蛋白質(zhì)的生物合成

第十章蛋白質(zhì)的生物合成當(dāng)前1頁，總共100頁。中心法則(CentralDogma)貯存遺傳信息直接模板有功能的產(chǎn)物復(fù)制—以原來的DNA分子為模板，合成出相同分子的過程。轉(zhuǎn)錄—在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對應(yīng)的RNA的過程。翻譯—在RNA的控制下，根據(jù)核酸鏈上每三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸的三聯(lián)體密碼規(guī)則，合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)肽鏈的過程。當(dāng)前2頁，總共100頁。翻譯（translation）：核酸的堿基序列所決定的遺傳信息被表達(dá)為蛋白質(zhì)或多肽鏈中的氨基酸順序的過程。核酸語言蛋白質(zhì)語言4種堿基20種氨基酸當(dāng)前3頁，總共100頁。蛋白質(zhì)生物合成過程當(dāng)前4頁，總共100頁。氨基酸蛋白質(zhì)mRNA

tRNA核糖體酶、蛋白質(zhì)因子、ATP、GTP、無機(jī)離子

模板

轉(zhuǎn)換器

裝配器參與蛋白質(zhì)合成的物質(zhì)當(dāng)前5頁，總共100頁。一、RNA在蛋白質(zhì)生物合成中的作用1、mRNA2、tRNA3、rRNA當(dāng)前6頁，總共100頁。CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU5’3’-Gln-Leu-Gln-Thr-Tyr-Met-Ile-Gln-Phe-Asp-Gln-Tyr-CAACTGCAGACATATATGATACAATTTGATCAGTAT5’3’GTTGACGTCTGTATATACTATGTTAAACTAGTCATA3’5’NC轉(zhuǎn)錄翻譯DNA模板鏈一、mRNA是翻譯的模板mRNA蛋白質(zhì)mRNA帶有由DNA轉(zhuǎn)錄來的遺傳信息，是蛋白質(zhì)合成的模板。當(dāng)前7頁，總共100頁。開放閱讀框

(openreadingframe，ORF)從mRNA5’端起始密碼子（AUG）到3’端終止密碼子之間的核苷酸序列。也就是編碼蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的核苷酸序列。與蛋白質(zhì)合成的正確起始有關(guān)。避免mRNA被核酸酶降解，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。含量少，占總RNA的5%，容易降解。

開放閱讀框當(dāng)前8頁，總共100頁。

終止密碼子

UAA、UGA、UAG

同義密碼子（簡并密碼子）起始密碼子

AUG、GUG

通用性（universality）方向性（directionality）連續(xù)性（commalessness）簡并性（degeneracy）擺動性（wobble）遺傳密碼子（geneticcodon）mRNA分子中，從5’-3’每三個(gè)相鄰的核苷酸組成的三聯(lián)體，代表某個(gè)氨基酸或其它信息，稱為遺傳密碼子，也稱三聯(lián)體密碼子。當(dāng)前9頁，總共100頁。

通用性從最簡單的生物到人都使用同一套遺傳密碼。例外：線粒體、葉綠體。方向性起始密碼子總是位于5’端，終止密碼子總是位于3’端，沿mRNA5’3方向連續(xù)閱讀。當(dāng)前10頁，總共100頁。

一個(gè)開放閱讀框中的各密碼子連續(xù)閱讀，中間無間斷和重疊。堿基的插入和缺失可導(dǎo)致框移突變（frameshift）連續(xù)性插入C當(dāng)前11頁，總共100頁。一種以上密碼子（2-6個(gè)）編碼同一個(gè)氨基酸苯丙氨酸：UUU,UUC“三中讀二”同義密碼子：編碼相同氨基酸的密碼子。同義密碼子的偏好性：在不同種族或同一個(gè)體的不同組織間使用頻率不同。簡并性（degeneracy）當(dāng)前12頁，總共100頁。mRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUGtRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子配對時(shí)，有時(shí)不嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對的規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為遺傳密碼的擺動。擺動性當(dāng)前13頁，總共100頁。2.tRNA的功能tRNA起運(yùn)輸氨基酸的作用

