蛋白质的生物合成-翻译.ppt

第十四章第十四章蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成-翻译翻译(translation)(translation)n遗传密码遗传密码n蛋白质合成的分子基础蛋白质合成的分子基础n蛋白质合成的分子机制蛋白质合成的分子机制氨基酸的活化氨基酸的活化肽链合成的起始肽链合成的起始肽链合成的延长肽链合成的延长肽链合成的终止和释放肽链合成的终止和释放1.l 中心法则中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信到多肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称以时的情形相似，所以称以mRNA为模板的蛋白质为模板的蛋白质合成过程为合成过程为翻译翻译(translation)。l l 翻译过程十分复杂，需要翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为为合成的模板，合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，为运输氨基酸工具，rRNA和和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为质合成的方向为NC端。端。2.遗遗传传信信息息流流动动示示意意图图3.4.一、一、遗传密码（遗传密码（genetic code)genetic code)1 1、概念、概念l遗传密码遗传密码:DNA（或（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。l 密码子密码子(codon)：mRNA上每上每3个相邻的核苷酸编码蛋个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码个密码子或三联体密码(triplet coden)。5.遗遗 传传 密密 码码 表表6.2.2.遗传密码的基本特点遗传密码的基本特点l密码子是近于完全通用密码子是近于完全通用(universal)的。的。l密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。密码间无标点符号且相邻密码子互不重叠。l密码的简并性密码的简并性(degeneracy)：由一种以上密码子编码同一个：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现氨基酸的现象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。l密码子的摆动性密码子的摆动性(wobble):转运氨基酸的转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互的反密码需要通过碱基互补与补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。常见的碱基配对规律，称为摆动配对。l64组密码子中，组密码子中，AUG既是的密码，又是起始密既是的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。7.基因损伤引起基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致移码突变可能导致移码突变(frameshift mutation)。插入插入缺失缺失8.密码子、反密码子密码子、反密码子配对的摆动现象配对的摆动现象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U,C,AA,GU,CUG9.二、蛋白质合成的分子基础二、蛋白质合成的分子基础l核糖体是蛋白质合成的工厂核糖体是蛋白质合成的工厂ltRNA是氨基酸的转运工具是氨基酸的转运工具l mRNA是模板是模板10.（一）（一）mRNA是蛋白质合成的模板是蛋白质合成的模板nmRNA(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中直接指是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。n遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子顺反子(cistron)。n原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子多顺反子(polycistron)。n真核真核mRNA只编码一种蛋白质，为只编码一种蛋白质，为单顺反子单顺反子(single cistron)。11.