北京大学生物化学课件 蛋白质生物合成.ppt

1、12本章主要内容本章主要内容蛋白质合成体系蛋白质合成体系 mRNA与遗传密码与遗传密码 tRNA是氨基酸与密码子之间的是氨基酸与密码子之间的“特异接头特异接头” rRNA(核糖体核糖体)是肽链合成的是肽链合成的“装配机装配机”蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程 氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运 肽链合成的起动、延长肽链合成的起动、延长 、终止、终止 真核生物蛋白质合成的特点真核生物蛋白质合成的特点翻译后加工与蛋白质合成后分泌翻译后加工与蛋白质合成后分泌 肽链合成后的加工与修饰肽链合成后的加工与修饰 复合蛋白质的形成和亚单位的聚合复合蛋白质的形成和亚单位的聚合 分泌蛋白的合成与分泌分泌蛋白的合

2、成与分泌蛋白质合成与某些医学问题蛋白质合成与某些医学问题 分子病以及蛋白质生物合成的阻断剂分子病以及蛋白质生物合成的阻断剂3蛋白质是生命活动的物质基础蛋白质是生命活动的物质基础蛋白质具有高度种属特异性蛋白质具有高度种属特异性蛋白质由生物体自行合成蛋白质由生物体自行合成4 反转录反转录DNA复制复制RNA复制复制DNA RNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译5翻译翻译（translation）蛋白质生物合成即翻译过程，是以蛋白质生物合成即翻译过程，是以mRNA为模板、由为模板、由氨基酸氨基酸通过肽键结合，形成特通过肽键结合，形成特定多肽链的过程。定多肽链的过程。这样，这样，mRNA分子中的分子中的

3、遗传信息被具体地翻译成为蛋白质的遗传信息被具体地翻译成为蛋白质的氨基氨基酸排列顺序酸排列顺序6第一节第一节 蛋白质合成体系蛋白质合成体系Section 1 THE MACHINERY OF PROTEIN SYNTHESIS三种三种RNA： mRNA模板模板 tRNA 特异的特异的“搬运工具搬运工具” rRNA“装配机装配机”20种种氨基酸原料氨基酸原料酶与蛋白质因子：酶与蛋白质因子：如如 IFeIF 、EF、 RF无机离子及能量：无机离子及能量：ATP、GTP7一一 蛋白质合成机制研究的三大成就蛋白质合成机制研究的三大成就20世纪世纪50年代初，年代初，Zamecnik证明证明核糖体核糖体是

4、蛋白质合成的场所是蛋白质合成的场所Three Advances for Deducing Protein Synthesis同位素标同位素标记氨基酸记氨基酸大鼠大鼠数小时或数天数小时或数天数分钟数分钟肝细胞各细胞器肝细胞各细胞器均有标记蛋白质均有标记蛋白质肝细胞核糖体肝细胞核糖体有标记蛋白质有标记蛋白质8Hoagland和和Zamecnik发现了发现了“活化活化”的氨基酸的氨基酸氨基酰氨基酰tRNAs (1955)20世纪世纪60年代确定年代确定RNA在蛋白质合成在蛋白质合成中的信息转换作用中的信息转换作用DNAmRNAProteintRNA adaptor91949 Cold Spring

5、Harbor Symposium. The man busy taking notes is Paul Zamecnik. Also in picture J. S. Fruton (L), K. Linderstrom-Lang (R). 1966 Cold Spring Harbor Symposium. Mahlon Hoagland (R) in discussion with Ernest Borek (L). 10Paul Zamecnik in his office at Massachusetts General Hospital, 1999. Mahlon Hoagland

6、at his home in Vermont, 1999. 11二二 mRNA与遗传密码与遗传密码 mRNA and Genetic Code遗传密码遗传密码mRNA的作用：的作用：翻译的直接模板翻译的直接模板 mRNA(4字符字符) 蛋白质蛋白质(20字符字符)?12在在mRNA分子上，从分子上，从5端端3端，每相邻的端，每相邻的3个个核苷酸组成一组，在蛋白质合成时，对应某一核苷酸组成一组，在蛋白质合成时，对应某一种氨基酸，这就是种氨基酸，这就是遗传密码遗传密码（Genetic Code）相邻的三个核苷酸称为相邻的三个核苷酸称为密码子密码子(codon)或三联或三联体密码体密码(triple

