生物化学-第十三章-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,第二级,第三级,第四级,第五级,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,*,*,*,第,十 三,章,蛋白质的生物合成（翻译）,Chapter 13 Protein Biosynthesis (,Translation),中南大学湘雅医学院生物化学与分子生物学教研室,陈汉春,本章重要知识点,1.,蛋白质生物合成,(,翻译,),的概念。,2.mRNA,、,tRNA,、核糖体在翻译过程中的作用，,遗传密码的特点,。,3.,氨基酰,-,tRNA,合成酶的作用特点。,4.,原核、真核生物翻译过程的异同。,5.,分子伴侣的作用，翻译后修饰的形式。,6.,信号肽及其作用，各类蛋白质靶向输送的,特点。,7.,病毒、抗生素、毒素和干扰素抑制翻译的机制。,蛋白质生物合成的概念,定义：,蛋白质生物合成（,protein biosynthesis,）也称翻译（,translation,），是细胞内以,mRNA,为模板、按照,mRNA,分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成蛋白质的过程。,蛋白质生物合成的概念,反应过程：,（,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。,蛋白质生物合成的概念,生物学意义：,（,1,）维持生命活动。,（,2,）适应环境变化3,）参与组织更新和修复。,第一节,蛋白质生物合成的基本条件,1.,基本原料：,20,种编码氨基酸。,2.,模板：,mRNA,。,3.,装配机：核糖体（核蛋白体）。,4.,适配器：,tRNA,。,5.,主要酶和蛋白质因子：氨基酰,-,tRNA,合成酶、肽,酰转移酶、转位酶、起始因子、延长因子、释,放因子等。,6.,能源物质：,ATP,、,GTP,。,7.,无机离子：,Mg,2+,、,K,+,。,一、,mRNA,是蛋白质生物合成的直接模板,（一）,mRNA,的基本结构,1.5-,端非翻译区,2.,开放阅读框架区,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),。,3.3-,端非翻译区,mRNA,的基本结构,:,原核生物的多顺反子,mRNA,真核生物的单顺反子,mRNA,非编码序列,核糖体结合位点,起始密码子,终止密码子,编码序列,PPP,5,3,蛋白质,PPP,m,G,-,5,3,蛋白质,AAA,（二）遗传密码,密码子（,codon,）,：,在,mRNA,的开放阅读框架区，以每,3,个相邻的,核苷酸为一组，代表一种氨基酸（或其他信息），,这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。,起始密码子和终止密码子：,起始密码子（,initiation,codon,）：,AUG,终止密码子（,termination,codon,）：,UAA,UAG,UGA,遗传密码表,（三）遗传密码的特点,1.,方向性（,directionality,）,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。,N,C,肽链延伸方向,5,3,读码方向,2.,连续性（,non-punctuation,）,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,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),。,3.,简并性（,degeneracy,）,一种氨基酸可具有,2,个或,2,个以上的密码子为其编码。这一特性称为遗传密码的,简并性,。,除色氨酸和甲硫氨酸仅有,1,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。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,。,各种氨基酸的密码子数目,4.,通用性（,universality,）,从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套,遗传密码，因此，遗传密码表中的这套,“,通用密码,”,基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。