第十三章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯translation）

翻譯：以mRNA為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程。思路：合成體系翻譯過程翻譯后加工原核（主）真核意義第十三章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯transla1合成體系：原料：20種氨基酸運(yùn)載體：tRNA

模板：mRNA

合成場所：核蛋白（rRNA+蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)因子：IFEFRFRR酶：氨基酰t-RNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶等能量：GTP、ATP第一節(jié)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

第一節(jié)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

2一、mRNA1．作用：蛋白合成直接模板。依靠三聯(lián)遺傳密碼，決定蛋白質(zhì)分子中氨基酸排列順序。2．區(qū)別：原核：多順反子：一條mRNA指導(dǎo)合成多個(gè)蛋白質(zhì)。真核：單順反子：一條mRNA只指導(dǎo)合成一條多肽鏈。一、mRNA1．作用：蛋白合成直接模板。33．遺傳密碼(geneticcodon)定義：mRNA鏈上每三個(gè)相鄰的核苷酸編成一組，

代表某種氨基酸或肽鏈合成的起始或終止信號。特點(diǎn)：（1）密碼子64個(gè)：1個(gè)起始密碼（AUG）3個(gè)終止密碼UAG、UAA、UGA

61個(gè)密碼代表20種AA（2）方向性

5’3’;ORF（3）連續(xù)性密碼子間連續(xù)閱讀；不重疊、不間斷（4）簡并性

一種氨基酸有多個(gè)密碼子（5）擺動性密碼子第三個(gè)堿基與反密碼的第一個(gè)堿基不嚴(yán)格的配對現(xiàn)象。

圖（6）通用(普遍)性原核到人通用,人線粒體除外3．遺傳密碼(geneticcodo4二、核蛋白體1．作用：是蛋白質(zhì)的合成場所。2．組成：小亞基：結(jié)合mRNA。

大亞基：A位：結(jié)合氨基酰-tRNAP位：結(jié)合肽?；?tRNA轉(zhuǎn)肽酶:結(jié)合肽鍵E位(原核):結(jié)合空載tRNA3、區(qū)別（原核與真核）：4、形式:多核蛋白體（羽毛狀）圖二、核蛋白體1．作用：是蛋白質(zhì)的合成場所。5區(qū)別原核70s真核80s小亞基rRNA蛋白子(rps)30s40s大亞基rRNA蛋白子(rpl)50s60s區(qū)別6多聚核蛋白體定義：一個(gè)mRNA分子同時(shí)有多個(gè)核蛋白體在進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。即一個(gè)mRNA與多個(gè)核蛋白體形成的

串珠狀聚合物。形成機(jī)制：起始密碼只有一個(gè)、可反復(fù)使用。

圖

多聚核蛋白體7三、tRNA

1．作用：搬運(yùn)氨基酸，識別mRNA遺傳密碼。2．搬運(yùn)形式：氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA合成酶：

作用：催化生成氨基酰-tRNA。

特點(diǎn)：（1）絕對專一性(AA)（2）校正活性3．種類：起始tRNA：識別起始密碼延伸tRNA：肽鏈延伸時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸4、表示法：結(jié)合的AAtRNA的特異性起始tRNA延伸tRNA原核生物：fmet-tRNAifmetmet-tRNAemet

真核生物：met-tRNAimetmet-tRNAemet

三、tRNA8四、蛋白因子（e.g原核）1.IF

IF1促fmet-tRNAfmet與小亞基結(jié)合IF2

IF3促mRNA與小亞基結(jié)合，大、小亞基分離

2.EF

EFTS促AA-tRNA進(jìn)入A位

EFTUEFG(轉(zhuǎn)位酶活性)促核蛋白體沿mRNA移動3.RFRF1識別終止密碼,誘導(dǎo)酯酶活性水解肽

RF2鏈－tRNA的酯鍵，肽鏈脫落

RF3介導(dǎo)RF1.2

RR促mRNA從核蛋白體上脫落

四、蛋白因子（e.g原核）1.IF9第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成過程

過程：起始延長終止

E.g原核生物第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成過程過程：10一、翻譯的起始形成70S起始復(fù)合物：核糖體--mRNA--fmet-tRNAimet形成過程：圖1.亞基分離2.mRNA就位

