生物化学：第十一章 蛋白质生物合成幻灯片.ppt

遗传信息传递的 中心法则 遗传信息流动示意图 参与蛋白质生物合成主要物质 20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子，如IF、EF、RF 供能物质（ATP、GTP）、无机离子等 第一节 蛋白质合成体系 三、rRNA和核糖体 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(open reading frame, ORF)。 原核细胞mRNA的结构特点 真核细胞mRNA的结构特点 遗 传 密 码 标准的通用遗传密码表 遗传密码特性 a 连续性； b 简并性； c 通用性； d 方向性； e 摆动性。 a. 遗传密码的连续性(commaless) b. 简并性(degeneracy) c. 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。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体等。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 d. 方向性(direction)： 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，只能沿5’→3’方向进行。 e. 摆动性(wobble) 密码子与反密码子的配对关系 密码子与反密码子的摆动配对 tRNA的三级结构示意图 氨基酸的活化与携带反应由氨基酰tRNA合成酶催化。 特定的tRNA与相应的氨基酸结合，生成氨基酰tRNA，从而由tRNA携带活化的氨基酸参与蛋白质的生物合成。 tRNA与酶结合的模型 氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性（只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸）。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proof-reading activity)，能水解错误活化的氨基酸。 氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 能够识别mRNA中5′端起始密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA，称为起始tRNA。 在原核生物中，起始tRNA是一种携带甲酰蛋氨酸的tRNA，即fMet-tRNAifmet；而在真核生物中，起始tRNA是一种携带蛋氨酸的tRNA，即Met-tRNAimet。 在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位的蛋氨酸密码AUG。 核蛋白体是多肽链合成的场所，是由多种rRNA与蛋白质组装形成的复合体。 核蛋白体的组成结构 a．与模板mRNA和起始tRNA结合位点：主要与小亚基有关。 b．三个不同的tRNA结合位点： A位：又称受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；由大、小亚基成分构成。 P位：又称给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合；由大、小亚基成分构成。 E位：又称排出位，空载tRNA脱离核蛋白体前的结合位点；主要由大亚基成分构成。 c. 转肽酶活性：将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA，形成肽键；由大亚基成分构成。 d. GTPase活性：水解GTP，获得能量；分别由大、小亚基成分构成。 e. 起动因子、延长因子及释放因子的结合位点：分别由大、小亚基成分构成。 多聚核蛋白体 在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上，同时进行翻译，但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。 由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多聚核蛋白体（polysome）。 多聚核蛋白体示意图 四、辅助因子 真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子 与多肽链合成起始有关的蛋白因子称为起始因子（initiation factor，IF）。 原核生物中存在3种起始因子，分别称为IF1-3. 在真核生物中存在9种起始因子（eIF）。 IF的作用主要是促进核蛋白体小亚基与起始tRNA及模板mRNA结合。 原核和真核生物中各种起始因子的生物功 与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为延长因子（elongation factor，EF）。 原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS，EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。 EF的作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的受体，并可促进移位过程。 多肽链合成的延长因子 与多肽链合成终止并从核蛋白体上释放有关的蛋白因子称为释放因子（release factor，RF）。 RF在原核生物中有3种，在真核生物中只有1种。 RF的生物学功能 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，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。 多