,遗传密,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。,5.,摆动性（,wobble,）,反密码子与密码子之间的配对有时并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为摆动配对。,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,3 2 1,1 2 3,摆动配对,U,二、,核糖体是蛋白质生物合成的场所,（一）核糖体的组成,核糖体,又称,核蛋白体,，是由,rRNA,和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，是蛋白质生物合成的场所。,原核生物,真核生物,核糖体,小亚基,大亚基,核糖体,小亚基,大亚基,S,值,70S,30S,50S,80S,40S,60S,rRNA,16S-rRNA,23S-rRNA,5S-rRNA,18S-rRNA,28S-rRNA,5.8S-rRNA,5S-rRNA,蛋白质,rpS,21,种,rpL,36,种,rpS,33,种,rpL,49,种,原核生物和真核生物核糖体的组成,核糖体的组成,（二）核糖体的构象（以原核细胞为例）,三、,tRNA,是氨基酸的运载工具及,蛋白质生物合成的适配器,（一）,tRNA,的作用,1.,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。,2.,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。,tRNA,的作用,二级结构,三级结构,（二）,tRNA,的构象,总反应式,：,（三）氨基酰,-,tRNA,的合成,氨基酸,+tRNA,氨基酰,-,tRNA,ATP,AMP,PP,i,氨基酰,-tRNA,合成酶,氨基酸,ATP-,E,氨基酰,-AMP-,E,PP,i,1.,第一步反应,2.,第二步反应,氨基酰,-AMP-,E,tRNA,氨基酰,-tRNA,AMP,E,（四）氨基酰,-,tRNA,的表示方法,例如：,丙氨酰,-,tRNA,：,Ala-,tRNA,Ala,精氨酰,-,tRNA,：,Arg-,tRNA,Arg,甲硫氨酰,-,tRNA,：,Met-,tRNA,Met,各种,氨基酸和对应的,tRNA,结合后形成的氨基酰,-,tRNA,表示为：氨基酸的三字母缩写,-,tRNA,氨基酸的三字母缩写,。,（五）起始肽链合成的氨基酰,-,tRNA,起始氨基酰,-,tRNA,:,Met-,tRNAi,Met,tRNAi,Met,与甲硫氨酸结合后形成,Met-,tRNAi,Met,，可以在,mRNA,的起始密码子,AUG,处就位，参与形成翻译起始复合物。起始密码子只能辨认,Met-,tRNAi,Met,。,1.,真核生物,参与肽链延长的,甲硫氨酰,-,tRNA,：,Met-,tRNA,Met,tRNA,Met,和甲硫氨酸结合后生成,Met-,RNA,Met,，必要时进入核糖体，为延长中的肽链添加甲硫氨酸。,起始氨基酰,-,tRNA,:,fMet-tRNA,fMet,具有起始功能的,tRNA,fMet,与甲硫氨酸结合后，甲硫氨酸很快被甲酰化为,N-,甲酰甲硫氨酸（,N-,formyl,methionine,，,fMet,），于是形成,N-,甲酰甲硫氨酰,-,tRNA,（,fMet-tRNA,fMet,），可以在,mRNA,的起始密码子,AUG,处就位，参与形成翻译起始复合物。起始密码子只能辨认,fMettRNA,fMet,。,2.,原核生物,fMet-tRNA,fMet,的生成是一碳化合物转移和利用的过程之一，反应由转甲酰基酶催化，甲酰基从,N,10,-,甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的,-,氨基上。,(,六）氨基酰,-,tRNA,与,mRNA,结合,氨基酰,-,tRNA,分子中,tRNA,的反密码子通过碱基互补而识别和结合,mRNA,分子上的密码子，使,tRNA,所携带的氨基酸准确地在,mRNA,序列上“对号入座”，从而使形成肽链的氨基酸按,mRNA,规定的顺序排列起来，保证了从核酸到蛋白质的遗传信息的准确传递。,四、蛋白质生物合成的其他必需物质,（一）重要的酶类,1.,氨基酰,-,tRNA合成酶,(,aminoacyltRNA,synthetase,):,存在于细胞液中,催化氨基酸的活化。