蛋白质的生物合成.ppt

分子生物学;第9章蛋白质的生物合成

;概述;★tRNA通过其自身的anticodon而识别codon;9.1参与翻译的主要生物大分子的结构与功能

9.1.1核糖体

核糖体是催化氨基酸之间形成肽键的分子机器。细胞内含有大量核糖体，以保证能够合成出足量的蛋白质。一个细菌细胞含有约10000个核糖体，一个真核细胞含有约50000个以上的核糖体。

核糖体是由几种rRNA和几十种蛋白质组成，含有大小两个亚基。;图9-1核糖体的结构和化学组成;9.1.1.1小亚基

原核生物核糖体小亚基的沉降系数为30S，含有16SrRNA,21种蛋白质。

真核生物核糖体小亚基的沉降系数为40S,含有18SrRNA，33种蛋白质。

原核生物16SrRNA的一级结构高度保守。3-端含有反SD序列，能与mRNA5-端的SD序列互补配对，促进mRNA在核糖体上的正确定位和阅读框内起始密码子的识别。

真核生物18SrRNA也是高度保守的，但无反SD序列。;图9-216SrRNA的二级结构和三级结构;9.1.1.2大亚基

大肠杆菌核糖体大亚基沉降系数为50S，共有34种蛋白质和2种rRNA(5S,23S)。23SrRNA为真正的催化肽键形成的核酶。

真核细胞细胞质核糖体大亚基的沉降系数为60S，含有50种左右的蛋白质和3种rRNA(28S,5.8S,5S)。;9.1.1.3核糖体的三维结构及其功能定位

核糖体三维结构高度保守。主要的功能部位包括：

(1)A部位，即氨酰tRNA结合部位，也称为受体部位；

(2)P部位，即肽酰tRNA结合部位，也称为供体部位；

(3)E部位，即空载tRNA在离开核糖体前与核糖体临时结合的部位；

(4)肽酰转移酶活性部位，负责催化肽键的形成；

(5)mRNA结合部位；

(6)多肽链离开通道；

(7)一些可溶性蛋白质因子(起始因子、延伸因子和终止因子)的结合部位。;图9-3核糖体的三维结构模型和主要的功能部位;翻译过程中核糖体结构模式:;图9-4原核细胞核糖体的各种功能部位;核糖体蛋白不仅作为核糖体的组分参与翻译，而且还参与DNA复制、修复、转录、转录后加工、基因表达的自体调控和发育调节等。;9.1.1.4核糖体组装和循环

核糖体是一个由几种rRNA和多种蛋白质组成的超分子复???物，rRNA和蛋白质先自组装成大小两个亚基，再由两个亚基缔合成一个完整的核糖体。

细胞质中的核糖体还可形成多聚核糖体(polysomes)形式，即一个mRNA分子上同时结合几个核糖体，提高翻译的效率。

在真核细胞的细胞质中，核糖体还存在一种与内质网结合的形式，以这种形式存在的核糖体与蛋白质合成后的定向和分拣有关。;图9-5原核细胞多聚核糖体的结构;9.1.2mRNA

mRNA是翻译的模板，由它直接指导蛋白质的合成。其内部至少含有一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段由连续的核苷酸序列构成的开放阅读框(ORF)。

mRNA的5-端和3-端通常含有一段并不决定氨基酸序列的非编码序列(NCS)或称非翻译区(UTR)。

原核生物的mRNA一般是含有多个ORF的多顺反子mRNA。ORF前是核糖体结合位点(RBS)，RBS中含有SD序列，能被核糖体识别结合，并起始翻译。

真核生物mRNA通常是只有一个ORF的单顺反子，只编码一种蛋白质。;图9-6原核生物mRNA和真核生物mRNA结构的比较;9.1.3tRNA

tRNA在翻译中的功能有两个：一是将氨基酸运载到核糖体，二是通过其反密码子与mRNA上的密码子之间的相互作用对遗传密码进行解码，合成氨基酸序列。

一个细胞中通常具有70多种tRNA，负责运载20余种氨基酸。携带同一种氨基酸的几种不同tRNA分子称为同工受体tRNA。;反密码环;图9-7tRNAAla的一级结构、二级结构和三级结构;9.1.3.1tRNA的一级结构

tRNA是一类小分子RNA，长度通常在73~93nt；

所有的tRNA在3-端具有CCA序列，氨基酸通过酯键连接在末端腺苷酸的羟基上；

tRNA含有大量的修饰碱基。

9.1.3.2tRNA的二级结构

tRNA