蛋白質生物合成

蛋白質的生物合成（翻譯）第12章ProteinBiosynthesis(Translation)現(xiàn)在是1頁\一共有123頁\編輯于星期五現(xiàn)在是2頁\一共有123頁\編輯于星期五蛋白質生物合成的概念蛋白質生物合成(proteinbiosynthesis)也稱翻譯(translation)，是生物細胞以mRNA為模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列順序所組成的密碼信息合成蛋白質的過程。定義現(xiàn)在是3頁\一共有123頁\編輯于星期五蛋白質的氨基酸序列是由mRNA中的核苷酸序列決定的。

遺傳密碼（geneticcode）:mRNA鏈開放閱讀框中，從5’-3’方向,每三個相鄰的核苷酸為一個三聯(lián)體,代表一種氨基酸或翻譯終止信息。

遺傳密碼種類：43=64種有61種代表氨基酸,有3種不代表任何氨基酸，如UAA、UAG、UGA屬終止密碼子。現(xiàn)在是4頁\一共有123頁\編輯于星期五第一節(jié)

蛋白質生物合成體系現(xiàn)在是5頁\一共有123頁\編輯于星期五基本原料：20種編碼氨基酸模板：mRNA適配器：tRNA裝配機：核糖體酶和蛋白質：氨基酰-tRNA合成酶、轉肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等能源物質：ATP、GTP無機離子：Mg2+、K+蛋白質生物合成體系現(xiàn)在是6頁\一共有123頁\編輯于星期五一、mRNA是蛋白質合成的直接模板mRNA的基本結構StartofgeneticmessageCapEndTail5’-端非翻譯區(qū)

533’-端非翻譯區(qū)

開放閱讀框架

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，稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。現(xiàn)在是7頁\一共有123頁\編輯于星期五原核生物的多順反子真核生物的單順反子非編碼序列核糖體結合位點起始密碼子終止密碼子編碼序列PPP53蛋白質PPPmG-53蛋白質AAA…現(xiàn)在是8頁\一共有123頁\編輯于星期五遺傳密碼mRNA的開放閱讀框架區(qū)，每3個核苷酸為一組，代表一種氨基酸(或其他信息)，這種三聯(lián)體形式核苷酸序列稱為密碼子。起始密碼子(initiationcodon)：AUG終止密碼子(terminator)：UAA、UAG、UGA密碼子（codon）現(xiàn)在是9頁\一共有123頁\編輯于星期五遺傳密碼表現(xiàn)在是10頁\一共有123頁\編輯于星期五遺傳密碼的特點1.方向性(directional)翻譯時遺傳密碼的閱讀方向是5’→3’，即讀碼從mRNA的起始密碼子AUG開始，按5’→3’的方向逐一閱讀，直至終止密碼子。NC肽鏈延伸方向5′3′讀碼方向現(xiàn)在是11頁\一共有123頁\編輯于星期五2.連續(xù)性(non-punctuated)編碼蛋白質氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間既無間隔也無交叉。5’…….AUG

