生物化學藥翻譯

生物化學藥翻譯第1頁/共46頁第一節(jié)

RNA在蛋白質生物合成中的作用

第2頁/共46頁一、mRNA作為指導蛋白質生物合成的模板。mRNA中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為密碼(coden)。共有64種不同的密碼。第3頁/共46頁遺傳密碼具有以下特點：①

連續(xù)性；②

簡并性；③

通用性；（但在線粒體或葉綠體中特殊）④

方向性，即解讀方向為5′→3′；⑤

擺動性；⑥

起始密碼：AUG；終止密碼：UAA、UAG、UGA。第4頁/共46頁遺傳密碼的連續(xù)性第5頁/共46頁遺傳密碼的簡并性和通用性第6頁/共46頁遺傳密碼的擺動配對第7頁/共46頁二、tRNA和氨基酰tRNA

在氨基酰tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可與相應的氨基酸結合，生成氨基酰tRNA，從而攜帶氨基酸參與蛋白質的生物合成。tRNA反密碼環(huán)中部的三個核苷酸構成三聯(lián)體，可以識別mRNA上相應的密碼，此三聯(lián)體就稱為反密碼(anticoden)。

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反密碼對密碼的識別，通常也是根據(jù)堿基互補原則，即A—U，G—C配對。但反密碼的第一個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴格遵循堿基互補原則。如反密碼第一個核苷酸為Ⅰ，則可與A、U或C配對，如為U，則可與A或G配對，這種配對稱為不穩(wěn)定配對，擺動性。

第9頁/共46頁第10頁/共46頁能夠識別mRNA中5′端起動密碼AUG的tRNA是一種特殊的tRNA，稱為起動tRNA。在原核生物中，起動tRNA是一種攜帶甲酰蛋氨酸的tRNA，即tRNAifmet；而在真核生物中，起動tRNA是一種攜帶蛋氨酸的tRNA，即tRNAimet。第11頁/共46頁

氨基酰-tRNA合成酶

tRNA攜帶并轉運氨基酸，氨基酸的結合位點是tRNA3’-末端的-CCA-OH。氨基酸和tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的催化下合成氨基酰-tRNA。第12頁/共46頁

氨基酰-tRNA合成酶具有絕對專一性，對氨基酸、tRNA兩種底物都能高度特異性地識別。氨基酸+ATP+tRNA氨基酰-tRNA+AMP+ppi

Mg2+氨基酰-tRNA合成酶第13頁/共46頁分兩步完成：第一步：氨基酸+ATP-E氨基酰-AMP-E+ppi第二步：氨基酰-AMP-E+tRNA氨基酰-tRNA+AMP+E第14頁/共46頁（二）氨基酰-tRNA的表示方法

氨基酰-tRNA完整的寫法：

ala-tRNAala；arg-tRNAarg

met-tRNAemet；

met-tRNAimet；fmet-tRNAfmet

氨基酰-tRNA生成反應：met+tRNAemet+ATPmet-tRNAemet+AMP+ppi

氨基酰-tRNA合成酶第15頁/共46頁

起始密碼子AUG同時編碼甲硫氨酸；原核生物的起始密碼只能辨認甲酰化的甲硫氨酸，即N-甲酰甲硫氨酸第16頁/共46頁三、rRNA和核蛋白體原核生物中的核蛋白體大小為70S，可分為30S小亞基和50S大亞基。小亞基由16SrRNA和21種蛋白質構成，大亞基由5SrRNA，23SRNA和35種蛋白質構成。真核生物中的核蛋白體大小為80S，也分為40S小亞基和60S大亞基。小亞基由18SrRNA和30多種蛋白質構成，大亞基則由5SrRNA，28SrRNA和50多種蛋白質構成，在哺乳動物中還含有5.8SrRNA。

第17頁/共46頁核蛋白體的組裝第18頁/共46頁核蛋白體的大、小亞基分別有不同的功能：

1．小亞基：可與mRNA、GTP和起動tRNA結合。

第19頁/共46頁2．大亞基：（1）具有兩個不同的tRNA結合點。A位（右）——受位或氨?；?，可與新進入的氨基酰tRNA結合；P位（左）——給位或肽酰基位，可與延伸中的肽?；鵷RNA結合。（2）具有轉肽酶活性：將給位上的肽?；D移給受位上的氨基酰tRNA，形成肽鍵。（3）具有GTPase活性，水解GTP，獲得能量。

（4）具有起動因子、延長因子及釋放因子的結合部位。

第20頁/共46頁在蛋白質生物合成過程中，常常由若干核蛋白體結合在同一mRNA分子上，同時進行翻譯，但每兩個相鄰核蛋白之間存在一定的間隔，形成念球狀結構。由若干核蛋白體結合在一條mRNA上同時進行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結構稱為多核蛋白體。

