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文檔簡介

mRNA蛋白質遺傳信息堿基的排列順序物質基礎AA的排列順序翻譯合成體系本文檔共173頁;當前第1頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第2頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第3頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第4頁;編輯于星期三\17點26分5’……GCAGTAGCATTC……..3’3’……cgtcatgta

cag……..5’5’……GCAGUACAUGUC..…..3’N……Ala.Val.His.Val……CDNARNA肽轉錄翻譯編碼鏈模板鏈基因表達本文檔共173頁;當前第5頁;編輯于星期三\17點26分(1)氨基酸的活化(2)肽鏈的生物合成(3)肽鏈形成后的加工和靶向輸送反應過程(1)維持多種生命活動(2)適應環(huán)境的變化(3)參與組織的更新和修復生物學意義本文檔共173頁;當前第6頁;編輯于星期三\17點26分

第一節(jié)蛋白質合成體系ProteinBiosynthesisSystem本文檔共173頁;當前第7頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第8頁;編輯于星期三\17點26分5’……GCAGTAGCATTC……..3’3’……cgt

cat

gta

cag……..5’5’……GCAGUACAUGUC..…..3’N……Ala.Val.His.

Val……CDNARNA肽轉錄翻譯編碼鏈模板鏈基因表達本文檔共173頁;當前第9頁;編輯于星期三\17點26分基本原料:20種編碼氨基酸模板:mRNA適配器:tRNA裝配機:核蛋白體主要酶和蛋白質因子: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本文檔共173頁;當前第10頁;編輯于星期三\17點26分

1961年,Nirenberg證明了mRNA的模板作用。

一、翻譯模板mRNA及遺傳密碼本文檔共173頁;當前第11頁;編輯于星期三\17點26分

細菌+礬土顆粒輕輕研磨細菌液離心,去除細胞壁和膜提取液(DNA、mRNA、tRNA、核糖體、酶、離子)DNA水解酶,20種氨基酸等蛋白質本文檔共173頁;當前第12頁;編輯于星期三\17點26分

DNase蛋白質合成量時間本文檔共173頁;當前第13頁;編輯于星期三\17點26分mRNA是蛋白質生物合成的直接模板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)。本文檔共173頁;當前第14頁;編輯于星期三\17點26分

mRNA是遺傳信息的攜帶者遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子(cistron)。原核細胞中數(shù)個結構基因常串聯(lián)為一個轉錄單位,轉錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關的蛋白質,為多順反子(polycistron)。真核生物一個mRNA只編碼一種蛋白質,為單順反子(singlecistron)。

本文檔共173頁;當前第15頁;編輯于星期三\17點26分

mRNA結構簡圖本文檔共173頁;當前第16頁;編輯于星期三\17點26分原核細胞mRNA的結構特點53順反子順反子順反子插入順序插入順序先導區(qū)末端順序AGGAGGUSD區(qū)一條mRNA鏈編碼幾種功能相關的蛋白質本文檔共173頁;當前第17頁;編輯于星期三\17點26分真核細胞mRNA的結構特點5“帽子”PolyA

3

順反子m7G-5ppp-N-3pAAAAAAA-OH一條mRNA鏈只能為一種蛋白質編碼

本文檔共173頁;當前第18頁;編輯于星期三\17點26分mRNA上存在遺傳密碼mRNA分子上從5至3方向,由AUG開始,每3個核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質合成的起始、終止信號,稱為三聯(lián)體密碼(tripletcodon)。本文檔共173頁;當前第19頁;編輯于星期三\17點26分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,各個三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一條多肽鏈,稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。本文檔共173頁;當前第20頁;編輯于星期三\17點26分