原核细胞原核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点53顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序插入顺序插入顺序先导区先导区末端顺序末端顺序AGGAGGUAGGAGGUSD区区半衰期短半衰期短许多原核生物许多原核生物mRNAmRNA以多顺反子形式存在以多顺反子形式存在AUGAUG作为起始密码；作为起始密码；AUGAUG上游上游7 71212个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为SDSD序列的序列的保守区，保守区，16S rRNA316S rRNA3-端反向互补而使端反向互补而使mRNAmRNA与核糖体结合。与核糖体结合。12.SDSD序列序列(shine-Dalgarnoshine-Dalgarnoshine-Dalgarnoshine-Dalgarno序列序列):-:-原核生物原核生物1.1.位于起始密码上游位于起始密码上游约约1010个核苷酸个核苷酸处处，2.2.序列富含嘌呤序列富含嘌呤(如如AGGA/GAGGAGGA/GAGG）3 3.能和原核生物能和原核生物核糖体小亚基的核糖体小亚基的1616s rRNAs rRNA相应相应 互补。互补。4.4.在在IFIF3 3、IFIF1 1促进下和促进下和30S30S亚基结合。亚基结合。13.起始密码起始密码SD序列序列14.真核细胞真核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点5“帽子帽子”PolyA 3 顺反子顺反子m7G-5ppp-N-3 p帽子结构功能帽子结构功能使使mRNAmRNA免遭核酸酶的破坏免遭核酸酶的破坏使使mRNAmRNA能与核糖体小亚基结合并开始合能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质成蛋白质被蛋白质合成的起始因子所识别，从而被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。促进蛋白质的合成。Poly(A)Poly(A)Poly(A)Poly(A)尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能尾巴的功能是是mRNAmRNA由细胞核进入细胞质由细胞核进入细胞质所必需的形式所必需的形式它大大提高了它大大提高了mRNAmRNA在细胞质在细胞质中的稳定性中的稳定性AAAAAAA-OH15.(二二).tRNA).tRNA（transfer ribonucleic asid）tRNAtRNA在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供运送载体。送到核糖体上提供运送载体。送到核糖体上提供运送载体。送到核糖体上提供运送载体。1.tRNA的结构的结构:(1)3端的氨基酸结合位点端的氨基酸结合位点 (2)识别氨酰识别氨酰-tRNA合成酶位点合成酶位点 (3)核糖体识别位点核糖体识别位点 (4)反密码子反密码子 16.17.2.2.2.2.反密码子与密码子的反密码子与密码子的反密码子与密码子的反密码子与密码子的”摆动配对摆动配对摆动配对摆动配对”18.密码密码密码密码 mRNAmRNA55333355反密码反密码反密码反密码 tRNAtRNAGCUCGIC AtRNAtRNAtRNAtRNA的反密码子与的反密码子与的反密码子与的反密码子与mRNAmRNAmRNAmRNA分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对分子上的密码子摆动配对1 12 23 31 12 23 3自由度的大自由度的大自由度的大自由度的大小由小由小由小由tRNAtRNAtRNAtRNA反反反反密码子第一密码子第一密码子第一密码子第一位碱基的种位碱基的种位碱基的种位碱基的种类决定类决定类决定类决定19.3 3、”第二套遗传密码第二套遗传密码”n贮存在贮存在mRNA的遗传密码称为第一套遗传密码的遗传密码称为第一套遗传密码n氨酰氨酰-tRNA合成酶只催化一种氨基酸和其相对应合成酶只催化一种氨基酸和其相对应的一种和几种的一种和几种tRNA结合结合.n原核细胞内至少有原核细胞内至少有32种种tRNAntRNA分子上某些碱基能决定其携带氨基酸的专分子上某些碱基能决定其携带氨基酸的专一性一性.n氨酰氨酰-tRNA合成酶和合成酶和tRNA之间的相互作用和之间的相互作用和tRNA分子中某些碱基对决定携带专一氨基酸的分子中某些碱基对决定携带专一氨基酸的作用称为作用称为第二套遗传密码第二套遗传密码20.(三三)、核糖体、核糖体1.核糖体的组成核糖体的组成21.2.2.核糖体的结构核糖体的结构原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞70S70S核糖体的核糖体的核糖体的核糖体的A A位、位、位、位、P P位及位及位及位及mRNAmRNA结合部位示意图结合部位示意图结合部位示意图结合部位示意图P P P P位（位（位（位（结合结合或接受肽或接受肽基的部位）基的部位）A A A A位（位（位（位（结合或结合或接受接受AA-tRNAAA-tRNA的部位）的部位）50S50S5 5 3 3 mRNAmRNA30S22.anticodonanticodonanticodoncodoncodoncodon23.24.