GCA

GUA

CAU……UAA3’AlaValHisMet終止密碼現(xiàn)在是12頁\一共有123頁\編輯于星期五基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導致框移突變(frame-shiftmutation)。纈脯蘇天冬纈丙酪甘纈丙絲精現(xiàn)在是13頁\一共有123頁\編輯于星期五3.簡并性(degenerate)一種氨基酸可具有2個或2個以上的密碼子為其編碼。這一特性稱為遺傳密碼的簡并性。色氨酸和甲硫氨酸僅有1個密碼子。為同一種氨基酸編碼的各密碼子稱為簡并性密碼子，也稱同義密碼子。現(xiàn)在是14頁\一共有123頁\編輯于星期五各種氨基酸的密碼子數(shù)目現(xiàn)在是15頁\一共有123頁\編輯于星期五4.通用性(universal)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。密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先?，F(xiàn)在是16頁\一共有123頁\編輯于星期五已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。通用密碼線粒體密碼AUA異亮氨酸蛋氨酸、起始密碼子AGA精氨酸終止密碼子AGG精氨酸終止密碼子UGA終止密碼子色氨酸現(xiàn)在是17頁\一共有123頁\編輯于星期五5.擺動性(wobble)反密碼子與密碼子之間的配對有時并不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為擺動配對(wobblebasepairing)。tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUG現(xiàn)在是18頁\一共有123頁\編輯于星期五321123擺動配對U現(xiàn)在是19頁\一共有123頁\編輯于星期五二、核糖體是蛋白質合成的場所核糖體，是由rRNA和多種蛋白質結合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒，是蛋白質生物合成的場所?，F(xiàn)在是20頁\一共有123頁\編輯于星期五核蛋白體的組成現(xiàn)在是21頁\一共有123頁\編輯于星期五原核生物核蛋白體結構模式現(xiàn)在是22頁\一共有123頁\編輯于星期五三、tRNA是氨基酸的運載工具及蛋白質生物合成的適配器運載氨基酸：氨基酸由其特異的tRNA攜帶，一種氨基酸可有幾種對應的tRNA，氨基酸結合在tRNA3ˊ-CCA的位置，結合需要ATP供能；充當“適配器”：每種tRNA的反密碼子決定了所攜帶的氨基酸能準確地在mRNA上對號入座。tRNA的作用現(xiàn)在是23頁\一共有123頁\編輯于星期五現(xiàn)在是24頁\一共有123頁\編輯于星期五二級結構三級結構反密碼環(huán)氨基酸臂tRNA的構象現(xiàn)在是25頁\一共有123頁\編輯于星期五四、蛋白質生物合成需要酶類、蛋白質因子等（一）重要的酶類氨基酰-tRNA合成酶，催化氨基酸的活化；轉肽酶(peptidase)，催化核糖體P位上的肽?；D移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使?；c氨基結合形成肽鍵;并受釋放因子的作用后發(fā)生變構，表現(xiàn)出酯酶的水解活性，使P位上的肽鏈與tRNA分離；轉位酶(translocase)，催化核糖體向mRNA3’-端移動一個密碼子的距離，使下一個密碼子定位于A位?，F(xiàn)在是26頁\一共有123頁\編輯于星期五（二）蛋白質因子起始因子（initiationfactor，IF）延長因子（elongationfactor，EF）釋放因子（releasefactor，RF）現(xiàn)在是27頁\一共有123頁\編輯于星期五參與原核生物翻譯的各種蛋白質因子及其生物學功能種類生物學功能起始因子IF-1占據(jù)A位防止結合其他tRNAIF-2促進起始tRNA與小亞基結合IF-3促進大小亞基分離，提高P位對結合起始tRNA的敏感性延長因子EF-Tu促進氨基酰-tRNA進入A位，結合并分解GTPEF-Ts調(diào)節(jié)亞基EF-G有轉位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促進tRNA卸載與釋放釋放因子RF-1特異識別UAA、UAG，誘導轉肽酶轉變?yōu)轷ッ窻F-2特異識別UAA、UGA，誘導轉肽酶轉變?yōu)轷ッ窻F-3可與核蛋白體其他部位結合，有GTP酶活性，能介導RF-1及RF-2與核蛋白體的相互作用現(xiàn)在是28頁\一共有123頁\編輯于星期五參與真核生物翻譯的各種蛋白質因子及其生物學功能種類生物學功能起始因子eIF-1多功能因子，參與多個翻譯步驟eIF-2促進起始tRNA與小亞基結合eIF-2B,eIF-3最先結合小亞基，促進大小亞基分離eIF-4AeIF-4F復合物成分，有RNA解螺旋酶活性，能解除mRNA5′-端的發(fā)夾結構，使其與小亞基結合eIF-4B結合mRNA，促進mRNA掃描定位起始AUGeIF-4EeIF-4F復合物成分，結合mRNA5′帽子eIF-4GeIF-4F復合物成分，結合eIF-4E、eIF-3和PolyA結合蛋白eIF-5促進各種起始因子從小亞基解離，進而結合大亞基eIF-6促進核蛋白體分離成大小亞基延長因子eIF1-α促進氨基酰-tRNA進入A位，結合分解GTP，相當于EF-TueIF1-βγ調(diào)節(jié)亞基，相當于EF-TseIF-2有轉位酶活性，促進mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促進tRNA卸載與釋放，相當于EF-G釋放因子eRF識別所有終止密碼子，具有原核生物各類RF的功能現(xiàn)在是29頁\一共有123頁\編輯于星期五蛋白質生物合成的能源物質為ATP和GTP;參與蛋白質生物合成的無機離子有Mg2+、K+等。（三）能源物質及離子現(xiàn)在是30頁\一共有123頁\編輯于星期五ActivationofAminoAcids第二節(jié)