機(jī)制：a.核酸-核酸辨認(rèn)結(jié)合

rRNA（小亞基）與S-D序列（mRNA）

b.核酸-蛋白辨認(rèn)結(jié)合

rps-1把mRNA結(jié)合到小亞基上3.起始AA-tRNA就位識別AUG4.大亞基結(jié)合

一、翻譯的起始11S-D序列：以AGGA核心的原核mRNA

起始點(diǎn)上游序列。能結(jié)合小

亞基（16s-rRNA的UCCU序

列）。由Shine-Dalgarno發(fā)現(xiàn)，

也稱RBS（核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)）S-D序列：以AGGA核心的原核mRNA

12二、肽鏈延長

1.特點(diǎn):核蛋白體循環(huán)廣義指翻譯全過程。定義即tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到核糖體上，以mRNA為模板合成多肽鏈的過程。狹義指肽鏈延長過程。即每次循環(huán)都包括進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位3個(gè)過程；每循環(huán)一次，肽鏈增加一個(gè)氨基酸殘基。2.過程

進(jìn)位

成肽轉(zhuǎn)位二、肽鏈延長

1.特點(diǎn):核蛋白體循環(huán)13a.進(jìn)位：

氨基酰-tRNA進(jìn)入A位。需GTP，EF-Tu。 圖b.成肽：P位氨基(肽)酰-tRNA的AA(肽)、轉(zhuǎn)給A位氨基酰-tRNA并在A位生成肽鏈,空tRNA留P位。

rpl發(fā)揮轉(zhuǎn)肽酶活性.圖c.轉(zhuǎn)位：

核糖體沿mRNA5′→3′方向移動一個(gè)密碼子,

肽酰-tRNA在P位,A位空留。需EFG、GTP。圖a.進(jìn)位：143.方向模板方向：5′→3′肽鏈延長方向：N→C3.方向15三、肽鏈終止

A位出現(xiàn)終止密碼,RF識別。釋放肽鏈；mRNA及大.小亞基拆開。圖

能量：至少耗4ATP/肽鍵細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)實(shí)際合成形式：多聚核蛋白體多聚核蛋白體：是指多個(gè)核蛋白體同時(shí)與一條mRNA結(jié)合形成的串珠狀結(jié)構(gòu)。

圖三、肽鏈終止

A位出現(xiàn)終止密碼,RF識別。釋放肽鏈；m16四.與真核生物的區(qū)別過程相同。所需物質(zhì)不同。

四.與真核生物的區(qū)別過程相同。所需物質(zhì)不同。17區(qū)別：圖原核真核合成體系:參與物質(zhì)少多模板加工不需需核蛋白體70S

80S起始：形成起始復(fù)合物70S80S起始tRNAfmet-tRNAifmetmet-tRNAimet需IF種類39－10延長：需EF種類34終止：3種RF識別1個(gè)RF識別3個(gè)終止密碼3個(gè)終止密碼其他:轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行不同時(shí)，分隔（羽毛狀）進(jìn)行

區(qū)別：圖18第三節(jié)翻譯后加工定義：從核蛋白體釋放的無生物活性肽鏈，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)各種修飾處理后,變成有活性成熟蛋白質(zhì)的過程。即：前體成熟體方式：肽鏈折疊

一級結(jié)構(gòu)的修飾高級結(jié)構(gòu)的修飾

靶向輸送第三節(jié)翻譯后加工定義：19一.肽鏈折疊時(shí)間:N端出現(xiàn)所需物質(zhì):蛋白的一級結(jié)構(gòu)(主)

其分子伴侶熱休克蛋白促蛋白自發(fā)性折疊

他

伴侶素促蛋白非自發(fā)性折疊蛋蛋白二硫鍵異構(gòu)酶斷裂.連接二硫鍵白肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶轉(zhuǎn)換肽-脯氨酰順反異構(gòu)體一.肽鏈折疊時(shí)間:N端出現(xiàn)20二、一級結(jié)構(gòu)的修飾末端修飾切除N-端fmet、甲酰基、一小段肽

