第十七章蛋白質(zhì)的生物合成

1、Protein Biosynthesis，Translation教學(xué)要求教學(xué)要求1. 掌握參與蛋白質(zhì)生物合成體系的各種物質(zhì)及其作用掌握參與蛋白質(zhì)生物合成體系的各種物質(zhì)及其作用2. 掌握蛋白質(zhì)生物合成過程掌握蛋白質(zhì)生物合成過程(包括各種因子的作用包括各種因子的作用)3. 熟悉蛋白質(zhì)生物合成的干擾與抑制熟悉蛋白質(zhì)生物合成的干擾與抑制4.了解蛋白質(zhì)生物合成后的加工了解蛋白質(zhì)生物合成后的加工 蛋白質(zhì)生物合成的概念蛋白質(zhì)生物合成的概念生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)以生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)以mRNA為模板而合成。在這為模板而合成。在這一過程中，一過程中，mRNA上來自上來自DNA基因編碼的核苷酸序列基因編碼的核苷酸序列信息轉(zhuǎn)

2、換為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，故稱為信息轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，故稱為翻譯翻譯（translation）。）。翻譯是指在多種因子輔助翻譯是指在多種因子輔助下，由下，由tRNA攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)氨基酸，識(shí)別相應(yīng)氨基酸，識(shí)別mRNA上的三聯(lián)體密碼子，在核上的三聯(lián)體密碼子，在核糖體上合成具有特定序列糖體上合成具有特定序列多肽鏈的過程。多肽鏈的過程。 蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系Protein Biosynthesis System Protein Biosynthesis System 第第 一一 節(jié)節(jié) 基本原料：基本原料：20種編碼氨基酸種編碼氨基酸 模板：模板：mRNA 適配器：適

3、配器：tRNA 裝配機(jī)：核蛋白體裝配機(jī)：核蛋白體 主要酶和蛋白質(zhì)因子：氨基酰主要酶和蛋白質(zhì)因子：氨基酰-tRNA合成酶、合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等轉(zhuǎn)肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等 能源物質(zhì)：能源物質(zhì)：ATP、GTP 無機(jī)離子：無機(jī)離子：Mg2+、 K+蛋白質(zhì)生物合成體系蛋白質(zhì)生物合成體系一一. . mRNA是蛋白質(zhì)合成的信息模板是蛋白質(zhì)合成的信息模板 mRNA是遺傳信息的攜帶者是遺傳信息的攜帶者 遺傳學(xué)將編碼一個(gè)多肽的遺傳單位稱為遺傳學(xué)將編碼一個(gè)多肽的遺傳單位稱為順反順反子子(cistron)。 原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)

4、轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子多順反子(polycistron) 。 真核真核mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子單順反子(single cistron) 。Start of genetic messageCapEndTail5-端非翻譯區(qū)端非翻譯區(qū) 5 3 3-端非翻譯區(qū)端非翻譯區(qū) 開放閱讀框架開放閱讀框架 從從mRNA 5 -端起始密碼子端起始密碼子AUG到到3 -端終止密端終止密碼子之間的核苷酸序列，稱為開放閱讀框架碼子之間的核苷酸序列，稱為開放閱讀框架(open reading fra

5、me, ORF)。在在mRNA的開放閱讀框架區(qū)的開放閱讀框架區(qū)上，從上，從5 5 至至3 3 方向每方向每3 3個(gè)相鄰個(gè)相鄰的核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起的核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，稱為三聯(lián)體密碼始、終止信號，稱為三聯(lián)體密碼(triplet coden)(triplet coden)，又稱為遺，又稱為遺傳密碼、密碼子。傳密碼、密碼子。一一. . mRNA是蛋白質(zhì)合成的信息模板是蛋白質(zhì)合成的信息模板原核生物的多順反子原核生物的多順反子真核生物的單順反子真核生物的單順反子非編碼序列非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子起

6、始密碼子終止密碼子終止密碼子編碼序列編碼序列PPP5 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)PPPmG -5 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)遺傳密碼共遺傳密碼共64個(gè)，其中：個(gè)，其中： 61個(gè)為編碼氨基酸密碼子個(gè)為編碼氨基酸密碼子 3個(gè)（個(gè)（UAA、UAG、UGA）為為終止密碼終止密碼(termination coden) AUG兼作兼作起始密碼子起始密碼子(initiation coden) 遺遺傳傳密密碼碼表表 遺傳密碼具有以下特點(diǎn)：遺傳密碼具有以下特點(diǎn)： 連續(xù)性連續(xù)性 簡并性簡并性 通用性通用性 方向性方向性 擺動(dòng)性擺動(dòng)性1. 1.方向性方向性( (direction)direction)：遺傳密碼的特點(diǎn)遺傳密碼的特點(diǎn)翻譯

7、時(shí)遺傳密碼的閱讀方向是翻譯時(shí)遺傳密碼的閱讀方向是53，即讀，即讀碼從碼從mRNA的起始密碼子的起始密碼子AUG開始，按開始，按53的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。 NC肽鏈延伸方向肽鏈延伸方向53讀碼方向讀碼方向2. 連續(xù)性連續(xù)性(commaless)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間既無間隔也無交叉。既無間隔也無交叉。 AlaValHisMet終止密碼終止密碼基因損傷引起基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致生插