保溫蛋白質合成停止polyU,ATP,GTP,氨基酸多聚苯丙氨酸(UUU是Phe的密碼子)同樣方法證明了CCC是Pro的密碼子,AAA是Lys的密碼子。提取液(DNA、mRNA、tRNA、核糖體、酶、離子)遺傳密碼的破譯本文檔共173頁;當前第21頁;編輯于星期三\17點26分遺傳密碼表密碼子的第一個字母密碼子的第二個字母本文檔共173頁;當前第22頁;編輯于星期三\17點26分密碼數(shù)目:43=64起始密碼:1個AUG(又為蛋氨酸密碼)終止密碼:3個(UAA、UAG、UGA)

(使翻譯終止的密碼,不代表任何氨基酸)氨基酸密碼:61個(64-3=61)本文檔共173頁;當前第23頁;編輯于星期三\17點26分遺傳密碼的特點1.方向性5’……GCAGUACAUGUC..…..3’N……Ala.Val.His.

Val……CRNA肽翻譯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。本文檔共173頁;當前第24頁;編輯于星期三\17點26分2.連續(xù)性(commaless)編碼蛋白質氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀,密碼間既無間隔也無重疊。5’…….AUG

GCA

GUA

CAU……UAA3’AlaValHisMet終止密碼本文檔共173頁;當前第25頁;編輯于星期三\17點26分

重疊密碼非重疊連續(xù)的密碼不連續(xù)的密碼本文檔共173頁;當前第26頁;編輯于星期三\17點26分基因損傷引起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(frameshiftmutation)。本文檔共173頁;當前第27頁;編輯于星期三\17點26分由于對mRNA外顯子的加工,造成mRNA與其DNA模板序列之間不匹配,使同一mRNA前體翻譯出序列、功能不同的蛋白質。這種基因表達的調(diào)節(jié)方式稱為mRNA編輯(mRNAediting)。mRNA編輯本文檔共173頁;當前第28頁;編輯于星期三\17點26分3.簡并性(degeneracy)遺傳密碼中,除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個密碼子外,其余氨基酸有2~4個或多至6個密碼子為之編碼。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。本文檔共173頁;當前第29頁;編輯于星期三\17點26分遺傳密碼的簡并性本文檔共173頁;當前第30頁;編輯于星期三\17點26分

密碼子簡并性的生物學意義:減少有害突變。

遺傳密碼的特異性主要取決于前兩位堿基。

GCU

ACU

GCC

ACC

GCA

ACA

GCG

ACG

AlaThr本文檔共173頁;當前第31頁;編輯于星期三\17點26分4.通用性(universal)蛋白質生物合成的整套密碼,從原核生物到人類都通用。密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先。本文檔共173頁;當前第32頁;編輯于星期三\17點26分已發(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異亮蛋、起始AGA精終止AGG精終止UGA終止色本文檔共173頁;當前第33頁;編輯于星期三\17點26分5.擺動性(wobble)tRNA上反密碼子的第1位堿基與mRNA密碼子的第3位堿基配對時,可以在一定范圍內(nèi)變動,即并不嚴格遵循堿基配對規(guī)律,這一現(xiàn)象稱為擺動性。本文檔共173頁;當前第34頁;編輯于星期三\17點26分U321123擺動配對本文檔共173頁;當前第35頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第36頁;編輯于星期三\17點26分核糖體是由幾十種蛋白質和幾種rRNA組成的亞細胞顆粒,其中蛋白質與rRNA的重量比約為1:2。核糖體是蛋白質合成的場所。二、核蛋白體是多肽鏈合成的裝置本文檔共173頁;當前第37頁;編輯于星期三\17點26分細胞中的核糖體有:細胞質核糖體(附著核糖體和游離核糖體)、線粒體核糖體、葉綠體核糖體附著于內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體,主要是合成某些專供輸送到細胞外面的分泌物質,如抗體、酶原或蛋白質類的激素等。游離核糖體所合成的蛋白質,多半是分布在細胞基質中或供細胞本身生長所需要的蛋白質分子(包括酶分子)。此外還合成某些特殊蛋白質,如紅細胞中的血紅蛋白等。因此,在分裂活動旺盛的細胞中,游離核糖體的數(shù)目就比較多,而且分布比較均勻。這一點已被用來作為辨認腫瘤細胞的標志之一。本文檔共173頁;當前第38頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第39頁;編輯于星期三\17點26分