氨基酸的活化現(xiàn)在是31頁\一共有123頁\編輯于星期五反應過程一、氨基酸活化形成氨基酰-tRNA氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATPAMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶現(xiàn)在是32頁\一共有123頁\編輯于星期五氨基酸＋ATP-E氨基酰-AMP-E＋PPi第一步反應現(xiàn)在是33頁\一共有123頁\編輯于星期五第二步反應氨基酰-AMP-E＋tRNA氨基酰-tRNA＋AMP＋E現(xiàn)在是34頁\一共有123頁\編輯于星期五氨基酰-tRNA合成酶結構氨基酰－tRNA合成酶的3個結合位點氨基酸和ATP形成氨基酰腺苷氨基酰轉移到tRNA上tRNA負載了氨基酸現(xiàn)在是35頁\一共有123頁\編輯于星期五氨基酰-tRNA的表示方法丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla精氨酰-tRNA：Arg-tRNAArg甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet各種氨基酸和對應的tRNA結合后形成的氨基酰-tRNA表示為：氨基酸的三字母縮寫-tRNA氨基酸的三字母縮寫

例如：現(xiàn)在是36頁\一共有123頁\編輯于星期五起始氨基酰-tRNA:Met-tRNAiMet

tRNAiMet與甲硫氨酸結合后形成Met-tRNAiMet，可以在mRNA的起始密碼子AUG處就位，參與形成翻譯起始復合物。起始密碼子只能辨認Met-tRNAiMet。真核生物參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet

tRNAMet和甲硫氨酸結合后生成Met-RNAMet，必要時進入核糖體，為延長中的肽鏈添加甲硫氨酸。

二、真核生物起始氨基酰-tRNA是Met-RNAiMet現(xiàn)在是37頁\一共有123頁\編輯于星期五起始氨基酰-tRNA:fMet-tRNAfMet

具有起始功能的tRNAfMet與甲硫氨酸結合后，甲硫氨酸很快被甲?；癁镹-甲酰甲硫氨酸（N-formylmethionine，fMet），于是形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA（fMet-tRNAfMet），可以在mRNA的起始密碼子AUG處就位，參與形成翻譯起始復合物。起始密碼子只能辨認fMet-tRNAfMet。

原核生物現(xiàn)在是38頁\一共有123頁\編輯于星期五fMet-tRNAfMet的生成是一碳單位轉移和利用的過程之一，反應由轉甲?；复呋柞；鶑腘10-甲酰四氫葉酸轉移到甲硫氨酸的α-氨基上?，F(xiàn)在是39頁\一共有123頁\編輯于星期五TheBiosynthesisProcessofPeptideChain第三節(jié)