,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,氨基酰基转移到,tRNA,上,负载了氨基酸的,tRNA,氨基酰,-,tRNA,合成酶的,结构,:,tRNA,氨基酰,-tRNA,合成酶,ATP,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。,动力学校对,化学校对,氨基酰,-,tRNA,合成酶的,特性,:,2.,肽酰转移酶,(,peptidyl,transferase,),:,是核糖体大亚基的,rRNA,成分,(,核酶,),，催化核糖体,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,。,它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。,3.,转位酶,(,translocase,),:,其活性存在于延长因子,G,中，催化核糖体向,mRNA,的,3-,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,1.,起始因子（,initiation factor,，,IF,）。,2.,延长因子（,elongation factor,，,EF,）。,3.,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,。,（三）能源物质,（四）无机离子,参与蛋白质生物合成的无机离子有,Mg,2+,、,K,+,等。,起始,(initiation),延长,(elongation),终止,(termination),整个过程可分为：,肽链的生物合成过程从阅读框架的,5,-AUG,开始，按,mRNA,模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码子出现。,第二节 肽链的生物合成过程,肽链的生物合成过程是翻译的中心环节,。,一、原核生物的肽链合成过程,（一）起始,指,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。,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。,IF-3,IF-1,1.,核糖体大、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,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,3.,起始氨基酰,tRNA(,fMet-tRNA,fMet,),结合到小亚基,A,U,G,5,3,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,GDP,Pi,4.,核糖体大亚基结合，起始复合物形成,A,U,G,5,3IF-3,IF-1,A,U,G,5,3,IF-2,GTP,IF-2,-GTP,GDP,Pi,起始复合物形成过程,指在,mRNA,模板的指导下，氨基酸依次进入核糖体并聚合成多肽链的过程。,肽链延长在核糖体上连续循环式进行，又称为,核糖体循环,(ribosomal cycle),，包括以下三步：,1.,进位,(positioning)/,注册,(registration),2.,成肽,(peptide bond formation),3.,转位,(translocation),每次循环完成后多肽链中增加一个氨基酸残基。,（二）延长,1.,进位,又称,注册,(registration),，是,指一个氨基酰,-,tRNA,按照,mRNA,模板的指令进入并结合到核糖体,A,位的过程。,进位需要延长因子,EF-,Tu,与,EF-Ts,参与。,Tu,Ts,GTP,GDP,A,U,G,5,3,Tu,Ts,GTP,进位的反应过程,2.,成肽,成肽是在肽酰转移酶,(,peptidyl,transferase,),的催化下，核糖体,P,位上起始氨基酰,-,tRNA,的,N-,甲酰甲硫氨酰基或肽酰,-,tRNA,的肽酰基转移到,A,位并与,A,位上氨基酰,-,tRNA,的,-,氨基结合形成肽键的过程。,成肽的反应过程,3.,转位,转位是在转位酶（,translocase,）的催化下，核糖体向,mRNA,的,3-,端移动一个密码子的距离，使,mRNA,序列上的下一个密码子进入核糖体的,A,位、而占据,A,位的肽酰,-,tRNA,移入,P,位的过程。,转位需要延长因子,EF-G,参与。