8、入或缺失，可能導(dǎo)致框移突變框移突變(frameshift mutation)。纈纈 脯脯 蘇蘇 天冬天冬纈纈 丙丙 酪酪 甘甘纈纈 丙丙 絲絲 精精3. 簡并性簡并性(degeneracy)一種氨基酸可具有一種氨基酸可具有2個(gè)或個(gè)或2個(gè)以上的密碼子為個(gè)以上的密碼子為其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的簡并性。其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的簡并性。如遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一如遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有個(gè)密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個(gè)或多至個(gè)或多至6個(gè)個(gè)三聯(lián)體密碼為其編碼。三聯(lián)體密碼為其編碼。遺傳密碼簡并性的意義：遺傳密碼簡并性的意義：保持遺傳穩(wěn)定性上具

9、有重要意義。保持遺傳穩(wěn)定性上具有重要意義。從簡單的病毒到高等的人類，幾乎使用同一套遺傳密碼，因此，遺傳密碼表中的這套“通用密碼”基本上適用于生物界的所有物種，具有通用性。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。4. 通用性通用性(universal)密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化來自同一祖先密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化來自同一祖先 線粒體密碼子 通用密碼子起始密碼子 AUG AUG（甲硫氨酸） AUU AUA（甲硫氨酸）色AA密碼子 UGA UGG終止密碼子 AGA UGA AGG UAA UAG 反密碼子與密碼子之間的配對有時(shí)并不嚴(yán)反密碼子與密碼子之間的配對有時(shí)并不嚴(yán)格遵守常

10、見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為格遵守常見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為擺動(dòng)配對擺動(dòng)配對( (wobble base pairing) )。 tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U, C, AA, GU, CUG5. 擺動(dòng)性擺動(dòng)性(wobble)U3 2 11 2 3擺擺動(dòng)動(dòng)配配對對二、氨基酰二、氨基酰-tRNA通過其反密碼子與通過其反密碼子與mRNA中對應(yīng)的密碼子互補(bǔ)結(jié)合中對應(yīng)的密碼子互補(bǔ)結(jié)合 ntRNA的作用的作用運(yùn)載氨基酸：運(yùn)載氨基酸：氨基酸各由其特異的氨基酸各由其特異的tRNA攜帶，攜帶，一種氨基酸可有幾種對應(yīng)的一種氨基酸可有幾種對應(yīng)的tRNA，氨基酸結(jié)合，氨基酸結(jié)

11、合在在tRNA 3 -CCA的位置，結(jié)合需要的位置，結(jié)合需要ATP供能；供能；充當(dāng)充當(dāng)“適配器適配器”：每種每種tRNA的反密碼子決定了的反密碼子決定了所攜帶的氨基酸能準(zhǔn)確地在所攜帶的氨基酸能準(zhǔn)確地在mRNA上對號入座。上對號入座。二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)反密碼環(huán)反密碼環(huán)氨基酸臂氨基酸臂ntRNA的構(gòu)象的構(gòu)象 各種細(xì)胞核蛋白體都有大、小兩個(gè)亞基,兩者之間存在裂隙，是mRNA及tRNA的結(jié)合部位。三、核糖體是肽鏈三、核糖體是肽鏈 “ “裝配廠裝配廠”原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基核蛋核蛋白體白體小亞基小亞基大亞基大亞基70S30S50S80S40S60SrRNA

12、16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA 5.8S-rRNA蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)rpS 21種種rpL 36種種rpS 33種種rpL 49種種 原核、真核生物核蛋白體的組成原核、真核生物核蛋白體的組成 S（沉降系數(shù)）（沉降系數(shù)）：單位力場中蛋白質(zhì)顆粒的沉降速度：單位力場中蛋白質(zhì)顆粒的沉降速度S值值核核蛋蛋白白體體的的組組成成A U G53核蛋白體大、小亞基的功能：核蛋白體大、小亞基的功能：1與模板與模板mRNA和起始和起始tRNA結(jié)合位點(diǎn)：結(jié)合位點(diǎn)：主要主要與小亞基有關(guān)。與小亞基有關(guān)。P位：位：又稱給位或肽?；?，可與延伸中的肽又稱給位或肽酰基位，

13、可與延伸中的肽?；；鵷RNA結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。結(jié)合；由大、小亞基成分構(gòu)成。E位：位：又稱排出位，空載又稱排出位，空載tRNA脫離核蛋白體前脫離核蛋白體前的結(jié)合位點(diǎn)；主要由大亞基成分構(gòu)成。的結(jié)合位點(diǎn)；主要由大亞基成分構(gòu)成。2三個(gè)不同的三個(gè)不同的tRNA結(jié)合位點(diǎn)：結(jié)合位點(diǎn)：A位：位：又稱受位或又稱受位或氨?；唬膳c新進(jìn)氨?；唬膳c新進(jìn)入的氨基酰入的氨基酰tRNA結(jié)結(jié)合；由大、小亞基成合；由大、小亞基成分構(gòu)成。分構(gòu)成。3. 轉(zhuǎn)肽酶活性：轉(zhuǎn)肽酶活性：將給位上的肽酰基轉(zhuǎn)移給受位上將給位上的肽?；D(zhuǎn)移給受位上的氨基酰的氨基酰tRNA，形成肽鍵；由大亞基成分構(gòu)成。形成肽鍵；由大亞基成分構(gòu)成。