肽鏈的生物合成過程現(xiàn)在是40頁\一共有123頁\編輯于星期五翻譯時，從mRNA的起始密碼子AUG開始，按5ˊ→3ˊ方向逐一讀碼，直至終止密碼子。肽鏈從起始甲硫氨酸開始，從N端→C端延長，直至終止密碼子前一位密碼子所編碼的氨基酸?，F(xiàn)在是41頁\一共有123頁\編輯于星期五起始(initiation)延長(elongation)終止(termination)整個過程可分為：一、原核生物的肽鏈合成過程現(xiàn)在是42頁\一共有123頁\編輯于星期五原核生物翻譯過程中核糖體結構模式:A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)現(xiàn)在是43頁\一共有123頁\編輯于星期五（一）起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核糖體結合而形成翻譯起始復合物的過程。1.核蛋白體大小亞基分離；2.mRNA在小亞基定位結合；3.起始氨基酰-tRNA的結合；4.核糖體大亞基結合?，F(xiàn)在是44頁\一共有123頁\編輯于星期五IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離現(xiàn)在是45頁\一共有123頁\編輯于星期五AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結合現(xiàn)在是46頁\一共有123頁\編輯于星期五原核生物mRNA在核糖體小亞基上的準確定位和結合涉及兩種機制：在各種mRNA起始AUG上游約8～13核苷酸部位，存在一段由4～9個核苷酸組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如-AGGAGG-，稱為Shine-Dalgarno序列(S-D序列)，又稱核糖體結合位點(ribosomalbindingsite,RBS)。一條多順反子mRNA序列上的每個基因編碼序列均擁有各自的S-D序列和起始AUG?，F(xiàn)在是47頁\一共有123頁\編輯于星期五小亞基中的16S-rRNA3ˊ-端有一富含嘧啶堿基的短序列，如-UCCUCC-，通過與S-D序列堿基互補而使mRNA與小亞基結合?，F(xiàn)在是48頁\一共有123頁\編輯于星期五mRNA序列上緊接S-D序列后的小核苷酸序列，可被核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識別并結合?，F(xiàn)在是49頁\一共有123頁\編輯于星期五IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結合到小亞基AUG5'3'現(xiàn)在是50頁\一共有123頁\編輯于星期五IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核糖體大亞基結合起始復合物形成AUG5'3'現(xiàn)在是51頁\一共有123頁\編輯于星期五要點回顧核酶概念遺傳密碼（密碼子，三聯(lián)體密碼）起始密碼，終止密碼遺傳密碼特點參與蛋白質生物合成的物質原核生物和真核生物起始氨基酰-tRNA區(qū)別現(xiàn)在是52頁\一共有123頁\編輯于星期五IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始復合物形成過程現(xiàn)在是53頁\一共有123頁\編輯于星期五1.進位(positioning)/注冊(registration)2.成肽(peptidebondformation)3.轉位(translocation)（二）延長肽鏈延長在核糖體上連續(xù)循環(huán)進行，又稱為核糖體循環(huán)(ribosomalcycle)，包括以下三步：每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基。現(xiàn)在是54頁\一共有123頁\編輯于星期五1.進位又稱注冊，是指一個氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令進入并結合到核蛋白體A位的過程。現(xiàn)在是55頁\一共有123頁\編輯于星期五進位需要延長因子EF-Tu與EF-Ts參與?，F(xiàn)在是56頁\一共有123頁\編輯于星期五現(xiàn)在是57頁\一共有123頁\編輯于星期五TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTs進位的反應過程：現(xiàn)在是58頁\一共有123頁\編輯于星期五2.成肽成肽是在轉肽酶(peptidase)的催化下，核糖體P位上起始氨基酰-tRNA的N-甲酰甲硫氨酰基或肽酰-tRNA的肽?；D移到A位并與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結合形成肽鍵的過程。現(xiàn)在是59頁\一共有123頁\編輯于星期五成肽的反應過程現(xiàn)在是60頁\一共有123頁\編輯于星期五3.轉位