氨基酸修飾加–OH、-P、-S-S-

水解修飾水解一條肽成多個(gè)不同活性蛋白三、高級結(jié)構(gòu)的修飾亞基聚合

輔基連接共價(jià)連接疏水脂鏈

二、一級結(jié)構(gòu)的修飾21四、靶向輸送1.蛋白質(zhì)合成后的去向:保留在胞漿進(jìn)入細(xì)胞核或其他亞細(xì)胞器靶向輸送分泌入體液、運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞

2.靶向輸送：蛋白合成后、定向達(dá)到其執(zhí)行功能的目標(biāo)地的過程。3.靶向輸送(分泌性)蛋白：（1）定義：通過靶向輸送才能發(fā)揮生物學(xué)

功能的蛋白。（透過膜性結(jié)構(gòu)）（2）特點(diǎn)：有信號肽(信號序列)

引導(dǎo)透過膜性結(jié)構(gòu)蛋白前體

避免細(xì)胞損傷四、靶向輸送1.蛋白質(zhì)合成后的去向:22信號肽：

定義：未成熟分泌蛋白的中、可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列。

結(jié)構(gòu)：堿性N端＋疏水核心區(qū)＋加工區(qū)圖

作用：特異性結(jié)合.運(yùn)輸分泌蛋白出膜應(yīng)用：研究靶向藥物（3）.透過膜機(jī)制：信號假說圖例(靶向輸送):

分泌蛋白

線粒體蛋白

細(xì)胞核蛋白

信號肽：23所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號序列。

?信號序列(signalsequence)所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基24靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號序列或成分靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，25第四節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制影響因素：體內(nèi)（基因表達(dá)與調(diào)控講）體外(影響合成任何因素)一、阻斷劑作用：抗菌、治療腫瘤。種類：

抗生素核蛋白體抗代謝藥競爭性抑制信息傳遞各環(huán)節(jié)毒素信息傳遞各環(huán)節(jié)

生物活性物信息傳遞各環(huán)節(jié)第四節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制影響因素：體內(nèi)（基因表達(dá)與26

二、分子病

定義：由于基因缺陷，使RNA與蛋白質(zhì)的合成異常，導(dǎo)致機(jī)體某些結(jié)構(gòu)與功能變異引起的疾病。

e.g：DNA

mRNAHb鏈（第6位AA）

正常：CTT→GAAGlu鐮刀型貧血：CAT→GUAVal

27復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯模板DNA（雙鏈）DNA（模板鏈）mRNA酶DDDPDDRP氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶底物dNTPNTPAA產(chǎn)物子代DNARNA肽鏈引物有無無特點(diǎn)半保留復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄核蛋白體循環(huán)半不連續(xù)復(fù)制模板方向3’5’3’5’5’3’產(chǎn)物方向5’3’5’3’NC堿基配對A-T、G-CA-U、T-A、G-C密碼子與反密碼子復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別28某些抗生素對蛋白質(zhì)合成的影響干擾物作用原理作用點(diǎn)四環(huán)素族阻礙氨基酰-tRNA小亞基與小亞基結(jié)合；易（30S、40S）進(jìn)入菌體，但不易透入哺乳動物細(xì)胞。鏈霉素抑制原核生物啟動，小亞基（30S）（卡那霉素）造成誤譯。氯霉素抑制原核生物大亞大亞基（50S）基轉(zhuǎn)肽酶活性，干擾

mRNA與核糖體的結(jié)合。紅霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶活性防礙移位某些抗生素對蛋白質(zhì)合成的影響29某些生物活性物質(zhì)對蛋白質(zhì)合成的影響干擾物作用原理作用點(diǎn)干擾素①活化一種蛋白激酶，使eIF2