14、4. GTPase活性：活性：水解水解GTP，獲得能量；分別由大、獲得能量；分別由大、小亞基成分構(gòu)成。小亞基成分構(gòu)成。5. 起動(dòng)因子、延長因子及釋放因子的結(jié)合位點(diǎn)：起動(dòng)因子、延長因子及釋放因子的結(jié)合位點(diǎn)：分別由大、小亞基成分構(gòu)成。分別由大、小亞基成分構(gòu)成。n 核糖體在翻譯中的功能部位核糖體在翻譯中的功能部位 1.重要的酶類重要的酶類氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyltRNA synthetase)，催化氨基酸的活化；催化氨基酸的活化；轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)肽酶(peptidase)，催化核蛋白體，催化核蛋白體P位上的肽酰基轉(zhuǎn)位上的肽?；D(zhuǎn)移至移至A位氨基酰位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰

15、基與氨基結(jié)合的氨基上，使?；c氨基結(jié)合形成肽鍵形成肽鍵;并受釋放因子的作用后發(fā)生變構(gòu)，表現(xiàn)出并受釋放因子的作用后發(fā)生變構(gòu)，表現(xiàn)出酯酶的水解活性，使酯酶的水解活性，使P位上的肽鏈與位上的肽鏈與tRNA分離；分離；轉(zhuǎn)位酶轉(zhuǎn)位酶(translocase)，催化核蛋白體向，催化核蛋白體向mRNA3-端移端移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離，使下一個(gè)密碼子定位于動(dòng)一個(gè)密碼子的距離，使下一個(gè)密碼子定位于A位。位。 四、四、肽鏈生物合成需要酶類和蛋白質(zhì)因子肽鏈生物合成需要酶類和蛋白質(zhì)因子（二）蛋白質(zhì)因子（二）蛋白質(zhì)因子起始因子（起始因子（initiation factor，IF）延長因子（延長因子（elongation

16、factor，EF）釋放因子（釋放因子（release factor，RF）參與原核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能參與原核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能種類生物學(xué)功能起始因子IF-1占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNAIF-2促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合IF-3促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA的敏感性延長因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合并分解GTPEF-Ts 調(diào)節(jié)亞基EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促進(jìn)tRNA卸載與釋放釋放因子RF-1特異識(shí)別UAA、UAG，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ窻F-2特異識(shí)別UAA、UGA，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變

17、為酯酶RF-3可與核蛋白體其他部位結(jié)合，有GTP酶活性，能介導(dǎo)RF-1及RF-2與核蛋白體的相互作用參與真核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能參與真核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能種類生物學(xué)功能起始因子eIF-1多功能因子，參與多個(gè)翻譯步驟eIF-2促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合eIF-2B, eIF-3最先結(jié)合小亞基，促進(jìn)大小亞基分離eIF-4AeIF-4F復(fù)合物成分，有RNA解螺旋酶活性，能解除mRNA5-端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使其與小亞基結(jié)合eIF-4B結(jié)合mRNA，促進(jìn)mRNA掃描定位起始AUGeIF-4EeIF-4F復(fù)合物成分，結(jié)合mRNA 5帽子eIF-4GeIF-4F復(fù)合物成分

18、，結(jié)合eIF-4E、eIF-3和PolyA 結(jié)合蛋白eIF-5促進(jìn)各種起始因子從小亞基解離，進(jìn)而結(jié)合大亞基eIF-6促進(jìn)核蛋白體分離成大小亞基延長因子eIF1-促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合分解GTP，相當(dāng)于EF-TueIF1-調(diào)節(jié)亞基，相當(dāng)于EF-TseIF-2有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促進(jìn)tRNA卸載與釋放，相當(dāng)于EF-G 釋放因子eRF識(shí)別所有終止密碼子，具有原核生物各類RF的功能蛋白質(zhì)生物合成的能源物質(zhì)為蛋白質(zhì)生物合成的能源物質(zhì)為ATP和和GTP;參與蛋白質(zhì)生物合成的無機(jī)離子有參與蛋白質(zhì)生物合成的無機(jī)離子有Mg2+、K+ 等。等。（三）能源物質(zhì)及離子

19、（三）能源物質(zhì)及離子第二節(jié)氨基酸與tRNA的連接 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過程稱為氨基酸的活化。 參與氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶一、一、氨基酰氨基酰-tRNA合成酶識(shí)別特定氨基酸和合成酶識(shí)別特定氨基酸和tRNA氨基酰氨基酰tRNA合成酶作用特點(diǎn)：合成酶作用特點(diǎn)： 氨基酰tRNA合成酶具有高度特異性，既能識(shí)高度特異性，既能識(shí)別特異的氨基酸，又能識(shí)別別