轉位是在轉位酶的催化下，核糖體向mRNA的3′-端移動一個密碼子的距離，使mRNA序列上的下一個密碼子進入核蛋白體的A位、而占據(jù)A位的肽酰-tRNA移入P位的過程。轉位需要延長因子EF-G參與?，F(xiàn)在是61頁\一共有123頁\編輯于星期五EF-G有轉位酶（translocase）活性，可結合并水解1分子GTP，釋放的能量促進核糖體向mRNA的3′側移動，使起始二肽酰-tRNA-mRNA相對位移進入核糖體P位，而卸載的tRNA則移入E位。轉位酶現(xiàn)在是62頁\一共有123頁\編輯于星期五現(xiàn)在是63頁\一共有123頁\編輯于星期五fMetAUG5'3'fMetTuGTP成肽→轉位→下一輪進位現(xiàn)在是64頁\一共有123頁\編輯于星期五進位轉位成肽肽鏈合成延長(核糖體循環(huán))過程現(xiàn)在是65頁\一共有123頁\編輯于星期五肽鏈合成延長(核糖體循環(huán))過程現(xiàn)在是66頁\一共有123頁\編輯于星期五（三）終止指核蛋白體A位出現(xiàn)mRNA的終止密碼子后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體大、小亞基等分離的過程。終止階段需要釋放因子RF-1、RF-2和RF-3參與。現(xiàn)在是67頁\一共有123頁\編輯于星期五RF-3結合核糖體其他部位，有GTP酶活性，能介導RF-1、RF-2與核糖體的相互作用。釋放因子的功能：識別終止密碼子RF-1特異識別UAA、UAG；RF-2特異識別UAA、UGA。誘導轉肽酶轉變?yōu)轷ッ富钚源呋律逆溑c結合在P位的tRNA之間的酯鍵水解，使肽鏈從核糖體上釋放。現(xiàn)在是68頁\一共有123頁\編輯于星期五原核肽鏈合成終止過程現(xiàn)在是69頁\一共有123頁\編輯于星期五多聚核糖體的形成可以使蛋白質生物合成以高速度、高效率進行。多聚核糖體1條mRNA模板鏈都可附著10～100個核糖體，這些核糖體依次結合起始密碼子并沿5′→3′方向讀碼移動，同時進行肽鏈合成，這種mRNA與多個核糖體形成的聚合物稱為多聚核糖體(polysome)。現(xiàn)在是70頁\一共有123頁\編輯于星期五多聚核糖體現(xiàn)在是71頁\一共有123頁\編輯于星期五電鏡下的多聚核糖體現(xiàn)在是72頁\一共有123頁\編輯于星期五二、真核生物的肽鏈合成過程（一）起始1.核蛋白體大小亞基分離；2.起始氨基酰-tRNA的結合；3.mRNA在小亞基定位結合；4.核蛋白體大亞基結合?，F(xiàn)在是73頁\一共有123頁\編輯于星期五Met40S60SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③MetMet-tRNAiMet-elF-2-GTP真核生物翻譯起始復合物形成過程現(xiàn)在是74頁\一共有123頁\編輯于星期五真核生物肽鏈合成的延長過程與原核生物基本相似，但有不同的反應體系和延長因子。真核細胞核蛋白體沒有E位，轉位時卸載的tRNA直接從P位脫落。（二）延長現(xiàn)在是75頁\一共有123頁\編輯于星期五（三）終止真核生物翻譯終止過程與原核生物相似，但只有1個釋放因子eRF，可識別所有終止密碼子，完成原核生物各類RF的功能。現(xiàn)在是76頁\一共有123頁\編輯于星期五原核生物與真核生物肽鏈合成過程的主要差別原核生物真核生物mRNA一條mRNA編碼幾種蛋白質（多順反子）一條mRNA編碼一種蛋白質（單順反子）轉錄后很少加工轉錄后進行首尾修飾及剪接轉錄、翻譯和mRNA的降解可同時發(fā)生mRNA在核內(nèi)合成，加工后進入胞液，再作為模板指導翻譯核蛋白體30S小亞基＋50S大亞基?70S核蛋白體40S小亞基＋60S大亞基?80S核蛋白體起始階段起始氨基酰-tRNA為fMet-tRNAfMet起始氨基酰-tRNA為Met-tRNAiMet核蛋白體小亞基先與mRNA結合,再與fMet-tRNAfMet結合核蛋白體小亞基先與Met-tRNAiMet結合，再與mRNA結合mRNA中的S-D序列與16SrRNA3-端的一段序列結合mRNA中的帽子結構與帽子結合蛋白復合物結合有3種IF參與起始復合物的形成有至少10種eIF參與起始復合物的形成延長階段延長因子為EF-Tu、EF-Ts和EF-G延長因子為eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2終止階段釋放因子為RF-1、RF-2和RF-3釋放因子為eRF現(xiàn)在是77頁\一共有123頁\編輯于星期五第四節(jié)

