生物化学与分子生物学：第17章 蛋白质的生物合成.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,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,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,*,目录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,目 录,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,*,DNA,RNA,蛋白质,转录,翻译,逆转录,复制,复制,中心法则,(central dogma),第十二章蛋白质的,生物合成（翻译）,Protein synthesis,，,Translation,2,mRNA,3,4,蛋白质的生物合成过程就是将,mRNA,分子中由,碱基序列,组成的遗传信息，通过,遗传密码破译,的方式转变成为蛋白质中的,氨基酸排列顺序,，因而称为翻译（,translation),。,5,第一节 蛋白质生物合成体系,第二节 氨基酸的活化,第三节 蛋白质生物合成过程,第四节 蛋白质合成后加工和靶向输送,第五节 蛋白质生物合成的干扰和抑制,本章主要内容,6,蛋白质生物合成的体系,Protein Biosynthesis System,第 一 节,7,蛋白质合成的模板：,模板与氨基酸之间的接合体：,蛋白质合成的场所：,核糖体,mRNA,tRNA,酶及众多蛋白因子 如,IF,、,eIF,能量：,ATP,、,GTP,蛋白质合成的原料：,20,种氨基酸,8,一、,mRNA,是蛋白质生物合成的直接模板,mRNA,结构简图,9,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 coden),。,起始密码,(initiation coden):AUG,终止密码,(termination coden):,UAA,，,UAG,，,UGA,10,1968 Nobel Prize in Physiology&Medicine,(for deciphering the genetic code),“,Triumph of the Chemists”,H.G.Khorana R.Holley M.Nirenberg,Used a cell-free protein synthesis system from E.coli,programmed it with natural and synthetic RNAs of defined sequence,and determined the sequence of the peptides produced.,11,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,(1961),12,13,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个蛋白质多肽链，称为,开放阅读框架,(open reading frame,ORF),。,（一）方向性,(direction),遗传密码的特点：,ORF,14,（二）连续性,(non-punctuated),编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉。,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,例外：少数病毒基因的重叠现象,16,由于密码子的连续性，在开放阅读框中发生插入或缺失,1,个或,2,个碱基的基因突变，都会引起,mRNA,阅读框架发生移动，称为,移码（,frame shift,），,使后续的氨基酸序列大部分被改变，其编码的蛋白质彻底丧失功能，称之为,移码突变。,缬 脯 苏 天冬,缬 丙 酪 甘,缬 丙 丝 精,（三）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,2,、,3,、,4,个或多至,6,个三联体为其编码。,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。,18,19,（四）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。,少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。