蛋白質(zhì)合成完整版

蛋白質(zhì)的生物合成--翻譯(translation)1第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程2以氨基酸為原料以mRNA為模板以tRNA為運(yùn)載工具以核糖體為合成場(chǎng)所起始、延伸、終止因子、ATP、Mg2+等第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系3密碼子(codon)：mRNA上每3個(gè)相鄰的核苷酸編碼蛋白質(zhì)多肽鏈中的一個(gè)氨基酸，這三個(gè)核苷酸就稱為一個(gè)密碼子或三聯(lián)體密碼子，共64個(gè)。

起始密碼----AUG終止密碼----UAA/UAG/UGA一、mRNA與遺傳密碼第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系4遺傳密碼字典5遺傳密碼的基本特點(diǎn)方向性:mRNA從5’到3’，連續(xù)閱讀，肽鏈合成從N端到C端；簡(jiǎn)并性:一種氨基酸有多個(gè)密碼子；同義密碼子：編碼同一種氨基酸的不同密碼子。Pro的密碼子有CCA、CCT、CCG、CCC四種，人類基因選擇CCA/T/C三種而不選擇CCG，而大腸桿菌只選擇CCG。密碼子偏愛性（codonbias)：不同物種使用同義密碼子的頻率不同。第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系6通用性與例外:從最簡(jiǎn)單的生物（病毒）到人類，使用同一套遺傳密碼；例外：人線粒體中，UGA不編碼終止信號(hào)，編碼Trp；AUA和AUU不編碼Ile而作為起始信號(hào)；AGA和AGG不編碼Arg而作為終止信號(hào)。讀碼的連續(xù)性：密碼子的排列是連續(xù)的，且相鄰密碼子互不重疊；起始密碼子和終止密碼子:AUG可作為起始信號(hào)和Met的密碼子；

終止密碼子不編碼任何氨基酸稱為無義密碼子。7

變偶性（wobble）：密碼子的專一性主要取決于前兩位堿基，第三位堿基的重要性較低，可以有一定程度的變動(dòng)，稱為擺動(dòng)性或變偶性。纈氨酸：UGU,UGC,UGA,UGG8二、氨基酸的“搬運(yùn)工具”----tRNAtRNA的功能區(qū)：

3’端CCA上的AA接受位點(diǎn)

識(shí)別氨酰-tRNA合成酶位點(diǎn)

DHU臂、反密碼子環(huán)、氨基酸臂

核糖體識(shí)別位點(diǎn)

TψC環(huán)

反密碼子位點(diǎn)

TC第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系9原核生物真核生物起始tRNA甲酰甲硫氨酸（fMet),tRNAffmet甲硫氨酸（Met),tRNAimet延長tRNAtRNAmmettRNAmet一種氨基酸至少有一種以上的tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，如：甲硫氨酸只有一種密碼子(AUG),卻至少有兩種負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA。二、氨基酸的“搬運(yùn)工具”----tRNA10三、肽鏈合成的“裝配機(jī)”---核糖體核糖體由幾種rRNA和幾十種蛋白質(zhì)組成的亞細(xì)胞顆粒。作用蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。

合成原料第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系11核糖體結(jié)構(gòu):P位，(peptidyl-tRNAsite)：結(jié)合肽酰-tRNA;A位，（aminoacyl-tRNAsite)：結(jié)合氨酰-tRNA;E位，(exitsite)起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)合位點(diǎn)。三、肽鏈合成的“裝配機(jī)”---核糖體第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系12多核糖體一條mRNA鏈上同時(shí)具有許多個(gè)核糖體（一般每隔40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體）。一條mRNA可同時(shí)合成多條多肽鏈。核糖體循環(huán)多核糖體單核糖體核糖體亞基13起始因子延伸因子終止因子initiationfactorsIFelongationfactorsEFreleasefactorsRF四、翻譯輔助因子第一節(jié)蛋白質(zhì)合成體系14

氨基酸的活化肽鏈合成的起始肽鏈的延伸肽鏈合成的終止蛋白質(zhì)的加工、修飾第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程15一、氨基酸的活化:

氨酰-tRNA合成酶高度專一性：一種AA對(duì)應(yīng)1個(gè)專一的氨酰tRNA合成酶，既識(shí)別特定的AA，還能識(shí)別攜帶該AA的一個(gè)或多個(gè)tRNA。

第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程1617二、肽鏈合成的起始：SD序列

(Shine-Dalgarno序列):

原核生物mRNA中位于起始密碼子上游10個(gè)核苷酸左右處的一段富含嘌呤的核苷酸序列，通過與16SrRNA3’端的序列互補(bǔ)配對(duì)，使核糖體識(shí)別翻譯起始密碼子。1、起始密碼子的識(shí)別18N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet的形成CHO-HN-CH-COO-tRNA

CH2CH2SCH3

H2N-CH-COO-tRNACH2CH2SCH3Met-tRNAfMetfMet-tRNAffMetN10-甲酰FH4FH4甲?；?、起始復(fù)合物的形成1950S大亞基與30S小亞基分離IF3①起始因子IF-3使70S核糖體發(fā)生解離；20IF3IF1AUG5'3'②IF3·30S與IF1結(jié)合后再與mRNA結(jié)合形成

IF1·IF3·30S·mRNA復(fù)合物；21IF3IF1IF2GTPAUG5'3'③在起始因子IF2·GTP的幫助下，起始氨酰-tRNA與30S小亞基結(jié)合；22IF3IF1IF2GTPGDPPiAUG5'3'④

GTP水解，起始因子從30S小亞基上釋放，

30S小亞基與50S大亞基重新組裝成功能完全的70S核糖體；23IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi起始過程消耗1個(gè)GTP24

三、肽鏈的延伸第二節(jié)蛋白質(zhì)的合成過程指按照mRNA三聯(lián)體密碼的指導(dǎo)，依次添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈。延長因子生物功能EF-Tu促進(jìn)氨酰-tRNA進(jìn)入A位與mRNA結(jié)合EF-Ts使EF-Tu·GDP再生為EF-Tu·GTPEF-G水解GTP，使核糖體在mRNA上沿5’→3’方向移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離25三、肽鏈的延伸（進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位）1、進(jìn)位在EF-Tu·GTP的幫助下，一個(gè)新的氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體的A位。Tu-GTPGDPAUG5'3'Tu262、轉(zhuǎn)肽在肽酰轉(zhuǎn)移酶作用下，P位tRNA上攜帶的氨基酸轉(zhuǎn)移到A位氨基酸上并形成肽鍵。fMetAUG5'3'273、移位延伸因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進(jìn)核糖體向mRNA的3’端移動(dòng)。fMetAUG5'3'5’3’28四、肽鏈合成的終止當(dāng)mRNA上終止密碼子出現(xiàn)在A位時(shí)，多肽鏈合成停止。釋放因子RF識(shí)別終止密碼子，并將合成的肽鏈從肽酰-tRNA上水解下來。mRNA離開核糖體，核糖體大小亞基再次分離。UAG5'3'RFCOO-肽鏈合成終止過程5’3’29五.真核生物翻譯的特點(diǎn)：異同點(diǎn)遺傳密碼轉(zhuǎn)錄與翻譯mRNA原核生物相同偶聯(lián)5’端：SD序列無需加工多順反子真核生物相同

不偶聯(lián)5’端：帽子3’端：尾巴單順反子30五.真核生物翻譯的特點(diǎn)：異同點(diǎn)核糖體起始tRNA合成過程原核生物簡(jiǎn)單fmet-tRNAffmet需ATP、GTPIF1、IF2、IF3EF-Tu、EF-Ts、EF-GRF1、RF2、RF3

真核生物大而復(fù)雜

Met-tRNAimet需ATP起始因子多延伸因子少（EF1、EF2）釋放因子少，一種RF311、N端修飾：N端fMet或Met的切除。2、肽鏈的水解切除：如酶原激活等。3、氨基酸側(cè)鏈的修飾：如磷酸化、甲基化、?；取?、糖基化修飾：?jiǎn)翁腔蚬烟枪矁r(jià)連接在Asn的酰胺氮上或者Ser或Thr的羥基氧上。六、蛋白質(zhì)翻譯后加工加工包括修飾和折疊兩部分。蛋白質(zhì)的修飾