核蛋白體的組成本文檔共173頁;當前第40頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第41頁;編輯于星期三\17點26分原核生物核蛋白體結構模式

本文檔共173頁;當前第42頁;編輯于星期三\17點26分原核生物核蛋白體結構模式

50S大亞基:E位:排出位(Exitsite)30S小亞基:有mRNA結合位點轉肽酶活性大小亞基共同組成:A位:氨基酰位(aminoacylsite)P位:肽酰位(peptidylsite)本文檔共173頁;當前第43頁;編輯于星期三\17點26分三、tRNA與氨基酸的活化反密碼環(huán)氨基酸臂運載氨基酸:氨基酸各由其特異的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。本文檔共173頁;當前第44頁;編輯于星期三\17點26分識別藕聯(lián)配對本文檔共173頁;當前第45頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第46頁;編輯于星期三\17點26分氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶(一)氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase)氨基酸的活化本文檔共173頁;當前第47頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第48頁;編輯于星期三\17點26分氨基酰-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負載了氨基酸本文檔共173頁;當前第49頁;編輯于星期三\17點26分第一步反應氨基酸+ATP+E—→氨基酰-AMP-E+AMP+PPi

本文檔共173頁;當前第50頁;編輯于星期三\17點26分第二步反應氨基酰-AMP-E+tRNA↓

氨基酰-tRNA+AMP+E本文檔共173頁;當前第51頁;編輯于星期三\17點26分氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。特性tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP本文檔共173頁;當前第52頁;編輯于星期三\17點26分氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。動力學校對化學校對特性本文檔共173頁;當前第53頁;編輯于星期三\17點26分

氨基酸的活化形式:氨基酰-tRNA

氨基酸的活化部位:α-羧基

氨基酸與tRNA連接方式:酯鍵

氨基酸活化耗能:2個~P本文檔共173頁;當前第54頁;編輯于星期三\17點26分氨基酰tRNA的表示方法丙氨基酰tRNA:ala-tRNAala精氨基酰tRNA:arg-tRNAarg甲硫氨基酰tRNA:

met-tRNAmet本文檔共173頁;當前第55頁;編輯于星期三\17點26分真核生物:Met-tRNAiMet原核生物:fMet-tRNAifMet(二)起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA起始密碼子AUG編碼的met由tRNAimet(真核)或tRNAfmet(原核)轉運本文檔共173頁;當前第56頁;編輯于星期三\17點26分

fMet-tRNAifMet的生成: 真核細胞起始密碼子編碼的met不須甲?;竽c桿菌起始密碼子編碼的met須甲?;疚臋n共173頁;當前第57頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第58頁;編輯于星期三\17點26分

第二節(jié)蛋白質生物合成過程TheProcessofProteinBiosynthesis本文檔共173頁;當前第59頁;編輯于星期三\17點26分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(aminoacyltRNAsynthetase),催化氨基酸的活化;轉肽酶(peptidase),催化核蛋白體P位上的肽酰基轉移至A位氨基酰-tRNA的氨基上,使酰基與氨基結合形成肽鍵;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),催化核蛋白體向mRNA3’-端移動一個密碼子的距離,使下一個密碼子定位于A位。

本文檔共173頁;當前第60頁;編輯于星期三\17點26分(二)蛋白質因子起始因子(initiationfactor,IF)延長因子(elongationfactor,EF)釋放因子(releasefactor,RF)本文檔共173頁;當前第61頁;編輯于星期三\17點26分參與原核生物翻譯的各種蛋白質因子及其生物學功能本文檔共173頁;當前第62頁;編輯于星期三\17點26分參與真核生物翻譯的各種蛋白質因子及其生物學功能本文檔共173頁;當前第63頁;編輯于星期三\17點26分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)能源物質及離子本文檔共173頁;當前第64頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質合成中

mRNA模板的方向:5′→3′;蛋白質的合成方向:N端→

C端。蛋白質合成過程:起始延長終止

本文檔共173頁;當前第65頁;編輯于星期三\17點26分一、肽鏈合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結合而形成翻譯起始復合物

