蛋白質(zhì)的生物合成

1、蛋白質(zhì)的生物合成,遺傳密碼,蛋白質(zhì)生物合成的概述翻譯定義：生物體的核糖體以mRNA為模板，利用氨基酸從頭合成蛋白質(zhì)的過程合成場所：真核：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，原核：擬核區(qū)翻譯時讀取mRNA上信號的順序是5’?3’蛋白質(zhì)合成的方向是N ?C核糖體的結(jié)構(gòu)原核核糖體直徑18nm，含60-65%rRNA，30-35%的蛋白質(zhì)。大亞基：50S，含23 S、5 S rRNA，34 種核糖體蛋白小亞基：30S，含16 S rRNA，21 種核糖

2、體蛋白真核核糖體直徑22nm，55%rRNA，45%的蛋白質(zhì)大亞基：60S，含28 S、5.8S，5S rRNA，約50 種核糖體蛋白小亞基：40S，含18 S rRNA，約33 種核糖體蛋白,,,,核糖體的功能位點mRNA結(jié)合位點氨酰tRNA結(jié)合位點：A位點肽酰tRNA結(jié)合位點：P位點tRNA釋放位點: E位點移位酶的作用位點（延伸因子G結(jié)合位點）肽酰轉(zhuǎn)移酶催化位點遺傳密碼遺傳密碼的得出三聯(lián)體密碼的可能性

3、1961，Nirenberg等發(fā)現(xiàn)polyU ? Phe非重復(fù)密碼子的獲得密碼子的幾個重要特點通用性：所有生物基本上共用一套密碼子例外：線粒體：UGA，終止子 ? Trp；AUA，Ile ? Met，CUA, Leu ? Thr單向連續(xù)性：不間斷、不重疊,,,,,簡并性：一個氨基酸可以有若干個密碼子擺動性：密碼子第三位專一性較低UAG、UAA、UGA三個終止子AUG既編碼Met，同時也是起始子密碼的閱讀框一些生物的基

4、因可以有不同的轉(zhuǎn)錄、翻譯起點，形成不同的閱讀框密碼子的生物學(xué)意義中心法則的重要一環(huán)研究生物進(jìn)化的重要證據(jù)基因工程的重要前提第二套密碼子存在的可能tRNA的某些序列可能決定其與氨基酸選擇性的結(jié)合已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的幾個tRNA密碼Ala：G3 ? U70 、Arg：A20 、Gln：U35 、Ile：G5 ? G69 （P277）人工微小tRNA對認(rèn)識tRNA功能的貢獻(xiàn)第二套密碼子對基因工程的意義不同生物的密碼子“偏好

5、”利用第二套密碼子推測和校正偏好的可能,,,,,,蛋白質(zhì)生物合成的一般過程,蛋白質(zhì)生物合成的一般過程（原核）氨基酸的激活氨基酸在氨酰-tRNA合成酶的作用下，生成氨酰-tRNA的過程稱為氨基酸的激活氨酰-tRNA合成酶的專一性對氨基酸一般有高度專一性只作用于L-氨基酸有些對氨基酸專一性不高的酶，對tRNA有極高的專一性起始復(fù)合體的組裝翻譯并不是從mRNA的5’-端第一個核苷酸開始，而是在大約25個核苷酸以后SD序列：

6、原核生物mRNA的起始密碼子上游10個核苷酸的位置，有一段富含嘌呤的序列，與16S rRNA3’-端的核苷酸序列互補(bǔ)，稱Shine-Dalgarno序列起始因子：與蛋白質(zhì)合成起始相關(guān)的蛋白因子：IF1、IF2、IF3,,,,甲酰甲硫氨酸的合成甲硫氨酸與tRNA結(jié)合生成Met- tRNAMet- tRNA接受來自于N10-甲酰四氫葉酸的甲?；蒮Met- tRNA保護(hù)N-端, 避免錯誤連接組裝過程IF3與核糖體的30S小亞基

