蛋白質生物合成醫(yī)藥經(jīng)濟

1、第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質合成體系蛋白質合成體系 生物的遺傳信息從 DNADNA傳遞給mRNAmRNA的過程稱為轉錄 mRNAmRNA鏈上的遺傳信息合成蛋白質的過程，被稱為翻譯 遺傳信息從 DNA DNA到RNARNA再到蛋白質的過程稱為基因表達 19581958年CrickCrick將生物遺傳信息的這種傳遞方式稱為中心法則。 1972 1972年CrickCrick將中心法則作進一步修改，補充了逆轉錄。Reverse transcriptionDNAR NA蛋白質轉錄反轉錄翻譯復制復制二、核糖體存在形式存在形式: 真核中，核糖體可游離存在，真核中，核糖體可游離存在，也也可同內(nèi)質網(wǎng)結合，形成粗糙的內(nèi)

2、質可同內(nèi)質網(wǎng)結合，形成粗糙的內(nèi)質網(wǎng)。網(wǎng)。 原核中，與原核中，與mRNA形成串形成串狀狀多核糖體。多核糖體。1.1.核糖體的基本功能及存在形式基本功能基本功能:（1）識別）識別mRNA上的起始位點并開始翻譯；上的起始位點并開始翻譯； （2）密碼子與）密碼子與tRNA上的反密碼子正確配對；上的反密碼子正確配對；（3）合成肽鍵。）合成肽鍵。 原核生物核糖體組成真核生物核糖體組成2.2.核糖體的組成及其成分核糖體的組成及其成分結合攜帶氨基酸：結合攜帶氨基酸：一種氨基酸有幾種一種氨基酸有幾種tRNAtRNA攜帶，氨基酸結合在攜帶，氨基酸結合在tRNA3tRNA3-CCA-CCA的位置。的位置。 反密碼子

3、：反密碼子：每種每種tRNAtRNA的反密碼子，決的反密碼子，決定了所帶氨基酸能準確的在定了所帶氨基酸能準確的在mRNAmRNA上對號入座上對號入座 。核糖體的識別位點：核糖體的識別位點：將氨基酸準確地將氨基酸準確地帶到核糖體上。帶到核糖體上。氨基酰氨基酰-tRNA -tRNA 合成酶合成酶的識別位點：的識別位點：將將氨基酸準確地與氨基酸準確地與tRNAtRNA特異性結合。特異性結合。三、 tRNA1. tRNA的功能擺動性假說擺動性假說 反密碼子與反密碼子與mRNA的第的第1,2個核苷酸配對個核苷酸配對時，嚴格遵從堿基配對原則時，嚴格遵從堿基配對原則,但反密碼子與但反密碼子與mRNA的第三個

4、核苷酸配對時，不嚴格遵從的第三個核苷酸配對時，不嚴格遵從堿基配對原則堿基配對原則,出現(xiàn)出現(xiàn)U-G,I-U.C.A配對現(xiàn)象配對現(xiàn)象,表表現(xiàn)出一定的靈活性現(xiàn)出一定的靈活性,擺動性擺動性. 攜帶著攜帶著DNA的遺傳信息，的遺傳信息，是多肽鏈的合成模板。是多肽鏈的合成模板。 在原核細胞內(nèi)，存在時在原核細胞內(nèi)，存在時間間短，在轉錄的同時翻譯；在短，在轉錄的同時翻譯；在真真核細胞內(nèi)，較穩(wěn)定。核細胞內(nèi)，較穩(wěn)定。 蛋白質合成時，蛋白質合成時，mRNA結結合于核糖體小亞基上，大亞合于核糖體小亞基上，大亞基基結合帶氨基酸的結合帶氨基酸的tRNA，tRNA的反密碼子與的反密碼子與mRNA密碼子密碼子配配對，對，AT