,例如：线粒体起始密码子为,AUG,、,AUU;,终止密码为,AGA,，,AGC,；色氨酸为,UGA,等,20,（五）摆动性,(wobble),mRNA,上密码子的第三位碱基与,tRNA,反密码子的第一位碱基配对时，不严格遵守常见的碱基互补配对规律也能相互辨认，称为摆动配对。,21,tRNA,反密码子,第,1,位碱基,I,U,G,A,C,mRNA,密码子,第,3,位碱基,U,C,A,A,G,U,C,U,G,Wobble hypothesis,22,二、核糖体是蛋白质生物合成的场所,核糖体位于粗面内质网,23,24,rRNA+Protein=Ribosome,25,26,原核生物,真核生物,核蛋白体,70S,30S,50S,80S,40S,60S,rRNA,16S,5S,23S,18S,28S,5S,5.8S,蛋白质,rpS 21,种,rpL 36,种,rpS 33,种,rpL 49,种,核蛋白体的组成,27,核蛋白体的组成,28,在单个核糖体上，可化分多个功能活性中心，,在蛋白质合成过程中各有专一的识别作用和功能。,mRNA,结合部位,小亚基,结合或接受,aa-tRNA,部位（,A,位,）,大亚基,结合或接受肽酰,tRNA,的部位（,P,位,）,大亚基,tRNA,排出部位,大亚基,29,原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式,:,A,位：,氨基酰位,(aminoacyl site),P,位：,肽酰位,(peptidyl site),E,位：,排出位,(exit site),30,三、,tRNA,是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器,31,tRNA,的三级结构示意图,32,tRNA,分子具有：,3,CCA-OH,氨基酸接受位点,识别氨酰,-tRNA,合成酶位点,核糖体识别位点,反密码子位点,一种,tRNA,只与一种氨基酸结合,一种氨基酸可与几种,tRNA,结合,至少需要,32,种,tRNA,去识别所有的密码子,33,四、蛋白质合成需要的酶类、蛋白因子等,氨基酰,-tRNA,合成酶,绝对特异性,2.,转肽酶：,rRNA,3.,转位酶,4.,蛋白因子：,IF,、,EF,、,RF,5.,能量物质：,ATP,、,GTP,34,四、肽链生物合成需要酶类和,蛋白质因子,氨基酰,-tRNA,合成酶,(aminoacyl,tRNA 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。,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,种类,生物学功能,起始因子,IF-1,占据核糖体,A,位，防止,A,位结合其他,tRNA,IF-2,促进,fMet-tRNA,fMet,与小亚基结合,IF-3,促进大、小亚基分离；提高,P,位对结合,fMet-tRNAfMet,的敏感性,延长因子,EF-Tu,促进氨基酰,-tRNA,进入,A,位，结合并分解,GTP,EF-Ts,EF-Tu,的,调节亚基,EF-G,有转位酶活性，促进,mRNA-,肽酰,-tRNA,由,A,位移至,P,位；促进,tRNA,卸载与释放,释放因子,RF-1,特异识别,UAA,、,UAG,，诱导转肽酶转变为酯酶,RF-2,特异识别,UAA,、,UGA,，诱导转肽酶转变为酯酶,RF-3,具有,GTP,酶活性，介导,RF-1,及,RF-2,与核糖体的相互作用,参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能,种类,生物学功能,起始因子,eIF-1,多功能因子，参与翻译的多个步骤,eIF-2,促进,Met-tRNAi,Met,与小亚基结合,eIF-2B,结合小亚基，促进大、小亚基分离,eIF-3,结合小亚基，促进大、小亚基分离；介导,eIF-4F,复合物,-mRNA,与小亚基结合,eIF-4A,eIF-4F,复合物成分；有,RNA,解螺旋酶活性，解除,mRNA 5,-,端的发夹结构，使其与小亚基结合,eIF-4B,结合,mRNA,，促进,mRNA,扫描定位起始,AUG,eIF-4E,eIF-4F,复合物成分，识别结合,mRNA,的,5,帽结构,eIF-4G,eIF-4F,复合物成分，结合,eIF-4E,、,eIF-3,和,PAB,eIF-5,促进各种起始因子从小亚基解离,eIF-6,促进大、小亚基分离,延长因子,eIF1-,促进氨基酰,-tRNA,进入,A,位，结合分解,GTP,，相当于,EF-Tu,eIF1-,调节亚基，相当于,EF-Ts,eIF-2,有转位酶活性，促进,mRNA-,肽酰,-tRNA,由,A,位移至,P,位，促进,tRNA,卸载与释放，相当于,EF-G,释放因子,eRF,识别所有终止密码子，具有原核生物各类,RF,的功能,蛋白质合成的,5,步：,氨基酸活化,起始,延伸,终止与释放,折叠盒翻译后加工,39,第二节 