(translationalinitiationcomplex)。參與起始過程的蛋白質因子稱起始因子(initiationfactor,IF)。本文檔共173頁;當前第66頁;編輯于星期三\17點26分參與起始過程的蛋白質因子稱起始因子(initiationfactor,IF)。原核生物起始因子有三種:IF-1:占據(jù)A位防止結合其他tRNA。IF-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敏感性。本文檔共173頁;當前第67頁;編輯于星期三\17點26分(一)原核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離;mRNA在小亞基定位結合;起始氨基酰-tRNA的結合;核蛋白體大亞基結合。本文檔共173頁;當前第68頁;編輯于星期三\17點26分IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離本文檔共173頁;當前第69頁;編輯于星期三\17點26分AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結合本文檔共173頁;當前第70頁;編輯于星期三\17點26分S-D序列:

在原核生物mRNA起始密碼AUG上游,存在4~9個富含嘌呤堿的一致性序列,如-AGGAGG-,稱為S-D序列。又稱為核蛋白體結合位點(ribosomalbindingsite,RBS)

本文檔共173頁;當前第71頁;編輯于星期三\17點26分S-D序列本文檔共173頁;當前第72頁;編輯于星期三\17點26分IF-3IF-1IF-2GTPAUG5'3'3.起始氨基酰tRNA與小亞基結合本文檔共173頁;當前第73頁;編輯于星期三\17點26分IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiAUG5'3'4.核蛋白體大亞基結合本文檔共173頁;當前第74頁;編輯于星期三\17點26分IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始過程消耗1個GTP。本文檔共173頁;當前第75頁;編輯于星期三\17點26分二、肽鏈的延長指按照mRNA密碼序列的指導,依次添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈,直到合成終止的過程。本文檔共173頁;當前第76頁;編輯于星期三\17點26分肽鏈的延長是在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進行,又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomalcycle),每次循環(huán)增加一個氨基酸,分為以下三步:進位(entrance)成肽(peptidebondformation)轉位(translocation)

本文檔共173頁;當前第77頁;編輯于星期三\17點26分肽鏈合成的延長因子本文檔共173頁;當前第78頁;編輯于星期三\17點26分(一)進位指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導,使相應氨基酰-tRNA進入核蛋白體A位。

本文檔共173頁;當前第79頁;編輯于星期三\17點26分延長因子EF-T催化進位(原核生物)

本文檔共173頁;當前第80頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第81頁;編輯于星期三\17點26分TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP本文檔共173頁;當前第82頁;編輯于星期三\17點26分(二)成肽是由轉肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過程。本文檔共173頁;當前第83頁;編輯于星期三\17點26分(三)轉位延長因子EF-G有轉位酶(translocase)活性,可結合并水解1分子GTP,促進核蛋白體向mRNA的3’側移動。本文檔共173頁;當前第84頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第85頁;編輯于星期三\17點26分fMetAUG5'3'fMetTuGTP本文檔共173頁;當前第86頁;編輯于星期三\17點26分進位轉位成肽本文檔共173頁;當前第87頁;編輯于星期三\17點26分三、肽鏈合成的終止當mRNA上終止密碼出現(xiàn)后,多肽鏈合成停止,肽鏈從肽酰-tRNA中釋出,mRNA、核蛋白體等分離,這些過程稱為肽鏈合成終止。

本文檔共173頁;當前第88頁;編輯于星期三\17點26分終止相關的蛋白因子稱為釋放因子(releasefactor,RF)識別終止密碼,如RF-1特異識別UAA、UAG;而RF-2可識別UAA、UGA。誘導轉肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?,使肽鏈從核蛋白體上釋放。釋放因子的功能原核生物釋放因子:RF-1,RF-2,RF-3