,转位的反应过程,fMet,A,U,G,5,3,fMet,Tu,GTP,成肽,转位,下一轮进位,进位,转位,成肽,肽链合成延长,(,核糖体循环,),过程,（三）终止,指核糖体,A,位出现,mRNA,的终止密码子后，多肽链合成停止，肽链从肽酰,-,tRNA,中释出，,mRNA,及核糖体大、小亚基等分离的过程。,终止阶段需要释放因子,RF-1,、,RF-2,和,RF-3,参与,。,原核生物肽链合成的终止过程,U,A,G5,3,RF,COO,-,原核生物肽链合成的终止过程,二、真核生物的肽链合成过程,（一）起始,1.,核糖体大、小亚基分离。,2.,起始氨基酰,-,tRNA,与核糖体小亚基结合。,3.mRNA,在小亚基定位结合。,4.,核糖体大亚基结合。,mRNA,与小亚基定位结合,Met,40S,60S,Me,t,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,Met,Met-tRNAi,Met,-elF-2-,GTP,真核生物翻译起始复合物形成过程,真核生物肽链合成的延长过程与原核生物基本相似，但有不同的反应体系和延长因子。,真核细胞核糖体没有,E,位，转位时卸载的,tRNA,直接从,P,位脱落。,（二）延长,（三）终止,真核生物翻译终止过程与原核生物相似，但只有,1,个释放因子,eRF,，可识别所有终止密码子，完成原核生物各类,RF,的功能。,原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别,多聚核糖体的形成可以使蛋白质生物合成以高速度、高效率进行。,三、多聚核糖体,(,polysome,),无论在原核细胞还是真核细胞内，,1,条,mRNA,模板链都可附着,10,100,个核糖体，这些核糖体依次结合起始密码子并沿,53,方向读码移动，同时进行肽链合成，这种,mRNA,与多个核糖体形成的聚合物称为,多聚核糖体（,polysome,）,。,多聚核糖体,电镜下的多聚核糖体,第三节 肽链的合成后修饰和蛋白质的靶向输送,从核糖体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物学活性，必需经过不同的翻译后复杂加工过程才转变为具有天然构象的功能蛋白质。,一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质。,二、一级结构的修饰。,三、空间结构的修饰。,四、蛋白质的靶向输送。,本节内容：,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、合成后完成，新生肽链,N-,端在核糖体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着肽链的不断延伸而逐步折叠，产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。,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。,细胞中大多数天然蛋白质的折叠都不是自动完成的，而需要其他酶和蛋白质辅助。,几种有促进蛋白质折叠功能的大分子：,分子伴侣,(molecular chaperon),蛋白质二硫键异构酶,(protein disulfide,isomerase,PDI),肽,-,脯氨酰顺反异构酶,(peptide,prolyl-cis-trans,isomerase,PPI),热休克蛋白,(heat shock protein,HSP),HSP70,、,HSP40,和,Grp,E,族,伴侣蛋白,(,chaperonin,),Gro,EL,和,Gro,ES,家族,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。,细胞内分子伴侣主要有热休克蛋白、伴侣蛋白等。,分子伴侣的功能：,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),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。热休克蛋白可促进需要折叠的多肽折叠为有天然空间构象的蛋白质。,大肠杆菌的,HSP70(,Dna,K),ATP,酶结构域,肽链结合结构域,H,2,N,EEVD-COOH,Grp,E,结合部位,DnaJ/HSP40,结合部位,大肠杆菌的,HSP40(,Dna,J),可激活,Dna,K,中的,ATP,酶，生成稳定的,Dna,J-,Dna,K-ADP-,被折叠多肽复合物，以利于,Dna,K,发挥分子伴侣作用。在,ATP,存在的情况下，,Dna,J,和,Dna,K,的相互作用能抑制蛋白质的聚集。