蛋白質(zhì)生物合成I

1、遺傳密碼與蛋白質(zhì)生物合成遺傳密碼(Genetic Code)遺傳密碼表示核酸上四種堿基順序與蛋白質(zhì)中20種氨基酸順序的一致關(guān)系密碼子是由三個(gè)核酸即三聯(lián)體組成的(Triplet Code)數(shù)字方法推算遺傳學(xué)方法推測(cè)遺傳密碼的闡明生物化學(xué)方法破譯遺傳密碼1961年，Nirenberg發(fā)展了大腸桿菌無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系通過多聚核苷酸磷酸化酶(Polynucleotide phosphorylase)催化從核苷二磷酸合成多聚核苷酸(NMP)n+NDP (NMP)n+1+Pi人工合成僅由一種核苷酸組成的多聚核苷酸Poly(A)、Poly (C)、Poly(G)、Poly(U)推測(cè)由哪一種氨基酸合成的多肽

2、發(fā)現(xiàn)Poly(U)合成Poly(Phe) Poly(A)合成Poly(Lys) Poly (C)合成Poly(Pro)以兩種不同比例的核苷酸混合物合成不均一的多聚核苷酸。推測(cè)密碼子的核苷酸組成。A和C以5:1比例合成多聚核苷酸，分析氨基酸參入頻率。推測(cè)對(duì)應(yīng)密碼子核苷酸組成可能情況核糖體結(jié)合試驗(yàn)破譯密碼子的核苷酸順序人工合成的三核苷酸與對(duì)應(yīng)的氨酰-tRNA分子及核糖體復(fù)合物可以保留在硝酸纖維膜上核糖體結(jié)合實(shí)驗(yàn)用特定順序的多聚核苷酸指導(dǎo)多肽的合成規(guī)則的多聚二核苷酸作模板指導(dǎo)合成含兩種氨基酸間隔的多肽(UGUGUGUG.)(Cys.Val.)規(guī)則的多聚三核苷酸作模板Poly(UUC)獲三種不同均聚肽

3、由Poly(GUA)或Poly(GAU)獲得兩種均聚肽GUAGUAGUAGUAGAUGAUGAUGAUUAG和UGA為終止密碼子密碼表密碼子的主要性質(zhì)簡(jiǎn)并(degeneracy) 幾種密碼子對(duì)應(yīng)于相同一種氨基酸。這些密碼子 為同義密碼子不重疊 密碼子是不重疊的，每個(gè)三聯(lián)體中的三個(gè)核苷酸 只編碼一個(gè)氨基酸，核苷酸不重疊使用 噬菌體x174中某些基因之間有重疊現(xiàn)象統(tǒng)一性 絕大多數(shù)密碼子對(duì)各種生物都適用 某些線粒體中遺傳密碼有例外無標(biāo)點(diǎn)噬菌體 x174基因圖譜線粒體中存在不同的密碼子的比較遺傳密碼與基因突變基因突變點(diǎn)突變錯(cuò)義突變 堿基置換(改變)造成氨基酸的改變無義突變 某一密碼子變成了終止密碼子(

4、UAA、UAG、UGA)終止密碼子突變 終止密碼子變?yōu)槟硞€(gè)氨基酸的密碼子移碼突變 基因內(nèi)一對(duì)堿基的缺失或增加突變的抑制基因內(nèi)突變抑制 抑制基因突變發(fā)生在同一基因內(nèi)基因間突變抑制 抑制基因突變發(fā)生在不同基因 tRNA基因突變可以抑制另一基因的突變 大腸桿菌中的抑制基因蛋白質(zhì)的生物合成tRNA是連接器(adaptor)分子，它可以將氨基酸引入核糖體并解讀mRNA上的遺傳信息tRNA的分子特征 tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu)(三葉草結(jié)構(gòu)) 三級(jí)結(jié)構(gòu)(倒L型)密碼子與反密碼子配對(duì)關(guān)系擺動(dòng)假設(shè)(Wobble hypothesis)擺動(dòng)假設(shè)解釋了密碼子簡(jiǎn)并現(xiàn)象，即簡(jiǎn)并密碼子代表了同一種氨基酸是由于允許密碼子

5、第三位堿基非標(biāo)準(zhǔn)化配對(duì)酵母Ala- tRNA的堿基順序tRNA分子的共同特征酵母Phe-tRNA三維結(jié)構(gòu)tRNA X射線晶體圖實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的tRNA分子上的元件按照Wobble假說密碼子與反密碼子配對(duì)氨基酰-tRNA氨基酸和tRNA的結(jié)合形成的氨基酰-tRNA是蛋白質(zhì)合成中連接器分子(蛋白質(zhì)合成的直接底物)氨基酰-tRNA的形成 通過氨基酰-tRNA合成酶催化 a.活化(對(duì)氨基酸的識(shí)別) b.轉(zhuǎn)移(對(duì)tRNA的識(shí)別) 氨基?；鶊F(tuán)連接在tRNA3腺苷的2或3羥基上，?；罂稍?與 3之間轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)肽時(shí)可能只有3-羥基上才有活力氨酰-AMP的形成氨酰-tRNA末端腺苷酸2或3羥基上氨基酸的酯化氨酰-t

6、RNA合成酶有兩種氨酰-tRNA合成酶(ClassI、ClassII)由氨酰-tRNA合成酶識(shí)別的結(jié)構(gòu)特征可能十分簡(jiǎn)單氨酰-tRNA合成酶的校閱功能密碼子與反密碼子配對(duì)與tRNA上攜帶氨基酸無關(guān)大腸桿菌谷氨酰tRNA合成酶tRNAGlnATP X射線結(jié)構(gòu)氨酰tRNA合成酶與tRNA、 ATP復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)酵母天冬酰tRNA合成酶tRNAAspATP X射線結(jié)構(gòu)Gln-氨酰tRNA合成酶和Asp氨酰tRNA合成酶與相關(guān)tRNA結(jié)合模型四種tRNA分子的主要元件丙氨酰-tRNA合成酶識(shí)別tRNAAla(G=U堿基對(duì)是專一結(jié)合和?；奈ㄒ辉?Val和Ile分子模型通過水解校閱不正確的氨酰-AMP原核生物轉(zhuǎn)錄的mRNA是一個(gè)多順反子(polycistron)真核生物mRNA是一個(gè)單順反子(cistron)原核生物和真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的比較遺傳密碼的闡明生物化學(xué)方法破譯遺傳密碼1961年，Nirenberg發(fā)展了大腸桿菌無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系通過多聚核苷酸磷酸化酶(Polynucleotide phosphorylase)催化從核苷二磷酸合成多聚核苷酸(NMP)n+NDP (NMP)n