西北医科大学-翻译(本).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,mRNA,蛋白质,遗传信息,碱基,的,排列顺序,物质基础,AA,的,排列顺序,翻译,合成体系,（1）氨基酸的活化,（2）肽链的生物合成,（3）肽链形成后的加工和靶向输送,反应过程,（1）维持多种生命活动,（2）适应环境的变化,（3）参与组织的更新和修复,生物学意义,第一节,蛋白质合成体系,Protein Biosynthesis System,5,GCA,GTA,GCA,TTC,.3,3,c g,t,c a t,g t a,c a g,.5,5,GCA,GUA,CAU,GUC,.3,N,Ala,.,Val,.,His,.,Val,C,DNA,RNA,肽,转录,翻译,编码链,模板链,基因表达,基本原料：,20,种编码氨基酸,模板：,mRNA,适配器：,tRNA,装配机：核蛋白体,主要酶和蛋白质因子：氨基酰,-tRNA,合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等,能源物质：,ATP,、,GTP,无机离子：,Mg,2+,、,K,+,蛋白质生物合成体系,1961年，Nirenberg 证明了mRNA的模板作用。,一、翻译模板mRNA及遗传密码,细菌矾土颗粒,轻轻研磨,细菌液,离心，去除细胞壁和膜,提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶、离子）,DNA水解酶，20种氨基酸等,蛋白质,DNase,蛋白质合成量,时间,mRNA是蛋白质生物合成的直接模板,mRNA,的基本结构,Start of genetic message,Cap,End,Tail,5-端非翻译区,5,3,3-端非翻译区,开放阅读框架,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，称为开放阅读框架(open reading frame,ORF)。,mRNA是遗传信息的携带者,遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为,顺反子,（,cistron,）。,原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的,mRNA,可编码几种功能相关的蛋白质，为,多顺反子,（,polycistron,）。,真核生物一个,mRNA,只编码一种蛋白质，为,单顺反子,（,single,cistron,）。,mRNA,结构简图,原核细胞mRNA的结构特点,5,3,顺反子,顺反子,顺反子,插入顺序,插入顺序,先导区,末端顺序,AGGAGGU,SD区,一,条mRNA链编码,几,种功能相关的蛋白质,真核细胞mRNA的结构特点,5,“,帽子,”,Poly,A,3,顺反子,m,7,G-5ppp-N-3 p,AAAAAAA-OH,一,条mRNA链只能为,一,种蛋白质编码,mRNA,上存在遗传密码,mRNA分子上从5,至3,方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为,三联体密码（triplet codon）。,ORF,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),。,保温,蛋白质合成停止,poly U，ATP，GTP，氨基酸,多聚苯丙氨酸（UUU是Phe的密码子）,同样方法证明了CCC是Pro的密码子，AAA是Lys的密码子。,提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖,体、酶、离子）,遗传密码的破译,遗传密码表,密码子的第一个字母,密码子的第二个字母,密码数目：4,3,=64,起始密码：1个,AUG,（,又为蛋氨酸密码,）,终止密码：3个（,UAA、UAG、UGA,）,（使翻译终止的密码，不代表任何氨基酸）,氨基酸密码：61个（64-3 =61）,遗传密码的特点,1.方向性,5,GCA,GUA,CAU,GUC,.3,N,Ala,.,Val,.,His,.,Val,C,RNA,肽,翻译,翻译时遗传密码的阅读方向是53，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始，按53的方向逐一阅读，直至终止密码子。,2.连续性（commaless）,编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间隔也无重叠。,5.,A U G,G C A,G U A,C A U,U A A,3,Ala,Val,His,Met,终止密码,重叠密码,非重叠,连续的,密码,不连续的密码,基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。,由于对mRNA外显子的加工，造成mRNA与其DNA模板序列之间不匹配，使同一mRNA前体翻译出序列、功能不同的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑（mRNA editing)。,mRNA编辑,3.简并性（degeneracy）,遗传密码中，除,色氨酸,和,甲硫氨酸,仅有一个密码子外，其余氨基酸有24个或多至6个密码子为之编码。,为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并性密码子，也称同义密码子。