eIF2磷酸化而失活，

抑制翻譯起始。

②激活一種核酸內(nèi)切酶，使mRNA降解。（有雙股RNA存在時(shí)，才起作用。）白喉毒素抑制真核EF2的活性。EF2

嘌呤霉素競爭性抑制Tyr

-tRNATyr大亞基進(jìn)入A位后，使肽鏈過

早終止。放線菌酮抑制真核生物大亞基轉(zhuǎn)大亞基（60S）

肽酶活性。

某些生物活性物質(zhì)對蛋白質(zhì)合成的影響30mRNA5′···ACG···5′···UAC···tRNA反密碼環(huán)UCGACU5′5′圖13-1mRNA密碼與tRNA反密碼mRNA5′···ACG···5′·31123455'N圖13-2翻譯過程中的核糖體圖解1.小亞基；2.mRNA；3.大亞基；4.肽酰tRNA（左）和氨基酰tRNA,小圓圈代表氨基酸殘基；5.斜線陰影左為P位（peptidesite)或稱D位（donorsite)，右為A位（Aminoacylsite)或（Acceptorsite)。

123455'N圖132多聚核蛋白體50s30s123453’5’mRNANH2合成完同時(shí)有5個(gè)多聚核蛋白體50s30s123453’5’mRNANH2合成33metmet-GTP-eIF2met40seIF3.eIF4cmRNAeIF2,eIF3,eIF4c,eIF5,GDP+PieIF560s圖13-6真核生物的翻譯起始復(fù)合物生成ATPeIF4E,4FeIF4A,4BADP+PieIF4E,4FeIF4A,4Bmetmetmet-GTP-eIF2met40seIF3.34EFT+GTP+AA·tRNAAA·tRNA－Tu－GTP+TsPiTu－GDPAA·tRNA·mRNAmRNA++GTPTs圖13-7翻譯延長的注冊程序EFT+GTP+AA·tRNA35轉(zhuǎn)肽酶N-末端NH2fMet-tRNAAA-tRNA二肽PAPA轉(zhuǎn)肽酶N-末端NH2fMet-tRNAAA-tRNA二肽PA36RFRFn-4n-3n-2n-1nn-4n-3n-2n-1nUAAUAARFn-4n-3n-2n-1nUAAmRNAGTPRREF-2IF3圖13-10翻譯過程的終止n

n-1n

n-1RFRFn-4n-3n-2n-1nn-4n-3n-2n-1n37NC信號肽KRKR103肽ACTH-LT(?)-MSH-MSHEndophin圖13-11POMC作為活性物質(zhì)的前體最上行為POMC，K，R為相應(yīng)位置上的賴氨酸、精氨酸殘基NC信號肽KRKR103肽ACTH-LT(?)-38MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFV------MMAAGPRTSLLLLAFALLCLPWTQVVGAF------MKFLVNVALVFMVVYISTITAAP------MKLLVVAVIACMLIGFADPASGCK---------------N—信號肽連接分泌蛋白堿性N端疏水核心區(qū)加工區(qū)人前胰島素原牛生長激素蜂毒肽果蠅粘液蛋白信號肽的結(jié)構(gòu)和幾種信號肽的舉例。氨基酸排列順序用單一英文字母縮寫表示，加工區(qū)內(nèi)的箭頭示信號肽被切除的位點(diǎn)。圖13-12MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFV--39核糖體信號肽NSRP14DPN胞漿膜內(nèi)膜外信號肽酶分泌蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)1.信號肽合成后被SRP識別;2.SRP把正在合成蛋白質(zhì)的核糖體帶到膜的胞漿面;3.蛋白質(zhì)連同信號肽穿膜而出;4.信號肽反折回膜被信號肽酶水解

SRP=信號肽識別粒子DP=對接蛋白(SRP受體)32核糖體信號肽NSRP14DPN胞漿膜內(nèi)膜信號肽酶分泌蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)40目錄（一）分泌蛋白的靶向輸送真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后,信號肽引導(dǎo)首先進(jìn)入要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。目錄（一）分泌蛋白的靶向輸送41（二）線粒體蛋白的靶向輸送目錄（二）線粒體蛋白的靶向輸送目錄42（三）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送目錄（三）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送目錄43

