生物信息的傳遞下

關(guān)于生物信息的傳遞下第2頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)遺傳密碼－三聯(lián)子第4頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共158頁，2024年2月25日，星期天遺傳密碼(geneticcode):DNA（或mRNA）中核苷酸序列與蛋白質(zhì)中氨基酸序列之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。密碼子(codon)：mRNA上每3個(gè)核苷酸破譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)氨基酸，這3個(gè)核苷酸就稱為三聯(lián)子密碼。（一）三聯(lián)子密碼及其破譯第8頁,共158頁，2024年2月25日，星期天翻譯從起始密碼子AUG開始，沿著5’→3’方向連續(xù)閱讀密碼子，直至終止密碼子為止。若以3個(gè)核苷酸代表一個(gè)氨基酸，有43=64種密碼子，滿足了編碼20種氨基酸的需要。第9頁,共158頁，2024年2月25日，星期天遺傳密碼破譯簡史（1）1954年Gamow首先對(duì)遺傳密碼進(jìn)行了探討；（2）1961年Crick證明三聯(lián)體密碼子是正確的；（3）1961年，Nirenberg以均聚物、隨機(jī)共聚物、特定序列的共聚物作模板合成多肽，破譯遺傳密碼；（4）1964年Nirenberg用核糖體結(jié)合技術(shù)研究遺傳密碼，直接測出三聯(lián)體對(duì)應(yīng)的氨基酸；（5）到1966年，遺傳密碼全部破譯。第10頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1.制備E.coli無細(xì)胞合成體系，以均聚物、隨機(jī)共聚物和特定序列的共聚物模板指導(dǎo)多肽的合成。多聚同一核苷酸的翻譯多聚重復(fù)核苷酸的翻譯2.核糖體結(jié)合技術(shù)遺傳密碼的破譯第11頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共158頁，2024年2月25日，星期天核糖體結(jié)合技術(shù)保溫

硝酸纖維濾膜過濾分析留在濾膜上的核糖體-AA-tRNA

確定與核糖體結(jié)合的AA和模板特定三核苷酸為模板+核糖體+20種AA-tRNA(其中一種AA-tRNA的氨基酸被14C標(biāo)記）第13頁,共158頁，2024年2月25日，星期天

遺傳密碼閱讀方向?yàn)?‘-3’第14頁,共158頁，2024年2月25日，星期天（二）遺傳密碼的性質(zhì)1.密碼的連續(xù)性2.密碼的簡并性3.密碼的方向性4.密碼的擺動(dòng)性5.密碼的普遍性與特殊性第15頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1、密碼的連續(xù)性3‘起始密碼子5‘讀碼無標(biāo)點(diǎn)、無重疊，閱讀方向?yàn)?’→3’第16頁,共158頁，2024年2月25日，星期天遺傳密碼的連續(xù)性第17頁,共158頁，2024年2月25日，星期天從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(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。openreadingframe,ORF第18頁,共158頁，2024年2月25日，星期天移碼突變第19頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2、密碼的簡并性大多數(shù)氨基酸都存在幾個(gè)密碼，由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性（degeneracy）。密碼子堿基數(shù)確定和對(duì)應(yīng)性（64個(gè)密碼子對(duì)20種氨基酸）確定同一個(gè)氨基酸的不同密碼稱為同義密碼（synonymouscodons）。第20頁,共158頁，2024年2月25日，星期天密碼的簡并性可以減少堿基突變造成的有害效應(yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼表中，只有一個(gè)密碼子的氨基酸是Trp和Met。第21頁,共158頁，2024年2月25日，星期天遺傳密碼的簡并性第22頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共158頁，2024年2月25日，星期天3、密碼的方向性指閱讀mRNA模板上的三聯(lián)體密碼時(shí)，只能沿5’→3’方向進(jìn)行。3‘起始密碼子5‘第24頁,共158頁，2024年2月25日，星期天4、密碼的擺動(dòng)性1966年，Crick提出擺動(dòng)假說（Wobblehypothesis）tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對(duì)時(shí)，密碼子的第一位、第二位堿基配對(duì)是嚴(yán)格的，第三位堿基可以有一定變動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為密碼的擺動(dòng)性或變偶性（wobble）。I（肌苷，次黃嘌呤核苷）