20、特異的氨基酸，又能識(shí)別攜帶該種氨基酸的特異的tRNA分子，從而保證遺傳信息準(zhǔn)確翻譯。氨基酰氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：合成酶催化的反應(yīng)：第一步反應(yīng)第一步反應(yīng)氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E AMP PPi第二步反應(yīng)第二步反應(yīng)氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E第一步反應(yīng)第一步反應(yīng)氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E AMP PPi氨基酰氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：合成酶催化的反應(yīng)：第二步反應(yīng)第二步反應(yīng)氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E tRNA與酶與酶結(jié)合的模型結(jié)合的模型tRNA氨基酰

21、氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶具有校正活性具有校正活性(proofreading activity) ,即水解酯鍵的催化活性即水解酯鍵的催化活性。 氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法：的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet tRNAAla:能識(shí)別并攜帶能識(shí)別并攜帶Ala的的tRNAAla-tRNAAla :已經(jīng)攜帶上已經(jīng)攜帶上Ala的的Ala-tRNAAla 復(fù)合體復(fù)合體 tRNAiMet與甲硫氨酸結(jié)合后形成與甲硫氨酸結(jié)合后形成Met-tRNAiMet，可以在，可以在mRNA的起始密碼子的起始密碼子AUG處就位，參

22、與形成翻譯起始復(fù)合物。處就位，參與形成翻譯起始復(fù)合物。起始密碼子只能辨認(rèn)起始密碼子只能辨認(rèn)Met-tRNAiMet。tRNAMet和甲硫氨酸結(jié)合后生成和甲硫氨酸結(jié)合后生成Met-tRNAMet，必要時(shí)進(jìn)入核蛋白體，為延長中，必要時(shí)進(jìn)入核蛋白體，為延長中的肽鏈添加甲硫氨酸。的肽鏈添加甲硫氨酸。 起始氨基酰起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet 參與肽鏈延長的甲硫氨酰參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMetn真核生物真核生物二、二、肽鏈合成的起始需要特殊的起始氨基酰肽鏈合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA具有起始功能的具有起始功能的tRNAfMet與甲硫氨酸結(jié)合與甲硫

23、氨酸結(jié)合后，甲硫氨酸很快被甲酰化為后，甲硫氨酸很快被甲?；癁镹-甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸(N-formyl methionine, fMet)，于是形成，于是形成N-甲酰甲酰甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)，可以在，可以在mRNA的起始密碼子的起始密碼子AUG處就位，參與形成翻譯起始處就位，參與形成翻譯起始復(fù)合物。起始密碼子只能辨認(rèn)復(fù)合物。起始密碼子只能辨認(rèn)fMet-tRNAfMet。 n原核生物原核生物起始氨基酰起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet fMet-tRNAfMet的生成是一碳化合物轉(zhuǎn)移和的生成是一碳化合物轉(zhuǎn)移和利用的過程之一，反應(yīng)由轉(zhuǎn)甲?；?/p>

24、催化，甲利用的過程之一，反應(yīng)由轉(zhuǎn)甲?；复呋柞；鶑孽；鶑腘10-甲酰四氫葉酸轉(zhuǎn)移到甲硫氨酸的甲酰四氫葉酸轉(zhuǎn)移到甲硫氨酸的-氨氨基上?；稀?The biosynthesis process of peptide chain第三節(jié)第三節(jié) 肽鏈的生物合成過程肽鏈的生物合成過程翻譯過程從閱讀框架的翻譯過程從閱讀框架的5 -AUG開始，按開始，按mRNA模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈，直模板三聯(lián)體密碼的順序延長肽鏈，直至終止密碼出現(xiàn)。至終止密碼出現(xiàn)。 翻譯的起始翻譯的起始翻譯的延長翻譯的延長翻譯的終止翻譯的終止翻譯過程可分為翻譯過程可分為 翻譯的起始翻譯的起始是指是指mRNA和起始氨基酰和起始氨基酰

25、-tRNA分分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過程。別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過程。1. 核糖體大小亞基分離；2.核糖體小亞基結(jié)合于核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附近的起始密碼子附近 ；3. fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體結(jié)合在核糖體P位位 ； 4. 核蛋白體大亞基結(jié)合。一、翻譯起始復(fù)合物的裝配啟動(dòng)肽鏈合成一、翻譯起始復(fù)合物的裝配啟動(dòng)肽鏈合成（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成（一）原核生物翻譯起始復(fù)合物的形成 起始因子（起始因子（IF） 與多肽鏈合成起始有關(guān)的蛋白因子稱為與多肽鏈合成起始有關(guān)的蛋白因子稱為起始因起始因子（子（initiation factor，

26、IF）。）。 原核生物中存在原核生物中存在3種起始因子，分別稱為種起始因子，分別稱為IF1-3。在真核生物中存在在真核生物中存在9種起始因子（種起始因子（eIF）。）。 IF的作用主要是促進(jìn)核蛋白體小亞基與起始的作用主要是促進(jìn)核蛋白體小亞基與起始tRNA及模板及模板mRNA結(jié)合。結(jié)合。 參與原核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能參與原核生物翻譯的各種蛋白質(zhì)因子及其生物學(xué)功能種類生物學(xué)功能起始因子IF-1占據(jù)A位防止結(jié)合其他tRNAIF-2促進(jìn)起始tRNA與小亞基結(jié)合IF-3促進(jìn)大小亞基分離，提高P位對結(jié)合起始tRNA的敏感性延長因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，結(jié)合并分解GTPE