遺 傳

密 碼 表

44

開放讀碼框架（openreadingframe，ORF）:

mRNA分子中含有密碼子信息的區(qū)域;連續(xù)編碼一個(gè)蛋白質(zhì).它的5′-端為起始密碼子，3′-端為終止密碼子。

開放讀碼框架（openreadingframe，OR45

46

密碼子與反密碼子配對的擺動現(xiàn)象反密碼子第一位堿基IUC密碼子第三位堿基A，C，UA，GC，G，U反密碼子IUC密碼子A，C，UA，GC，G，U47

過程過程48

核蛋白體是肽鏈合成的場所

49

小亞基：具有結(jié)合模板mRNA的功能

P位：結(jié)合肽酰－tRNA

大亞基：具有A位:結(jié)合氨基酰－tRNA E位:tRNA退出E位E位50

（三）tRNA和氨基酰tRNA

tRNA在翻譯過程 中起接合體（adaptor）

作用，又是氨基酸的 運(yùn)載體。

51

AA-tRNA合成酶

52

氨基酸的活化形式 氨基酰－tRNA

氨基酸的活化部位

α－羧基

連接方式 酯鍵

活化耗能 2個(gè)~P

53

1.起始因子IF和eIF起始步驟IFeIF亞基分離IF3(IF1)eIF3mRNA就位核酸－核酸、核酸－蛋白質(zhì)之間的辨認(rèn)結(jié)合eIF3，eIF1，eIF4AeIF4B，CBP-1eIF4E(CBP-2)起始tRNA就位IF2，GTP（IF1）eIF2，co-eIF2-GTPeIF3，eIF4C大亞基結(jié)合各種IF脫落eIF5，eIF4D起始步驟IFeIF亞基分離IF3(IF1)eIF3mR54

2.原核生物mRNA就位機(jī)制

55

3.原核生物起始復(fù)合物的形成

56

（一）進(jìn)位

氨基酰-tRNA根據(jù)遺傳密碼的指引， 在GTP和EF-T的協(xié)助下，進(jìn)入核蛋白體 的A位。A位P位A位P位57

mRNA(起始)EF-T協(xié)助進(jìn)位的機(jī)制mRNA-AA-tRNAmRNA(起始)58

（二）成肽

轉(zhuǎn)肽酶催化肽鍵的形成。

59

肽鍵形成肽鍵形成60

（三）轉(zhuǎn)位

tRNA脫落的同時(shí)，核蛋白體向mRNA的3′-端移動一個(gè)密碼子的距離。由EF-G中的轉(zhuǎn)位酶催化，此步驟需1個(gè)GTP。

61

三、肽鏈的終止

1.RF與終止密碼辨認(rèn)結(jié)合 2.肽鏈與tRNA分離 3.tRNA、mRNA及RF從核蛋白體脫落

62

原核生物蛋白質(zhì)合成的能量計(jì)算 氨基酸活化：-2個(gè)~P ATP

延長：（

進(jìn)位、移位）-2個(gè)GTP結(jié)論：每合成一個(gè)肽鍵至少消耗4個(gè)~P。

起始：-1個(gè) GTP

終止： -1個(gè)GTP

4(n-2)-10ATP（即：第一個(gè)肽鍵耗5個(gè)；最后一個(gè)耗5個(gè)；中間每加一個(gè)至少耗4個(gè)。）

63多肽鏈折疊天然功能構(gòu)象蛋白質(zhì)新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開始。可能隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空間構(gòu)象。一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動完成，而需要其他酶、蛋白輔助。多肽鏈折疊天然功能構(gòu)象蛋白質(zhì)新生肽鏈的折64幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子1.分子伴侶(molecularchaperon)2.蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(proteindisulfideisomerase,PDI)3.肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶(peptideprolylcis-transisomerase,PPI)幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子1.分子伴侶(molecu651.熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)HSP70、HSP40和GreE族2.伴侶素(chaperonins)GroEL和GroES家族分子伴侶分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。1.熱休克蛋白(heatshockprotein,H66第十三章蛋白質(zhì)生物合成(翻譯)遵義醫(yī)學(xué)院[課件]67伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程伴侶素的主要作用——為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程伴侶素的68蛋白二硫鍵異構(gòu)酶多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這一過程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分69肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。肽酰-脯氨酰順反異構(gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反70

信號肽的一級結(jié)構(gòu)