氨基酸的活化,20,种不同的氨基酸在,氨酰,-tRNA,合成酶,作用下分别与相应的,tRNA,发生酯化反应，生成氨酰,-tRNA,40,氨基酸,+,tRNA,氨基酰,-,tRNA,ATP,AMP,PPi,氨基酰,-tRNA,合成酶,一、氨基酸活化形成氨基酰,-,tRNA,氨基酰,-tRNA,合成酶对底物氨基酸和,tRNA,都有高度特异性。,41,第一步反应,氨基酸,ATP-E,氨基酰,-AMP-E,PPi,步骤,42,第二步反应,氨基酰,-AMP-E,tRNA,氨基酰,-tRNA,AMP,E,43,44,ATP,45,氨基酰,-tRNA,合成酶对底物氨基酸和,tRNA,都有,高度特异性。,氨基酰,-tRNA,合成酶具有,校正活性,(proofreading activity),当发生错配时，可以水解酯键，再重新与正确的底物结合。,蛋白质合成的错误率在,1/10000,，比,DNA,合成错误率高很多。,46,氨基酰,-tRNA,的书写：,Ala-tRNA,Ala,Met-tRNA,Met,fmet-tRNA,fmet,Met-tRNA,i,Met,47,真核生物：,Met-tRNA,i,Met,(initiator-tRNA),原核生物：,fMet-tRNA,f,Met,(N-formyl methionine),与甲硫氨酸结合的,tRNA,，在真核生物中至少有两种：,tRNA,i,met,和,tRNA,met,；,原核生物的起始密码只能辨认甲酰化的甲硫氨酸，即,N-,甲酰甲硫氨酸（,fMet,）。,二、所有生物都有两个,Met-tRNA,48,肽链的生物合成过程,The Process of Protein Biosynthesis,第 三 节,49,起始,(initiation),延长,(elongation),终止,(termination),一、原核生物的肽链合成过程：,50,（一）起始,模板,mRNA,和起始氨基酰,-tRNA,分别与核糖体结合而形成,翻译起始复合物,的过程。,需要,30S,小亚基,mRNA,起始,fMet-tRNA,fMet,起始因子,(IF1,IF2,IF3),ATP,，,GTP,50S,大亚基,51,1.,核糖体大小亚基分离；,2.mRNA,在小亚基定位结合；,3.,起始氨基酰,-tRNA,的结合；,4.,核糖体大亚基结合。,起始过程：,52,IF-3,IF-1,1.,核糖体大小亚基分离,防止大亚基过早结合,53,A,U,G,5,3,IF-3,IF-1,2.,mRNA,在小亚基定位结合,mRNA,如何准确定位？,54,S-D,序列：,mRNA,起始密码上游的一段富含嘌呤碱基的特殊保守序列，可与核糖体小亚基,16S rRNA,上富含嘧啶碱基的短序列相结合。,起始,AUG,由于与,S-D,序列邻近而与其它的,AUG,区别开来,55,Shine-Dalgarno sequence,56,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,3.,fMet-tRNA,fMet,的结合,A,U,G,5,3,防止,fMet-tRNA,fMet,进入,A,位,57,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,GDP,Pi,4.,核糖体大亚基结合,A,U,G,5,3,58,IF-3,IF-1,A,U,G,5,3,IF-2,GTP,IF-2,GDP,Pi,翻译起始复合物：完整核糖体,mRNAfMet-tRNA,fMet,59,（二）真核生物翻译起始复合物的形成,1,、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂；,2,、起始氨基酸为,Met,，不是,fMet,。（如何与内部,Met,区别？）,3,、肽链合成的起始：由,40S,核糖体亚基首先识别,mRNA,的,5,端,-,帽子，然后沿,mRNA,移动寻找,AUG,；,4,、,Kozak,序列,:,真核生物起始,AUG,周围一段短的通用序列，,ACCAUGG,在翻译的起始中有重要作用。,5,、起始因子有数十种（命名较混乱），但只有,2,种延长因子和,1,种终止因子。