《原核生物肽链的合成ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原核生物肽链的合成ppt课件.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、生物化学,主 编 张向阳 常陆林,全国高职高专护理类专业“十三五”规划教材,第十章 遗传信息的传递与表达,目录,第一节 DNA的生物合成第二节 RNA的生物合成 第三节 蛋白质的生物合成,第三节 蛋白质的生物合成,本节知识点,1. 蛋白质合成体系及三种RNA的作用2. 遗传密码及特点3. 原核生物蛋白质的合成过程4. 真核生物蛋白质的合成过程5. 翻译后的加工修饰,本节重点,1. 三种RNA的作用；2. 遗传密码的概念及特点；3. 核糖体循环的概念及步骤。,蛋白质的生物合成,蛋白质的生物合成，即翻译，将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种
2、氨基酸的序列 。,一、蛋白质生物合成体系（一）mRNA与遗传密码,mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码。,终止密码子：,UAAUAGUGA,起始密码子：AUG,(1) 连续性 从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架。,遗传密码的特点,(2)简并性 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸均有多个密码子。,(3)方向性 起始密码子位于mRNA链的5端，终止密码子位于3端，翻译时沿53方向进行，直到终止
3、密码子为止。,(4)通用性 整套密码从原核生物到人类都通用，但动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体例外。,(5)摆动性 反密码子与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。,遗传密码的特点,（二）tRNA与氨基酸的活化,1. 氨基酸的活化,（1）氨酰tRNA的合成,（2）氨酰tRNA合成酶对氨基酸和tRNA特异性高；具有校对活性。,真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-tRNAifMet,2. 原核生物与真核生物起始肽链合成的氨酰tRNA的区别,（二）tRNA与氨基酸的活化,（三）rRNA与核糖体,1. P位：肽酰位，又称给位。,2. A位：氨酰位，又称受位。 3.
4、 E位：排出位。,原核生物翻译过程中核糖体结构模式,2. 20种编码氨基酸作为原料。3. 酶及众多蛋白质因子，如IF、eIF。4. ATP、GTP、无机离子。,(四) 蛋白质的合成原料、酶与蛋白质因子,1. 三种RNA,5. 酶及蛋白质因子,氨酰tRNA合成酶： ATP存在下合成氨酰tRNA，具有绝对特异性。肽酰转移酶或转肽酰酶（惯称转肽酶 ）： 催化核糖体“P位”上的肽酰基转移至“A位”的氨酰tRNA的氨基上，使酰基与氨基缩合形成肽键。转位酶 ： 催化核糖体向mRNA的3端移动定位于“A位”。蛋白质因子 ： 起始因子(IF); 延长因子(EF);释放因子（RF）。能量物质及离子 ： 量物质为
5、ATP和GTP；无机离子有Mg2+和K+等。,(四) 蛋白质的合成原料、酶与蛋白质因子,翻译过程从阅读框架的5-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码子出现。,二、蛋白质生物合成过程,（一）原核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始 指mRNA和起始氨酰tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物。,核糖体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 与起始氨酰tRNA的结合； 核糖体大亚基结合。,原核生物肽链合成起始,S-D序列,在起始密码子的上游813个核苷酸部位有一段富含嘌呤碱基（如-AGGAGG-）的特殊保守序列，称为S-D序列，可被核糖体小亚基16S rRNA