27、F-Ts 調(diào)節(jié)亞基EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促進(jìn)tRNA卸載與釋放釋放因子RF-1特異識(shí)別UAA、UAG，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ窻F-2特異識(shí)別UAA、UGA，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ窻F-3可與核蛋白體其他部位結(jié)合，有GTP酶活性，能介導(dǎo)RF-1及RF-2與核蛋白體的相互作用原核生物翻譯起始復(fù)合物形成原核生物翻譯起始復(fù)合物形成1. 核糖體大小亞基分離；2.核糖體小亞基結(jié)合于核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附的起始密碼子附 近；3. fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體結(jié)合在核糖體P位位 ； 4. 核蛋白體大亞基結(jié)合。IF-3IF-11. 1. 核糖體

28、大、小亞基分離：核糖體大、小亞基分離：IF-1和和IF-3與小亞基結(jié)合，促進(jìn)核蛋白體大、小與小亞基結(jié)合，促進(jìn)核蛋白體大、小亞基拆離，為新一輪合成作準(zhǔn)備。亞基拆離，為新一輪合成作準(zhǔn)備。A U G53IF-3IF-1mRNA與核糖體小亞基結(jié)合與核糖體小亞基結(jié)合2.核糖體小亞基結(jié)合于核糖體小亞基結(jié)合于mRNA的起始密碼子附的起始密碼子附 近；近； 許多許多mRNAmRNA分子在距起始密碼子上游約分子在距起始密碼子上游約813813個(gè)核苷酸處，存在一段富含嘌呤（個(gè)核苷酸處，存在一段富含嘌呤（-AGGA-AGGA-）的的一致性序列，稱為一致性序列，稱為S-DS-D序列序列，是核蛋白體結(jié)合位，是核蛋白體結(jié)

29、合位點(diǎn)（點(diǎn)（RBSRBS） 原核原核1616S rRNAS rRNA存在一段富含嘧啶的序列，可存在一段富含嘧啶的序列，可通過堿基配對與通過堿基配對與S-DS-D序列結(jié)合，使序列結(jié)合，使mRNAmRNA與核蛋與核蛋白體小亞基結(jié)合。白體小亞基結(jié)合。S-D序列序列IF-3IF-1AGGAGGA U G53AGGAGGUCCUCC在在mRNAmRNA上緊接上緊接S-DS-D序列之后的序列，可被核序列之后的序列，可被核蛋白體小亞基蛋白蛋白體小亞基蛋白rpS-1rpS-1辨認(rèn)結(jié)合。辨認(rèn)結(jié)合。通過上述兩種機(jī)制，使通過上述兩種機(jī)制，使mRNAmRNA能與核蛋白體小能與核蛋白體小亞基精確定位結(jié)合。亞基精確定位結(jié)

30、合。IF-3IF-1IF-2GTP3. fMet-tRNAfMet結(jié)合在核糖體結(jié)合在核糖體P位位 A U G53 起始起始 fMet-tRNAimet以及以及IF2-GTP一起，識(shí)一起，識(shí)別結(jié)合小亞基別結(jié)合小亞基P位，并對應(yīng)模板位，并對應(yīng)模板mRNA的起始密的起始密碼碼AUG。IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核糖體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成核糖體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成A U G53 IF2結(jié)合的結(jié)合的GTP被水解，三種被水解，三種IF脫離，脫離，50S大大亞基與亞基與30S小亞基、模板小亞基、模板mRNA以及起始以及起始fMet-tRNAifMet構(gòu)成起始復(fù)合體。構(gòu)成起始復(fù)合體

31、。IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi原核生物翻譯起始復(fù)合物形成原核生物翻譯起始復(fù)合物形成（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物的形成（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物的形成1. 核糖體大小亞基分離；核糖體大小亞基分離；2. Met-tRNAiMet定位結(jié)合于小亞基定位結(jié)合于小亞基P位；位； 3. mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合；與核糖體小亞基定位結(jié)合；4. 核糖體大亞基結(jié)合。核糖體大亞基結(jié)合。mRNA eIF-6 GDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetelF-2 -GTP真核生物翻譯起始真核生物翻譯起始復(fù)合

32、物形成過程復(fù)合物形成過程指根據(jù)指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，依次添加密碼序列的指導(dǎo)，依次添加氨基酸氨基酸, ,從從N端向端向C端延伸肽鏈，直到合成終止端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。的過程。 H2NCOOH二、在核糖體上重復(fù)進(jìn)行的三步反應(yīng)延長肽鏈二、在核糖體上重復(fù)進(jìn)行的三步反應(yīng)延長肽鏈 在翻譯起始復(fù)合體形成的基礎(chǔ)上，活化在翻譯起始復(fù)合體形成的基礎(chǔ)上，活化氨基酸在核蛋白體上反復(fù)翻譯氨基酸在核蛋白體上反復(fù)翻譯mRNA上的密上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程，稱為碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程，稱為核糖體循環(huán)（核糖體循環(huán)（ribosomal cycle）。）。 每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸，包括以下