,Grp,E,核苷酸交换因子，与,Dna,K,的,ATP,酶结,构域结合，使,Dna,K,的构象发生改变、,ADP,从复合物中释放出来并由,ATP,代替,ADP,，从,而控制,Dna,K,的,ATP,酶活性。,大肠杆菌中的,HSP70,反应循环,(2),伴侣蛋白,(,chaperonin,),伴侣蛋白,是分子伴侣的另一家族，如大肠杆菌的,Gro,EL,和,Gro,ES,（真核细胞中同源物为,HSP60,和,HSP10,）等家族。主要作用是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。,Gro,EL,是由,14,个相同的亚基组成的多聚体，每,7,个亚基围成一圈，一共两圈，上下堆砌在一起形成桶状空腔，组成未封闭的复合体，顶部是空腔的出口。,Gro,ES,是由,7,个相同的亚基组成的圆顶状蛋白质，可与,Gro,EL,一起形成,Gro,EL-,Gro,ES,复合物。,当待折叠肽链进入,Gro,EL,的桶状空腔后，,Gro,ES,可作为“盖子”瞬时封闭,Gro,EL,空腔出口。封闭后的桶状空腔提供了能完成该肽链折叠的微环境。,Gro,EL-,Gro,ES,反应循环,2.,蛋白质二硫键异构酶,多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳定分泌型蛋白质、膜蛋白质等的天然构象十分重要，这一过程主要在细胞内质网进行。,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，空间构象有明显差别。,肽酰,-,脯氨酰顺反异构酶可促进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）肽链末端的修饰,（二）个别氨基酸的共价修饰,1,糖基化,2,羟基化,3,甲基化,4,磷酸化,5,亲脂性修饰,（三）多肽链的水解修饰,例：鸦片促黑皮素原（,POMC,）的水解修饰,三、空间结构的修饰,（一）亚基聚合,具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价键聚合，形成寡聚体（,oligomer,）。,（二）辅基连接,结合蛋白质的多肽链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。,四、蛋白质的靶向输送,蛋白质在核糖体上合成后，必须被分选出来，被,定向输送到一个合适的部位才能行使各自的生物学功能。蛋白质的靶向输送与翻译后修饰过程同步进行。,蛋白质在核糖体上合成后，有三种去向：,保留在细胞液；,进入细胞器或镶嵌入质膜；,分泌到细胞外。,（一）信号序列,所有被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，指导蛋白质靶向输送的信息存在于蛋白质的一级结构中。,分泌型蛋白质的信号序列（信号肽）的结构特征：,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，主要含疏水氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸；,C-,端加工区主要由一些侧链较短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸）组成，紧接着是被,信号肽酶（,signal peptidase,）,水解的位点。,信号肽的结构特征,核定位序列,:,被靶,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,）,。,NLS,为含,4,8,个氨基酸残基的短序列，富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸，可位于肽链的不同部位，而不只在肽链的,N,末端。,不同的,NLS,间未发现共有序列；在蛋白质进核定位后，,NLS,不被切除。,（二）分泌型蛋白质的靶向输送,1.,信号肽引导真核分泌型蛋白质进入内质网,2.,真核分泌型蛋白质的靶向输送,（三）质膜蛋白质的靶向输送,质膜蛋白质的内质网跨膜机制与分泌型蛋白质的跨膜机制相似。但是，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。,（四）线粒体蛋白质的靶向输送,（五）细胞核蛋白质的靶向输送,第四节 蛋白质生物合成与医学的关系,很多病毒、抗生素及某些毒素和细胞因子通过阻断真核或原核生物蛋白质合成体系中某组分的功能而干扰和抑制蛋白质生物合成过程。