,遗传密码的简并性,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,Ala,Thr,4.,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。,密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。,已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。,通用密码 线粒体密码,AUA 异亮 蛋、起始,AGA 精 终止,AGG 精 终止,UGA 终止 色,5.摆动性（wobble）,tRNA上反密码子的,第1位,碱基与mRNA密码子的,第3位,碱基配对时，可以在一定范围内变动，即并不严格遵循碱基配对规律，这一现象称为,摆动性,。,U,3 2 1,1 2 3,摆动配对,核糖体是由几十种,蛋白质和,几种,rRNA,组成的亚细胞颗粒,其中蛋白质与rRNA的重量比约为1:2。,核糖体是蛋白质合成的场所。,二、核蛋白体是多肽链合成的装置,细胞中的核糖体有：细胞质核糖体(附着核糖体和游离核糖体)、线粒体核糖体、叶绿体核糖体,附着于内质网上的核糖体,主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质,如抗体、酶原或蛋白质类的激素等。,游离核糖体所合成的蛋白质,多半是分布在细胞基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子,(,包括酶分子,),。此外还合成某些特殊蛋白质,如红细胞中的血红蛋白等。,因此,在分裂活动旺盛的细胞中,游离核糖体的数目就比较多,而且分布比较均匀。这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。,核蛋白体的组成,原核生物核蛋白体结构模式,原核生物核蛋白体结构模式,50S大亚基：,E位：排出位,（Exit site）,30S小亚基：,有mRNA结合位点,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,反密码环,氨基酸臂,运载氨基酸：,氨基酸各由其特异的tRNA携带，一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合在tRNA 3,-CCA的位置，结合需要ATP供能；,充当“适配器”：,每种tRNA的反密码子决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。,识别,藕联,配对,氨基酸+,tRNA,氨基酰-,tRNA,ATP,AMP,PPi,氨基酰-tRNA合成酶,（一）氨基酰-tRNA合成酶,(aminoacyl-tRNA synthetase),氨基酸的活化,氨基酰,-tRNA,合成酶,结构,氨基酰tRNA合成酶的3个结合位点,氨基酸和ATP形成氨基酰腺苷,氨基酰转移到tRNA上,tRNA负载了氨基酸,第一步反应,氨基酸,ATPE,氨基酰,-AMP-E,AMP PPi,第二步反应,氨基酰,-AMP-E,tRNA,氨基酰,-tRNA,AMP,E,氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。,特性,tRNA,氨基酰-tRNA合成酶,ATP,氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。,动力学校对,化学校对,特性,氨基酸的活化形式：,氨基酰tRNA,氨基酸的活化部位：,羧基,氨基酸与tRNA连接方式：,酯键,氨基酸活化耗能：,2个P,氨基酰tRNA的表示方法,丙氨基酰tRNA：,ala-tRNA,ala,精氨基酰tRNA：,arg-tRNA,arg,甲硫氨基酰tRNA：,met-tRNA,met,真核生物：Met-tRNA,i,Met,原核生物：fMet-tRNA,i,f,Met,（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNA,起始密码子,AUG,编码的met由,tRNA,i,met,（真核）或,tRNA,fmet,（原核）转运,fMet-tRNA,i,fMet,的生成,：,真核,细胞,起始密码子编码的met,不须,甲酰化,大肠杆菌,起始密码子编码的met须甲酰化,第二节,蛋白质生物合成过程,The Process of Protein Biosynthesis,蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等,（一）重要的酶类,氨基酰,-tRNA,合成酶,(,aminoacyltRNA,synthetase,),，,催化氨基酸的活化,；,转肽酶,(peptidase),，,催化核蛋白体,P,位上的肽酰基转移至,A,位氨基酰,-tRNA,的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键,;,并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使,P,位上的肽链与,tRNA,分离；,转位酶,(,translocase,),，,催化核蛋白体向,mRNA3-,端移动一个密码子的距离，使下一个密码子定位于,A,位。,（二）蛋白质因子,起始因子（,initiation factor,，,IF,）,延长因子（,elongation factor,，,EF,）,释放因子（,release factor,，,RF,）,参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能,参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能,蛋白质生物合成的能源物质为,ATP,和,GTP;,参与蛋白质生物合成的无机离子有,Mg,2+,、,K,+,等。