A、U、C配對(duì)。第25頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共158頁，2024年2月25日，星期天在密碼子第三位堿基與反密碼子第一位堿基之間，堿基配對(duì)的擺動(dòng)允許形成G-U配對(duì)。G-Upairsformatthethirdcodonbase第28頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共158頁，2024年2月25日，星期天5、密碼的普遍性與特殊性遺傳密碼無論在體內(nèi)還是體外，無論是對(duì)病毒、細(xì)菌、動(dòng)物還是植物而言都通用。在真核細(xì)胞線粒體中，UGA不是終止密碼子，是Trp的密碼子；AUA不是Ile的密碼子，而是Met的密碼子；AGA和AGG不是Arg密碼子，而是終止密碼子。第30頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)tRNA第31頁,共158頁，2024年2月25日，星期天mRNA：蛋白質(zhì)的DNA序列信息的中間體。tRNA：運(yùn)送特定氨基酸到核糖體上合成蛋白質(zhì)。rRNA：核糖體的組成元件。概述第32頁,共158頁，2024年2月25日，星期天ProteinsynthesisusesthreetypesofRNA5`3`第33頁,共158頁，2024年2月25日，星期天mRNA第34頁,共158頁，2024年2月25日，星期天原核生物mRNA與真核生物mRNA結(jié)構(gòu)比較

核糖體可以不從mRNA上解離連續(xù)合成三個(gè)蛋白質(zhì)EukaryoticmRNAProkaryoticmRNA第35頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2.1.2原核生物mRNA與真核生物mRNA生命周期比較

第36頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2)ThelifecycleofEukaryoticmRNAmessengerRNA:expressionofmRNAinanimalcellsrequirestranscription,modification,processing,nucleo-cytoplasmictransport,andtranslation.EukaryoticmRNAismodifiedandexported第37頁,共158頁，2024年2月25日，星期天一、tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草型三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L型稀有核苷含量多第38頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共158頁，2024年2月25日，星期天二、tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)第40頁,共158頁，2024年2月25日，星期天tRNA折疊為緊湊的L型三級(jí)結(jié)構(gòu)。第41頁,共158頁，2024年2月25日，星期天三、tRNA的功能在蛋白質(zhì)合成中，起著運(yùn)載氨基酸的作用，按照mRNA鏈上的密碼子所決定的氨基酸順序?qū)被徂D(zhuǎn)運(yùn)到核糖體的特定部位。3’端CCA－OH上的氨基酸接受臂識(shí)別氨酰tRNA合成酶的位點(diǎn)核糖體識(shí)別位點(diǎn)反密碼子位點(diǎn)第42頁,共158頁，2024年2月25日，星期天tRNA特異性只取決于反密碼子,與攜帶的氨基酸無關(guān)第43頁,共158頁，2024年2月25日，星期天四、tRNA的種類（一）起始tRNA和延伸tRNA一類特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA為延伸tRNA.原核起始tRNA攜帶fMet真核起始tRNA攜帶Met第44頁,共158頁，2024年2月25日，星期天（二）同工tRNA攜帶相同氨基酸而反密碼子不同的一組tRNA稱為同功受體tRNA原因：tRNA的數(shù)目（>20余種）大于氨基酸數(shù)目第45頁,共158頁，2024年2月25日，星期天同工tRNA既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被AA-tRNA合成酶識(shí)別.同工tRNA的特性：第46頁,共158頁，2024年2月25日，星期天（三）校正tRNA（suppressortRNA）錯(cuò)義突變校正無義突變校正校正tRNA的類型：第47頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1、無義突變與無義突變校正在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中,一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子(UAG、UGA、UAA),使蛋白質(zhì)合成提前終止,合成無功能的或無意義的多肽,這種突變就稱為無義突變.tRNA可通過改變反密碼子區(qū)校正無義突變。第48頁,共158頁，2024年2月25日，星期天大腸桿菌無義突變的校正tRNA

第49頁,共158頁，2024年2月25日，星期天Nonsensesuppressor第50頁,共158頁，2024年2月25日，星期天錯(cuò)義突變的校正tRNA通過反密碼子區(qū)的改變把正確的氨基酸加到肽鏈上,合成正常的蛋白質(zhì)2、錯(cuò)義突變與錯(cuò)義突變校正錯(cuò)義突變是由于結(jié)構(gòu)基因中某個(gè)核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成另外一種氨基酸的密碼.第51頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共158頁，2024年2月25日，星期天Missensesuppression第54頁,共158頁，2024年2月25日，星期天五、氨酰-tRNA合成酶