第21頁/共46頁第22頁/共46頁第二節(jié)蛋白質的生物合成過程

翻譯過程分為三個階段一、翻譯的起始二、翻譯的延長三、翻譯的終止第23頁/共46頁一、翻譯的起始

翻譯起始是把帶有甲硫氨酸（原核生物為甲酰甲硫氨酸）的起始tRNA連同mRNA結合到核蛋白體上，生成翻譯起始復合物（translationalinitiationcomplex）。第24頁/共46頁4.核蛋白體大亞基結合原核生物起始復合物的生成1.核蛋白體亞基的分離2.mRNA在核蛋白體小亞基上就位3.fmet-tRNA的結合70S第25頁/共46頁SD序列：大腸桿菌mRNA翻譯起始子AUG的上游8~13個核苷酸之前有4~6個核苷酸組成的富含嘌呤的序列。這一序列以AGGA為核心，稱之為SD序列。該序列與30s小亞基上16srRNA3’-端富含嘧啶序列結合，穩(wěn)固了mRNA與小亞基的結合。因此又稱為核蛋白體結合位點（ribosomalbindingsite，RBS）。第26頁/共46頁第27頁/共46頁二、肽鏈的延長

翻譯過程的肽鏈延長，也稱為核蛋白體循環(huán)延長過程所需的蛋白質因子稱為延長因子（EF）：第28頁/共46頁

每次核蛋白體循環(huán)可分為三步：進位或注冊、成肽、轉位。每循環(huán)一次，肽鏈延長一個氨基酸，如此不斷重復，直至肽鏈合成終止。第29頁/共46頁（一）進位

也稱為注冊，指氨基酰-tRNA根據(jù)遺傳密碼的指引，進入核蛋白體的A位。需EFT的協(xié)助。第30頁/共46頁（二）成肽A、P位的氨基酸形成肽鍵transpeptidaseP位上fmet-tRNAimet所攜帶的甲酰甲硫氨酰轉移到A位，與A位上的氨基酸形成肽鍵P位上無負載的tRNA脫落，P位空載生成的二肽酰-tRNA在A位第31頁/共46頁（三）轉位

由轉位酶（translocase）催化，其活性存在于EF-G

原有帶肽鏈的tRNA由A位轉移至P位

核蛋白體向mRNA的3’端移動相當于一個密碼子的距離，下一個密碼子定位于A位，空著的A位等待接受下一個氨基酰-tRNA第32頁/共46頁第一個核蛋白體循環(huán)P位為二肽第二個循環(huán)P位上為三肽第三個循環(huán)P位上為四肽……EFT轉位酶（EFG）轉肽酶肽鏈延伸方向：N端C端第33頁/共46頁三、肽鏈合成的終止1.終止密碼的辨認當翻譯至A位出現(xiàn)mRNA的終止密碼時，因無氨基酰-tRNA與之對應，RF-1、RF-2能識別終止密碼，進入A位。2.RF-3激活核蛋白體上的轉肽酶，水解使P位上肽與tRNA分離3.在RR的作用下，tRNA，mRNA及RF均從核蛋白體脫落第34頁/共46頁

第三節(jié)翻譯后加工翻譯后加工（post-translationalprocessing）

：肽鏈從核蛋白體釋放后，經過細胞內各種修飾處理，成為有活性的成熟蛋白質的過程。

高級結構的修飾一級結構的修飾靶向輸送第35頁/共46頁一、高級結構的修飾（一）亞基聚合（二）輔基連接第36頁/共46頁二、一級結構的修飾（一）去除N-甲?；騈-甲硫氨酸（二）個別氨基酸的修飾

（三）水解修飾第37頁/共46頁鴉片促黑皮質素原促腎上腺皮質激素促黑激素脂酸釋放激素內啡肽第38頁/共46頁三、蛋白質合成后的靶向輸運蛋白質靶向運輸（

proteintargeting）蛋白質合成后定向地到達其執(zhí)行功能的目標地點。靶向輸送是對分泌性蛋白質而言。分泌性蛋白質（secretoryproteins）穿過合成所在的細胞到其它組織細胞去的蛋白質，可統(tǒng)稱為分泌性蛋白質。例如各種肽類激素、各種血漿蛋白、凝血因子、抗體等。分泌性蛋白質可穿過膜性結構（細胞膜、亞細胞結構膜）第39頁/共46頁信號肽（singlepeptide）：未成熟分泌性蛋白質中可被細胞轉運系統(tǒng)識別的特征性氨基酸序列,富含疏水性氨基酸。有堿性N-末端、疏水核心區(qū)和加工區(qū)三個區(qū)段。第40頁/共46頁信號假說（thesignalhypothesis）信號肽識別粒子（signalpeptiderecognizationparticles,SRP）對接蛋白（dockingprotein,DP）1SRP識別信號肽2SRP把核蛋白體帶到膜內側面3SRP與DP識別、結合4膜通道開放，信號肽帶動合成的蛋白質沿通道穿過膜5信號肽再沿通道折回時被膜上的信號肽酶切除，成熟的蛋白質被分泌到膜外第41頁/共46頁第四節(jié)蛋白質的生物合成的干擾和抑制抗生素（antibiotics）

:能殺滅或抑制細菌的一類藥物，抑制細菌代謝過程或基因信息傳遞特別是翻譯過程。

最早的抗生素是在微生物中提取，目前也可按其抑制代謝及信息傳遞的原理