反密碼子（anticodon）：tRNA識別mRNA上的密碼子的機(jī)構(gòu)，可根據(jù)堿基配對規(guī)律識別相應(yīng)的密碼子。當(dāng)前14頁，總共100頁。三、tRNA結(jié)構(gòu)當(dāng)前15頁，總共100頁。3.rRNA與核糖體

rRNA與多種蛋白質(zhì)組成核糖體，核糖體是蛋白質(zhì)合成的加工廠。當(dāng)前16頁，總共100頁。3.rRNA與核糖體的組裝當(dāng)前17頁，總共100頁。

表14-7原核和真核生物核糖體的組成及功能核糖體亞基rRNAs蛋白RNA的特異順序和功能

細(xì)菌

70S50S23S=2904b31種(L1-L31）含CGAAC和GTψCG互補(bǔ)2.5×106D5S=120b66%RNA30S16S=1542b21種(S1-S21)16SRNA(CCUCCU)和S-D

順序(AGGAGG)互補(bǔ)

哺乳動物

80S60S28S=4718b49種有GAUC和tRNAfMat的TψCG互補(bǔ)4.2×106D5S=120b60%RNA5.8S=160b

40S18S=1874b33種和Capm7G結(jié)合

當(dāng)前18頁，總共100頁。二、蛋白質(zhì)生物合成過程蛋白質(zhì)的合成需要近200種生物大分子參與，由ATP、GTP提供能量。蛋白質(zhì)生物合成方向：由多肽鏈的氨基端開始，向羧基端方向逐步延伸。當(dāng)前19頁，總共100頁。合成過程分為：氨基酸的活化與轉(zhuǎn)移——準(zhǔn)備階段肽鏈合成的起始肽鏈的延長肽鏈的終止mRNA中堿基的排列順序

5’3’蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序

NC翻譯起始延長終止進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位當(dāng)前20頁，總共100頁。一、翻譯的起始階段翻譯起始復(fù)合物起始因子核糖體大、小亞基mRNA起始氨基酰-tRNA完成三項(xiàng)工作：1.合成氨基酰-tRNA2.核糖體解離成大、小兩個(gè)亞基3.形成翻譯起始復(fù)合物當(dāng)前21頁，總共100頁。（1）氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)AA+tRNA+ATP↓氨酰-tRNA+AMP+PPi細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行氨酰-tRNA合成酶有兩個(gè)識別部位：識別特定的氨基酸；識別專一的tRNA，并將特定的氨基酸轉(zhuǎn)移給特定的tRNA當(dāng)前22頁，總共100頁。氨基酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNAsynthetase）當(dāng)前23頁，總共100頁。當(dāng)前24頁，總共100頁。攜帶Met的tRNA有兩種：甲硫氨酸t(yī)RNAm：tRNAmMet甲酰甲硫氨酸t(yī)RNAf：tRNAfMet甲酰甲硫氨酰tRNAf甲酰FH4甲?；D(zhuǎn)移酶

蛋白質(zhì)生物合成：原核細(xì)胞以fMet-tRNAf為起點(diǎn)；真核細(xì)胞以Met-tRNAm為起點(diǎn)當(dāng)前25頁，總共100頁。1核糖體大小亞基分離