5、P供能，合成蛋白質。供能，合成蛋白質。四、 mRNA第二節(jié)第二節(jié) 遺傳密碼遺傳密碼一、密碼子的概念一、密碼子的概念 mRNA分子中為一個氨基酸編碼進入蛋白質分子中為一個氨基酸編碼進入蛋白質多肽鏈特定線性位置的多肽鏈特定線性位置的三個核苷酸單位三個核苷酸單位稱為密碼稱為密碼子（子（Coden）或）或或或。 核糖體結合試驗證明核糖體結合試驗證明:1960-1965:1960-1965年，年，NirenbergNirenberg用用poly upoly u，加入，加入1414C C標記的標記的2020種種aa,aa,僅有苯丙氨酸的僅有苯丙氨酸的寡肽寡肽,UUU=,UUU=苯丙氨酸苯丙氨酸, ,用此法

6、破譯了全部密碼，編出用此法破譯了全部密碼，編出遺傳密碼表。遺傳密碼表。二、密碼子的確立及證明二、密碼子的確立及證明1. 確立確立2.證明證明遺傳密碼遺傳密碼三、三、 遺傳密碼子的特點遺傳密碼子的特點（一）（一）不重疊不重疊：每三個核苷酸為一單位，每個單位只代表一個氨基酸。：每三個核苷酸為一單位，每個單位只代表一個氨基酸。（二）（二）通用性通用性：所有的生物使用同一套密碼子，僅有少數(shù)例外，例如：所有的生物使用同一套密碼子，僅有少數(shù)例外，例如：線粒體起始密碼子為線粒體起始密碼子為AUGAUG、AUU;AUU;終止密碼為終止密碼為AGAAGA，AGCAGC；色氨酸為；色氨酸為UGAUGA等。等。（三

7、）（三）簡并性簡并性：幾種密碼子對應于相同一種氨基酸。密碼子的前兩個堿：幾種密碼子對應于相同一種氨基酸。密碼子的前兩個堿基決定其專一性，第三位堿基可有變異，如基決定其專一性，第三位堿基可有變異，如A A 、G G 、C C 、U U。（四）（四）連續(xù)性連續(xù)性：兩個密碼子之間無任何核苷酸加以隔開和重疊，如插入：兩個密碼子之間無任何核苷酸加以隔開和重疊，如插入或刪除堿基，可發(fā)生移碼突變或框移?；騽h除堿基，可發(fā)生移碼突變或框移。（五）（五）擺動性擺動性：密碼子和反密碼子的第一第二兩個堿基的配對是標準配：密碼子和反密碼子的第一第二兩個堿基的配對是標準配對，而第三個堿基則可以隨意配對。對，而第三個堿基則

8、可以隨意配對。（六）（六）起始起始密碼與密碼與終止終止密碼密碼: : 起始：起始：AUGAUG 終止：終止：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質生物合成的機制蛋白質生物合成的機制合成體系：合成體系：以以mRNAmRNA為模板，為模板，2020種氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰種氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰tRNAtRNA為原料，為原料，酶和因子酶和因子, ,以及無機離子，以及無機離子，ATP ATP 、GTPGTP供能等作用下在核糖體中完成蛋白質的合成供能等作用下在核糖體中完成蛋白質的合成。合成方向：合成方向：NCNC端。端。 氨基酸氨基酸 + tRNA氨基酰氨基酰- tRNAATP

9、AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化第一步反應氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi第二步反應氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E二、原核生物多肽鏈的合成二、原核生物多肽鏈的合成核蛋白體大小亞基分離；核蛋白體大小亞基分離；mRNAmRNA在小亞基定位結合；在小亞基定位結合；起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA的結合；的結合； 核蛋白體大亞基結合。核蛋白體大亞基結合。指根據(jù)指根據(jù)mRNAmRNA下一組下一組遺傳密碼指導，使相應遺傳密碼指導，使相應氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA進入核蛋白進入核蛋白