真核生物釋放因子:eRFRF-3可結合核蛋白體其他部位,有GTP酶活性,能介導RF-1、RF-2與核蛋白體的相互作用。本文檔共173頁;當前第89頁;編輯于星期三\17點26分原核肽鏈合成終止過程本文檔共173頁;當前第90頁;編輯于星期三\17點26分UAG5'3'RFCOO-本文檔共173頁;當前第91頁;編輯于星期三\17點26分

原核生物蛋白質合成的能量計算 氨基酸活化:2個~P ATP

起始: 1個 GTP

延長: 2個 GTP

終止: 1個 GTP

結論:每合成一個肽鍵至少消耗4個~P。本文檔共173頁;當前第92頁;編輯于星期三\17點26分一份原件(DNA),一張藍圖(從DNA長鏈上轉錄的遺傳密碼片段),一個信使(mRNA),一個車間(rRNA),一個譯員和搬運工(tRNA),一條多肽鏈,當然還有做輔助工作的酶,這就是一個蛋白質合成的全部工序,也是遺傳信息的流向圖。本文檔共173頁;當前第93頁;編輯于星期三\17點26分二、真核生物的肽鏈合成過程本文檔共173頁;當前第94頁;編輯于星期三\17點26分

真核生物翻譯起始的特點核蛋白體是80S;起始因子種類多;起始tRNA的Met不需甲酰化;mRNA的5’帽子和3’polyA尾結構與mRNA在核蛋白體就位有關;起始tRNA先與核蛋白體小亞基結合,然后再結合mRNA(一)起始本文檔共173頁;當前第95頁;編輯于星期三\17點26分真核生物翻譯起始因子

本文檔共173頁;當前第96頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第97頁;編輯于星期三\17點26分真核生物翻譯起始復合物形成核蛋白體大小亞基分離;起始氨基酰-tRNA結合;mRNA在核蛋白體小亞基就位;核蛋白體大亞基結合。本文檔共173頁;當前第98頁;編輯于星期三\17點26分Met40SMetMet40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、

eIF-6

①elF-3②GDP+Pi各種elF釋放elF-5④ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PAB③真核生物翻譯起始復合物形成過程Met-tRNAiMet-elF-2

-GTPMet60S本文檔共173頁;當前第99頁;編輯于星期三\17點26分真核生物肽鏈合成的延長過程與原核基本相似,但有不同的反應體系和延長因子。另外,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)真核生物延長過程本文檔共173頁;當前第100頁;編輯于星期三\17點26分多聚核蛋白體在一條mRNA分子上可同時附著幾個到幾十個核蛋白體,同時進行翻譯的多聚體,稱多核蛋白體。其作用是:(1)提高了mRNA的利用率(2)增加了翻譯效率本文檔共173頁;當前第101頁;編輯于星期三\17點26分電鏡下的多聚核蛋白體本文檔共173頁;當前第102頁;編輯于星期三\17點26分(三)真核生物終止過程只有一個釋放因子eRF,可識別所有終止密碼。本文檔共173頁;當前第103頁;編輯于星期三\17點26分原核生物與真核生物肽鏈合成過程的主要差別本文檔共173頁;當前第104頁;編輯于星期三\17點26分真核與原核蛋白質合成的異同

真核

原核

核蛋白體

80S

70S

含蛋白數(shù)量

多于80

少于60

小亞基結構

無嘧啶區(qū)和互補區(qū)