2mRNA在核糖體小亞基定位結(jié)合

3起始氨基酰-tRNA與起始密碼子結(jié)合

4核糖體大亞基結(jié)合，形成70S起始復(fù)合物P位：結(jié)合肽酰-tRNA的部位A位：結(jié)合氨基酰-tRNA的部位（2）起始當(dāng)前26頁，總共100頁。1.mRNA與核糖體小亞基定位結(jié)合SDSD序列（Shine-Dalgarnosequence）：原核生物起始密碼子上游約8-13個(gè)核苷酸處有一段富含嘌呤的序列（AGGAGGU)，與核糖體小亞基16SrRNA3’端富含嘧啶的序列互補(bǔ)，并把mRNA結(jié)合到核糖體小亞基上，又稱核糖體結(jié)合位點(diǎn)（RBS）。當(dāng)前27頁，總共100頁。2.起始氨基酰-tRNA與起始密碼子結(jié)合fmet-tRNAfmet–IF-2-GTP通過其反密碼與mRNA上的起始密碼AUG相配對，30S起始復(fù)合物形成。IF-2：與GTP結(jié)合，促進(jìn)fmet-tRNAfmet結(jié)合到30S小亞基。當(dāng)前28頁，總共100頁。3.核糖體大亞基結(jié)合GTP水解的同時(shí),IF解離，大亞基結(jié)合，形成70S翻譯起始復(fù)合物（mRNA，fmet-tRNAfmet

，核糖體大小亞基）。當(dāng)前29頁，總共100頁。起始因子：IF（initiationfactors)mRNA-30S-IF1-IF3復(fù)合物↓30S起始復(fù)合物（30S-mRNA-fMet-tRNAf-GTP-IF1-IF2-IF3）↓70S起始復(fù)合物（70S-mRNA-fMet-tRNAf）當(dāng)前30頁，總共100頁。（二）延長核糖體循環(huán)（ribosomalcycle）：肽鏈在核糖體上連續(xù)、循環(huán)地進(jìn)行延長，每個(gè)循環(huán)合成一個(gè)肽鍵，延長一個(gè)氨基酸，包括三步反應(yīng)：進(jìn)位:氨基酰-tRNA占據(jù)A位成肽:肽酰轉(zhuǎn)移酶催化形成肽鍵轉(zhuǎn)位:肽酰-tRNA由A位移到P位當(dāng)前31頁，總共100頁。肽鏈合成的延長因子（elongationfactor,EF）真核生物延長因子EF-Tu

促進(jìn)氨基酰－tRNA進(jìn)入eEF-1αA位，結(jié)合分解GTPEF-Ts

調(diào)節(jié)亞基eEF-1β、eEF-1γEF-G

有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)eEF-2

肽酰－tRNA由A位前移到P位，有

GTPase活性，促進(jìn)卸載tRNA釋放生物功能原核生物延長因子當(dāng)前32頁，總共100頁。1.進(jìn)位氨基酰－tRNA進(jìn)入核糖體A位當(dāng)前33頁，總共100頁。延長因子EF-T催化進(jìn)位（原核生物）當(dāng)前34頁，總共100頁。2.成肽在肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下生成肽鍵當(dāng)前35頁，總共100頁。酶肽鍵位置肽酰轉(zhuǎn)移酶（大亞基上），本質(zhì)為核酶給位：f-met-（肽酰）的α-COO-+受位：氨基酰的α-NH3+

形成肽鍵受位：反應(yīng)進(jìn)行部位（生成的二肽在A位上）給位上的f-met移至A位

給位：無負(fù)載的tRNA當(dāng)前36頁，總共100頁。3.轉(zhuǎn)位在A位的二肽鏈連同mRNA從A位進(jìn)入P位當(dāng)前37頁，總共100頁。延長因子位置方向EF-G，有GTP酶活性，協(xié)助mRNA前移,并促使游離tRNA釋放（真核生物為eEF-2）

A位：空留,下一個(gè)待AA進(jìn)入

mRNA：從5’3’