第55頁,共158頁，2024年2月25日，星期天氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：氨基酸＋ATP+E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應(yīng)第56頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第二步：轉(zhuǎn)移反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第57頁,共158頁，2024年2月25日，星期天Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第58頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)核糖體第59頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第60頁,共158頁，2024年2月25日，星期天一、核糖體的結(jié)構(gòu)第61頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第64頁,共158頁，2024年2月25日，星期天二、rRNA5SrRNA23SrRNA16SrRNA5.8SrRNA5SrRNA28SrRNA18SrRNA真核生物原核生物第65頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第66頁,共158頁，2024年2月25日，星期天原核生物翻譯過程中核糖體結(jié)構(gòu)模式A位：氨基酰位(aminoacylsite)P位：肽酰位(peptidylsite)E位：排出位(exitsite)第67頁,共158頁，2024年2月25日，星期天三、核糖體的功能第68頁,共158頁，2024年2月25日，星期天活性中心：mRNA結(jié)合部位結(jié)合或接受AA-tRNA部位結(jié)合或接受肽基tRNA的部位肽基轉(zhuǎn)移部位形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶的中心）負(fù)責(zé)肽鏈合成的各種因子的結(jié)合位點(diǎn)第69頁,共158頁，2024年2月25日，星期天AP肽基轉(zhuǎn)移酶位點(diǎn)肽酰結(jié)合位點(diǎn)（P位）氨酰接受位點(diǎn)（A位）mRNA結(jié)合位點(diǎn)小亞基大亞基UAC氨酰-tRNA肽酰-tRNAAAC功能位點(diǎn)E第70頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第71頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制第72頁,共158頁，2024年2月25日，星期天20種氨基酸(AA)作為原料酶及眾多蛋白因子，如IF、eIF

ATP、GTP、無機(jī)離子參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)包括三種RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）rRNA（ribosomalRNA,核糖體RNA）tRNA（transferRNA,轉(zhuǎn)移RNA）第73頁,共158頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)生物合成的過程氨基酸的活化肽鏈合成的起始肽鏈的延長肽鏈合成的終止和釋放新合成多肽鏈的折疊和加工處理第74頁,共158頁，2024年2月25日，星期天一、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶第一步：活化第二步：轉(zhuǎn)移第75頁,共158頁，2024年2月25日，星期天氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)：氨基酸＋ATP-E→氨基酰-AMP-E＋PPi

第一步：活化反應(yīng)第76頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第二步：轉(zhuǎn)移反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP＋E第77頁,共158頁，2024年2月25日，星期天

tRNA與酶結(jié)合的模型tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATP第78頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第79頁,共158頁，2024年2月25日，星期天Ala-tRNAAla

Ser-tRNASerMet-tRNAMet氨基酰-tRNA的表示方法真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet第80頁,共158頁，2024年2月25日，星期天原核生物：fMet-tRNAifMetMet+tRNA+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPi甲?；D(zhuǎn)移酶四氫葉酸fMet-tRNAfMet第81頁,共158頁，2024年2月25日，星期天二、翻譯的起始mRNA和起始氨酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物.原核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合體形成第82頁,共158頁，2024年2月25日，星期天(一)原核生物翻譯起始復(fù)合物形成1、翻譯起始需要的幾種成分：30S小亞基模板mRNAfMet-tRNAfMet三個(gè)翻譯起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）GTP50S大亞基Mg2＋第83頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2、翻譯起始包括以下幾個(gè)步驟：核糖體大小亞基分離；mRNA在小亞基定位結(jié)合；起始氨酰-tRNA的結(jié)合；核糖體大亞基結(jié)合。第84頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1）核糖體大、小亞基分離IF-1和IF-3與小亞基結(jié)合，促進(jìn)核糖體大、小亞基拆離，為新一輪合成作準(zhǔn)備。IF-3IF-1第85頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2)mRNA在小亞基的精確定位結(jié)合：AUG5'3'IF-3IF-1第86頁,共158頁，2024年2月25日，星期天SDsequenceAUG~10basesUAAGGAGGU:complementarywith16srRNA5’Thesiteforribosomebinding第87頁,共158頁，2024年2月25日，星期天3）起始氨酰tRNA(fMet-tRNAfMet)結(jié)合到小亞基起始