33、三每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸，包括以下三步：步：進(jìn)位、成肽進(jìn)位、成肽和和轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位三步反應(yīng)。三步反應(yīng)。核糖體循環(huán)（核糖體循環(huán)（ribosomal cycle） 延伸過程所需蛋白因子稱為延伸過程所需蛋白因子稱為延長因子延長因子(elongation factor, EF)原核生物原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G真核生物真核生物：EF-1 、EF-2 原核延長因原核延長因子子生物功能生物功能對應(yīng)真核延長對應(yīng)真核延長因子因子EF-Tu促進(jìn)氨基酰促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入進(jìn)入A位，結(jié)合位，結(jié)合分解分解GTPEF-1-EF-Ts調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基EF-1-EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)有轉(zhuǎn)位

34、酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位前移到位前移到P位，促進(jìn)卸載位，促進(jìn)卸載tRNA釋放釋放EF-2肽鏈合成的延長因子肽鏈合成的延長因子 又稱注冊又稱注冊(registration)1.1.進(jìn)位進(jìn)位 與與mRNA下一個(gè)下一個(gè)密碼相對應(yīng)的氨基酰密碼相對應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核蛋白體進(jìn)入核蛋白體的的A位。此步驟需位。此步驟需GTP，Mg2+和和EF-T參與。參與。2.2.成肽成肽 在大亞基上的在大亞基上的轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化下催化下, ,由供位上的由供位上的fMet-tRNAfMet-tRNAfMetfMet或肽?；螂孽RNAtRNA轉(zhuǎn)移到受位上的氨基酰轉(zhuǎn)

35、移到受位上的氨基酰tRNAtRNA上上, ,與與其其 -氨基縮合氨基縮合形成肽鍵，使肽鏈延長一個(gè)形成肽鍵，使肽鏈延長一個(gè)氨基酸單位。氨基酸單位。 此步驟需此步驟需Mg2+Mg2+，K+K+。成肽反應(yīng)過程成肽反應(yīng)過程 延長因子延長因子EF-G有有轉(zhuǎn)位酶轉(zhuǎn)位酶( translocase )活性，活性，可結(jié)合并水解可結(jié)合并水解1分子分子GTP，促進(jìn)核蛋白體向，促進(jìn)核蛋白體向mRNA的的3側(cè)移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼的距離，同時(shí)側(cè)移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼的距離，同時(shí)使肽?；闺孽；鵷RNA從從A位移到位移到P位。此步驟需位。此步驟需GTP和和Mg2+參與。參與。3.轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位延長因子延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶有轉(zhuǎn)位酶(

36、 ( translocase ) )活活性，可結(jié)合并水解性，可結(jié)合并水解1 1分子分子GTP，促進(jìn)核蛋白體向，促進(jìn)核蛋白體向mRNA的的3 3側(cè)移動(dòng)側(cè)移動(dòng) 。轉(zhuǎn)位過程轉(zhuǎn)位過程fMetA U G53fMetTuGTP進(jìn)進(jìn)位位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位位成肽成肽核糖體循環(huán)的反應(yīng)過程核糖體循環(huán)的反應(yīng)過程核蛋白體沿核蛋白體沿mRNAmRNA鏈滑動(dòng)，不斷使多肽鏈鏈滑動(dòng)，不斷使多肽鏈延長，直到延長，直到mRNAmRNA上終止密碼進(jìn)入上終止密碼進(jìn)入A A位出現(xiàn)后，位出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA-tRNA中釋出，中釋出，mRNAmRNA、核蛋白體等分離，這些過程稱為肽鏈、核蛋白體等分離，

37、這些過程稱為肽鏈合成終止。合成終止。三、終止密碼子和釋放因子導(dǎo)致肽鏈合成停止三、終止密碼子和釋放因子導(dǎo)致肽鏈合成停止 與肽鏈合成終止相關(guān)的蛋白因子稱為與肽鏈合成終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子釋放因子 (release factor, RF)(release factor, RF) 1.識(shí)別終止密碼，如識(shí)別終止密碼，如RF-1特異識(shí)別特異識(shí)別UAA、UAG；而；而RF-2可識(shí)別可識(shí)別UAA、UGA。 2.誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕闺逆溑c誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，使肽鏈與tRNA間的酯鍵水解，釋放出肽鏈。間的酯鍵水解，釋放出肽鏈。 釋放因子的功能釋放因子的功能原核生物釋放因子：原核生物釋放因子：

38、RF-1，RF-2，RF-3 真核生物釋放因子：真核生物釋放因子：eRF 原原核核肽肽鏈鏈合合成成終終止止過過程程 U A G53COO-多肽鏈合成終止演示多肽鏈合成終止演示蛋白質(zhì)生物合成所需的能量：蛋白質(zhì)生物合成所需的能量： 每合成一個(gè)肽鍵，至少需要消耗每合成一個(gè)肽鍵，至少需要消耗4分子高能磷酸分子高能磷酸化合物（不包括起始階段的一分子化合物（不包括起始階段的一分子GTP）。）。 1、AA活化生成氨基?；罨砂被RNA，消耗兩分子高能消耗兩分子高能 磷酸化合物。（磷酸化合物。（ATPADPAMP） 2、延伸階段：進(jìn)位和移位，各消耗一分子延伸階段：進(jìn)位和移位，各消耗一分子GTP。多聚核蛋