,（三）能源物质及离子,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,）。,参与起始过程的蛋白质因子称,起始因子,（initiation factor，,IF,）。原核生物起始因子有三种：,IF-1,：占据A位防止结合其他tRNA。,IF-2,：促进起始tRNA与小亚基结合。,IF-3,：促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性。,（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。,IF-3,IF-1,1.核蛋白体大小亚基分离,A,U,G,5,3,IF-3,IF-1,2.mRNA在小亚基定位结合,S-D序列：,在原核生物mRNA起始密码AUG上游，存在49个富含嘌呤碱的一致性序列，如-AGGAGG-，称为,S-D,序列。又称为,核蛋白体结合位点,（ribosomal binding site，,RBS,),S-D序列,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,A,U,G,5,3,3.起始氨基酰tRNA与小亚基结合,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,GDP,Pi,A,U,G,5,3,4.核蛋白体大亚基结合,IF-3,IF-1,A,U,G,5,3,IF-2,GTP,IF-2,-GTP,GDP,Pi,起始过程消耗1个GTP。,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。,肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为,核蛋白体循环,（ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，分为以下三步：,进位,（entrance）,成肽,（peptide bond formation）,转位,（translocation）,肽链合成的延长因子,（一）进位,指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位。,延长因子,EF-T,催化进位（原核生物）,Tu,Ts,GTP,GDP,A,U,G,5,3,Tu,Ts,GTP,（二）成肽,是由转肽酶（transpeptidase）催化的肽键形成过程。,（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。,fMet,A,U,G,5,3,fMet,Tu,GTP,进位,转位,成肽,三、肽链合成的终止,当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。,终止相关的蛋白因子称为释放因子,(release factor,RF),识别终止密码，如,RF-1,特异识别,UAA,、,UAG,；而,RF-2,可识别,UAA,、,UGA,。,诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放。,释放因子的功能,原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3,真核生物释放因子：eRF,RF-3,可结合核蛋白体其他部位，有,GTP,酶活性，能介导,RF-1,、,RF-2,与核蛋白体的相互作用。,原核肽链合成终止过程,U,A,G,5,3,RF,COO,-,原核生物蛋白质合成的,能量计算,氨基酸活化：2个PATP,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。,一份,原件,（DNA），一张,蓝图,（从DNA长链上转录的遗传密码片段），一个,信使,（mRNA），一个,车间,（rRNA），一个,译员,和,搬运工,（tRNA），一条,多肽链,，当然还有做辅助工作的酶，这就是一个蛋白质合成的全部工序，也是遗传信息的流向图。,二、真核生物的肽链合成过程,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3poly 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,（一）起始,真核生物翻译起始因子,真核生物翻译起始复合物形成,核蛋白体大小亚基分离；,起始氨基酰-tRNA结合；,mRNA在核蛋白体小亚基就位；,核蛋白体大亚基结合。,Met,40S,Met,Met,40S,60S,mRNA,eIF-2B、eIF-3、,eIF-6,elF-3,GDP+Pi,各种elF释放,elF-5,ATP,ADP+Pi,elF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB,真核生物翻译起始复合物形成过程,Met-tRNA,i,Met,-elF-2,-GTP,Met,60S,真核生物肽链合成的延长过程与原核基本相似，但有不同的反应体系和延长因子。,另外，真核细胞核蛋白体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。,（二）真核生物延长过程,多聚核蛋白体,在一条mRNA分子上可同时附着几个到几十个核蛋白体，同时进行翻译的多聚体，称多核蛋白体。