fMet-tRNAfMet在IF2-GTP幫助下，進(jìn)入小亞基P位，并對(duì)應(yīng)模板mRNA的起始密碼AUG。IF-2GTPIF-3IF-1AUG5'3'第88頁,共158頁，2024年2月25日，星期天4）核糖體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合體形成IF2結(jié)合的GTP被水解，三種IF脫離，50S大亞基與30S小亞基、模板mRNA以及起始fMet-tRNAfMet構(gòu)成起始復(fù)合體。IF-3IF-1IF-2-GTP-GDPPiAUG5'3'第89頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第90頁,共158頁，2024年2月25日，星期天(二)真核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合體的形成過程與原核生物類似，但參與的蛋白因子更多。核糖體大小亞基分離；起始氨基酰-tRNA結(jié)合；mRNA在核糖體小亞基就位；核糖體大亞基結(jié)合。第91頁,共158頁，2024年2月25日，星期天PolyA結(jié)合蛋白帽子結(jié)合蛋白第92頁,共158頁，2024年2月25日，星期天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(fù)合體形成過程第93頁,共158頁，2024年2月25日，星期天原核和真核生物中各種起始因子的生物功能..第94頁,共158頁，2024年2月25日，星期天延長階段由一循環(huán)反應(yīng)過程來完成，每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸殘基。在翻譯起始復(fù)合體形成的基礎(chǔ)上，活化氨基酸在核糖體上反復(fù)翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程，稱為核糖體循環(huán)。核糖體循環(huán)包括多肽鏈合成的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、脫落和移位三步反應(yīng)。三、肽鏈的延長第95頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1.進(jìn)位即與mRNA下一個(gè)密碼相對(duì)應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位。此步驟需GTP，Mg2+，和EF-T參與。第96頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第97頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2.轉(zhuǎn)肽是由肽基轉(zhuǎn)移酶(peptidyltransferase)催化的肽鍵形成過程。在肽基轉(zhuǎn)移酶的催化下，將給位上的tRNA所攜帶的fMet基或肽酰基轉(zhuǎn)移到受位上的氨基酰tRNA上，與其

-氨基縮合形成肽鍵。第98頁,共158頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)肽反應(yīng)過程第99頁,共158頁，2024年2月25日，星期天3.移位延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進(jìn)核糖體向mRNA的3'側(cè)移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼的距離，同時(shí)使肽?；鵷RNA從A位移到P位。此步驟需GTP和Mg2+參與。第100頁,共158頁，2024年2月25日，星期天移位反應(yīng)過程第101頁,共158頁，2024年2月25日，星期天進(jìn)位移位轉(zhuǎn)肽核糖體循環(huán)的反應(yīng)過程第102頁,共158頁，2024年2月25日，星期天多肽鏈合成的延長因子

第103頁,共158頁，2024年2月25日，星期天四、肽鏈合成的終止和釋放核糖體沿mRNA鏈滑動(dòng)，不斷使多肽鏈延長，直到終止信號(hào)進(jìn)入A位。識(shí)別：RF（釋放因子）識(shí)別終止密碼，進(jìn)入核糖體的A位水解：RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)轷ッ?，多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解，多肽鏈釋放脫離：模板mRNA、RF以及空載tRNA與核糖體脫離第104頁,共158頁，2024年2月25日，星期天多肽鏈合成的終止過程GTP第105頁,共158頁，2024年2月25日，星期天UAG5'3'RFCOO-原核生物釋放因子：RF-1，RF-2，RF-3

真核生物釋放因子：eRF第106頁,共158頁，2024年2月25日，星期天RF的生物學(xué)功能主要有：識(shí)別終止密碼，如RF-1特異識(shí)別UAA、UAG；而RF-2可識(shí)別UAA、UGA。誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕ユI被水解，相當(dāng)于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。第107頁,共158頁，2024年2月25日，星期天多聚核糖體(polysome)——使蛋白質(zhì)合成高速、高效進(jìn)行。第108頁,共158頁，2024年2月25日，星期天由若干核蛋白體結(jié)合在一條mRNA上同時(shí)進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為多聚核蛋白體（polysome）。

多聚核糖體第109頁,共158頁，2024年2月25日，星期天電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象第110頁,共158頁，2024年2月25日，星期天五、蛋白質(zhì)前體的加工第111頁,共158頁，2024年2月25日，星期天(一)一級(jí)結(jié)構(gòu)的加工修飾1、N端fMet或Met的切除脫甲?；富虬被拿涪偃ゼ柞；好摷柞；讣柞５鞍彼?肽甲酸+蛋氨酸-肽②去蛋氨酰基：蛋氨酸氨基肽酶蛋氨酰-肽蛋氨酸+肽