三三 蛋白质合成的分子机制（原核生物）蛋白质合成的分子机制（原核生物）l l氨基酸的活化氨基酸的活化l l肽链合成的起始肽链合成的起始l l肽链的延长肽链的延长 “核糖体循环核糖体循环”l l肽链合成的终止肽链合成的终止l l蛋白质的加工、修饰蛋白质的加工、修饰25.(一一)、氨基酸的活化、氨基酸的活化l在氨酰在氨酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)的的催化下进行催化下进行氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶26.第一步反应第一步反应氨基酸氨基酸 ATP-E 氨酰氨酰-AMP-E PPi 27.第二步反应第二步反应氨酰氨酰-AMP-E tRNA 氨酰氨酰-tRNA AMP E28.tRNA tRNA与酶与酶与酶与酶结合的模型结合的模型结合的模型结合的模型tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP29.(二二)、肽链合成的起始复合物的形成、肽链合成的起始复合物的形成1.1.1.1.所需的条件所需的条件所需的条件所需的条件l l游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基游离的核糖体大小亚基l lmRNA 5mRNA 5mRNA 5mRNA 5 端的起始信号端的起始信号端的起始信号端的起始信号l l起始起始起始起始fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAmetmetmetmetl lGTPGTPGTPGTPl l三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子三种可溶性起始因子(initiation factors initiation factors IF)IF)IF)IF)30.2.N-2.N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNA-tRNAt tMetMet的形成的形成的形成的形成转甲酰基酶转甲酰基酶N N1010-甲酰甲酰甲酰甲酰FHFH4 4FHFH4 4Met-tRNAtMetfMet-tRNAtMet +H H2 2N-CH-COO-tRNAN-CH-COO-tRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S S CH3 CH3CHO-HN-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S CH331.3.3.三种起始因子三种起始因子l lIFIFIFIF1 1 1 1l lIFIFIFIF2 2 2 2 l lIFIFIFIF3 3 3 3l l辅助辅助辅助辅助IFIFIFIF3 3 3 3l l有有有有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l l特异识别特异识别特异识别特异识别fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmetl l形成形成形成形成fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmet-IF-IF-IF-IF2 2 2 2-GTP-GTP-GTP-GTPl l促进促进促进促进30S30S30S30S小亚基结合小亚基结合小亚基结合小亚基结合mRNAmRNAmRNAmRNAl l终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离32.1.1.1.1.核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离核糖体亚基的拆离2.mRNA2.mRNA2.mRNA2.mRNA在小亚基上就位在小亚基上就位在小亚基上就位在小亚基上就位3.3.3.3.fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAf f f fmetmetmetmet的结合的结合的结合的结合 l l起始序列（起始序列（起始序列（起始序列（SD SD SD SD 序列）序列）序列）序列）l l30S30S30S30S小亚基与小亚基与小亚基与小亚基与mRNAmRNAmRNAmRNA识别、识别、识别、识别、结合结合结合结合l lIFIFIFIF1 1 1 1、IFIFIFIF3 3 3 3协助协助协助协助 l lfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAf f f fmetmetmetmet-IF-IF-IF-IF2 2 2 2-GTP-GTP-GTP-GTP 通过其反密码与通过其反密码与通过其反密码与通过其反密码与mRNAmRNAmRNAmRNA上上上上的起始密码的起始密码的起始密码的起始密码AUGAUGAUGAUG相配对相配对相配对相配对4.30s起始复合物形成起始复合物形成33.l