39、白體多聚核蛋白體(polysome)使蛋白質(zhì)合成高速、使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。高效進(jìn)行。 由若干核蛋白體結(jié)合在一由若干核蛋白體結(jié)合在一條條mRNAmRNA上同時(shí)進(jìn)行多肽鏈上同時(shí)進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為稱為多聚核蛋白體。多聚核蛋白體。 mRNA mRNA上可附著上可附著1010010100個(gè)個(gè)核蛋白體。核蛋白體。電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象蛋白質(zhì)生物合成小結(jié)蛋白質(zhì)生物合成小結(jié)1.模板模板 mRNA53起始密碼：起始密碼：AUG 終止密碼：終止密碼：UAA, UAG, UGA2.肽鏈合成肽鏈合成 N C 第一個(gè)第一個(gè)aa是是met (f

40、met)4.耗能：耗能：4個(gè)高能鍵（一個(gè)個(gè)高能鍵（一個(gè)ATP、2個(gè)個(gè)GTP）5.有多種蛋白因子參與有多種蛋白因子參與6.合成位置：胞液合成位置：胞液起始起始延伸延伸終止終止3.反應(yīng)過程反應(yīng)過程進(jìn)位進(jìn)位成肽成肽轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位1.核糖體不同核糖體不同真核生物蛋白質(zhì)合成的特點(diǎn)真核生物蛋白質(zhì)合成的特點(diǎn)2.真核細(xì)胞中，真核細(xì)胞中，mRNA為單順反子。原核細(xì)胞中為單順反子。原核細(xì)胞中 mRNA為多順反子。為多順反子。5.5.翻譯起始復(fù)合物時(shí)，真核細(xì)胞的小亞基是先與翻譯起始復(fù)合物時(shí)，真核細(xì)胞的小亞基是先與 Met-tRNA Met-tRNAi iMetMet結(jié)合，再與結(jié)合，再與mRNAmRNA模板結(jié)合。模板結(jié)合。

41、3.真核細(xì)胞中起始是真核細(xì)胞中起始是Met-tRNAiMet。不需甲酰化。不需甲酰化。4.真核細(xì)胞核蛋白體沒有真核細(xì)胞核蛋白體沒有E位，轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的位，轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的tRNA 直接從直接從P位脫落。位脫落。6.所需因子不相同所需因子不相同.7. 真核生物：轉(zhuǎn)錄和翻譯在空間與時(shí)間上存在間隔真核生物：轉(zhuǎn)錄和翻譯在空間與時(shí)間上存在間隔mRNA eIF-6 GDP+PielF-5ATPADP+PielF4E, elF4G, elF4A, elF4B,PABMetelF-2 -GTP真核生物翻譯起始真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過程復(fù)合物形成過程肽鏈生物合成后的加工和靶向輸送肽鏈生物合成后的加工和靶向輸送Po

42、sttranslational Processing & Protein Transportation第第 四四 節(jié)節(jié)目的要求目的要求1.1.熟悉肽鏈生物合成后的加工的方式熟悉肽鏈生物合成后的加工的方式2.2.熟悉分子伴侶的作用熟悉分子伴侶的作用3.3.了解了解肽鏈生物合成后的靶向輸送肽鏈生物合成后的靶向輸送學(xué)習(xí)提綱學(xué)習(xí)提綱1.1.何謂翻譯后的加工？何謂翻譯后的加工？2.2.分子伴侶有何作用？分子伴侶有何作用？3.3.何謂蛋白質(zhì)的靶向輸送？何謂蛋白質(zhì)的靶向輸送？l 蛋白質(zhì)合成后被定向輸送到其發(fā)揮作蛋白質(zhì)合成后被定向輸送到其發(fā)揮作用的靶位點(diǎn)的過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送用的靶位點(diǎn)的過程稱為蛋

43、白質(zhì)的靶向輸送(protein targeting)。 l從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過不同的復(fù)雜加工過程白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過不同的復(fù)雜加工過程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì)，這一加工過才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì)，這一加工過程稱為翻譯后修飾。程稱為翻譯后修飾。翻譯后修飾主要包括翻譯后修飾主要包括: 多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)象多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)象 肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾 空間結(jié)構(gòu)修飾空間結(jié)構(gòu)修飾 一一.多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì) 新生肽鏈的折疊在肽鏈新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成

44、后合成中、合成后完成，完成，新生肽鏈新生肽鏈N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開始。隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)即開始。隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空生正確的二級結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空間構(gòu)象。間構(gòu)象。 多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即息，即一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。 細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白輔助。而需要其他酶、蛋白輔助。 幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大

45、分子幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子1. 分子伴侶分子伴侶 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 (protein disulfide isomerase, PDI)3. 肽肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶脯氨酰順反異構(gòu)酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)1. 熱休克蛋白熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和和GreE族族 2. 伴侶蛋白伴侶蛋白(chaperonins) GroEL和和GroES家族家族分子伴侶分子伴侶分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別分子伴侶是細(xì)