移動肽鏈合成：從N端C端延長當(dāng)前38頁，總共100頁。進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位當(dāng)前39頁，總共100頁。4.肽鏈合成的終止釋放因子：RF1：識別UAA、UAGRF2：識別UAA、UGARF3：促進(jìn)RF1及RF2的活性，協(xié)助肽鏈釋放mRNA從核糖體中分離及大小亞基的解聚IF3結(jié)合30小亞基當(dāng)前40頁，總共100頁。一條mRNA鏈上結(jié)合多個(gè)甚至幾百個(gè)核糖體。每個(gè)核糖體獨(dú)立合成一條多肽鏈。多核糖體可以在一條mRNA鏈上同時(shí)合成多條相同的多肽鏈，提高了翻譯效率。5.多聚核糖體當(dāng)前41頁，總共100頁。當(dāng)前42頁，總共100頁。蛋白質(zhì)的合成是一個(gè)高耗能過程：

AA活化2個(gè)高能磷酸鍵（ATP）肽鏈起始1個(gè)（70S復(fù)合物形成，GTP）進(jìn)位1個(gè)（GTP）轉(zhuǎn)位1個(gè)（GTP）

第一個(gè)氨基酸參入需消耗3個(gè)（活化2個(gè)+起始1個(gè)），以后每摻入一個(gè)AA需要消耗4個(gè)（活化2個(gè)+進(jìn)位1個(gè)+移位1個(gè)）。當(dāng)前43頁，總共100頁。真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的不同當(dāng)前44頁，總共100頁。原核生物與真核生物蛋白質(zhì)合成過程的不同

原核生物真核生物模板：mRNA不需要加工，半衰期短，mRNA需要加工，半衰期長

1-3分鐘數(shù)小時(shí)-十幾小時(shí)轉(zhuǎn)錄與翻譯：偶聯(lián)不偶聯(lián)翻譯過程：起始密碼：AUG、GUG、UUGAUG

起始：SD序列,fMet-tRNAifmet

5’-帽子，Met-tRNAiMet,

IF

eIF

小亞基先和mRNA結(jié)合氨基酰-tRNA先和小亞基結(jié)合

延長：EF

eEF

終止：RFs

eRF翻譯產(chǎn)物：由多順反子mRNA翻譯成多個(gè)由單順反子mRNA翻譯成一

多肽鏈條多肽鏈當(dāng)前45頁，總共100頁。4.細(xì)菌蛋白質(zhì)合成過程當(dāng)前46頁，總共100頁。多肽鏈合成后的加工處理從核糖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：1）翻譯后一系列加工修飾過程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。如：高級結(jié)構(gòu)的形成、氨基酸殘基的修飾、二硫鍵的形成等。2）靶向運(yùn)輸許多蛋白合成后經(jīng)靶向運(yùn)送到其相應(yīng)功能部位，才能發(fā)揮作用,稱為蛋白質(zhì)的靶向運(yùn)輸(targetedtransport)或蛋白分送(proteinsorting)。

當(dāng)前47頁，總共100頁。翻譯后加工去除N-端甲?；騈-端甲硫氨酸二硫鍵的形成氨基酸側(cè)鏈的修飾連接輔基水解修剪亞基聚合當(dāng)前48頁，總共100頁。

細(xì)菌蛋白質(zhì)氨基端的甲?；鼙幻摷柞；杆?，不管是原核生物還是真核生物，N端的甲硫氨酸往往在多肽鏈合成完畢之前就被切除。50%的真核蛋白中，成熟蛋白N端殘基會被N-乙基化。1）N端fMet或Met的切除一.肽鏈合成后的加工1.肽鏈的剪接當(dāng)前49頁，總共100頁。2）

信號序列的切除需要靶項(xiàng)運(yùn)輸?shù)礁骷?xì)胞器及細(xì)胞外的蛋白質(zhì)N-端一般有一段信號序列，用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的運(yùn)輸，這一信號序列會在完成任務(wù)后被相應(yīng)的蛋白水解酶切除。當(dāng)前50頁，總共100頁。3）切除新生肽鏈中非功能片段

