CB第05章核糖體與蛋白質(zhì)的合成

1、1n只要我們面向太陽(yáng)，黑暗永遠(yuǎn)在后面。海倫.凱勒第第5 5章章核糖體與蛋白質(zhì)的生物合成核糖體與蛋白質(zhì)的生物合成3概概 述述* *全稱：核糖核蛋白體全稱：核糖核蛋白體（核蛋白體）（核蛋白體）* *由由幾種幾種rrnarrna 和和幾十種蛋白幾十種蛋白構(gòu)成。構(gòu)成。* *主成分主成分rrnarrna（6060）和）和 r r蛋白蛋白（4040）* *非膜性的顆粒狀結(jié)構(gòu)（游離非膜性的顆粒狀結(jié)構(gòu)（游離oror附著）附著）* *直徑直徑1230nm，存在所有細(xì)胞。存在所有細(xì)胞。* *19581958年，年，robinsinrobinsin和和brownbrown發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)。4正在工作的核糖體（電鏡觀）正在

2、工作的核糖體（電鏡觀）5核糖體的大小亞基核糖體的大小亞基65.1 核糖體化學(xué)組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)核糖體化學(xué)組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)5.1.1 化學(xué)組成化學(xué)組成 線粒體（哺乳類）線粒體（哺乳類）: 55s核糖體（核糖體（35s + 25s）7 * 真核細(xì)胞：真核細(xì)胞：80s核糖體（核糖體（60s40s）60s -3種種rrna（28s、5.8s、5s） + 49種蛋白。種蛋白。40s -1種種rrna（18s） 33種蛋白。種蛋白。* 原核細(xì)胞：原核細(xì)胞：70s核糖體（核糖體（50s30s）50s-2種種rrna（23s、5s）34種蛋白。種蛋白。30s-1種種rrna （16s） + 21種蛋白。種蛋白。核糖

3、體的化學(xué)組成核糖體的化學(xué)組成rrnarrna、r r蛋白蛋白85.1.2 核糖體的超微結(jié)構(gòu)核糖體的超微結(jié)構(gòu)9核糖體主要功能部位核糖體主要功能部位位位-供位供位-肽酰基位肽?；晃晃?受位受位- - -氨?；话滨；晃晃?肽基轉(zhuǎn)移酶肽基轉(zhuǎn)移酶 （因子）（因子）位置位置。位位-酶酶 （移位酶）（移位酶）位置位置。 e e位位即將離開(kāi)的即將離開(kāi)的trnatrna所所暫時(shí)停留的位點(diǎn)。暫時(shí)停留的位點(diǎn)。10核糖體的功能部位核糖體的功能部位g1160s40s多肽多肽中央管中央管核糖體的功能部位12核糖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)核糖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) *由大小兩個(gè)亞單位組成的小體。由大小兩個(gè)亞單位組成的小體。 *有左右貫通隧道有左

4、右貫通隧道-mrna通道。通道。 *大亞基有中央管大亞基有中央管-多肽鏈出口。多肽鏈出口。 *核糖體上存在幾個(gè)重要功能部位。核糖體上存在幾個(gè)重要功能部位。 13 5.2 蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成n n 14中心法則圖解中心法則：dna會(huì)將信息傳遞給rna，而rna再將信息傳遞給蛋白質(zhì)15蛋白合成裝置蛋白合成裝置核糖體復(fù)合物核糖體復(fù)合物165.2.1 遺傳密碼與密碼子遺傳密碼與密碼子n遺傳密碼（遺傳密碼（genetic code） mrna mrna 三個(gè)核苷酸一組的特定排列所構(gòu)成的三個(gè)核苷酸一組的特定排列所構(gòu)成的一套一套aaaa的代碼。由的代碼。由6464個(gè)密碼子組成個(gè)密碼子組成 。n

5、密碼子（密碼子（codon） -mrna-mrna分子上每分子上每3 3個(gè)相鄰的核苷酸所組成的個(gè)相鄰的核苷酸所組成的含特定信息的三聯(lián)體。含特定信息的三聯(lián)體。 17遺傳密碼表18翻譯過(guò)程所需模板mrna19遺傳密碼的特性遺傳密碼的特性 方向性方向性- 讀碼方向：讀碼方向： 簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性- 除除蛋蛋aa & 色色aa，其余，其余aa 均由均由-個(gè)個(gè) 密碼子編碼。密碼子編碼。 （ 多個(gè)密碼子決定同一多個(gè)密碼子決定同一 aa）。）。 同義密碼子同義密碼子 -前堿基大多相同。前堿基大多相同。 連續(xù)性連續(xù)性 -密碼子間無(wú)間隔密碼子間無(wú)間隔（連續(xù)排列連續(xù)排列 ）。）。 擺動(dòng)性擺動(dòng)性-密碼與反密碼結(jié)合

6、有時(shí)不嚴(yán)格。密碼與反密碼結(jié)合有時(shí)不嚴(yán)格。 通用性通用性 -細(xì)菌到人類，遺傳密碼相同。細(xì)菌到人類，遺傳密碼相同。20反密碼環(huán)反密碼環(huán)-反密碼子反密碼子 反密碼子反密碼子 反密碼環(huán)上的三反密碼環(huán)上的三聯(lián)體。聯(lián)體。其第其第1 1 堿堿基（基（55）與密碼）與密碼子的第子的第3 3 堿基堿基（33）配對(duì)不嚴(yán)）配對(duì)不嚴(yán)格（可擺動(dòng)）格（可擺動(dòng)）。215.2.2 trna與與 反密碼子反密碼子2220種種aa與與 trna 的關(guān)系的關(guān)系n密碼子有簡(jiǎn)并性密碼子有簡(jiǎn)并性（26種編碼一種種編碼一種aa）。）。 理論上，理論上， 如果一種密碼子對(duì)應(yīng)一種如果一種密碼子對(duì)應(yīng)一種 trna， 那么一種那么一種aa可由可由