,60,eIF-2B,eIF-3,促进大小亚基分离（未显示）,Met-tRNA,i,Met,在结合了,GTP,的,eIF2,等起始因子协助下结合于,40S,小亚基,P,位。,eIF4F,复合物（组成：,eIF4E,eIF4G,eIF4A,）结合于,mRNA 5,-CAP,。,40s,小亚基在,eIF3,协助下与,mRNA,及,eIF4G,结合。,真核生物翻译起始前复合物的形成：,Met,61,ATP,水解释放能量推动翻译起始前复合物向,3,端前进“扫描”，使,Met-tRNA,i,Met,准确定位在起始密码子（机制？）,eIF5,促使结合于,eIF2,上的,GTP,水解，并促使起始因子的解离。,60S,大亚基加入，形成完整,80S,核蛋白体，翻译开始。,Met,Met,Met,62,KOZAK,总结出在真核生物中，起始密码子两端序列为：,G/N-C/N-C/N-ANNAUGG,，如,GCCACCAUGG,、,GCCAUGAUGG,时，转录和翻译效率最高，特别是,-3,位的,A,对翻译效率非常重要。该序列被后人称为,Kozak,序列，并被应用于表达载体的构建中。,Kozak,序列,Marilyn Kozak,63,真核生物翻译起始复合物,Pab1p,64,（二）延长,根据,mRNA,密码序列的指导，次序添加氨基酸，从,N,端向,C,端延伸肽链，直到合成终止的过程，又称,核糖体循环。,包括以下三步：,进位,(entrance),成肽,(peptide bond formation),转位,(translocation),65,延长过程所需的蛋白因子称为延长因子,(,elongation factor,EF),原核生物：,EF-T(EF-Tu/Ts),、,EF-G,EF-Tu,（热不稳定延伸因子，,elongation factor thermo unstable,）,EF-Ts,（热稳定延伸因子，,elongation factor thermo stable,）,EF-G,（延伸因子,G,，,elongation factor G,）,66,原核延长因子,生物功能,对应真核延长因子,EF-Tu,促进氨基酰,-tRNA,进入,A,位，结合分解,GTP,eEF-1-,EF-Ts,调节亚基,eEF-1-,EF-G,有转位酶活性，促进,mRNA-,肽酰,-tRNA,由,A,位前移到,P,位，促进卸载,tRNA,释放,eEF-2,肽链合成的延长因子,67,1.,进位,/,注册,氨基酰,-tRNA,进入,A,位。,EF-Tu,介导,氨基酰,-tRNA,进入,A,位,。“进位”过程使与之结合的一个,GTP,水解。,68,EF-Ts,是,EF-Tu,的鸟嘌呤核苷酸交换因子，催化与EF-Tu复合的GDP释放并重新形成EF-Tu和EF-Ts的二聚体,(EF-T),69,70,Tu,Ts,GTP,GDP,A,U,G,5,3,Tu,Ts,71,2.,成肽,由,转肽酶（,rRNA,核酶）,催化的肽键形成过程,72,3.,转位,延长因子,EF-G,有,转位酶活性,，可结合并水解,GTP,提供能量，促进核糖体向,mRNA,的,3,端移动。,73,fMet,A,U,G,5,3,fMet,Tu,GTP,成肽后,A,位中的肽酰,-tRNA,进入核糖体,P,位，使,A,位再次空出,74,进位,转位,成肽,75,P A,eEF1,a/,eEF2,GTP,GTP,真核肽链延长：,真核核糖体无,E,位，合成好的肽链直接从,P,位脱离,eEF1,a/,分别对应原核,EF-Tu/Ts,eEF2,对应原核,EF-G,76,（三）终止,当核糖体,A,位出现,mRNA,的,终止密码,后，多肽链合成停止，肽链从肽酰,-tRNA,中释出，,mRNA,、核糖体大、小亚基等分离，这些过程称为肽链合成终止。,77,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,。,而真核,eRF,识别所有,3,种终止密码子。,RF-3,诱导转肽酶变为酯酶活性，使肽链从核糖体上释放。