如新合成的胰島素前體是前胰島素原，必須先切去信號肽變成胰島素原，再切去C-肽，才變成有活性的胰島素。有些動物病毒如脊髓灰質(zhì)炎病毒的mRNA可翻譯成很長的多肽鏈，含多種病毒蛋白，經(jīng)蛋白酶在特定位置上水解后得到幾個(gè)有功能的蛋白質(zhì)分子。不少多肽類激素和酶的前體也要經(jīng)過加工才能變?yōu)榛钚苑肿?，如血纖維蛋白原、胰蛋白酶原經(jīng)過加工切去部分肽段才能成為有活性的血纖維蛋白、胰蛋白酶。當(dāng)前51頁，總共100頁。胰島素原的C肽切除胰島素的水解加工過程-非功能片段的切除當(dāng)前52頁，總共100頁。4）

蛋白質(zhì)的剪接蛋白質(zhì)剪接是蛋白質(zhì)內(nèi)含肽介導(dǎo)的,一種在蛋白質(zhì)水平上翻譯后的加工過程,它由一系列分子內(nèi)的剪切—連接反應(yīng)組成。內(nèi)含肽（intein）：前體蛋白的肽鏈切除的一些氨基酸序列。外顯肽（extein）：內(nèi)含肽兩側(cè)的氨基酸序列，在內(nèi)含肽切除后重新連接起來成為成熟的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。內(nèi)含肽與外顯肽基因進(jìn)行同步轉(zhuǎn)錄和翻譯，當(dāng)翻譯形成蛋白質(zhì)前體后，內(nèi)含肽具有自我催化功能，可從蛋白質(zhì)中自體切除，形成成熟的具有活性的蛋白。內(nèi)含肽剪接是自我催化，機(jī)制不詳。當(dāng)前53頁，總共100頁。2．二硫鍵的形成

mRNA中沒有胱氨酸的密碼子，而不少蛋白質(zhì)都含有二硫鍵，這是蛋白質(zhì)合成后通過兩個(gè)半胱氨酸的氧化作用生成的。胰島素當(dāng)前54頁，總共100頁。3．特定氨基酸的修飾氨基酸側(cè)鏈的修飾作用包括泛素化、磷酸化（如核糖體蛋白質(zhì)）、糖基化（如各種糖蛋白）、甲基化（如組蛋白、肌肉蛋白質(zhì)）、乙基化（如組蛋白）、羥基化（如膠原蛋白）和羧基化等，是生物體內(nèi)最普通發(fā)生修飾作用的氨基酸殘基及其修飾產(chǎn)物。糖蛋白主要是通過蛋白質(zhì)側(cè)鏈上的天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基加上糖基形成的，膠原蛋白上的脯氨酸和賴氨酸多數(shù)是羥基化的。實(shí)驗(yàn)證明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可能是蛋白質(zhì)N-糖基化的主要場所。當(dāng)前55頁，總共100頁。1）泛素化—泛素降解ATP-依賴的蛋白質(zhì)水解體系，在胞質(zhì)中進(jìn)行，主要降解異常蛋白和短壽命蛋白，此途徑在不含溶酶體的紅細(xì)胞中尤為重要。泛素由76個(gè)AA組成，高度保守，普遍存在于真核細(xì)胞中，故稱泛素（ubiquitin)當(dāng)前56頁，總共100頁。E1：泛素激活酶E2：泛素結(jié)合酶E3：泛素-蛋白質(zhì)連接酶泛素降解蛋白質(zhì)途徑當(dāng)前57頁，總共100頁。2）磷酸化磷酸化是在蛋白激酶的催化作用下，將ATP的r-磷酸基轉(zhuǎn)移到蛋白特定位點(diǎn)上的過程，磷酸化的作用位點(diǎn)為蛋白上的Ser、Thr、Tyr。當(dāng)前58頁，總共100頁。3）糖基化蛋白質(zhì)的特定氨基酸殘基(天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基)加入糖基復(fù)合物(2-60單糖)通常為跨膜蛋白重要的識別標(biāo)志當(dāng)前59頁，總共100頁。N-連接糖蛋白的形成當(dāng)前60頁，總共100頁。兩種類型