71

（二）抗生素

72

嘌呤霉素

作用示意圖嘌呤霉素73

白喉毒素的作用

74

干擾素的作用

75

原理原理76電子顯微鏡下的轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象（原核生物）多核蛋白體電子顯微鏡下的轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象（原核生物）多核蛋白體77總結(jié)：思路：中心法則：

復(fù)制DNA

轉(zhuǎn)錄

RNA

翻譯蛋白質(zhì)翻譯：定義、特點(diǎn)、合成體系、合成過程、合成后加工合成體系過程后加工原核（主）真核總結(jié)：思路：78第十三章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯translation）

翻譯：以mRNA為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程。思路：合成體系翻譯過程翻譯后加工原核（主）真核意義第十三章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯transla79合成體系：原料：20種氨基酸運(yùn)載體：tRNA

模板：mRNA

合成場所：核蛋白（rRNA+蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)因子：IFEFRFRR酶：氨基酰t-RNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶等能量：GTP、ATP第一節(jié)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

第一節(jié)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

80一、mRNA1．作用：蛋白合成直接模板。依靠三聯(lián)遺傳密碼，決定蛋白質(zhì)分子中氨基酸排列順序。2．區(qū)別：原核：多順反子：一條mRNA指導(dǎo)合成多個(gè)蛋白質(zhì)。真核：單順反子：一條mRNA只指導(dǎo)合成一條多肽鏈。一、mRNA1．作用：蛋白合成直接模板。813．遺傳密碼(geneticcodon)定義：mRNA鏈上每三個(gè)相鄰的核苷酸編成一組，

代表某種氨基酸或肽鏈合成的起始或終止信號。特點(diǎn)：（1）密碼子64個(gè)：1個(gè)起始密碼（AUG）3個(gè)終止密碼UAG、UAA、UGA

61個(gè)密碼代表20種AA（2）方向性

5’3’;ORF（3）連續(xù)性密碼子間連續(xù)閱讀；不重疊、不間斷（4）簡并性

一種氨基酸有多個(gè)密碼子（5）擺動性密碼子第三個(gè)堿基與反密碼的第一個(gè)堿基不嚴(yán)格的配對現(xiàn)象。

圖（6）通用(普遍)性原核到人通用,人線粒體除外3．遺傳密碼(geneticcodo82二、核蛋白體1．作用：是蛋白質(zhì)的合成場所。2．組成：小亞基：結(jié)合mRNA。

大亞基：A位：結(jié)合氨基酰-tRNAP位：結(jié)合肽酰基-tRNA轉(zhuǎn)肽酶:結(jié)合肽鍵E位(原核):結(jié)合空載tRNA3、區(qū)別（原核與真核）：4、形式:多核蛋白體（羽毛狀）圖二、核蛋白體1．作用：是蛋白質(zhì)的合成場所。83區(qū)別原核70s真核80s小亞基rRNA蛋白子(rps)30s40s大亞基rRNA蛋白子(rpl)50s60s區(qū)別84多聚核蛋白體定義：一個(gè)mRNA分子同時(shí)有多個(gè)核蛋白體在進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。即一個(gè)mRNA與多個(gè)核蛋白體形成的

串珠狀聚合物。形成機(jī)制：起始密碼只有一個(gè)、可反復(fù)使用。

圖

多聚核蛋白體85三、tRNA

1．作用：搬運(yùn)氨基酸，識別mRNA遺傳密碼。2．搬運(yùn)形式：氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA合成酶：

作用：催化生成氨基酰-tRNA。

特點(diǎn)：（1）絕對專一性(AA)（2）校正活性3．種類：起始tRNA：識別起始密碼延伸tRNA：肽鏈延伸時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸4、表示法：結(jié)合的AAtRNA的特異性起始tRNA延伸tRNA原核生物：fmet-tRNAifmetmet-tRNAemet

