生物化学--第十三章 蛋白质的生物合成.幻灯片.ppt

原料：20种L-氨基酸； 3种RNA：mRNA, tRNA, rRNA 酶：氨基酰tRNA合成酶、转肽酶 两种高能核苷酸： ATP、 GTP 金属离子：K+ 、Mg2+（促进肽键形成) 多种蛋白质因子: 起始因子: IF或eIF 延长因子：EF或eEF 释放因子：RF或eRF 在64个密码子中有61个编码氨基酸，3个不编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用，称为终止密码子，它们是UAA、UAG、UGA，密码子AUG（编码Met）又称起始密码子。 1. 密码的无标点性、无重叠性 2. 密码子的简并性 3. 密码子的摆动性 4. 密码子的通用性 氨基酸活化 起始阶段 进位 过程 延长阶段 成肽 终止阶段 转位 ① 甲硫氨酸+ tRNAf +ATP → Met-tRNAf +AMP+PPi 释放因子(RF)：终止肽链合成并将其从核糖体上释放出来的一类蛋白质因子。 终止密码子：UAA、UAG、UGA RF1: UAA、UAG RF2: UAA、UGA RF3: 与GTP结合，并促进RF1和RF2与A位点结合。 思考题：合成100个氨基酸的多肽需要消耗多少个高能磷酸键？(400) 原核生物 真核生物 原核生物核糖体 核糖体的有两个重要的功能部位： A部位：氨酰基部位，接受氨酰基tRNA P部位：肽酰基部位，起始氨酰 tRNA或延伸的肽基 tRNA结合的部位，及tRNA被释放的部位。 A位 P位 氨酰基tRNA 肽酰基tRNA 第二节 原核生物蛋白质的合成过程 ? 翻译从 mRNA 5′ → 3 ′ 5 ′AUG → 3 ′ UAA、UAG、UGA ? 肽链延长方向 N端 → C端 一、氨基酸的活化 ? 氨基酸的活化和氨酰tRNA的合成是蛋白质生物合成的第一步，由氨酰tRNA合成酶催化。氨酰tRNA合成酶既能识别氨基酸，又能识别tRNA。 ATP 氨基酸 氨酰AMP tRNA 氨酰tRNA ① 氨基酸+ATP+E → [氨酰-AMP-E] + ppi ② [氨酰-AMP-E]+tRNA → 氨酰-tRNA+AMP+E tRNAGln Gln-tRNA synthetase Amino acid arm Anticodon arm ATP 3个结合位点 氨酰tRNA合成酶 氨酰AMP 氨酰tRNA ① ② ③ ? 氨酰tRNA 合成酶既能识别相应的氨基酸，又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子。因此把这种氨酰tRNA 合成酶与tRNA分子间的相互作用称为第二套遗传密码（second genetic codon）。 二、合成起始 内部密码子：tRNAMet → Met-tRNAMet 起始密码子：tRNAfMet → fMet-tRNAfMet ? AUG既是起始密码子，又是肽链内部甲硫氨酸密码子。如何区分：① 起始AUG处于mRNA的特殊部位，比如原核生物5’有SD序列；②携带甲硫氨酸的tRNA不同，分别是tRNAfMet 、tRNAMet 。 甲酰甲硫氨酸 N10甲酰四氢叶酸 四氢叶酸 1. 甲酰甲硫氨酸的形成 ② N10甲酰四氢叶酸+ Met-tRNAf →四氢叶酸+ fMet-tRNAf 转甲酰酶 2. 蛋白质合成起始需要: 30S核糖体亚基；50S核糖体亚基；mRNA；fMet-tRNAfMet； 3个起始因子（IF1、IF2、IF3）； Mg2+等。 3个起始因子的功能： IF1：无专一功能，增加IF-2，IF-3活性。 IF2：促进fMet- tRNAf 与30S亚基结合。 IF3：与30S亚基结合，阻止30S亚基与50S亚基过早结合。 ① ② ③ 3. 蛋白质合成起始过程 30s.IF1 .IF3 . mRNA IF2.GTP.fMet-tRNAf mRNA.30s . fMet-tRNAf . IF2 . GTP . IF1 . IF3 IF-3 mRNA.70s . fMet-tRNAf 50S IF-1 IF-2. GDP 三、肽链的延伸 ? 肽链的延伸需要：70S起始复合体、第二个氨酰tRNA、3种延伸因子（EF-Tu、EF-Ts、EF-G）、GTP等。 EF-TU, EF-TS: 共同促使氨酰-tRNA 进入核糖体的A位，具有GTP酶活性。 EF-