,可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合成体系的差异，设计、筛选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物。,一、病毒竞争宿主蛋白质合成机器,某些病毒经干扰宿主的蛋白质合成过,程而使其自身,mRNA,得到有效翻译。,二、抗生素抑制蛋白质生物合成步骤,抗生素（,antibiotics,）,是一类由某些真菌、细菌等微生物产生的药物，有抑制其他微生物生长或杀死其他微生物的能力。对宿主无毒性的抗生素可用于预防和治疗人、动物和植物的感染性疾病。,常用抗生素的作用原理,嘌呤霉素作用示意图,四环素族,氯霉素,链霉素和卡那霉素,嘌呤霉素,放线菌酮,三、毒素干扰蛋白质生物合成过程,（一）白喉毒素（,diphtheria toxin,）,是真核细胞,蛋白质合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，可使真核生物延长因子,eEF-2,发生,ADP,糖基化共价修饰而失活。,白喉毒素的作用机制,（二）蓖麻毒素（,ricin,）,蓖麻毒素,是蓖麻籽中所含的植物糖蛋白，由,A,、,B,两条多肽链组成，两链间由,1,个二硫键连接。,A,链可作用于真核生物核糖体大亚基的,28S,rRNA,，催化其中特异腺苷酸发生脱嘌呤基反应，使,28S,rRNA,降解而致核糖体大亚基失活；,B,链对,A,链发挥毒性具有重要的促进作用，且,B,链上的半乳糖结合位点也是毒素发挥毒性作用的活性部位。,四、干扰素阻断病毒蛋白质合成,干扰素（,interferon,，,IFN,）,是真核细胞被病毒感染后分泌的一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。干扰素分为,-,（白细胞）型、,-,（成纤维细胞）型和,-,（淋巴细胞）型三大族类，每类各有亚型，分别具有其特异作用。,干扰素诱导的蛋白激酶,dsRNA,（一）干扰素诱导,eIF,2,磷酸化而失活,ATP,eIF,2,ADP,eIF,2,-P,（,失活,）,Pi,磷酸酶,（二）干扰素诱导病毒,RNA,降解,dsRNA,干扰素,A,A,P,A,P,PPP,2,5,2,5,5,2,-5,A,A,PPP,ATP,2-5 A,合成酶,降解,mRNA,RNase,L,RNase,L,活化,问 题,单 选 题,1,蛋白质生物合成的直接模板是,A.DNA,编码链,B.DNA,有意义链,C.mRNA,D.rRNA,E.tRNA,2,关于密码子的描述正确的是,A,遗传密码的阅读方向为,N-,端,C-,端,B,密码子与反密码子遵守严格的碱基配对,原则,C,密码子的第,3,位碱基决定编码氨基酸的,特异性,D,密码子的简并性降低了基因突变的效应,E,亮氨酸有,5,个密码子,3,遗传密码的简并性是指,A,1,种氨基酸可能有,2,个以上的密码子,B,2,个密码子可以缩合形成,1,个密码子,C,所有的氨基酸均有多个密码子 ,D,同一密码子可以代表不同的氨基酸,E,1,种氨基酸只有,1,个密码子,4,只有一个密码子的氨基酸是,A,甘氨酸和甲硫氨酸,B,精氨酸和丝氨酸,C,色氨酸和甲硫氨酸,D,天冬氨酸和赖氨酸,E,脯氨酸和亮氨酸,5,为蛋白质生物合成提供场所的是,A,核仁,B,mRNA,C,rRNA,D,核糖体,E,小亚基,6,核糖体小亚基的主要功能是,A,结合模板,mRNA,B,具有转位酶活性,C,提供结合氨基酰,-,tRNA,的部位,D,提供结合肽酰,-,tRNA,的部位,E,具有酯酶活性,7,蛋白质生物合成过程中氨基酸活化的,专一性取决于,A.,密码子,B.mRNA,C.,核糖体,D.,氨基酰,-,tRNA,合成酶,E.,肽酰转移酶,8,氨基酰,-,tRNA,的合成需要,A,ATP,B,UTP,C,GTP,D,CTP ,E,TTP,9,对应于,mRNA,密码子,5CGA 3,的,tRNA,反密码子是,A.GCU,B.UCG,C.CCA,D.UCU,E,ACU,10.1,个氨基酸活化需要消耗,A,1,个高能磷酸键,B,2,个高能磷酸键,C,3,个高能磷酸键,D,1,个高能硫酯键 ,E,2,个高能硫酯键,11.,在真核细胞翻译起始过程中,起作用的因子是,A.IF,B.EF-,Tu,C.EF-1,D.EF-2,E.,eIF,12.,注册是指,A.,氨基酰,-,tRNA,进入核糖体的,A,位,B.,氨基酰,-,tRNA,进入核糖体的,P,位,C.,肽酰,-,tRNA,转移到核糖体的,A,位,D.,肽酰,-,tRNA,转移到核糖体的,P,位,E.RF,进入核糖体的,A,位,13.,若向,mRNA,的,ORF,的中间部分插入,一个核苷酸，则会出现,A.,翻译出的蛋白质的第一个氨基酸残基改变,B.,翻译出的蛋白质的氨基酸残基不发生改变,C.,插入处上游翻译出来的氨基酸完全改变,D.,插入处下游翻译出来的氨基酸完全改变,E.,仅插入处一个氨基酸残基改变,14.AUG,除代表甲硫氨酸的密码子外,还可作为,A,肽链起始因子,B,肽链释放因子,C,肽链延长因子,D,肽链合成的起始信号,E,肽链合成的终止信号,15.,蛋白质生物合成时，催化移位的酶是,A,肽酰转移酶,B,转位酶,C,水解酶,D,酯酶 ,E,拓扑异构酶,16.