lIFIFIFIF3 3 3 3脱落脱落脱落脱落l l50S50S50S50S大亚基结合大亚基结合大亚基结合大亚基结合l lGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pil lIFIFIFIF2 2 2 2、IFIFIFIF1 1 1 1脱落脱落脱落脱落l l大小亚基大小亚基大小亚基大小亚基l lmRNAmRNAmRNAmRNAl lfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmet （结合于核糖体的（结合于核糖体的（结合于核糖体的（结合于核糖体的P P P P位位位位 ）5.70s起始复合物起始复合物形成形成70s70s起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物组成组成组成组成34.IF-3IF-1核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离35.A U G53IF-3IF-1 mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合36.IF-3IF-1IF-2GTP起始氨基酰起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)结合到小亚结合到小亚基基A U G5337.IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成A U G5338.IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi39.30S50S40.(三三).).肽链的延长（进位、成肽、移位）肽链的延长（进位、成肽、移位）所需的条件所需的条件所需的条件所需的条件l l70S70S70S70S起始复合物起始复合物起始复合物起始复合物l l延长延长延长延长tRNAtRNAtRNAtRNA转运氨基酸转运氨基酸转运氨基酸转运氨基酸l l延长因子延长因子延长因子延长因子(elongation factors EF)EF)EF)EF)l lGTPGTPGTPGTP 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋核蛋白体循环白体循环(ribosomal cycle)，每次循环增加一个氨基酸，包，每次循环增加一个氨基酸，包括以下三步：括以下三步：进位进位(entrance)成肽成肽(peptide bond formation)移位移位(translocation)41.1.1.进位进位 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA根据遗传密码的指引，进根据遗传密码的指引，进入核糖体的受位。入核糖体的受位。又称注册又称注册又称注册又称注册(registration)(registration)(registration)(registration)l l参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子参与的延长因子l lEF-TuEF-TuEF-TuEF-Tu：协助：协助：协助：协助AA-tRNAAA-tRNAAA-tRNAAA-tRNA进入进入进入进入A A A A位位位位具有具有具有具有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l lEF-TsEF-TsEF-TsEF-Ts：促进促进促进促进EF-TuEF-TuEF-TuEF-Tu的再利用的再利用的再利用的再利用42.43.Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP44.2.2.成肽成肽l l酶酶酶酶l l肽键肽键肽键肽键l l位置位置位置位置l l肽酰基转移酶（大亚基）肽酰基转移酶（大亚基）肽酰基转移酶（大亚基）肽酰基转移酶（大亚基）l lP P P P位：位：位：位：f-met-f-met-f-met-f-met-（肽酰）的（肽酰）的（肽酰）的（肽酰）的-COO-COO-COO-COO-+A A A A位：氨基酰的位：氨基酰的位：氨基酰的位：氨基酰的-NH-NH-NH-NH4 4 4 4+形成肽键形成肽键形成肽键形成肽键l lA A A A位：反应在此位上进行位：反应在此位上进行位：反应在此位上进行位：反应在此位上进行 （P P P P位上的位上的位上的位上的f-metf-metf-metf-met退至退至退至退至A A A A位）位）位）位）生成的二肽在生成的二肽在生成的二肽在生成的二肽在A A A A位上。位上。位上。位上。l lP P P P位：无负载位：无负载位：无负载位：无负载tRNAtRNAtRNAtRNA45.46.3.3.