真核生物：met-tRNAimetmet-tRNAemet

三、tRNA86四、蛋白因子（e.g原核）1.IF

IF1促fmet-tRNAfmet與小亞基結(jié)合IF2

IF3促mRNA與小亞基結(jié)合，大、小亞基分離

2.EF

EFTS促AA-tRNA進(jìn)入A位

EFTUEFG(轉(zhuǎn)位酶活性)促核蛋白體沿mRNA移動3.RFRF1識別終止密碼,誘導(dǎo)酯酶活性水解肽

RF2鏈－tRNA的酯鍵，肽鏈脫落

RF3介導(dǎo)RF1.2

RR促mRNA從核蛋白體上脫落

四、蛋白因子（e.g原核）1.IF87第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成過程

過程：起始延長終止

E.g原核生物第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成過程過程：88一、翻譯的起始形成70S起始復(fù)合物：核糖體--mRNA--fmet-tRNAimet形成過程：圖1.亞基分離2.mRNA就位

機(jī)制：a.核酸-核酸辨認(rèn)結(jié)合

rRNA（小亞基）與S-D序列（mRNA）

b.核酸-蛋白辨認(rèn)結(jié)合

rps-1把mRNA結(jié)合到小亞基上3.起始AA-tRNA就位識別AUG4.大亞基結(jié)合

一、翻譯的起始89S-D序列：以AGGA核心的原核mRNA

起始點(diǎn)上游序列。能結(jié)合小

亞基（16s-rRNA的UCCU序

列）。由Shine-Dalgarno發(fā)現(xiàn)，

也稱RBS（核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)）S-D序列：以AGGA核心的原核mRNA

90二、肽鏈延長

1.特點(diǎn):核蛋白體循環(huán)廣義指翻譯全過程。定義即tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到核糖體上，以mRNA為模板合成多肽鏈的過程。狹義指肽鏈延長過程。即每次循環(huán)都包括進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位3個(gè)過程；每循環(huán)一次，肽鏈增加一個(gè)氨基酸殘基。2.過程

進(jìn)位

成肽轉(zhuǎn)位二、肽鏈延長

1.特點(diǎn):核蛋白體循環(huán)91a.進(jìn)位：

氨基酰-tRNA進(jìn)入A位。需GTP，EF-Tu。 圖b.成肽：P位氨基(肽)酰-tRNA的AA(肽)、轉(zhuǎn)給A位氨基酰-tRNA并在A位生成肽鏈,空tRNA留P位。

rpl發(fā)揮轉(zhuǎn)肽酶活性.圖c.轉(zhuǎn)位：

核糖體沿mRNA5′→3′方向移動一個(gè)密碼子,

肽酰-tRNA在P位,A位空留。需EFG、GTP。圖a.進(jìn)位：923.方向模板方向：5′→3′肽鏈延長方向：N→C3.方向93三、肽鏈終止

A位出現(xiàn)終止密碼,RF識別。釋放肽鏈；mRNA及大.小亞基拆開。圖

能量：至少耗4ATP/肽鍵細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)實(shí)際合成形式：多聚核蛋白體多聚核蛋白體：是指多個(gè)核蛋白體同時(shí)與一條mRNA結(jié)合形成的串珠狀結(jié)構(gòu)。

圖三、肽鏈終止

A位出現(xiàn)終止密碼,RF識別。釋放肽鏈；m94四.與真核生物的區(qū)別過程相同。所需物質(zhì)不同。

四.與真核生物的區(qū)別過程相同。所需物質(zhì)不同。95區(qū)別：圖原核真核合成體系:參與物質(zhì)少多模板加工不需需核蛋白體70S

80S起始：形成起始復(fù)合物70S80S起始tRNAfmet-tRNAifmetmet-tRNAimet需IF種類39－10延長：需EF種類34終止：3種RF識別1個(gè)RF識別3個(gè)終止密碼3個(gè)終止密碼其他:轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行不同時(shí)，分隔（羽毛狀）進(jìn)行

區(qū)別：圖96第三節(jié)翻譯后加工定義：從核蛋白體釋放的無生物活性肽鏈，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)各種修飾處理后,變成有活性成熟蛋白質(zhì)的過程。即：前體成熟體方式：肽鏈折疊

一級結(jié)構(gòu)的修飾高級結(jié)構(gòu)的修飾

靶向輸送第三節(jié)翻譯后加工定義：97一.肽鏈折疊時(shí)間:N端出現(xiàn)所需物質(zhì):蛋白的一級結(jié)構(gòu)(主)