蛋白質翻譯后修飾和靶向輸送PosttranslationalModificationandTargetingTransferofProtein現(xiàn)在是78頁\一共有123頁\編輯于星期五新生多肽鏈不具備蛋白質的生物學活性，必須經(jīng)過復雜的加工過程才能轉變?yōu)榫哂刑烊粯嬒蟮墓δ艿鞍踪|，這一加工過程稱為翻譯后修飾(posttranslationalmodification)。翻譯后修飾包括多肽鏈折疊為天然的三維構象及對肽鏈一級結構的修飾、空間結構的修飾等。翻譯后修飾使得蛋白質組成更加多樣化，從而使蛋白質結構上呈現(xiàn)更大的復雜性?，F(xiàn)在是79頁\一共有123頁\編輯于星期五一、多肽鏈折疊為天然構象的蛋白質新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈N-端在核糖體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開始。細胞中大多數(shù)天然蛋白質折疊都不是自動完成，而需要其他酶和蛋白質輔助?，F(xiàn)在是80頁\一共有123頁\編輯于星期五幾種有促進蛋白質折疊功能的大分子:分子伴侶(molecularchaperon)蛋白質二硫鍵異構酶(proteindisulfideisomerase,PDI)3.肽-脯氨酰順反異構酶(peptideprolyl-cis-transisomerase,PPI)現(xiàn)在是81頁\一共有123頁\編輯于星期五1.分子伴侶:分子伴侶是細胞內(nèi)一類可識別肽鏈的非天然構象、促進各功能域和整體蛋白質的正確折疊的保守蛋白質。分子伴侶有以下功能：①封閉待折疊蛋白質的暴露的疏水區(qū)段；②創(chuàng)建一個隔離的環(huán)境，可以使蛋白質的折疊互不干擾；③促進蛋白質折疊和去聚集；④遇到應激刺激，使已折疊的蛋白質去折疊?，F(xiàn)在是82頁\一共有123頁\編輯于星期五(1)熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)(2)伴侶蛋白(chaperonin)分子伴侶主要有：現(xiàn)在是83頁\一共有123頁\編輯于星期五(1)熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)熱休克蛋白屬于應激反應性蛋白質，高溫應激可誘導該蛋白質合成。熱休克蛋白可促進需要折疊的多肽折疊為有天然空間構象的蛋白質。熱休克蛋白包括HSP70、HSP40和GrpE三族。現(xiàn)在是84頁\一共有123頁\編輯于星期五它有兩個主要功能域：一個是存在于N-端的高度保守的ATP酶結構域，能結合和水解ATP；另一個是存在于C-端的多肽鏈結合結構域。蛋白質的折疊需要這兩個結構域的相互作用。大腸桿菌的HSP70(DnaK)ATP酶肽鏈結合結構域H2NEEVD-COOH

現(xiàn)在是85頁\一共有123頁\編輯于星期五大腸桿菌中的HSP70反應循環(huán)現(xiàn)在是86頁\一共有123頁\編輯于星期五(2)伴侶蛋白(chaperonin)伴侶蛋白是分子伴侶的另一家族，如大腸桿菌的GroEL和GroES（真核細胞中同源物為HSP60和HSP10）等家族。其主要作用是為非自發(fā)性折疊蛋白質提供能折疊形成天然空間構象的微環(huán)境?，F(xiàn)在是87頁\一共有123頁\編輯于星期五當待折疊肽鏈進入GroEL的桶狀空腔后，GroES可作為“蓋子”瞬時封閉GroEL空腔出口。封閉后的桶狀空腔提供了能完成該肽鏈折疊的微環(huán)境。GroEL-GroES復合物現(xiàn)在是88頁\一共有123頁\編輯于星期五GroEL-GroES反應循環(huán)