第112頁,共158頁，2024年2月25日，星期天2、二硫鍵的形成兩個(gè)Cys的氧化形成二硫鍵第113頁,共158頁，2024年2月25日，星期天-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3第114頁,共158頁，2024年2月25日，星期天3、特定氨基酸的修飾羥脯氨酸,羥賴氨酸的羥化;含-OH的絲氨酸,蘇氨酸,酪氨酸的磷酸化;組蛋白的乙基或甲基化蛋白質(zhì)側(cè)鏈的修飾作用包括：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化和羧基化等.第115頁,共158頁，2024年2月25日，星期天磷酸化由多種蛋白激酶催化糖基化糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O－連接的糖基化與Ser、Thr和Hyp的-OH連接，連接的糖類為半乳糖或N-乙酰半乳糖.在高爾基體上進(jìn)行O－連接的糖基化.N－連接的糖基化與Asn的NH2連接在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的為N-連接的糖基化甲基化由N-甲基轉(zhuǎn)移酶催化第116頁,共158頁，2024年2月25日，星期天4、切除新生肽鏈中非功能片斷由專一性的蛋白酶催化，將部分肽段切除。酶原激活（前體→功能蛋白質(zhì)）多肽類激素和酶的前體要經(jīng)過加工才能變?yōu)榛钚苑肿?。如胰蛋白酶原，前胰島素原，血纖維蛋白原等，還有蜂毒素。第117頁,共158頁，2024年2月25日，星期天胰島素蛋白的翻譯成熟過程第118頁,共158頁，2024年2月25日，星期天(二)高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾1、亞基的聚合具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上的多肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合形成寡聚體。2、輔基的連接結(jié)合蛋白合成后需要結(jié)合相應(yīng)的輔基才能成為具有天然活性的蛋白質(zhì)。第119頁,共158頁，2024年2月25日，星期天（三）新生肽鏈的折疊新生肽鏈必須通過正確的折疊才能形成動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)活性或功能。一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白輔助。第120頁,共158頁，2024年2月25日，星期天分子伴侶（molecularchaperone）能夠在細(xì)胞內(nèi)輔助新生肽鏈正確折疊的蛋白質(zhì)。是一類序列上沒有相關(guān)性但有共同功能的保守性蛋白質(zhì)。按是否自發(fā)性折疊分為：熱休克蛋白和伴侶素。第121頁,共158頁，2024年2月25日，星期天六、蛋白質(zhì)合成抑制劑抗生素干擾素第122頁,共158頁，2024年2月25日，星期天

(一)抗生素第123頁,共158頁，2024年2月25日，星期天嘌呤霉素作用示意圖第124頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第125頁,共158頁，2024年2月25日，星期天(二)干擾蛋白質(zhì)生物合成的生物活性物質(zhì)白喉毒素對(duì)真核生物劇毒可對(duì)EF-2起共價(jià)修飾作用干擾素(interferon，IF)是細(xì)胞感染病毒后產(chǎn)生的一類蛋白質(zhì).可抑制病毒繁殖,保護(hù)宿主.能誘導(dǎo)特異的蛋白激酶，使真核生物起始因子eIF2磷酸化失活，抑制病毒蛋白質(zhì)合成。第126頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)

蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第127頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第128頁,共158頁，2024年2月25日，星期天1、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制(1)線粒體蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(2)葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)3、核定位蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制4、蛋白質(zhì)的降解過氧化物酶體第129頁,共158頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的合成位點(diǎn)與功能位點(diǎn)常常被細(xì)胞內(nèi)的膜所隔開，蛋白質(zhì)需要運(yùn)轉(zhuǎn)。核糖體是真核生物細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所，任何時(shí)候都有許多蛋白質(zhì)被輸送到細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各個(gè)部分，補(bǔ)充和更新細(xì)胞功能。細(xì)胞各部分都有特定的蛋白質(zhì)組分，蛋白質(zhì)必須準(zhǔn)確無誤地定向運(yùn)送才能保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

第130頁,共158頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成：絕大多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)中合成；一小部分在細(xì)胞器（葉綠體和線粒體）中合成。