N-linked

O-linkedN-乙酰葡萄糖氨連接到天冬胺酸殘基上N-乙酰葡萄糖氨連接到絲胺酸殘基上當(dāng)前61頁，總共100頁。

O型A型B型

糖鏈與ABO血型

GlcNAc：■Gal：●Glc：▲GalNAc：□Fuc：△當(dāng)前62頁，總共100頁。N-連接糖鏈

IgG分子鉸鏈區(qū)糖鏈的空間結(jié)構(gòu)當(dāng)前63頁，總共100頁。免疫球蛋白分子IgG的糖鏈結(jié)構(gòu)

正常糖鏈IgG異常糖鏈IgG1異常糖鏈IgG0當(dāng)前64頁，總共100頁。（一）亞基聚合

具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上的肽鍵通過非共價(jià)鍵聚合形成寡聚體。（二）輔基連接

結(jié)合蛋白質(zhì)中蛋白質(zhì)部分與其輔基相共價(jià)連接，如：金屬離子、維生素、核酸、多糖和脂質(zhì)等。三、空間結(jié)構(gòu)的修飾當(dāng)前65頁，總共100頁。PrimarySecondaryTertiaryQuaternaryStructurebasis

Higherstructure(conformation)

PrimarystructureSpatialstructureBiologicalfunctionGeneralinformationLevels當(dāng)前66頁，總共100頁。Molecularstructureofhemoglobulin當(dāng)前67頁，總共100頁。*模體（motif）在許多蛋白質(zhì)的分子中，幾個(gè)（多為23個(gè)）具有二級結(jié)構(gòu)的肽段相互靠近，形成具有特定功能的空間構(gòu)象，稱為模體。模體是一種超二級結(jié)構(gòu)。

形式：螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（HTH）鋅指結(jié)構(gòu)亮氨酸拉鏈

當(dāng)前68頁，總共100頁。

鋅指模體

(zincfingermotif）Zn組氨酸殘基半胱氨酸殘基-折疊-折疊-螺旋ZnYKCGERSFVEKSALSRHQRVHKNCLZn當(dāng)前69頁，總共100頁。Spatialstructure當(dāng)前70頁，總共100頁。

瘋牛病和“克雅氏癥

1986,England首次發(fā)現(xiàn)。朊病毒蛋白（prionrelativeprotein,PrPc）是存在于神經(jīng)原、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞的細(xì)胞膜上的糖蛋白。

Chr20，3335kD。3.PrPc的空間構(gòu)象異常改變當(dāng)前71頁，總共100頁。

正常

異常

朊病毒蛋白結(jié)構(gòu)的差異NormalPrPc，40%-helix,no-folding,sensitivetoproteaseAbnormalPrPSc,30%-helix,45%-folding，notsensitiveprotease當(dāng)前72頁，總共100頁。（一）肽鏈折疊-蛋白質(zhì)天然構(gòu)象的形成

新生肽鏈的合成未完成時(shí)，肽鏈的折疊就開始。隨序列的延伸逐步折疊，最后形成正確的空間構(gòu)象。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)，氨基酸序列儲存著折疊的信息。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)的折疊都不是自動完成的，而是需要一些酶和蛋白質(zhì)的輔助。

參與折疊的輔助性蛋白質(zhì)和酶：分子伴侶（molecularchaperon）二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI）脯氨酰順反異構(gòu)酶（peptideprolylcis-transisomerase,PPI）當(dāng)前73頁，總共100頁。（一）分子伴侶

是細(xì)胞中的一類保守蛋白質(zhì)，可識別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各種功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。1.熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)Hsp70家族,Hsp90,小分子Hsp等2.伴侶蛋白(chaperonins)：GroEL,GroES當(dāng)前74頁，總共100頁。伴侶蛋白：GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的過程當(dāng)前75頁，總共100頁。（二）二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI）

在氧化條件下，多肽鏈內(nèi)或多肽鏈間可形成二硫鍵,其作用是穩(wěn)定二級和三級結(jié)構(gòu)。（三）脯氨酰順反異構(gòu)酶（peptideprolylcis-transisomerase,PPI）

