《蛋白質(zhì)的生物合成》課件2

蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成是生命活動中最基本的過程之一，它決定了細胞和生物體的結(jié)構(gòu)和功能，是生物學研究中的重要課題。什么是蛋白質(zhì)生物大分子蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子，是構(gòu)成生命體的基本物質(zhì)。結(jié)構(gòu)多樣蛋白質(zhì)具有多樣化的結(jié)構(gòu)和功能，它們參與了生物體的幾乎所有生命活動，如催化、運輸、免疫等。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1一級結(jié)構(gòu)氨基酸序列2二級結(jié)構(gòu)α螺旋和β折疊3三級結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象4四級結(jié)構(gòu)多個亞基的組合蛋白質(zhì)的合成過程1DNA中的基因編碼2RNA的轉(zhuǎn)錄過程3RNA的加工和運輸4mRNA在核糖體上的翻譯5氨基酸的連接和折疊6蛋白質(zhì)的post-翻譯修飾DNA中的基因編碼基因一段特定的DNA序列，編碼蛋白質(zhì)的合成信息。遺傳密碼由三個核苷酸組成的密碼子，對應一個特定的氨基酸。RNA的轉(zhuǎn)錄過程RNA聚合酶識別基因起始位點RNA聚合酶沿著DNA模板鏈移動，合成mRNA轉(zhuǎn)錄終止信號，RNA聚合酶從DNA模板鏈上解離RNA的加工和運輸加帽在mRNA的5'端添加帽子結(jié)構(gòu)，增強穩(wěn)定性。剪接去除內(nèi)含子，連接外顯子，形成成熟的mRNA。多聚腺苷酸化在mRNA的3'端添加多聚腺苷酸尾巴，提高穩(wěn)定性。運輸成熟的mRNA從細胞核運輸?shù)郊毎|(zhì)。核糖體的結(jié)構(gòu)和功能1小亞基結(jié)合mRNA2大亞基催化肽鍵形成3A位點結(jié)合氨基酰tRNA4P位點結(jié)合肽酰tRNA5E位點釋放tRNAmRNA在核糖體上的翻譯起始核糖體識別mRNA的起始密碼子延伸核糖體沿著mRNA移動，逐個添加氨基酸終止核糖體遇到終止密碼子，釋放新生肽鏈氨基酸的連接和折疊1肽鍵形成氨基酸之間通過肽鍵連接形成多肽鏈2折疊多肽鏈根據(jù)氨基酸序列進行折疊，形成特定的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的post-翻譯修飾蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的定位和運輸1信號肽引導蛋白質(zhì)到特定的細胞器2轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助蛋白質(zhì)穿過細胞膜3細胞器蛋白質(zhì)最終到達目的地蛋白質(zhì)合成調(diào)控的機制轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄水平核糖體結(jié)合調(diào)節(jié)翻譯起始效率蛋白質(zhì)降解控制蛋白質(zhì)的壽命蛋白質(zhì)異構(gòu)體和錯誤折疊異構(gòu)體同一基因編碼的不同蛋白質(zhì)形式，具有不同的功能錯誤折疊蛋白質(zhì)折疊錯誤，導致功能異常，甚至形成聚集體蛋白質(zhì)的酶促催化酶與底物結(jié)合，形成酶-底物復合物酶降低反應活化能，加速反應速率酶催化生成產(chǎn)物，并釋放產(chǎn)物蛋白質(zhì)合成的能量代謝1ATP水解提供能量，驅(qū)動蛋白質(zhì)合成2氨基酸的活化需要消耗ATP3肽鍵的形成消耗ATP蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)因子生長因子促進蛋白質(zhì)合成激素調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的速度營養(yǎng)物質(zhì)提供蛋白質(zhì)合成的原料細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的微環(huán)境1pH值影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和活性2離子濃度影響蛋白質(zhì)的構(gòu)象和相互作用3溫度影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和活性4氧化還原狀態(tài)影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能核糖核酸在蛋白質(zhì)合成中的作用1mRNA攜帶遺傳信息，指導蛋白質(zhì)合成2tRNA運載氨基酸，參與肽鍵形成3rRNA構(gòu)成核糖體，催化肽鍵形成蛋白質(zhì)合成過程中的檢驗點起始檢驗點確保mRNA的正確識別和翻譯起始延伸檢驗點保證氨基酸的正確添加終止檢驗點確保蛋白質(zhì)合成的正常終止蛋白質(zhì)合成過程中的錯誤糾正1核糖體校對識別并糾正錯誤的氨基酸添加2蛋白質(zhì)折疊酶幫助蛋白質(zhì)正確折疊3蛋白酶體降解錯誤折疊的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成失衡與疾病癌癥細胞失控生長，蛋白質(zhì)合成失衡阿爾茨海默病錯誤折疊的蛋白質(zhì)聚集形成淀粉樣蛋白糖尿病胰島素合成不足，導致血糖升高蛋白質(zhì)合成通路與代謝網(wǎng)絡(luò)1糖代謝2脂代謝3核酸代謝4氨基酸代謝蛋白質(zhì)合成過程的時空調(diào)控時間蛋白質(zhì)合成在細胞周期不同階段有不同的變化空間蛋白質(zhì)合成在細胞的不同部位有不同的效率細胞衰老與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系衰老過程中，蛋白質(zhì)合成速率下降蛋白質(zhì)合成質(zhì)量下降，錯誤折疊增加蛋白質(zhì)降解效率降低，導致蛋白質(zhì)聚集蛋白質(zhì)合成組學研究進展高通量篩選快速識別大量蛋白質(zhì)定量分析測量蛋白質(zhì)的豐度變化修飾分析識別蛋白質(zhì)的修飾類型生物醫(yī)藥中蛋白質(zhì)合成的應用抗體藥物通過基因工程技術(shù)，大量生產(chǎn)特定抗體疫苗利用蛋白質(zhì)合成技術(shù)，生產(chǎn)疫苗抗原診斷試劑利用蛋白質(zhì)的特定功能，開發(fā)診斷試劑蛋白質(zhì)合成異常與疾病預防1均衡飲食提供充足的蛋白質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)2規(guī)律運動促進蛋白質(zhì)合成，提高機體抵抗力3定期體檢及早發(fā)現(xiàn)并預防蛋白質(zhì)合成異常蛋白質(zhì)合成的