7、26 種種 trna轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)。n密碼子有擺動(dòng)性密碼子有擺動(dòng)性 使得使得61種密碼子不需種密碼子不需61種種trna來(lái)配合來(lái)配合 原核細(xì)胞：原核細(xì)胞：3040種種 trna 真核細(xì)胞：真核細(xì)胞：50余種余種 trna235.2.3 蛋白質(zhì)合成的基本過(guò)程蛋白質(zhì)合成的基本過(guò)程1、aa 的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)的活化與轉(zhuǎn)運(yùn) 2、肽鏈合成的起始、肽鏈合成的起始 3、肽鏈的延伸、肽鏈的延伸 4、肽鏈的終止與釋放、肽鏈的終止與釋放 24蛋白合成的過(guò)程蛋白合成的過(guò)程25轉(zhuǎn)錄和翻譯的偶聯(lián)轉(zhuǎn)錄和翻譯的偶聯(lián)26蛋白合成基本步驟蛋白合成基本步驟1、aa活化與轉(zhuǎn)運(yùn)活化與轉(zhuǎn)運(yùn)（氨酰（氨酰trna 合成）合成） aa、atp、氨酰、

8、氨酰trna合成酶合成酶 復(fù)合體復(fù)合體 復(fù)合體復(fù)合體 t rna 氨酰氨酰 trna、 酶、酶、amp2、肽鏈合成起始：肽鏈合成起始：種種 起始因子（起始因子（if）協(xié)助）協(xié)助 30起始復(fù)合物（小亞基起始復(fù)合物（小亞基mf met-trna） + 50亞基亞基 70 核糖體復(fù)合物核糖體復(fù)合物27合成的基本步驟合成的基本步驟3、肽鏈的延伸：、肽鏈的延伸：延伸因子（延伸因子（ef）。）。 入位入位轉(zhuǎn)肽轉(zhuǎn)肽 移位移位 4、肽鏈終止與釋放、肽鏈終止與釋放 ：釋放因子（釋放因子（rf） a位出現(xiàn)終止碼，位出現(xiàn)終止碼，rf進(jìn)入，激活肽基轉(zhuǎn)進(jìn)入，激活肽基轉(zhuǎn)移酶，水解肽鏈與移酶，水解肽鏈與 t rna間的酯鍵

9、。間的酯鍵。28肽鏈的延伸（入位、轉(zhuǎn)肽）肽鏈的延伸（入位、轉(zhuǎn)肽）29肽鏈的延伸（第二循環(huán)）肽鏈的延伸（第二循環(huán)）30肽鏈合成的終止肽鏈合成的終止31多聚核糖體同時(shí)工作多聚核糖體同時(shí)工作 32多聚核糖體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上多聚核糖體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上 33核糖體合成蛋白的速度核糖體合成蛋白的速度n真核細(xì)胞：真核細(xì)胞：每秒每秒2個(gè)個(gè)aa加到多肽鏈。加到多肽鏈。 原核細(xì)胞：原核細(xì)胞：每秒每秒20個(gè)個(gè)aa加到多肽鏈加到多肽鏈n所以，合成一條完整肽鏈平均需要所以，合成一條完整肽鏈平均需要 20秒秒幾分鐘。幾分鐘。345.2.4 5.2.4 蛋白合成后的加工修飾蛋白合成后的加工修飾n剛合成的蛋白往往無(wú)活性（剛合成的蛋白往往

10、無(wú)活性（蛋白前體蛋白前體、酶原酶原），需要進(jìn)行加工、修飾才有活性。），需要進(jìn)行加工、修飾才有活性。 neg: 胰島素合成：胰島素合成： 胰島素原（分子較大），要切去一胰島素原（分子較大），要切去一部分肽段，成為胰島素。部分肽段，成為胰島素。35 加工好的人胰島素加工好的人胰島素（51 aa） a a鏈：鏈：2121個(gè)個(gè)aaaa， b b鏈鏈3030個(gè)個(gè)aaaa36核糖體的分工核糖體的分工n游離核糖體：游離核糖體： 合成結(jié)構(gòu)性蛋白（內(nèi)源性蛋白）合成結(jié)構(gòu)性蛋白（內(nèi)源性蛋白）n附著核糖體：附著核糖體： 合成分泌性蛋白（輸出性蛋白）合成分泌性蛋白（輸出性蛋白）37核糖體的核糖體的2種工作狀態(tài)種工作狀態(tài)385.2.5 細(xì)菌蛋白合成與抗生素細(xì)菌蛋白合成與抗生素n很多抗生素通過(guò)很多抗生素通過(guò) 干擾核糖體干擾核糖體 而殺菌：而殺菌：n四環(huán)素四環(huán)素可與可與30s亞基結(jié)合，阻止氨酰亞基結(jié)合，阻止氨酰trna的進(jìn)入。的進(jìn)入。n氯霉素氯霉素可與可與50s亞基結(jié)合，抑制該亞亞基結(jié)合，抑制該亞基中轉(zhuǎn)肽酶的活性?；修D(zhuǎn)肽酶的活性。n鏈霉素鏈霉素可結(jié)合可結(jié)合30s亞基，改變其構(gòu)象，亞基，改變其構(gòu)象，引起讀碼錯(cuò)誤。引起讀碼錯(cuò)誤。39本章小結(jié)n核糖體的化