在新合成的多肽中，X-脯氨酸肽鍵的構(gòu)型是反式的，而成熟蛋白質(zhì)中該肽鍵的構(gòu)型有10%以上是順式的。脯氨酰順反異構(gòu)酶催化這種異構(gòu)化的過程，也可以加速蛋白質(zhì)的折疊。當(dāng)前76頁，總共100頁。蛋白質(zhì)的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)（proteintargeting）蛋白質(zhì)合成后，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞部位，這一過程稱為蛋白質(zhì)的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)。蛋白質(zhì)合成后的去向：留在胞漿進(jìn)入各細(xì)胞器分泌至胞外二、肽鏈合成后的定向運(yùn)輸當(dāng)前77頁，總共100頁。一般說來，蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)可分為兩大類：１．翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制:蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)發(fā)生的２．翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制：蛋白質(zhì)從核糖體上釋放后才發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)。

下表列舉了跨膜運(yùn)輸和鑲?cè)肽?nèi)的幾種主要蛋白質(zhì)蛋白性質(zhì)運(yùn)

轉(zhuǎn)

機(jī)

制主

要

類

型分泌蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成，

并以翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制運(yùn)輸

免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等細(xì)胞器發(fā)育

蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成，以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸

核、葉綠體、線粒體、乙醛酸循環(huán)體、過氧化物酶體等細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)膜的形成

兩種機(jī)制兼有質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、類囊體中的蛋白質(zhì)當(dāng)前78頁，總共100頁。

當(dāng)前79頁，總共100頁。1

翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制（分泌蛋白）

信號肽假說：蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)信號是由mRNA編碼的。在起始密碼子后，有一段編碼疏水性氨基酸序列的RNA區(qū)域，稱為信號序列，編碼出的蛋白叫信號肽。信號肽在合成后便與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上特定受體相互作用，產(chǎn)生通道，允許這段多肽在延長的同時(shí)穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，即：邊翻譯邊跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)。微生物-囊泡當(dāng)前80頁，總共100頁。信號肽(signalpeptide)

靶向輸送的蛋白質(zhì)中存在分選信號，主要為N端的特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號肽。

mRNA在多聚核糖體翻譯的同時(shí)，蛋白質(zhì)就插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，共翻譯插入（cotranslationalinsertion）。當(dāng)前81頁，總共100頁。信號肽的性質(zhì)：由12～35個(gè)氨基酸組成，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜后被信號肽酶水解；分三個(gè)區(qū)段；

N端附近有帶正電荷的氨基酸，稱為堿性氨基末端；中間為中性氨基酸組成的疏水核心區(qū)；

C端通常為極性氨基酸（丙氨酸或甘氨酸），可被信號肽酶裂解，稱為加工區(qū)。信號肽沒有嚴(yán)格的專一性；可能是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)雙層膜：N端先與脂膜相結(jié)合，隨后疏水的殘基與脂雙層以疏水作用逐漸插入形成環(huán)狀的跨膜結(jié)構(gòu)。當(dāng)前82頁，總共100頁。signalrecognitionparticle,SRP：信號肽識別顆粒SRPreceptor/dockingprotein:SRP受體，錨定蛋白，也叫船塢蛋白當(dāng)前83頁，總共100頁。SRP能識別信號肽，與正在合成需要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的新生肽和結(jié)合核糖體形成“SRP-信號肽-核糖體復(fù)合物”，該復(fù)合物被引向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜并與SRP的受體—DP（錨定蛋白，船塢蛋白，停泊蛋白）相結(jié)合。只有當(dāng)SRP與DP相結(jié)合時(shí)，多肽合成才恢復(fù)進(jìn)行，信號肽部分通過膜上的核糖體受體及蛋白運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)合物跨膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，新生肽鏈重新開始延伸。當(dāng)前84頁，總共10