,其作用是：,(1)提高了mRNA的利用率,(2)增加了翻译效率,电镜下的多聚核蛋白体,（三）真核生物终止过程,只有一个释放因子eRF，可识别所有终止密码。,原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别,真核与原核蛋白质合成的异同,真核 原核,核蛋白体,80S 70S,含蛋白数量,多于80 少于60,小亚基结构,无嘧啶区和互补区,含嘧啶区与互补,tRNA,tRNA,i,met,tRNA,fmet,启动,eIF 9-10种 需ATP,小亚基先与tRNA结合，在与mRNA结合,延长,EF,1,EF,2,EFTu EFTs,终止,RF 需 GTP RF,1,，RF,2,，RF,3,比较：原核生物复制、转录、翻译的共同点及不同点。,（,提示,：原料、模板、酶、引物、碱基配对、合成方向、产物、产物加工修饰、供能物质、无机离子）,1原核生物起始tRNA是（）,A.甲硫氨酰-tRNA B.缬氨酰-tRNA,C.甲酰甲硫氨酰-tRNA,D.任何氨酰-tRNA,2蛋白质生物合成的方向是（）,A.从C端到N端 B.从N端到C端,C.定点双向进行,D.从5端到3端 E.从3端到5端,3蛋白质生物合成的部位是(),A.核小体 B.线粒体 C.核蛋白体,D.细胞体 E.细胞浆,4蛋白质生物合成过程中,终止密码子为(),A.AUG B.UGG C.AGG,D.UUG E.UGA,5.有关遗传密码的正确描述是(),A.每种氨基酸至少有一个遗传密码,B.位于mRNA分子上,C.有起始密码和终止密码,D.由DNA排列顺序决定的,E.以上都正确,6核蛋白体循环过程中,需要碱基配对的步骤是(),A.移位 B.转肽,C.进位 D.结合终止因子,E.释放肽链,下列关于氨基酸密码的描述哪一项是错误的（）,A.,密,码有种属性特异性，所以不同生物合成不同的,蛋白质,B.阅读有方向性，5端起始，3端终止,C.氨基酸可有一组以上的密码,D.,一,组密码只代表一种氨基酸,E.码第3位（即3端）碱基在决定掺入氨基酸,的特异性方面最重要性较小,原核生物和真核生物翻译起始的不同之处在于（）,A.真核生物靠shine-Dalgarno序列使mRNA结合,蛋白体,B.真核生物帽子结合蛋白是翻译起始因子之一,C.原核生物和真核生物使用不同的起始密码子,D.原核生物有TATAAT作为翻译起始序列，真核生,物则是TATA,E.真核生物mRNA与核蛋白体小亚基蛋白rpS-1识,别结合,蛋白质合成的终止是由于（）,A.特异的tRNA识别了终止密码,B.已经到达mRNA分子的尽头,C.释放因子能识别终止密码并进入受位,D.mRNA上的终止密码阻止了核蛋白体的移动,E.因子识别终止密码,翻译延长过程的描述中，正确的是（）,A.氨基酸-tRNA进入受体,B.成肽是在延长因子催化下进行的,C.每延长一个氨基酸都要按照注册-转位-成肽的次序,D.转位是肽链同mRNA从P位转到A位,E.进位的时候需要延长因子EF-G的参与,有关蛋白质合成的叙述，正确的是,A终止密码子不编码氨基酸,B每种tRNA只运转一种氨基酸,CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的,遗传信息,D核糖体可在mRNA上移动,ABD,有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，,错误的是,A两种过程都可在细胞核中发生,B两种过程都有酶参与反应,C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料,D两种过程都以DNA为模板,C,下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，,有关叙述错误的是,A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的,B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的,C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶,D真核生物的这种复制方式提高了复制速率,A,如图表示在一条mRNA上有多个核糖体同时在合成肽链，,下列说法正确的是,A该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出,大量的蛋白质,B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的,氨基酸,C最终合成的肽链在结构上各不相同,D合成的场所是细胞核,答案A,中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与,表达的过程。请回答下列问题。,（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是,、,、,和,。,（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是,（用图中的字母回答）。,（3）a过程发生在真核细胞分裂的,期。,（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是,。,（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是,，后者所携带的分子是,。,（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有,（用类似本题图中的形式表述）：,；,。