移位移位 在在A A位的二肽链连同位的二肽链连同mRNAmRNA从从A A位进入位进入P P位位l l酶酶酶酶l l位置位置位置位置l l方向方向方向方向l l结果结果结果结果l l移位因子移位因子移位因子移位因子-EFGEFGEFGEFGl l有有有有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l l协助核糖体沿协助核糖体沿协助核糖体沿协助核糖体沿mRNAmRNAmRNAmRNA前移前移前移前移,游离游离游离游离tRNAtRNAtRNAtRNA释放释放释放释放l lP P P P位：肽位：肽位：肽位：肽-tRNA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNA-tRNA-mRNAl lA A A A位：空留位：空留位：空留位：空留,下一个氨酰下一个氨酰下一个氨酰下一个氨酰-tRNA-tRNA-tRNA-tRNA进入进入进入进入 l lmRNAmRNAmRNAmRNA：从从从从5 5 5 5 3 3 3 3 移动移动移动移动l l1 1 1 1个带有肽链的个带有肽链的个带有肽链的个带有肽链的tRNAtRNAtRNAtRNA：从：从：从：从A A A A位位位位 B B B B位位位位l l肽链合成：肽链合成：肽链合成：肽链合成：从从从从N N N N端端端端 C C C C端延长端延长端延长端延长lP P位上无负载的位上无负载的tRNAtRNA在肽键形成前从在肽键形成前从E E位脱落。位脱落。47.48.fMetA U G53fMetTuGTP49.合成中能量的消耗合成中能量的消耗70S70S复合物形成复合物形成时的能量消耗时的能量消耗l l延长时的能量延长时的能量延长时的能量延长时的能量消耗消耗消耗消耗l活化活化:2:2个个ATPATPl70S70S复合物形成时消耗复合物形成时消耗1 1个个ATPATPl l每合成一个肽键，每合成一个肽键，每合成一个肽键，每合成一个肽键，消耗消耗消耗消耗4 4 4 4个高能磷酸键个高能磷酸键个高能磷酸键个高能磷酸键l l活化：活化：活化：活化：2 2 2 2个个个个ATPATPATPATPl l进位：进位：进位：进位：1 1 1 1个个个个GTPGTPGTPGTPl l移位：移位：移位：移位：1 1 1 1个个个个GTPGTPGTPGTP50.(四四).).肽链合成的终止和释放肽链合成的终止和释放l l终止密码的辨认终止密码的辨认终止密码的辨认终止密码的辨认l l肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰-tRNA-tRNA-tRNA-tRNA水水水水解出解出解出解出l lmRNAmRNAmRNAmRNA从核糖体中分离从核糖体中分离从核糖体中分离从核糖体中分离及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开及大小亚基的拆开l l终止因子终止因子终止因子终止因子(release release factors)factors)的参与的参与的参与的参与l lUAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAG、UGAUGAUGAUGAl lGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+PiGTP GDP+Pil lIFIFIFIF3 3 3 3结合结合结合结合30303030小亚基小亚基小亚基小亚基l lRFRFRFRF1 1 1 1：作用于作用于作用于作用于UAAUAAUAAUAA、UAGUAGUAGUAGl lRFRFRFRF2 2 2 2：作用于：作用于：作用于：作用于UGA UGA UGA UGA l lRFRFRFRF3 3 3 3：促进释放：促进释放：促进释放：促进释放 结合结合结合结合GTP/GTPGTP/GTPGTP/GTPGTP/GTP酶活性酶活性酶活性酶活性51.U A G53RFCOO-52.l l多核糖体多核糖体多核糖体多核糖体l l一条一条一条一条mRNAmRNAmRNAmRNA链上链上链上链上同时具有同时具有同时具有同时具有许多个核糖体许多个核糖体许多个核糖体许多个核糖体（每隔（每隔（每隔（每隔80808080核苷酸有一个核糖体）核苷酸有一个核糖体）核苷酸有一个核糖体）核苷酸有一个核糖体）l l一条一条一条一条mRNAmRNAmRNAmRNA可同时合成可同时合成可同时合成可同时合成多条多肽链多条多肽链多条多肽链多条多肽链53.(五五).).