10、體體A A位。位。延長延長因子因子EF-TEF-T催化催化進位進位進位進位肽鏈的形成肽鏈的形成肽基轉移酶肽基轉移酶進位轉位成肽U A G53RFRR原核肽鏈合成終止過程原核肽鏈合成終止過程 1. 核糖體為核糖體為80S，由，由60S的大亞基和的大亞基和40S的小亞基組成的小亞基組成2. 起始密碼起始密碼AUG3. 起始起始tRNA為為MettRNA4. 起始復合物起始復合物結合在結合在mRNA 5端端AUG上游的帽子結構，上游的帽子結構，真核真核mRNA無富含嘌呤的無富含嘌呤的SD序列（除某些病毒序列（除某些病毒mRNA外）外） 5. 已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近9種（種（

11、eukaryote Initiation factor,eIF） eIF4A.eIF4E.P220復合物稱為帽子結構結合復合物稱為帽子結構結合蛋白復合物（蛋白復合物（CBPC）6. 肽鏈終止因子及釋放因子（肽鏈終止因子及釋放因子（RF）,只有一種只有一種,無特異性無特異性.四四.多核糖體與核糖體循環(huán)多核糖體與核糖體循環(huán) , ,以這種多核糖體可以在一條mRNAmRNA鏈上同時合成多條相同的多肽鏈，這就大大提高了翻譯的效率五五. .蛋白質合成的抑制劑蛋白質合成的抑制劑白喉毒素白喉毒素(diphtheria toxin)(diphtheria toxin) 的作用機理的作用機理白白喉喉毒毒素素（有活

12、性有活性）（無活性無活性）ADP糖基化修飾干擾素的分類：干擾素的分類：白細胞白細胞INF-INF-成纖維細胞成纖維細胞-INF-INF-淋巴細胞淋巴細胞-INF-INF- 干擾素誘導病毒干擾素誘導病毒RNA降解降解降解病毒降解病毒mRNAdsRNA干擾素干擾素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2 - 5 AAPPPATP2-5A合成酶合成酶RNaseLRNaseL活化活化核酸內(nèi)切酶（2,5-寡聚腺苷酸） 2.2.干擾素的作用機理干擾素的作用機理干擾素活化蛋白激酶干擾素活化蛋白激酶dsRNA(病毒)ATPADPeIF2-P（失活）Pi磷酸酶磷酸酶eIF2 肽鏈一級結構的修飾肽鏈一級結構的修飾

13、多肽鏈折疊為天然的三維結構多肽鏈折疊為天然的三維結構 高級結構修飾高級結構修飾 （一）一級結構的修飾（一）一級結構的修飾1. N端fMet或Met切除2. 二硫鍵形成3. 特定氨基酸化學修飾4. 新生肽鏈中非功能片段切除（二）多肽鏈的折疊（二）多肽鏈的折疊 分子伴侶分子伴侶 （1 1）熱休克蛋白（）熱休克蛋白（HSPHSP） （2 2）伴侶素）伴侶素（三）空間結構的修飾（三）空間結構的修飾 1.亞基聚合 2.輔基連接 依據(jù)其結構中存在的分選信號（信號序列），將其轉運到細胞的依據(jù)其結構中存在的分選信號（信號序列），將其轉運到細胞的適當部位發(fā)揮作用。適當部位發(fā)揮作用。1. 蛋白質合成體系及各成分的

14、作用。2. 遺傳密碼的概念及特點。3. 原核生物蛋白質合成的主要過程。本章總結本章總結 一、單項選擇題 1. 蛋白質生物合成是指（ ）。 A.蛋白質分解代謝的逆過程 B.由氨基酸自發(fā)聚合成多肽 C.氨基酸在氨基酸聚合酶催化下連接成肽 D.由mRNA上的密碼子翻譯成多肽鏈的過程 2. 蛋白質合成的直接模板是（ ）。 A. DNA B. hnRNA C. mRNA D. tRNA 3. DNA的遺傳信息通過下列哪種物質傳遞到蛋白質（ ）。 A. DNA本身 B. rRNA C. tRNA D. mRNA 4. 生物體編碼20種氨基酸的密碼子個數(shù)是（ ）。 A. 20 B. 24 C. 61 D.

