點。起始因子（eIF）要比原核生物的復(fù)雜，但也有相應(yīng)的因子。主要的起始因子有6種（類）eIF1、eIF2、eIF3、eIF4、eIF5、eIF6第三部分分子生物學(xué)－信息途徑真核生物的翻譯起始第三部分分子生物學(xué)－信息途徑翻譯起始的控制：原核生物的起始控制mRNA二級結(jié)構(gòu)對翻譯起始的影響。反饋抑制。真核生物的起始控制最常見的起始控制是對起始因子磷酸化。起始因子的磷酸化在一些情況下對翻譯起始起抑制作用，而在另一些情況下，卻可起到促進(jìn)作用。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑延伸：基本過程Step1：一個新的氨酰tRNA結(jié)合到核糖體的A位。Step

2：形成肽鍵。Step

3：移位。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第三部分分子生物學(xué)－信息途徑延伸的具體過程（1）：氨酰tRNA結(jié)合到核糖體的A位需延伸因子EF-Tu及GTP，另還需EF-Ts。校對：如錯誤的氨酰tRNA進(jìn)入了A位（反子與

子不能很好配對），可進(jìn)行校正。肽鍵的形成通過肽基轉(zhuǎn)移酶，把P位的肽鏈（或起始氨基酸）與A位的氨酰tRNA中的氨基酸以肽鍵連結(jié)起來肽基轉(zhuǎn)移酶是核糖體的組成部分，且存于核糖體大亞基中。rRNA在催化肽鍵形成中起主要作用，具肽基轉(zhuǎn)移酶活性。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑延伸的具體過程（2）：移位mRNA與肽基tRNA移動1個子的距離，使肽基tRNA進(jìn)入P位，而原在P位的tRNA離開核糖體。移位需EF-G及GTP

。終止子子子

終止

子：UAG：琥珀UAA：赭石UGA：乳白終止過程需要因子，這一過程需GTP水解。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑GTPase與翻譯：IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需要與GTP結(jié)合，并通過GTP水解而發(fā)揮作用。它們是G蛋白（G

proteins），具有內(nèi)在的

GTPase活性。抗生素與翻譯：嘌呤霉素的結(jié)構(gòu)與氨酸－tRNA結(jié)構(gòu)相似，當(dāng)它接合到核糖體上進(jìn)行反應(yīng)后，很容易從核糖體上脫落。從而使蛋白質(zhì)中斷。氯霉素與50S亞基結(jié)合，抑制原核肽轉(zhuǎn)移酶。對人的毒性是因為它抑制了線粒體蛋白質(zhì)的。亞胺環(huán)己酮，只抑制真核細(xì)胞翻譯。白喉毒素可以與EF-2結(jié)合，抑制肽鏈的移位作用。四環(huán)素：能夠封閉A位點，干擾氨酰tRNA的結(jié)合。鏈霉素：結(jié)合到30S亞基，低濃度引起

子的錯讀，高濃度抑制翻譯的起始。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑第十八節(jié)蛋白質(zhì)的

及轉(zhuǎn)運§18.1

蛋白質(zhì)

的分子基礎(chǔ)§18.2

蛋白質(zhì)翻譯的步驟§18.3

蛋白質(zhì)的及翻譯后修飾第三部分分子生物學(xué)－信息途徑蛋白質(zhì)的

：轉(zhuǎn)運的研究是從

蛋白開始的。真核細(xì)胞多肽的轉(zhuǎn)運有兩種機(jī)制：翻譯轉(zhuǎn)運同步機(jī)制（共轉(zhuǎn)譯）蛋白、質(zhì)膜蛋白、溶酶體蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體滯留蛋白，首先在游離核糖體上

含信號肽的部分肽段后就結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，然后邊

邊進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，經(jīng)初步加工和修飾后，部分多肽以芽泡形式被運往高爾基體，再經(jīng)進(jìn)一步的加工和修飾后被運往質(zhì)膜、溶酶體或被

到胞外。翻譯后轉(zhuǎn)運機(jī)制葉綠體蛋白和線粒體蛋白是在細(xì)胞質(zhì)游離核糖體上被完全后通過新生肽的信號序列（引導(dǎo)肽）直接運往目的地并被加工。第三部分分子生物學(xué)－信息途徑信號肽：含有10－15個疏水氨基酸殘基。在疏水序列前有一個或幾個帶正電荷的殘基。羧基端（靠近切割部位）有一個比較短的極性的短序列，含有側(cè)鏈比較短的氨基酸，如Ala。蛋白質(zhì)定位內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后，信號肽被切除。核定位的信號肽（NLS）并不被切除。原核生物蛋白也有信號肽，一般定位到周質(zhì)空間。第三部分分子生物學(xué)－信息