翻译后加工翻译后加工一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰一级结构的修饰:l lN-N-N-N-端端端端Met(fMet)Met(fMet)Met(fMet)Met(fMet)去除去除去除去除l l二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成l l个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰个别氨基酸的修饰l l蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要蛋白质前体中不必要肽段的切除肽段的切除肽段的切除肽段的切除l l多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工羟化作用羟化作用羟化作用羟化作用:羟脯氨酸羟脯氨酸羟脯氨酸羟脯氨酸 羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化酶活性中心的磷酸化分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白分泌性蛋白一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产一条合成后的多肽链经加工产生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质生多种不同活性的蛋白质/多肽多肽多肽多肽54.分泌性蛋白的加工分泌性蛋白的加工分泌性蛋白合成时带有分泌性蛋白合成时带有“信号肽信号肽”（signal signal peptide)peptide)有些蛋白质前体在合成结束后仍需有些蛋白质前体在合成结束后仍需切除其切除其他肽段他肽段 例如：胰岛素的加工例如：胰岛素的加工55.信号肽信号肽(signal peptide)signal peptide):(1)(1)在在真核生物真核生物未成熟分泌性蛋白质中未成熟分泌性蛋白质中,可被可被 细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列,约约15-30 AA(15-30 AA(含疏水含疏水AAAA较多较多)。(2)(2)作用：把合成的蛋白质移向粗面内质网膜作用：把合成的蛋白质移向粗面内质网膜 与粗面内质网膜结合与粗面内质网膜结合(信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒识别、结合识别、结合识别、结合识别、结合)把合成的蛋白质送入粗面内质网膜把合成的蛋白质送入粗面内质网膜(3)(3)信号肽对靶向输送有决定作用信号肽对靶向输送有决定作用。56.信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒信号肽颗粒识别、结合识别、结合识别、结合识别、结合胞浆胞浆胞浆胞浆 带有带有带有带有信号肽信号肽信号肽信号肽的分泌蛋白的分泌蛋白的分泌蛋白的分泌蛋白粗面内质网粗面内质网粗面内质网粗面内质网通道识别通道识别通道识别通道识别信号肽酶信号肽酶信号肽酶信号肽酶切除信号肽切除信号肽切除信号肽切除信号肽肽链合并肽链合并肽链合并肽链合并高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体进一步加工进一步加工进一步加工进一步加工分泌出胞外分泌出胞外分泌出胞外分泌出胞外带有信号肽的分泌性蛋白的加工、分泌的过程带有信号肽的分泌性蛋白的加工、分泌的过程57.SRP:信号识别体信号识别体信号肽的识别过程信号肽的识别过程58.胰岛素的加工过程胰岛素的加工过程59.多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工多蛋白的加工 一条合成后的一条合成后的一条合成后的一条合成后的多肽链经加工多肽链经加工多肽链经加工多肽链经加工产生多种不同产生多种不同产生多种不同产生多种不同活性的蛋白质活性的蛋白质活性的蛋白质活性的蛋白质/多肽多肽多肽多肽60.高级结构的修饰高级结构的修饰高级结构的修饰高级结构的修饰:l l亚基的聚合亚基的聚合亚基的聚合亚基的聚合l l结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成结合蛋白质的合成l l辅基连接辅基连接辅基连接辅基连接l lHbAHbAHbAHbA亚单位聚合亚单位聚合亚单位聚合亚单位聚合l l糖蛋白的合成糖蛋白的合成糖蛋白的合成糖蛋白的合成l l辅基辅基辅基辅基(辅酶辅酶辅酶辅酶)与肽链的结合与肽链的结合与肽链的结合与肽链的结合61.四四.真核生物翻译的特点：真核生物翻译的特点：l l核糖体核糖体核糖体核糖体l l起始起始起始起始tRNAtRNAtRNAtRNAl l合成过程合成过程合成过程合成过程l l线粒体线粒体线粒体线粒体l l原核生物原核生物原核生物原核生物l l简单简单简单简单l lfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAi i i imetmetmetmetl l需需需需ATPATPATPATP、GTPGTPGTPGTPl lIFIFIFIF1 1 1 1、IFIFIFIF2 2 2 2、IFIFIFIF3 3 3 3l lEF-TUEF-TUEF-TUEF-TU、EF-TSEF-TSEF-TSEF-TS、EFGEFGEFGEFGl lRFRFRFRF1 1 1 1、RFRFRFRF2 2 2 2、RFRFRFRF3 3 3 3l l真核生物真核生物真核生物真核生物l l大而复杂大而复杂大而复杂大而复杂 l lMet-tRNAMet-tRNAMet-tRNAMet-tRNAi i i imetmetmetmetl l需需需需ATPATPATPATPl l起始因子多起始因子多起始因子多起始因子多l l延长因子少延长因子少延长因子少延长因子少 （EFTEFTEFTEFT1 1 1 1、EFTEFTEFTEFT2 2 2 2）l l一种释放因子一种释放因子一种释放因子一种释放因子l l独立的蛋白质合独立的蛋白质合独立的蛋白质合独立的蛋白质合成系统成系统成系统成系统62.