,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,78,U,A,G,5,3,RF,COO,-,79,原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别,原核生物,真核生物,mRNA,一条,mRNA,编码几种蛋白质（多顺反子）,一条,mRNA,编码一种蛋白质（单顺反子）,核蛋白体,30S,小亚基,50S,大亚基,70S,核蛋白体,40S,小亚基,60S,大亚基,80S,核蛋白体,起始阶段,起始氨基酰,-tRNA,为,fMet-tRNA,fMet,起始氨基酰,-tRNA,为,Met-tRNAi,Met,核蛋白体小亚基先与,mRNA,结合,再与,fMet-tRNA,fMet,结合,核蛋白体小亚基先与,Met-tRNAi,Met,结合，再与,mRNA,结合,mRNA,中的,S-D,序列与,16S rRNA 3,-,端的一段序列结合，使小亚基,P,位准确定位于,AUG,起始密码子,mRNA,中的帽子结构与帽子结合蛋白复合物结合，向下游扫描位于,Kozak,序列中的,AUG,起始密码子,有,3,种,IF,参与起始复合物的形成,有至少,10,种,eIF,参与起始复合物的形成,延长阶段,延长因子为,EF-Tu,、,EF-Ts,和,EF-G,延长因子为,eEF-1,、,eEF-1,和,eEF-2,终止阶段,释放因子为,RF-1,、,RF-2,和,RF-3,释放因子为,eRF,80,使蛋白质合成高速、高效进行。,多聚核糖体,(polysome),81,82,第四节 蛋白质翻译后修饰和靶向输送,Posttranslational Processing&Protein Transportation,83,主要包括,:,多肽链折叠为天然构象的蛋白质,蛋白质一级结构的修饰,空间结构的修饰,翻译后的靶向输送,84,新生肽链,N,端在核糖体上一出现，肽链的折叠即开始。,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。,一般情况下新生蛋白质无法自发折叠成正确的空间结构,一、多肽链折叠为天然构象的蛋白质,85,1.,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。,分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。,分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。,86,热休克蛋白,(heat shock protein,HSP),HSP70,（,DnaK,）、,HSP40(DnaJ),和,GrpE,族,伴侣素,(chaperonin),GroEL,和,GroES,家族,分子伴侣：,87,88,HSP,促进蛋白质折叠基本作用：,结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进行折叠，形成,HSP,和多肽片段依次结合、解离的循环。,89,大肠杆菌中的,HSP70,反应循环,HSP70,HSP40,HSP70,HSP40,90,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。,91,92,N,端甲酰蛋氨酸的切除,各种氨基酸残基的共价修饰,水解加工可生成具有生物学的活性的蛋白质或多肽,二、一级结构的修饰主要是肽键水解和,化学修饰,93,胰岛素原的加工,A,链区,B,链区,间插序列（,C,肽区）,HS,SH,SH,SH,HS,HS,信号肽,N,C,核糖体上合成出无规则卷曲的,前胰岛素原,切除,C,肽后，形成成熟的胰岛素分子,切除信号肽后折叠成稳定构象的胰岛素原,S,S,S,S,N,N,C,C,A,链,B,链,胰岛素,C,N,S,S,S,S,胰岛素原,S,S,94,N,C,信号肽,PMOC,KR,KR,103,肽,(,？,),ACTH,-LT,-MSH,-MSH,Endophin,鸦片促黑皮质素原,(POMC),的水解修饰,95,四、空间结构的修饰,结合蛋白质合成后都需要结合相应辅基，才能成为具有功能活性的天然蛋白质。,（一）通过非共价键亚基聚合形成具有四级结构的蛋白质,（二）辅基连接后形成完整的结合蛋白质,96,五、合成后蛋白质可被靶向输送至特定部位,定义：,蛋白质合成后定向地被输送到最终发挥生物活性的场所，这一过程称为,蛋白质的靶向输送,。,97,98,所有靶向输送的蛋白质结构中都存在分选信号，主要为,N,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。,信号序列,(signal sequence),99,靶向输送蛋白,信号序列或成分,分泌蛋白,信号肽,内质网腔蛋白,信号肽，,C,端滞留信号序列,质膜蛋白,信号肽，跨膜序列,溶酶体蛋白,线粒体蛋白,核蛋白,信号肽,Man-6-P,（甘露糖,-6-,磷酸）,N,端靶向序列（导肽）,核定位序列,NLS,靶向输送蛋白的信号序列或成分,100,（一）分泌型蛋白质在内质网加工运输,信号肽,(signal peptide):,多数靶向输送到溶酶体、质膜、内质网或分泌到细胞外的蛋白质,N,端的保守氨基酸序列称信号肽。