現(xiàn)在是89頁\一共有123頁\編輯于星期五2.蛋白質二硫鍵異構酶二硫鍵異構酶在內(nèi)質網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質形成熱力學最穩(wěn)定的天然構象?，F(xiàn)在是90頁\一共有123頁\編輯于星期五3.肽-脯氨酰順反異構酶多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構體，空間構象有明顯差別。肽酰-脯氨酰順反異構酶可促進上述順反兩種異構體之間的轉換。肽酰-脯氨酰順反異構酶是蛋白質三維構象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構型時，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準確折疊?，F(xiàn)在是91頁\一共有123頁\編輯于星期五二、蛋白質一級結構修飾主要是肽鍵水解和化學修飾（一）肽鏈末端的修飾（二）個別氨基酸的共價修飾1．糖基化2．羥基化3．甲基化4．磷酸化5．二硫鍵形成6．親脂性修飾現(xiàn)在是92頁\一共有123頁\編輯于星期五例：鴉片促黑皮質素原(POMC)的水解修飾（三）多肽鏈的水解修飾現(xiàn)在是93頁\一共有123頁\編輯于星期五三、空間結構的修飾結合蛋白質合成后都需要結合相應輔基，才能成為具有功能活性的天然蛋白質。具有四級結構的蛋白質由兩條以上的肽鏈通過非共價鍵聚合，形成寡聚體(oligomer)。（一）通過非共價鍵亞基聚合形成具有四級結構的蛋白質（二）輔基連接后形成完整的結合蛋白質現(xiàn)在是94頁\一共有123頁\編輯于星期五四、合成后蛋白質可被靶向輸送至細胞特定部位蛋白質在核糖體上合成后，必須分選出來，定向輸送到一個合適的部位才能行使各自的生物學功能。蛋白質的靶向輸送與翻譯后修飾過程同步進行?，F(xiàn)在是95頁\一共有123頁\編輯于星期五蛋白質運輸?shù)募毎麑W全過程現(xiàn)在是96頁\一共有123頁\編輯于星期五所有靶向輸送的蛋白質結構中存在分選信號，主要是N末端特異氨基酸序列，可引導蛋白質轉移到細胞的適當靶部位，這類序列稱為信號序列(signalsequence)。

（一）靶向輸送的蛋白質N-端存在信號序列現(xiàn)在是97頁\一共有123頁\編輯于星期五N-端含1個或幾個帶正電荷的堿性氨基酸殘基，如賴氨酸、精氨酸；中段為疏水核心區(qū)，主要含疏水的中性氨基酸，如亮氨酸、異亮氨酸等；C-端由一些極性相對較大、側鏈較短的氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸）組成，緊接著是被信號肽酶裂解的位點。信號肽有以下共性：現(xiàn)在是98頁\一共有123頁\編輯于星期五信號肽的一級結構現(xiàn)在是99頁\一共有123頁\編輯于星期五分泌性蛋白質的轉運現(xiàn)在是100頁\一共有123頁\編輯于星期五真核細胞分泌型蛋白質的靶向輸送過程為：核蛋白體上合成的肽鏈先由信號肽引導進入內(nèi)質網(wǎng)腔并被折疊成為具有一定功能構象的蛋白質，在高爾基復合體中被包裝進分泌小泡，轉移至細胞膜，再分泌到細胞外。（二）分泌型蛋白質由分泌小泡靶向輸送至胞外現(xiàn)在是101頁\一共有123頁\編輯于星期五（三）蛋白質6-磷酸甘露糖基化是靶向輸送至溶酶體的信號現(xiàn)在是102頁\一共有123頁\編輯于星期五與分泌型蛋白質一樣，內(nèi)質網(wǎng)中的駐留蛋白質先經(jīng)粗面內(nèi)質網(wǎng)上的附著核蛋白體合成并進入內(nèi)質網(wǎng)腔，然后隨囊泡輸送到高爾基復合體。但是，內(nèi)質網(wǎng)蛋白質多肽鏈的C-端含有滯留信號序列，可與相應受體結合。在高爾基復合體上，內(nèi)質網(wǎng)蛋白質通過其滯留信號序列與受體結合后，隨囊泡輸送回內(nèi)質網(wǎng)。（四）靶向輸送至內(nèi)質網(wǎng)的蛋白質C-端含有滯留信號序列現(xiàn)在是103頁\一共有123頁\編輯于星期五（五）質膜蛋白質的靶向輸送由囊泡轉移到細胞膜質膜蛋白質合成時在粗面內(nèi)質網(wǎng)上的跨膜機制與分泌型蛋白質的跨膜機制相似，但是，質膜蛋白質的肽鏈并不完全進入內(nèi)質網(wǎng)腔，而是錨定在內(nèi)質網(wǎng)膜上。不同類型的跨膜蛋白質以不同的形式錨定于膜上?，F(xiàn)在是104頁\一共有123頁\編輯于星期五（六）線粒體蛋白質以其前體形式在胞液合成后靶向輸入線粒體絕大部分線粒體蛋白質是由核基因組編碼、在胞液中的游離核蛋白體上合成后釋放、靶向輸送到線粒體中的?，F(xiàn)在是105頁\一共有123頁\編輯于星期五真核細胞線粒體蛋白質的靶向輸送現(xiàn)在是106頁\一共有123頁\編輯于星期五靶向輸送到細胞核的蛋白質其多肽鏈內(nèi)含有特異信號序列，稱為核定位序列(nuclearlocalizationsequence,NLS)。NLS為含4～8個氨基酸殘基的短序列，富含帶正電荷的賴氨酸、精氨酸和脯氨酸，可位于肽鏈的不同部位，而不只在N末端。不同的NLS間未發(fā)現(xiàn)共有序列；在蛋白質進核定位后，NLS不被切除。核定位序列現(xiàn)在是107頁\一共有123頁\編輯于星期五（七）細胞核蛋白質在胞液中合成后經(jīng)核孔靶向輸送入核現(xiàn)在是108頁\一共有123頁\編輯于星期五第五節(jié)