含嘧啶區(qū)與互補

tRNA

tRNAimet

tRNAfmet

啟動

eIF9-10種需ATP

小亞基先與tRNA結合,在與mRNA結合

延長

EF1,EF2

EFTuEFTs

終止

RF需GTP

RF1,RF2,RF3

本文檔共173頁;當前第105頁;編輯于星期三\17點26分比較:原核生物復制、轉錄、翻譯的共同點及不同點。(提示:原料、模板、酶、引物、堿基配對、合成方向、產(chǎn)物、產(chǎn)物加工修飾、供能物質、無機離子)本文檔共173頁;當前第106頁;編輯于星期三\17點26分本文檔共173頁;當前第107頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第108頁;編輯于星期三\17點26分1.原核生物起始tRNA是()A.甲硫氨酰-tRNAB.纈氨酰-tRNAC.甲酰甲硫氨酰-tRNAD.任何氨酰-tRNA2.蛋白質生物合成的方向是()A.從C端到N端B.從N端到C端C.定點雙向進行D.從5′端到3′端E.從3′端到5′端本文檔共173頁;當前第109頁;編輯于星期三\17點26分3.蛋白質生物合成的部位是()A.核小體B.線粒體C.核蛋白體D.細胞體E.細胞漿4.蛋白質生物合成過程中,終止密碼子為()A.AUGB.UGGC.AGGD.UUGE.UGA本文檔共173頁;當前第110頁;編輯于星期三\17點26分5.有關遺傳密碼的正確描述是()A.每種氨基酸至少有一個遺傳密碼B.位于mRNA分子上C.有起始密碼和終止密碼D.由DNA排列順序決定的E.以上都正確6.核蛋白體循環(huán)過程中,需要堿基配對的步驟是()A.移位B.轉肽C.進位D.結合終止因子E.釋放肽鏈本文檔共173頁;當前第111頁;編輯于星期三\17點26分下列關于氨基酸密碼的描述哪一項是錯誤的()A.密碼有種屬性特異性,所以不同生物合成不同的蛋白質B.閱讀有方向性,5′端起始,3′端終止C.氨基酸可有一組以上的密碼D.一組密碼只代表一種氨基酸E.碼第3′位(即3′端)堿基在決定摻入氨基酸的特異性方面最重要性較小本文檔共173頁;當前第112頁;編輯于星期三\17點26分原核生物和真核生物翻譯起始的不同之處在于()A.真核生物靠shine-Dalgarno序列使mRNA結合蛋白體B.真核生物帽子結合蛋白是翻譯起始因子之一C.原核生物和真核生物使用不同的起始密碼子D.原核生物有TATAAT作為翻譯起始序列,真核生物則是TATAE.真核生物mRNA與核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識別結合本文檔共173頁;當前第113頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質合成的終止是由于()A.特異的tRNA識別了終止密碼B.已經(jīng)到達mRNA分子的盡頭C.釋放因子能識別終止密碼并進入受位D.mRNA上的終止密碼阻止了核蛋白體的移動E.β因子識別終止密碼本文檔共173頁;當前第114頁;編輯于星期三\17點26分翻譯延長過程的描述中,正確的是()A.氨基酸-tRNA進入受體B.成肽是在延長因子催化下進行的C.每延長一個氨基酸都要按照注冊-轉位-成肽的次序D.轉位是肽鏈同mRNA從P位轉到A位E.進位的時候需要延長因子EF-G的參與本文檔共173頁;當前第115頁;編輯于星期三\17點26分有關蛋白質合成的敘述,正確的是A.終止密碼子不編碼氨基酸B.每種tRNA只運轉一種氨基酸C.tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D.核糖體可在mRNA上移動ABD本文檔共173頁;當前第116頁;編輯于星期三\17點26分有關真核細胞DNA復制和轉錄這兩種過程的敘述,錯誤的是A.兩種過程都可在細胞核中發(fā)生B.兩種過程都有酶參與反應C.兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料D.兩種過程都以DNA為模板C本文檔共173頁;當前第117頁;編輯于星期三\17點26分下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關敘述錯誤的是A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率A本文檔共173頁;當前第118頁;編輯于星期三\17點26分如圖表示在一條mRNA上有多個核糖體同時在合成肽鏈,下列說法正確的是A.該過程表明生物體內(nèi)少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白質B.該過程的模板是核糖核苷酸,原料是20種游離的氨基酸C.最終合成的肽鏈②③④⑤在結構上各不相同D.合成①②的場所是細胞核答案A本文檔共173頁;當前第119頁;編輯于星期三\17點26分中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質傳遞與表達的過程。請回答下列問題。(1)a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是