原核生物中，多肽链合成时的,起始氨基酸是,A,甲硫氨酸 ,B,N-,甲酰甲硫氨酸 ,C,半胱氨酸,D,胱氨酸,E,色氨酸,17.,翻译起始完成时，,mRNA,序列上哪个,密码子占据核糖体的,P,位,A,AGU,B,AUG,C,UAA,D,UAG,E,UGA,18.,在蛋白质生物合成过程中催化氨基酸,之间肽键形成的酶是,A,氨基酸合成酶,B,肽酰转移酶,C,羧基肽酶,D,氨基肽酶,E,转位酶,19.,释放因子的功能是,A,诱导肽酰转移酶显示酯酶活性,B,诱导转位酶显示酯酶活性,C,使肽酰,-,tRNA,从核糖体中释放 ,D,阻止氨基酰,-,tRNA,进入核糖体,E,具有解螺旋酶活性,20.,信号肽的作用是,A,保护,N-,端的甲硫氨酸残基,B,引导多肽链进入内质网腔,C,保护蛋白质不被水解,D,维持蛋白质的空间构象,E,传递蛋白质之间的信息,多 选 题,1,蛋白质生物合成体系包括,A,mRNA,B,tRNA,C,rRNA,D,蛋白质因子,E,hnRNA,2,在蛋白质的生物合成过程中,A,氨基酸的氨基被活化而与,tRNA,结合,B,tRNA,的,3CCA-OH,携带氨基酸,C,mRNA,起模板作用,D,rRNA,是合成蛋白质的场所,E,原核生物和真核生物所需的蛋白质因,子明显不同,3,核糖体在蛋白质生物合成过程中,的作用是,A,肽链合成的场所 ,B,有肽酰转移酶活性而促进肽键形成,C具有转位酶活性 ,D,促进氨基酰,-,tRNA,进入,A,位,E,促进氨基酰,-,tRNA,进入,P,位,4,原核生物翻译起始复合物包括,A,fMet-tRNA,fMet,B,核糖体,C,mRNA,D,GTP,E,各种氨基酰,-,tRNA,5,能与反密码子,IAC,配对的密码子有,A,GUU ,B,GUC,C,GUA ,D,GUG,E,UAG,6,肽链合成的终止过程包括,A,辨认终止密码子 ,B,mRNA,离开核糖体,C,肽链从肽酰,-,tRNA,上水解释出 ,D,大、小亚基解离,E,大、小亚基水解,7,翻译后修饰包括,A,除去,N-,端甲硫氨酸,B,切除信号肽,C,亚基聚合 ,D,连接辅基E,选择性水解修饰,8.,参与蛋白质生物合成的酶类包括,A,转氨酶 ,B,氨基酰,-,tRNA,合成酶,C,转位酶 ,D,聚合酶,E,肽酰转移酶,9.,蛋白质生物合成过程中，需要,GTP,的,步骤包括,A,氨基酸的活化,B,翻译起始复合物的形成,C,进位,D,转位,E,终止,10.,对原核生物和真核生物蛋白质合成均有,抑制作用的抗生素是,A,放线菌酮,B,氯霉素,C,伊短菌素,D,链霉素,E,嘌呤霉素,答 案,单选题答案,1,C,mRNA,是蛋白质生物合成的直接模板。,2,D,基因突变形成的简并密码子编码相同的氨基酸，不改变编码蛋白质的结构和功能。,3,A,一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其,编码，这一特性称为遗传密码的简并性。,4,C,遗传密码表显示，除甲硫氨酸和色氨酸只对应,1,个密码子外，其他氨基酸都有,2,、,3,、,4,或,6,个密码,子为之编码。,5,D,核糖体是蛋白质生物合成的场所。,6,A,在肽链生物合成的起始阶段，,mRNA,结合,并定位于核糖体小亚基。,7,D,氨基酰,-,tRNA,合成酶具有校正活性，对氨基酸和,tRNA,均呈现高度特异性。,8,A,氨基酰,-,tRNA,的合成由氨基酰,-,tRNA,合成酶催,化，反应分两步进行：首先，氨基酸结合于,AMP-,酶（,AMP-E,），形成中间产物，,AMP-E,通,过消耗,ATP,生成，其次才生成氨基酰tRNA,。,9,B,反密码子与密码子配对时，遵循反向互补原,则。,10.B,1,个氨基酸活化需要消耗,1,分子,ATP,，产生,1,分,子,AMP,和,1,分子,PP,i,，所以，,1,个氨基酸活化需,消耗,2,个高能磷酸键。