7、結(jié)合，阻止小亞基與大亞基結(jié)合mRNA與30S小亞基、IF3結(jié)合生成復(fù)合體甲酰甲硫氨酸-tRNA與IF1、IF2組成含有結(jié)合態(tài)GTP的復(fù)合體fMet- tRNA- IF1、IF2的復(fù)合體與mRNA- 30S小亞基- IF3 的復(fù)合體相互作用， IF3 釋放50S大亞基與前述復(fù)合體結(jié)合， IF2催化GTP水解成GDP和磷酸IF1、IF2釋放fMet- tRNA處于核糖體的P位點肽鏈的延伸延長因子：EFTu，EFTs的活化E

8、FTu，EFTs的激活循環(huán)氨酰-tRNA與EFTu的結(jié)合,,,,,肽鏈延伸的過程氨酰-tRNA進(jìn)入A位點：氨酰-tRNA與延長因子Tu結(jié)合形成Tu-GTP-aa-tRNA復(fù)合物，進(jìn)入A位點肽鍵形成：P位點肽酰-tRNA的肽酰基在肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下轉(zhuǎn)移到A位點，與氨酰-tRNA的氨基作用形成肽鍵，第一個肽鍵是fMet的羧基與下一個氨基酸的氨基縮合形成的移位：在延伸因子EFG的作用下，核糖體與mRNA發(fā)生5’?3’的相對移動。消耗

9、1 分子GTP ，每次移動一個密碼子的距離移位后，原處于A位點的肽酰-tRNA移動到P位點， P位點的空白tRNA移動到E位點E位點的tRNA釋放肽鏈合成的終止終止子的識別沒有tRNA識別終止密碼子終止因子：RF1 、RF2 、 RF3 肽鏈合成的終止過程沒有氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體，肽鏈的延伸暫停RF1 、RF2識別終止密碼子，并與之結(jié)合阻止核糖體的位移肽酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)變?yōu)樗饷富钚裕逆溼尫?,,核糖體解散

10、，30S亞基與IF3 結(jié)合避免與50S亞基重新結(jié)合釋放后蛋白質(zhì)進(jìn)一步加工多聚核糖體結(jié)構(gòu)真核生物的蛋白質(zhì)合成與原核生物的主要區(qū)別場所不同核糖體不同起始tRNA不同起始復(fù)合體的結(jié)構(gòu)和形成過程不同：mRNA沒有SD序列，但有5’-帽子，有特殊的帽子結(jié)合蛋白（CBP）與之結(jié)合復(fù)制起始因子先與40S小亞基形成43S復(fù)合物，Met-tRNAi參與該復(fù)合物 形成43S復(fù)合物與mRNA復(fù)合物形成48S復(fù)合物形成80S復(fù)合物延伸

11、因子、終止子的區(qū)別翻譯因子的磷酸化調(diào)節(jié),,,,,蛋白質(zhì)的翻譯后加工原核生物的加工過程fMet的處理：在氨肽酶的作用下切去1個或多個氨基酸二硫鍵的打開和再形成側(cè)鏈的加工蛋白質(zhì)去向的確定分泌蛋白膜結(jié)合蛋白真核生物的加工過程末端處理切去末端Met加上決定壽命的序列蛋白質(zhì)的定向運輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的定向：信號肽線粒體的定向：導(dǎo)肽,,,,,,側(cè)鏈基團(tuán)的修飾磷酸化特殊基團(tuán)修飾糖基的修飾輔酶輔基的結(jié)合蛋白原的加工分子伴

12、侶等輔助折疊蛋白質(zhì)翻譯的調(diào)節(jié)mRNA的調(diào)節(jié)mRNA的壽命mRNA的核輸出核糖體的調(diào)節(jié)與mRNA的選擇性結(jié)合肽鏈釋放的調(diào)節(jié)翻譯因子的調(diào)節(jié)磷酸化/去磷酸化的平衡翻譯因子的數(shù)量調(diào)控,,蛋白質(zhì)合成抑制劑嘌呤霉素鏈霉素、氯霉素等抗生素亞胺環(huán)己酮白喉毒素,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,In bacteria, translation and transcription aretightly coupl