其分子伴侶熱休克蛋白促蛋白自發(fā)性折疊

他

伴侶素促蛋白非自發(fā)性折疊蛋蛋白二硫鍵異構(gòu)酶斷裂.連接二硫鍵白肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶轉(zhuǎn)換肽-脯氨酰順反異構(gòu)體一.肽鏈折疊時(shí)間:N端出現(xiàn)98二、一級結(jié)構(gòu)的修飾末端修飾切除N-端fmet、甲?；⒁恍《坞?/p>

氨基酸修飾加–OH、-P、-S-S-

水解修飾水解一條肽成多個(gè)不同活性蛋白三、高級結(jié)構(gòu)的修飾亞基聚合

輔基連接共價(jià)連接疏水脂鏈

二、一級結(jié)構(gòu)的修飾99四、靶向輸送1.蛋白質(zhì)合成后的去向:保留在胞漿進(jìn)入細(xì)胞核或其他亞細(xì)胞器靶向輸送分泌入體液、運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞

2.靶向輸送：蛋白合成后、定向達(dá)到其執(zhí)行功能的目標(biāo)地的過程。3.靶向輸送(分泌性)蛋白：（1）定義：通過靶向輸送才能發(fā)揮生物學(xué)

功能的蛋白。（透過膜性結(jié)構(gòu)）（2）特點(diǎn)：有信號肽(信號序列)

引導(dǎo)透過膜性結(jié)構(gòu)蛋白前體

避免細(xì)胞損傷四、靶向輸送1.蛋白質(zhì)合成后的去向:100信號肽：

定義：未成熟分泌蛋白的中、可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列。

結(jié)構(gòu)：堿性N端＋疏水核心區(qū)＋加工區(qū)圖

作用：特異性結(jié)合.運(yùn)輸分泌蛋白出膜應(yīng)用：研究靶向藥物（3）.透過膜機(jī)制：信號假說圖例(靶向輸送):

分泌蛋白

線粒體蛋白

細(xì)胞核蛋白

信號肽：101所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號序列。

?信號序列(signalsequence)所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要為N末端特異氨基102靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號序列或成分靶向輸送蛋白信號序列或成分分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽，103第四節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制影響因素：體內(nèi)（基因表達(dá)與調(diào)控講）體外(影響合成任何因素)一、阻斷劑作用：抗菌、治療腫瘤。種類：

抗生素核蛋白體抗代謝藥競爭性抑制信息傳遞各環(huán)節(jié)毒素信息傳遞各環(huán)節(jié)

生物活性物信息傳遞各環(huán)節(jié)第四節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制影響因素：體內(nèi)（基因表達(dá)與104

二、分子病

定義：由于基因缺陷，使RNA與蛋白質(zhì)的合成異常，導(dǎo)致機(jī)體某些結(jié)構(gòu)與功能變異引起的疾病。

e.g：DNA

mRNAHb鏈（第6位AA）

正常：CTT→GAAGlu鐮刀型貧血：CAT→GUAVal

105復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯模板DNA（雙鏈）DNA（模板鏈）mRNA酶DDDPDDRP氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶底物dNTPNTPAA產(chǎn)物子代DNARNA肽鏈引物有無無特點(diǎn)半保留復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄核蛋白體循環(huán)半不連續(xù)復(fù)制模板方向3’5’3’5’5’3’產(chǎn)物方向5’3’5’3’NC堿基配對A-T、G-CA-U、T-A、G-C密碼子與反密碼子復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別106某些抗生素對蛋白質(zhì)合成的影響干擾物作用原理作用點(diǎn)四環(huán)素族阻礙氨基酰-tRNA小亞基與小亞基結(jié)合；易（30S、40S）進(jìn)入菌體，但不易透入哺乳動物細(xì)胞。鏈霉素抑制原核生物啟動，小亞基（30S）（卡那霉素）造成誤譯。氯霉素抑制原核生物大亞大亞基（50S）基轉(zhuǎn)肽酶活性，干擾

mRNA與核糖體的結(jié)合。紅霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶活性防礙移位某些抗生素對蛋白質(zhì)合成的影響107某些生物活性物質(zhì)對蛋白質(zhì)合成的影響干擾物作用原理