6、辨认互补结合。mRNA的起始AUG在核糖体小亚基上精确定位，形成复合体。,（一）原核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始,S-D序列,核糖体大、小亚基分离,（一）原核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始,IF-3,IF-1,肽链合成的起始mRNA在小亚基定位结合,（一）原核生物肽链的合成,IF-3,IF-1,起始氨酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到小亚基,（一）原核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,核糖体大亚基结合，起始复合物形成,（一）原核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始,2. 肽链合成的延长,肽链延长包括进位、成肽、转位三步，在
7、核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环，每次循环增加一个氨基酸。,（一）原核生物肽链的合成,2. 肽链合成的延长,3. 肽链合成的终止,当mRNA上终止密码子出现后， RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA多肽链合成停止，肽酰转移酶的酯酶活性变为水解酶活性，使肽链从核糖体上释放。,（一）原核生物肽链的合成,真核生物与与原核生物相比，肽链合成起始阶段差异较大，主要表现为以下几方面： 真核生物的核糖体由40S的小亚基和60S的大亚基组成的80S的核糖体； 起始甲硫氨酸不需要甲酰化； 在mRNA起始密码子上游未发现有S-D序列，但有Kozak序列：-CCACCAUGG-，
8、该序列具有增加起始效率的作用。翻译起始识别靠mRNA 5端的帽结构和3端的多腺苷酸尾，使其在核糖体上定位结合； 真核生物需要更多的起始因子。,真核生物与原核生物肽链合成起始阶段差异,真核生物翻译起始复合物形成也有4步反应： 核糖体大小亚基分离； Met-tRNAiMet结合到小亚基上； mRNA在核糖体小亚基就位； 与核糖体大亚基结合，形成起始复合物。,（二）真核生物肽链的合成,1. 肽链合成的起始,真核生物翻译终止只有一种释放因子eRF，可识别所有终止密码子。,过程相似，真核细胞核糖体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。,2. 肽链合成的延长,3. 肽链合成的终止,（二）真核生物肽
9、链的合成,1. 一级结构的修饰,肽链N端的修饰个别氨基酸的修饰多肽链的水解修饰,（三）肽链合成后的加工修饰和转运,亚基的聚合 如血红蛋白通过非共价键将亚基聚合成寡聚体。辅基的连接 如脂蛋白、各种酶等，合成后需与辅基连接，才具有活性。疏水脂链的共价连接 如G蛋白等需嵌入疏水双层膜脂，才具有活性。,2. 空间结构的修饰,（三）肽链合成后的加工修饰和转运,合成后的蛋白质必须转运到特定的部位才能发挥其功能。不同类型的蛋白质其转运机制不同。,3.蛋白质的转运,（三）肽链合成后的加工修饰和转运,（一）抗生素一些抗生素可作用于遗传信息表达的各个环节，如四环素类抑制氨基酰-tRNA进位；氨基糖苷类抗生素，如链
10、霉素、卡那霉素等可影响A位上氨基酰-tRNA配对的准确性，使延长中的肽链引入错误的氨基酸残基，影响细菌蛋白质合成；氯霉素、林可霉素与细菌核糖体大亚基结合，阻止由转肽酶催化肽键的形成，阻断翻译延长过程；嘌呤霉素的结构与酪氨酰-tRNA结构相似，可取代氨基酰-tRNA进入核糖体A位，中断肽链合成，该抗生素主要用于肿瘤治疗。,三、蛋白质生物合成的影响因素,三、蛋白质生物合成的影响因素,几种抗生素对蛋白质生物合成的影响,干扰素是真核细胞感染病毒后能分泌一类有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒繁殖。干扰素通过活化特异蛋白激酶使真核主要起始因子eIF-2磷酸化失活，从而抑制病毒蛋白质合成；或者通过与双链RNA共同活化特殊的2-5寡聚腺苷酸合成酶，催化ATP聚合，生成核苷酸间以2-5磷酸二酯键连接的2-5多聚腺苷酸，2-5多聚腺苷酸激活RNase L，使病毒mRNA降解来阻断病毒蛋白质合成。,（二）干扰素,三、蛋白质生物合成的影响因素,干扰素除抗病毒作用外，还有调节细胞生长、激活免疫系统的作用。我国现在已采用基因工程技术生产干扰素用于临床，是继胰岛素之后较早获准在临床使用的基因工程药物。,（二）干扰素,三、蛋白质生物合成的影响因素,
