分子生物学蛋白质生物合成技巧.ppt

蛋白质的生物合成（翻译）;本章重要知识点;蛋白质生物合成的概念;　;（1）维持多种正常生命活动（生长、发育） （2）适应环境的变化（细菌对乳糖和葡萄糖 的利用） （3）参与组织的更新和修复;第一节 蛋白质生物合成体系;; ;　; ;（一）mRNA的基本结构;ORF;　;原核生物的多顺反子;原核细胞mRNA的结构特点;真核细胞mRNA的结构特点;和原核生物和真核生物mRNA的比较; （二）遗传密码;遗传密码表;遗传密码的特点;2. 连续性(non-punctuated);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)。;许多真核生物基因转录后有一个对mRNA外显子加工的过程，可通过特定碱基的插入、缺失或置换，使mRNA序列中出现移码突变、错义突变或无义突变，导致mRNA与其DNA模板序列不匹配，使同一前体mRNA翻译出序列、功能不同的蛋白质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑（mRNA editing）。 ;3. 简并性(degenerate，synonymous);各种氨基酸的密码子数目;　　　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。　 　　　GCU　　　　　　　 ACU 　　　GCC　　　　　　　 ACC 　　　GCA　　　　　　　 ACA 　　　GCG　　　　　　　 ACG;4. 通用性(universal);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);摆动配对;二、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所;核蛋白体的组成;各种细胞核蛋白体都有大小两个亚基 , 每个亚基都是由多种核蛋白体蛋白rp 和rRNA 组成。大小亚基所含有的蛋白质分别称为rpL或 rpS,它们多是参与蛋白质生物合成过程的酶和蛋白质因子。;;有容纳mRNA的通道可结合模板mRNA 结合起始tRNA 结合和水解ATP;原核生物核蛋白体结构模式 ;原核生物核蛋白体至少有六个功能部位：;原核生物核蛋白体结构模式;三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器; 2. 活化氨基酸；;二级结构;三级结构;四、蛋白质生物合成需要 蛋白质因子、酶类等;（二）重要的酶类;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; 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、K+ 等。;第二节氨基酸的活化;氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程称为氨基酸的活化。 参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。;反应过程;第一步反应;第二步反应; ;1、对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。; ?对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。 ?对tRNA 具有极高专一性。;2、氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。;氨基酰-tRNA的表示方法;tRNA;真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet;甲酰化形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)，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fMet-tRNAi fMet。 ;fMet-tRNAi 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N10-甲酰四氢叶酸转移到甲硫氨酸的α-氨基上。 ;起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet ; ;肽链的生物合成过程是翻译的中心环节。翻译时，从mRNA的起始密码子AUG开始，按5ˊ→3ˊ方向逐一读码，直至终止密码子。于是，合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从N-端→C-端延长，直至终止密码子前一位密码子所编码的氨基酸。 ;　;一、肽链合成起始;参与起始过程的蛋白质因子称起始因子（initiation factor，IF）。原核生物起始因子有三种： IF-1：占据A位防止结合其他tRNA。 IF-2：促进起始tRNA与小亚基结合。 IF-3：促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性。;（一）起始;IF-3;A;原核生物mRNA在核蛋白体小亚基上的准确定位和结合涉及两种机制：;S-D序列;S-D序列;IF-3;IF-3;IF-3;指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。;原核延长因子;1. 进位; 进位需要延长因子EF-Tu与EF-Ts参与。 ;;Tu;2.成肽;成肽的反应过程;肽键的形成;3. 转位;EF-G有转位酶（translocase