五五.蛋白质合成与医学蛋白质合成与医学(一一)、分子病：、分子病：l l蛋白质分子中氨基酸序列异常的遗传病。蛋白质分子中氨基酸序列异常的遗传病。l l例如：镰刀红细胞贫血例如：镰刀红细胞贫血l l原因：原因：DNADNA中出现了一个碱基突变。中出现了一个碱基突变。63.正常人正常人正常人正常人Hb(HbA)Hb(HbA)Hb(HbA)Hb(HbA)：链链链链N N N N端第端第端第端第6 6 6 6个个个个氨基酸为氨基酸为氨基酸为氨基酸为GluGluGluGluHbSHbSHbSHbS：链链链链N N N N端第端第端第端第6 6 6 6个个个个氨基酸为氨基酸为氨基酸为氨基酸为ValValValVal导致：导致：导致：导致：HbSHbSHbSHbS携氧能力携氧能力携氧能力携氧能力下降下降下降下降,缺氧时缺氧时缺氧时缺氧时RBCRBCRBCRBC呈呈呈呈镰刀状，脆性增加，镰刀状，脆性增加，镰刀状，脆性增加，镰刀状，脆性增加，溶血溶血溶血溶血64.(二二)、蛋白质生物合成的阻断剂、蛋白质生物合成的阻断剂1 1、抗菌素类、抗菌素类阻断剂阻断剂2、作为蛋白质合成阻断剂的毒素、作为蛋白质合成阻断剂的毒素l l 细菌毒素细菌毒素-白喉毒素白喉毒素 对真核生物有剧毒的毒素，对真核生物有剧毒的毒素，抑制蛋白质的合成。抑制蛋白质的合成。65.白喉毒素白喉毒素l l白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，白喉杆菌产生的毒蛋白，A A A A、B B B B两条链组成。两条链组成。两条链组成。两条链组成。l l本质：本质：本质：本质：A A A A链链链链-修饰酶修饰酶修饰酶修饰酶 B B B B链链链链识别受体，协助识别受体，协助识别受体，协助识别受体，协助A A A A链链链链l l作用机制作用机制作用机制作用机制:eEF eEF eEF eEF2 2 2 2 A A A A链链链链 eEFeEFeEFeEF2 2 2 2-腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物腺苷二磷酸衍生物 (无活性无活性无活性无活性)66.酶酶（eEF2的作用相当于的作用相当于EFG）(无活性无活性)67.（1 1 1 1）干扰素（干扰素（干扰素（干扰素（interferoninterferoninterferoninterferon）干扰素干扰素干扰素干扰素 真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。蛋白质，抑制病毒的繁殖。干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制：干扰素的抗病毒机制：干扰素干扰素干扰素干扰素 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2-P-P-P-P （-）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成+双链双链双链双链RNA RNA RNA RNA 2 2 2 2-5-5-5-5 A A A A合成酶合成酶合成酶合成酶 （-）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成）蛋白质合成(诱导产生诱导产生诱导产生诱导产生)3 3、作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质、作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质68.1269.（2 2 2 2）eIFeIFeIFeIF2 2 2 2蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍缺铁性贫血是网织红细胞蛋白合成障碍机制：机制：机制：机制：eIFeIFeIFeIF2 2 2 2蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 缺铁性贫血缺铁性贫血缺铁性贫血缺铁性贫血 血红素不足时血红素不足时血红素不足时血红素不足时 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 eIFeIFeIFeIF2 2 2 2活性下降活性下降活性下降活性下降 HbHbHbHb合成减少合成减少合成减少合成减少70.GEF正常时：正常时：eIF2-GDP eIF2-GTP 缺铁性贫血：缺铁性贫血：71.本章结束了！本章结束了！72.