46、胞一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。質(zhì)的正確折疊。 熱休克蛋白促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的基本作用熱休克蛋白促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的基本作用結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)行折疊。形成行折疊。形成HSP70和多肽片段依次結(jié)合、解離和多肽片段依次結(jié)合、解離的循環(huán)。的循環(huán)。 HSP40結(jié)合待結(jié)合待折疊多肽片段折疊多肽片段 HSP70-ATP復(fù)合物復(fù)合物 HSP40- HSP70-ADP-多肽復(fù)合物多肽復(fù)合物 ATP水解水解GrpE ATPADP復(fù)合物解離，釋出多肽鏈片段進(jìn)行正確折疊復(fù)合物解離，

47、釋出多肽鏈片段進(jìn)行正確折疊 伴侶素伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程 伴侶素的主要作用伴侶素的主要作用為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境然空間構(gòu)象的微環(huán)境。 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這一過程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。一過程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。 二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配

48、二硫鍵斷裂并形成正確二大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。然構(gòu)象。二、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)修飾主要是肽鍵水解二、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)修飾主要是肽鍵水解和化學(xué)修飾和化學(xué)修飾 （一）肽鏈（一）肽鏈N端和端和C端有切除和（或）化學(xué)修飾端有切除和（或）化學(xué)修飾（二）各種氨基酸殘基可進(jìn)行多種化學(xué)修飾（二）各種氨基酸殘基可進(jìn)行多種化學(xué)修飾 1糖基化糖基化 2羥基化羥基化 3甲基化甲基化 4磷酸化磷酸化 5二硫鍵形成二硫鍵形成 6親脂性修飾親脂性修飾鴉片促黑皮質(zhì)素原鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾NC信號肽

49、信號肽PMOCKRKR103肽肽 ( ？)ACTH -LT -MSH -MSHEndophin（三）水解加工可生成具有生物活性的蛋白質(zhì)或多肽（三）水解加工可生成具有生物活性的蛋白質(zhì)或多肽三三. .蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)修飾包括亞基聚合和輔蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)修飾包括亞基聚合和輔基連接高級結(jié)構(gòu)的基連接高級結(jié)構(gòu)的（一）通過非共價(jià)鍵亞基聚合形成具有四級結(jié)構(gòu)（一）通過非共價(jià)鍵亞基聚合形成具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì) （二）輔基連接后形成完整的結(jié)合蛋白質(zhì)（二）輔基連接后形成完整的結(jié)合蛋白質(zhì) 所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號，主要是主要是N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)末

50、端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這類序列稱為信號轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這類序列稱為信號序列序列(signal sequence)。 信號序列是決定蛋白質(zhì)靶向輸送特性的最重要信號序列是決定蛋白質(zhì)靶向輸送特性的最重要元件，提示指導(dǎo)蛋白質(zhì)靶向輸送的信息存在于元件，提示指導(dǎo)蛋白質(zhì)靶向輸送的信息存在于蛋白質(zhì)自身的一級結(jié)構(gòu)中。蛋白質(zhì)自身的一級結(jié)構(gòu)中。 靶向輸送的蛋白質(zhì)靶向輸送的蛋白質(zhì)N-端存在信號序列端存在信號序列四、合成后蛋白質(zhì)可被靶向輸送至細(xì)胞四、合成后蛋白質(zhì)可被靶向輸送至細(xì)胞特定部位特定部位蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制Interference &

51、; Inhibition of Protein Biosynthesis第第 五節(jié)五節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點(diǎn)。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋作用靶點(diǎn)。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過程而起作用的。物合成過程而起作用的。 可針對蛋白質(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究可針對蛋白質(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點(diǎn)。新抗菌藥物的作用靶點(diǎn)。同時(shí)盡量利用真核、原同時(shí)盡量利用真核、原核生物蛋白質(zhì)合成體系的任何差異，以設(shè)計(jì)、篩核生

52、物蛋白質(zhì)合成體系的任何差異，以設(shè)計(jì)、篩選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。 一一.許多抗生素通過抑制肽鏈生物合成發(fā)揮作用許多抗生素通過抑制肽鏈生物合成發(fā)揮作用抗生素抗生素(antibiotics)是一類由某些真菌、是一類由某些真菌、細(xì)菌等微生物產(chǎn)生的藥物，有抑制其他微生細(xì)菌等微生物產(chǎn)生的藥物，有抑制其他微生物生長或殺死其他微生物的能力，對宿主無物生長或殺死其他微生物的能力，對宿主無毒性的抗生素可用于預(yù)防和治療人、動(dòng)物和毒性的抗生素可用于預(yù)防和治療人、動(dòng)物和植物的感染性疾病。植物的感染性疾病。（二）抑制肽鏈延長的抗生素 干擾進(jìn)位的抗生素干擾進(jìn)位的抗生素引起讀碼錯(cuò)誤的抗生素引起讀碼錯(cuò)誤的抗生素 影響肽鍵形成的抗生素影響肽鍵形成的抗生素 影響轉(zhuǎn)位的抗生素影響轉(zhuǎn)位的抗生素 （一）抑制肽鏈合成起始的抗生素抗生素 作用位點(diǎn) 作用原理應(yīng)用 伊短菌素 原核、真核核蛋白體小亞基 阻礙翻譯起始復(fù)合物的形成（抑制肽鏈合成起始）抑制肽鏈合成起