15、64 二、多項選擇題 1. 直接參與蛋白質生物合成的核酸有（ ）。 A. mRNA B. DNA C. rRNA D. tRNA 2. 氨基酰-tRNA合成酶的特性有（ ）。 A.需要ATP參與 B.對氨基酸的識別有專一性 C.需要GTP供能 D.對tRNA的識別有專一性 3. 有關氨基酸活化的敘述中，正確的是（ ）。 A.氨基酸必須經(jīng)過活化后才能參與蛋白質合成 B.氨基酸的活化發(fā)生在氨基上 C.活化反應由氨基酰-tRNA合成酶催化 D.活化的氨基酸結合在tRNA的氨基酸臂上 三、名詞解釋 1. 翻譯 2. 多核蛋白體 3. 遺傳密碼 4. 反密碼子 四、填空題 1. 翻譯的直接模板是 ；間接

16、模板是 。 2. 蛋白質合成的原料是 ；細胞中合成蛋白質的場所是 。 3. 幾乎所有的生物都使用同一套遺傳密碼，這種現(xiàn)象叫做 。 五、簡答題 1. 簡述直接參與蛋白質生物合成的核酸及其作用。 六、論述題 1. 試述參與蛋白質生物合成的物質及其作用。二、核糖體存在形式存在形式: 真核中，核糖體可游離存在，真核中，核糖體可游離存在，也也可同內(nèi)質網(wǎng)結合，形成粗糙的內(nèi)質可同內(nèi)質網(wǎng)結合，形成粗糙的內(nèi)質網(wǎng)。網(wǎng)。 原核中，與原核中，與mRNA形成串形成串狀狀多核糖體。多核糖體。1.1.核糖體的基本功能及存在形式基本功能基本功能:（1）識別）識別mRNA上的起始位點并開始翻譯；上的起始位點并開始翻譯； （2）

17、密碼子與）密碼子與tRNA上的反密碼子正確配對；上的反密碼子正確配對；（3）合成肽鍵。）合成肽鍵。 核糖體結合試驗證明核糖體結合試驗證明:1960-1965:1960-1965年，年，NirenbergNirenberg用用poly upoly u，加入，加入1414C C標記的標記的2020種種aa,aa,僅有苯丙氨酸的僅有苯丙氨酸的寡肽寡肽,UUU=,UUU=苯丙氨酸苯丙氨酸, ,用此法破譯了全部密碼，編出用此法破譯了全部密碼，編出遺傳密碼表。遺傳密碼表。二、密碼子的確立及證明二、密碼子的確立及證明1. 確立確立2.證明證明三、三、 遺傳密碼子的特點遺傳密碼子的特點（一）（一）不重疊不重疊

18、：每三個核苷酸為一單位，每個單位只代表一個氨基酸。：每三個核苷酸為一單位，每個單位只代表一個氨基酸。（二）（二）通用性通用性：所有的生物使用同一套密碼子，僅有少數(shù)例外，例如：所有的生物使用同一套密碼子，僅有少數(shù)例外，例如：線粒體起始密碼子為線粒體起始密碼子為AUGAUG、AUU;AUU;終止密碼為終止密碼為AGAAGA，AGCAGC；色氨酸為；色氨酸為UGAUGA等。等。（三）（三）簡并性簡并性：幾種密碼子對應于相同一種氨基酸。密碼子的前兩個堿：幾種密碼子對應于相同一種氨基酸。密碼子的前兩個堿基決定其專一性，第三位堿基可有變異，如基決定其專一性，第三位堿基可有變異，如A A 、G G 、C C 、U U。（四）（四）連續(xù)性連續(xù)性：兩個密碼子之間無任何核苷酸加以隔開和重疊，如插入：兩個密碼子之間無任何核苷酸加以隔開和重