蛋白質生物合成的干擾和抑制InterferenceandInhibitionofProteinBiosynthesis現(xiàn)在是109頁\一共有123頁\編輯于星期五一、許多抗生素通過抑制蛋白質生物合成發(fā)揮作用抗生素(antibiotics)是一類由某些真菌、細菌等微生物產(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，對宿主無毒性的抗生素可用于預防和治療人、動物和植物的感染性疾病?，F(xiàn)在是110頁\一共有123頁\編輯于星期五影響翻譯起始的抗生素影響翻譯延長的抗生素干擾進位的抗生素引起讀碼錯誤的抗生素影響肽鍵形成的抗生素影響轉位的抗生素現(xiàn)在是111頁\一共有123頁\編輯于星期五抗生素作用位點作用原理應用伊短菌素原核、真核核蛋白體小亞基阻礙翻譯起始復合物的形成抗腫瘤藥四環(huán)素、土霉素原核核蛋白體小亞基抑制氨基酰-tRNA與小亞基結合抗菌藥鏈霉素、新霉素、巴龍霉素原核核蛋白體小亞基改變構象引起讀碼錯誤、抑制起始抗菌藥氯霉素、林可霉素、紅霉素原核核蛋白體大亞基抑制轉肽酶、阻斷肽鏈延長抗菌藥嘌呤霉素原核、真核核蛋白體使肽酰基轉移到它的氨基上后脫落抗腫瘤藥放線菌酮真核核蛋白體大亞基抑制轉肽酶、阻斷肽鏈延長醫(yī)學研究夫西地酸、細球菌素EF-G抑制EF-G、阻止轉位抗菌藥大觀霉素原核核蛋白體小亞基阻止轉位抗菌藥常用抗生素抑制蛋白質生物合成的原理與應用現(xiàn)在是112頁\一共有123頁\編輯于星期五嘌呤霉素作用示意圖現(xiàn)在是113頁\一共有123頁\編輯于星期五四環(huán)素族氯霉素鏈霉素和卡那霉素嘌呤霉素放線菌酮現(xiàn)在是114頁\一共有123頁\編輯于星期五二、其他干擾蛋白質生物合成的物質某些毒素能在肽鏈延長階段阻斷蛋白質合成而呈現(xiàn)毒性，如白喉毒素是真核細胞蛋白質合成的