定位于細(xì)胞器內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成，細(xì)胞器內(nèi)合成的留在細(xì)胞器內(nèi)。

蛋白質(zhì)插入或穿過生物膜的過程稱為蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)（proteintranslocation）。第131頁,共158頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的兩種方式翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步（co-translationaltranslocation）

◆是即將進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)的易位方式；

◆蛋白質(zhì)正合成的時(shí)候就可與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合；

◆蛋白質(zhì)合成時(shí)，核糖體定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面，稱膜結(jié)合核糖體(membrane-boundribosome）。

◆分泌蛋白質(zhì)大多是以同步機(jī)制運(yùn)輸?shù)牡?32頁,共158頁，2024年2月25日，星期天◆蛋白質(zhì)翻譯完成后從核糖體上釋放，然后擴(kuò)散至合適的靶膜并與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合。◆蛋白質(zhì)合成時(shí)，其核糖體不與任何細(xì)胞器相連，稱游離核糖體(freeribosome)◆在細(xì)胞器發(fā)育過程中，由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器的蛋白質(zhì)大多是以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸?shù)??！魠⑴c生物膜形成的蛋白質(zhì)，依賴于上述兩種不同的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制鑲?cè)肽?nèi)。翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)（post-translationaltranslocation）第133頁,共158頁，2024年2月25日，星期天蛋白性質(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)第134頁,共158頁，2024年2月25日，星期天

溶酶體分泌小泡質(zhì)膜第135頁,共158頁，2024年2月25日，星期天一、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。信號(hào)肽(signalpeptide)各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱信號(hào)肽。第136頁,共158頁，2024年2月25日，星期天●信號(hào)序列特點(diǎn)：（1）一般帶有10-15個(gè)疏水氨基酸；（2）在靠近該序列N-端常常有1個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常常帶有數(shù)個(gè)極性氨基酸，離切割位點(diǎn)最近的那個(gè)氨基酸往往帶有很短的側(cè)鏈（丙氨酸或甘氨酸）。第137頁,共158頁，2024年2月25日，星期天靶向輸送蛋白信號(hào)序列或成分分泌蛋白信號(hào)肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號(hào)肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（20～35氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40T抗原）過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號(hào)序列或成分第138頁,共158頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)第139頁,共158頁，2024年2月25日，星期天●信號(hào)肽假說內(nèi)容：（1）蛋白質(zhì)合成起始首先合成信號(hào)肽（2）SRP（信號(hào)識(shí)別蛋白）與信號(hào)肽結(jié)合，翻譯暫停（3）SRP與SRP受體結(jié)合，核糖體與膜結(jié)合，翻譯重新開始（4）信號(hào)肽進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)（5）蛋白質(zhì)過膜，信號(hào)肽被切除，翻譯繼續(xù)進(jìn)行（6）蛋白質(zhì)完全過膜，核糖體解離第140頁,共158頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)合成起始首先合成信號(hào)肽SRP與信號(hào)肽結(jié)合，翻譯暫停SRP與SRP受體相結(jié)合核糖體與膜結(jié)合，翻譯重新開始第141頁,共158頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽過膜后被切除，翻譯繼續(xù)蛋白質(zhì)完全過膜，核糖體解離第142頁,共158頁，2024年2月25日，星期天第143頁,共158頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系（1）完整信號(hào)肽是保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件；（2）僅有信號(hào)肽不足以保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生；（3）信號(hào)序列切除并不是轉(zhuǎn)運(yùn)所必需；（4）并非所有運(yùn)轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)都有可降解的信號(hào)肽。第144頁,共158頁，2024年2月25日，星期天新生蛋白質(zhì)通過同步轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔的主要過程第145頁,共158頁，2024年2月25日，星期天二、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制第146頁,共158頁，2024年2月25日，星期天葉綠體和線粒體中有許多蛋白質(zhì)和酶是由細(xì)胞質(zhì)提供的，其中絕大多數(shù)以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)。

前導(dǎo)肽及其特性:

?

翻譯后跨膜易位的蛋白質(zhì)，前體一般含前導(dǎo)肽(leaderpeptide)，前導(dǎo)肽在跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)中起重要作用。

?

過膜后，前導(dǎo)肽水解，蛋白質(zhì)變?yōu)橛泄δ艿牡鞍踪|(zhì)。

P146第147頁,共158頁，2024年2月25日，星期天（一）線粒體蛋白質(zhì)跨