,蛋白质合成后加工和输送,Posttranslational Processing&Protein Transportation,第 三 节,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,多肽链折叠为天然的三维结构,肽链一级结构的修饰,高级结构修饰,靶向运输,一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质,新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后进行，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模体、结构域到形成完整的空间构象。,一般认为，,多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。,大多数天然蛋白质折叠都需要其他酶和蛋白质的辅助。,几种有促进蛋白折叠功能的大分子,1.分子伴侣(molecular chaperon),2.蛋白二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI),3.肽-脯氨酰顺反异构酶(peptide prolyl cis-trans isomerase,PPI),1.分子伴侣:,分子伴侣是细胞内一类可识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠的保守蛋白质。,分子伴侣有以下功能：,封闭待折叠蛋白质的暴露的疏水区段；,创建一个隔离的环境，可以使蛋白质的折叠互不干扰；,促进蛋白质折叠和去聚集；,遇到应激刺激，使已折叠的蛋白质去折叠。,(1)热休克蛋白(heat shock protein,HSP),(2)伴侣蛋白(chaperonin),分子伴侣主要有：,特点：分子伴侣并不加速折叠反应速度，而是通过消除不正确折叠，增加功能性蛋白质的折叠率，促进天然蛋白质折叠。,(1)热休克蛋白(heat shock protein,HSP),热休克蛋白属于应激反应性蛋白质，高温应激可诱导该蛋白质合成。热休克蛋白功能：多某些能自发折叠的蛋白质；可促进需要折叠的多肽折叠为有天然空间构象的蛋白质。,热休克蛋白包括,HSP70,、,HSP40,和,GrpE,三族。,它有两个主要功能域：一个是存在于N-端的高度保守的ATP酶结构域，能结合和水解ATP；另一个是存在于C-端的多肽链结合结构域。蛋白质的折叠需要这两个结构域的相互作用。,大肠杆菌的HSP70(DnaK),ATP酶,肽链结合结构域,H,2,N,EEVD-COOH,Grp E,结合部位,DnaJ/HSP40,结合部位,HSP40结合待折叠多肽片段,HSP70-ATP复合物,HSP40-HSP70-ADP-多肽复合物,ATP水解,GrpE,ATP,ADP,复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠,大肠杆菌中的HSP70 反应循环,HSP70,辅助：HSP40,辅助,新生肽链的折叠,伴侣素系统促进蛋白质折叠过程,伴侣素的主要作用:,为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。,2.蛋白二硫键异构酶（PDI）,二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中,催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接,，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。,3.肽-脯氨酰顺反异构酶,多肽链中,肽酰-脯氨酸,间形成的肽键有,顺反,两种异构体，空间构象明显差别。,肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。,肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。,二、一级结构的修饰,（一）肽链N端的修饰,（二）个别氨基酸的修饰,（三）多肽链的水解修饰,（一）,N端加工,原核生物,脱甲,酰基酶,Met,-,fMet,-,氨基肽酶,真核细胞,（二）氨基酸残基的修饰：,磷酸化、羟基化、乙酰化、糖,基化,例：鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰,（三）多肽链的水解修饰,促肾上腺皮质激素,促黑激素,三、高级结构的修饰,（一）亚基聚合,（二）辅基连接,（三）疏水脂链的共价连接,蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向,输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位,，这一过程称为蛋白质的靶向输送。,四、蛋白质合成后的靶向输送,蛋白质的靶向输送（protein targeting）,保留在细胞液,进入细胞器,分泌到细胞外,真核生物中蛋白质的转运和后加工,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。,（一）靶向输送的蛋白质N-端存在信号序列,信号肽的一级结构,N端侧碱性区,疏水核心区,C端加工区,靶向输送到细胞核的蛋白质其多肽链内含有特异信号序列，称为,核定位序列,(nuclear localization sequence,NLS),。