、

、

。(2)需要tRNA和核糖體同時參與的過程是

(用圖中的字母回答)。(3)a過程發(fā)生在真核細胞分裂的

期。(4)在真核細胞中,a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是

。(5)能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是

,后者所攜帶的分子是

。本文檔共173頁;當前第120頁;編輯于星期三\17點26分(6)RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有(用類似本題圖中的形式表述):;②

。本文檔共173頁;當前第121頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質合成后加工和輸送PosttranslationalProcessing&ProteinTransportation第三節(jié)本文檔共173頁;當前第122頁;編輯于星期三\17點26分從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質生物活性,必需經(jīng)過不同的翻譯后復雜加工過程才轉變?yōu)樘烊粯嬒蟮墓δ艿鞍?。主要包括多肽鏈折疊為天然的三維結構肽鏈一級結構的修飾高級結構修飾靶向運輸本文檔共173頁;當前第123頁;編輯于星期三\17點26分一、多肽鏈折疊為天然功能構象的蛋白質新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后進行,新生肽鏈N端在核蛋白體上一出現(xiàn),肽鏈的折疊即開始??赡茈S著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊,產(chǎn)生正確的二級結構、模體、結構域到形成完整的空間構象。一般認為,多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋白質折疊的信息,即一級結構是空間構象的基礎。大多數(shù)天然蛋白質折疊都需要其他酶和蛋白質的輔助。本文檔共173頁;當前第124頁;編輯于星期三\17點26分幾種有促進蛋白折疊功能的大分子1.分子伴侶(molecularchaperon)2.蛋白二硫鍵異構酶(proteindisulfideisomerase,PDI)3.肽-脯氨酰順反異構酶(peptideprolylcis-transisomerase,PPI)本文檔共173頁;當前第125頁;編輯于星期三\17點26分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。

本文檔共173頁;當前第126頁;編輯于星期三\17點26分(1)熱休克蛋白(heatshockprotein,HSP)(2)伴侶蛋白(chaperonin)分子伴侶主要有:特點:分子伴侶并不加速折疊反應速度,而是通過消除不正確折疊,增加功能性蛋白質的折疊率,促進天然蛋白質折疊。本文檔共173頁;當前第127頁;編輯于星期三\17點26分(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。熱休克蛋白功能:多某些能自發(fā)折疊的蛋白質;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。本文檔共173頁;當前第128頁;編輯于星期三\17點26分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-COOHGrpE結合部位DnaJ/HSP40結合部位本文檔共173頁;當前第129頁;編輯于星期三\17點26分HSP40結合待折疊多肽片段HSP70-ATP復合物HSP40-HSP70-ADP-多肽復合物ATP水解GrpEATPADP復合物解離,釋出多肽鏈片段進行正確折疊本文檔共173頁;當前第130頁;編輯于星期三\17點26分大腸桿菌中的HSP70反應循環(huán)HSP70輔助:HSP40輔助本文檔共173頁;當前第131頁;編輯于星期三\17點26分新生肽鏈的折疊本文檔共173頁;當前第132頁;編輯于星期三\17點26分伴侶素系統(tǒng)促進蛋白質折疊過程伴侶素的主要作用: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。本文檔共173頁;當前第133頁;編輯于星期三\17點26分2.蛋白二硫鍵異構酶(PDI)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。本文檔共173頁;當前第134頁;編輯于星期三\17點26分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。本文檔共173頁;當前第135頁;編輯于星期三\17點26分二、一級結構的修飾(一)肽鏈N端的修飾(二)個別氨基酸的修飾(三)多肽鏈的水解修飾本文檔共173頁;當前第136頁;編輯于星期三\17點26分(一)

N端加工

原核生物脫甲酰基酶Met-fMet-氨基肽酶真核細胞本文檔共173頁;當前第137頁;編輯于星期三\17點26分(二)氨基酸殘基的修飾:

磷酸化、羥基化、乙?;⑻腔疚臋n共173頁;當前第138頁;編輯于星期三\17點26分例:鴉片促黑皮質素原(POMC)的水解修飾(三)多肽鏈的水解修飾促腎上腺皮質激素促黑激素本文檔共173頁;當前第139頁;編輯于星期三\17點26分三、高級結構的修飾(一)亞基聚合(二)輔基連接(三)疏水脂鏈的共價連接本文檔共173頁;當前第140頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質合成后需要經(jīng)過復雜機制,定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細胞靶部位,這一過程稱為蛋白質的靶向輸送。四、蛋白質合成后的靶向輸送蛋白質的靶向輸送(proteintargeting)保留在細胞液進入細胞器分泌到細胞外本文檔共173頁;當前第141頁;編輯于星期三\17點26分真核生物中蛋白質的轉運和后加工本文檔共173頁;當前第142頁;編輯于星期三\17點26分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)。信號序列是決定蛋白質靶向輸送特性的最重要元件,提示指導蛋白質靶向輸送的信息存在于蛋白質自身的一級結構中。(一)靶向輸送的蛋白質N-端存在信號序列本文檔共173頁;當前第143頁;編輯于星期三\17點26分信號肽的一級結構N端側堿性區(qū)疏水核心區(qū)C端加工區(qū)本文檔共173頁;當前第144頁;編輯于星期三\17點26分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)。核定位序列本文檔共173頁;當前第145頁;編輯于星期三\17點26分靶向輸送蛋白的信號序列或成分本文檔共173頁;當前第146頁;編輯于星期三\17點26分(二)分泌蛋白的靶向輸送真核細胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過程首先要進入內(nèi)質網(wǎng),再分別被包裝成分泌小泡而分泌出細胞。本文檔共173頁;當前第147頁;編輯于星期三\17點26分DP、核蛋白受體、肽轉位復合物1.信號肽被SRP識別2.SRP把核糖體帶至內(nèi)質網(wǎng)膜胞漿面3.信號肽帶動蛋白質穿膜而出4.信號肽反折回膜被信號肽酶水解信號肽識別顆粒本文檔共173頁;當前第148頁;編輯于星期三\17點26分信號肽引導真核分泌蛋白進入內(nèi)質網(wǎng)

信號肽識別顆粒本文檔共173頁;當前第149頁;編輯于星期三\17點26分(三)蛋白質6-磷酸甘露糖基化是靶向輸送至溶酶體的信號本文檔共173頁;當前第150頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第151頁;編輯于星期三\17點26分(二)線粒體蛋白的靶向輸送

本文檔共173頁;當前第152頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第153頁;編輯于星期三\17點26分(三)細胞核蛋白的靶向輸送本文檔共173頁;當前第154頁;編輯于星期三\17點26分

本文檔共173頁;當前第155頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質生物合成的干擾和抑制

Interference&InhibitionofProteinBiosynthesis第四節(jié)本文檔共173頁;當前第156頁;編輯于星期三\17點26分蛋白質生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋白質翻譯體系某組分功能,干擾和抑制蛋白質生物合成過程而起作用的。本文檔共173頁;當前第157頁;編輯于星期三\17點26分抗生素(antibiotics)是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細菌的一類藥物。一、抗生素類本文檔共173頁;當前第158頁;編輯于星期三\17點26分一、抗生素類抗生素抑制蛋白質生物合成的原理

本文檔共173頁;當前第159頁;編輯于星期三\17點26分四環(huán)素族氯霉素鏈霉素和卡那霉素嘌呤霉素放線菌酮通過抑制蛋白質生物合成發(fā)揮作用本文檔共173頁;當前第160頁;編輯于星期三\17點26分抗生素抑制蛋白質生物合成的原理本文檔共173頁;當前第161頁;編輯于星期三\17點26分嘌呤霉素作用示意圖本文檔共173頁;當前第162頁;編輯于星期三\17點26分二、其他干擾蛋白質生物合成的物質毒素(toxin)干擾

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