,信号肽,(signal peptide),101,N-,端含,1,个或几个带正电荷的碱性氨基酸残基，如赖氨酸、精氨酸；,中段为疏水核心区，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸等；,C-,端加工区由一些极性相对较大、侧链较短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸）组成，紧接着是被信号肽酶,(signal peptidase),裂解的位点。,信号肽有以下共性：,102,103,信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网,SRP,：,Signal Recognition Particle,104,（二）定位于内质网腔的蛋白质,内质网腔中、内质网膜上也需要蛋白质来完成诸如蛋白质加工、输送等功能。,这些蛋白质,C,端都有滞留信号序列。,随分泌小泡进入高尔基体后又被输送回内质网。,105,（三）线粒体蛋白质以其前体形式在胞液合成后靶向输入线粒体,106,（四）质膜蛋白质的靶向输送由囊泡转移到细胞膜,质膜蛋白质的肽链并不完全进入内质网腔，而是锚定在内质网膜上。,不同类型的跨膜蛋白质以不同的形式锚定于膜上。,107,（五）细胞核蛋白的靶向输送,108,（六）蛋白质,6-,磷酸甘露糖基化是靶向输送至溶酶体的信号,109,110,第五节 蛋白质生物合成的干扰和抑制,Interference and Inhibition of Protein Biosynthesis,111,一、许多抗生素通过抑制蛋白质生物合成发挥作用,四环素（土霉素、金霉素）,作用于细菌,30S,小亚基，抑制起始复合物形成,抑制氨酰,tRNA,进入核糖体,A,位，阻滞肽链延伸；,影响终止因子与核糖体的结合,现已基本不用,112,氯霉素,结合,50S,大亚基蛋白组分，,阻止转肽酶催化肽键生成。,链霉素,与细菌核糖体,30S,亚单位的特殊受体蛋白结合，,使,DNA,发生错读,，导致无功能蛋白质的合成；,113,四环素族,氯霉素,链霉素和卡那霉素,嘌呤霉素,114,二、其他干扰蛋白质生物合成的物质,（一）毒素,1,白喉毒素,(diphtheria toxin),（二）干扰素,2,蓖麻蛋白,(ricin),115,1.,白喉毒素的作用机理,白喉毒素,+,+,eEF,-2,（,有活性,）,eEF,-2,（,无活性,）,116,2,蓖麻蛋白,(Ricin),A,、,B,两条多肽链组成；,A,链是一种蛋白酶，可降解真核生物核蛋白体大亚基的,28S rRNA,，使核蛋白体大亚基失活；,成人致死量为,7mg,，平均一分子,Ricin,就足以杀死一个细胞,117,2013,年,4,月,16,日，美国国会领导人证实，一封寄给美国密西西比州共和党参议员罗杰,威克,(Roger Wicker),的信被截获，这封信被检测出带有被称为“最可怕的生物武器”的致命蓖麻毒素。,118,（二）干扰素,干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。由于几乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，因此它是一种抗病毒的特效药。此外，干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定疗效。,目前我国使用干扰素治疗的主要对象是慢性乙型和丙型肝炎的病人，,119,干扰素的作用机理,干扰素诱导的蛋白激酶,病毒,dsRNA,1.,干扰素诱导,eIF,2,磷酸化而失活,ATP,eIF,2,ADP,eIF,2,-P,（失活）,120,2.,干扰素诱导病毒,RNA,降解,降解病毒,mRNA,病毒,dsRNA,干扰素,A,A,P,A,P,PPP,2,5,2,5,5,2,-5,A,A,PPP,ATP,2-5A,合成酶,RNaseL,RNaseL,活化,121,内容：,遗传密码的概念、种类、特点（方向性、连续性、简并性、摆动性、通用性）核蛋白体结构、,tRNA,氨基酸的活化,蛋白质生物合成过程（,1.,起始：翻译起始复合物形成,2.,延长：核蛋白体循环（进位、成肽、转位,3.,终止）,分子伴侣（热休克蛋白，伴侣素），合成后修饰，合成后的靶向输送,蛋白质生物合成的干扰和抑制,遗传密码的特点，核蛋白体循环，氨基酸的活化，熟悉蛋白质生物合成体系，蛋白质生物合成的能量消耗。了解蛋白质合成后的加工和输送，蛋白质生物合成的干扰和抑制。,122,