,核定位序列,靶向输送蛋白的信号序列或成分,（二）分泌蛋白的靶向输送,真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输送过程首先要进入内质网，再分别被包装成分泌小泡而,分泌出细胞,。,DP、核蛋白受体、肽转位复合物,1.信号肽被SRP识别,2.,SRP把核糖体带至内质网膜胞浆面,3.信号肽带动蛋白质穿膜而出,4.信号肽反折回膜被信号肽酶水解,信号肽识别颗粒,信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网,信号肽识别颗粒,（三）蛋白质6-磷酸甘露糖基化是靶向输送至溶酶体的信号,（二）,线粒体蛋白的靶向输送,（三）,细胞核蛋白的靶向输送,蛋白质生物合成的干扰和抑制,Interference&Inhibition of Protein Biosynthesis,第 四 节,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。它们就是通过阻断真核、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。,抗生素(antibiotics),是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。,一、抗生素类,一、抗生素类,抗生素抑制蛋白质生物合成的原理,四环素族,氯霉素,链霉素和卡那霉素,嘌呤霉素,放线菌酮,通过抑制蛋白质生物合成发挥作用,抗生素抑制蛋白质生物合成的原理,嘌呤霉素作用示意图,二、其他干扰蛋白质生物合成的物质,毒素(toxin),干扰素(interferon),白喉毒素,(diphtheria toxin),的作用机理,干扰素的作用机理,练习题,A、GTP B、ATP C、两者都需要,D、两者都不需要,1、糖原合成时需要,2、蛋白质生物合成时需要的是,3、AUC为异亮氨酸的遗传密码，在tRNA,异,中其相应的反密码应为（）。,4、一个tRNA上的反密码子为IAC，其可识别的密码子是,A、GUA B、GUC C、GUG D、GUU,5、遗传密码的简并性是指,A、蛋氨酸密码子可作起始密码,B、一个密码子可代表多个氨基酸,C、多个密码子可代表同一氨基酸,D、密码子与反密码子之间不严格配对,E、所有生物可使用同一套密码,6、下列有关遗传密码的叙述，正确的是,A、遗传密码只代表氨基酸,B、一种氨基酸只有一个密码子,C、一个密码子可代表多种氨基酸,D、每个tRNA上的反密码子只能识别一个密码子,E、从病毒到人，丝氨酸的密码子都是AGU,7、能出现在蛋白质分子中的下列氨基酸，哪一种没有遗传密码？,A、色氨酸 B、蛋氨酸 C、谷氨酰胺 D、脯氨酸 E、羟脯氨酸,8、在体内，氨基酸合成蛋白质时，其活化方式为,A、磷酸化 B、与蛋氨酸相结合,C、生成氨基酰辅酶 D、生成氨基酰tRNA,E、与起始因子相结合,9、下列因子中不参与原核生物翻译过程的是,A、IF B、EF1 C、EFT D、RF,10、下列那些因子参与蛋白质翻译延长？,A、IF B、EFG C、EFT D、RF,A、链霉素 B、氯霉素 C、林可霉素,D、嘌呤霉素 E、白喉毒素 F、放线菌酮,11、对真核及原核的蛋白质合成都有抑制作用的是 D,12、主要抑制哺乳动物蛋白质合成的是 F,13、能与原核生物核蛋白体小亚基结合，改变其构象，引起读码错误的抗菌素是 A,14、能与原核生物的核蛋白体大亚基结合的抗菌素是 AC,15、干扰素抑制蛋白质生物合成是因为,A、活化蛋白激酶，而使eIF2磷酸化,B、抑制肽链延长因子,C、阻碍氨基酰tRNA与小亚基结合,D、抑制转肽酰酶,E、使核蛋白体60S亚基失活,16、下列有关密码的错误叙述是,A、密码无标点符号,B、有终止密码和起始密码,C、密码有简并性,D、密码有通用性,E、蛋白质中的氨基酸均有一个相应的密码,17、关于蛋白质合成的错误叙述是,A、20种氨基酸都有相应的密码,B、氨基酸以氨基与tRNA共价连接,C、氨基酸与tRNA3连接,D、核糖体使蛋白质翻译的场所,E、mRNA是多肽合成的直接模板,18、原核生物翻译中需要四氢叶酸参与的过程是,A、起始氨基酰-tRNA生成,B、大小亚基结合,C、肽链终止阶段,D、mRNA是多肽合成的直接模板,19、原核生物多肽合成的延长阶段需要将氨基酰-tRNA带入核糖体A位，与mRNA密码识别，参与这一作用的延长因子成分应为,A.EFTU-GTP B.EFTS C.EFTU-GDP,D.EFTG E.EFTS-GTP,20、原核生物多肽链翻译阶段有释放因子RF识别结合中止密码，释放因子诱导以下作用中错误的是,A、转肽酶发挥肽链水解酶作用,B、促进核糖体上tRNA脱落,C、促进合成肽链折叠成空间构象,D、促进合成肽链脱落,E、mRNA与核糖体分离,A、摆动性 B、通用性 C、连续性 D、简并性 E、特异性,21、tRNA反密码第一位上的I与mRNA密码第3位上的A、C、U均可配对，属于,22、UGC、UGU可编码半胱氨酸属于密码的,23、mRNA碱基插入或缺失可造成框移突变由于密码的,复习思考题：,1.,概念：,（1）翻译 （2）遗传密码,（3）密码的摆动性 （4）氨基酸活化,（5）SD序列 （6）信号肽,（7）分泌性蛋白质 （8）靶向输送,（9）多聚核蛋白体,2.,简述RNA在蛋白质合成中的作用。,3.简述蛋白质生物合成的大体过程。,4.原核生物和真核生物的翻译起始复合物,的生成有何异同？,5.简单介绍信号肽假说的具体内容。,6.按下列DNA单链,5TCGTCGACGATGATCTTCGGCTACTCGA3,试写出：,（1）DNA复制时另一条链的碱基顺序；,（2）以此为模板，转录成mRNA的碱基顺序；,（3）所合成肽链的氨基酸顺序。,