,11,E,原核生物（,prokaryote,）和真核生物,（,eukaryote,）的起始因子（,initiation factor,，,IF,）分别为,IF,和,eIF,。,12,A,进位又称注册（,registration,），是指一个氨基,酰,-,tRNA,按照,mRNA,模板的指令进入并结合到,核糖体,A,位的过程。,13,D,基于遗传密码的连续性，,mRNA,的开放阅读框,架中如有一个（或非,3n,个）核苷酸插入或缺,失，就会使此后的读码产生错义，造成下游翻,译产物氨基酸序列的改变，由此而引起的突变,称为框移突变（,frameshift,mutation,）。,14,D,在,64,个遗传密码子中，有,61,个密码子分别代表,不同的氨基酸，,AUG,既编码多肽链中的甲硫氨,酸，又作为多肽链合成的起始信号。,15,B,转位是在转位酶的催化下，核糖体向,mRNA,的,3-,端移动一个密码子的距离，使,mRNA,序列上的下一个密码子进入核糖体的,A,位、,原占据,A,位的肽酰,-,tRNA,移入,P,位的过程。,16,B,原核生物中参与肽链延长的,tRNA,Met,和甲硫氨,酸结合后生成,Met-,tRNA,Met,，而具有起始功能,的,tRNA,fMet,与甲硫氨酸结合后，甲硫氨酸很快,被甲酰化为,N-,甲酰甲硫氨酸（,N-,formyl,methionine,，,fMet,），于是形成,N-,甲酰甲硫氨,酰,-,tRNA,（,fMet-tRNA,fMet,）。原核生物的起始,密码子只辨认,fMet-tRNA,fMet,。,17,B,翻译起始时,A,位被,IF-1,占据，,mRNA,序列上的,起始密码子,AUG,对应于小亚基,P,位。,18,B,肽酰转移酶催化核糖体,P,位上起始氨基酰,-,tRNA,的,N-,甲酰甲硫氨酰基（真核生物为甲硫,氨酰基）或肽酰,-,tRNA,的肽酰基转移到,A,位并,与,A,位上氨基酰,-,tRNA,的,-,氨基结合形成肽,键。,19,A,释放因子结合终止密码子后可触发核糖体构,象改变，将肽酰转移酶活性转变为酯酶活性，,水解新生肽链与结合在,P,位的,tRNA,之间的酯,键，释出合成的肽链，并促使,mRNA,、卸载的,tRNA,及,RF,脱离核糖体,。,20,B,经,SRP,介导，信号肽引导延长中的多肽链直接,经跨内质网膜蛋白质通道而进入内质网腔。,多选题答案,1,ABCD,mRNA,和,tRNA,分别是蛋白质生物合成的模板,和“适配器”，,rRNA,和蛋白质组成核糖体，,核糖体是蛋白质生物合成的场所，氨基酸,活化及肽链合成的起始、延长和终止阶段需,要多种蛋白质因子。,2,BCE,tRNA,的,3-CCA,末端的羟基与氨基酸的,-,羧基,经酯键连接形成氨基酰,-,tRNA,而将氨基酸转运至,核糖体；,mRNA,是蛋白质生物合成的直接模板；,原核生物和真核生物的蛋白质合成起始因子分别,为,IF,和,eIF,、延长因子分别为,EF,和,eEF,、释放因子,分别为,RF,和,eRF,。,3,AB,参与蛋白质生物合成的各种成分最终都要在核,糖体上将氨基酸合成多肽链，所以，核糖体是,蛋白质生物合成的场所；肽酰转移酶是核糖体,大亚基的组成成分，催化核糖体,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。,4,ABC,原核生物翻译起始复合物由完整核糖体、,mRNA,、,fMet-tRNA,fMet,组成。,5,ABC,基于遗传密码的摆动性，,tRNA,分子中的反密码,子第,1,位的次黄嘌呤核苷（,inosine,，,I,）可分别与,mRNA,分子中的密码子第,3,位的,U,、,C,或,A,配对。,6,ABCD,肽链合成的终止是指当核糖体,A,位出现,mRNA,的终止密码子时，释放因子识别并结,合终止密码子而进入,A,位，多肽链合成停止，,肽链从肽酰,-,tRNA,中释出，,mRNA,及核糖体,大、小亚基等分离的全过程。,7,ABCDE,翻译后修饰包括多肽链折叠为天然的三维构象,及对肽链一级结构的修饰、空间结构的修饰。,对肽链一级结构的修饰包括肽链末端的修饰、,个别氨基酸的共价修饰及多肽链的水解修饰；,空间结构的修饰包括亚基聚合和辅基连接。,8,BCE,参与蛋白质生物合成的重要酶类包括催化氨,基酸活化的氨基酰,-,tRNA,合成酶、催化肽键形,成的肽酰转移酶及催化核糖体向,mRNA,的,3-,端移位的转位酶等。,9,BCDE,氨基酰,-,tRNA,的合成仅需消耗,ATP,；翻译起始复,合物中完整核糖体的形成及起始氨基酰,tRNA,的,结合等均需起始因子结合并分解,GTP,供能；翻译,延长过程中，延长因子结合并分解,GTP,供能而介,