7、t) 遗传密码遗传密码 13遗传密码表遗传密码表P35514简并性简并性 (Degeneracy)起始密码和终止密码起始密码和终止密码 ( Initiation codon & Termination codons)方向性与无间隔性方向性与无间隔性 (Polarity & Commaless)通用性通用性 (Universal)遗传密码的特点：遗传密码的特点：15(一一) 简并性简并性（Degeneracy）一种氨基酸对应多个密码子的现象称为一种氨基酸对应多个密码子的现象称为简并简并A,G,C,U 共可组成共可组成64（43）种密码子）种密码子 61 种密码子：代表不同的氨基酸种密码子：代表不

8、同的氨基酸 3 种密码子：种密码子： 代表终止密码子代表终止密码子组成人体蛋白质的氨基酸：组成人体蛋白质的氨基酸：20种种16遗传密码举例：遗传密码举例：UUAUUGCUUCUCCUACUG亮氨酸亮氨酸(Leu)AUG 蛋氨酸蛋氨酸(Met)UUUUUC苯丙氨酸苯丙氨酸(Phe)ACUACCACAACG苏氨酸苏氨酸(Thr)17(二二) 起始密码与终止密码起始密码与终止密码(initiation codon & termination codons) 起动信号起动信号起动信号位于起动信号位于mRNA5端附近端附近起动信号最适上下文序列为：起动信号最适上下文序列为： CCCCAUGGAGAUG蛋

9、氨酸蛋氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸(Met)initiation codonUAAUAGUGA 终止信号终止信号termination codons终止信号不代表任何氨基酸密码子终止信号不代表任何氨基酸密码子18(三三) 方向性与无间隔性方向性与无间隔性 方向性：方向性： 密码子的排列是从密码子的排列是从mRNA 5 3端端 起动信号位于起动信号位于 5 端；终止信号位于端；终止信号位于3端端 无间隔性：无间隔性： 密码子在密码子在mRNA上是上是连续的连续的 相邻密码子之间既无间断也无交叉重叠相邻密码子之间既无间断也无交叉重叠 如插入或缺失碱基可导致如插入或缺失碱基可导致移码突变移码突变(Polar

10、ity & Commaless)(frame shift mutation)19A U G G G C U C C A U C G G C G C A U A A startcodonmethionineglycineserineisoleucineglycinealanine stopcodoncodon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7codon 153密码子的方向性和无间隔性密码子的方向性和无间隔性从从mRNA 5 端起始密码子端起始密码子AUG到到3 端终止密码子之间的核苷端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联密码子连续排列编码一个蛋白

11、质多肽链酸序列，各个三联密码子连续排列编码一个蛋白质多肽链开放阅读框开放阅读框 (open reading frame, ORF)20密码子阅读框即无间隔也不重叠密码子阅读框即无间隔也不重叠蛋蛋氨氨酸酸天天冬冬酰酰胺胺精精氨氨酸酸谷谷氨氨酸酸甘甘氨氨酸酸AUG AAUAGAG AAGGCCG碱基丢失碱基丢失赖赖氨氨酸酸丙丙氨氨酸酸酪酪氨氨酸酸UU 一个碱基突变一个碱基突变第三个碱基改变第三个碱基改变 C21(四四) 通用性通用性（Universal）从病毒、细菌到人从病毒、细菌到人 ，所有生物均使用同一套密码子，所有生物均使用同一套密码子说明各种生物在进化上具有同源性说明各种生物在进化上具有同

12、源性通用性是相对的通用性是相对的 线粒体中：线粒体中：UAG不代表不代表终止信号终止信号而是代表而是代表色氨酸色氨酸 AGA、AGG：终止密码子终止密码子 AUA：起始密码子；蛋氨酸起始密码子；蛋氨酸 某些细菌：某些细菌：GUG也可作启动信号也可作启动信号223 tRNA是氨基酸与密码子之间的是氨基酸与密码子之间的“特异接头特异接头”tRNA, the adaptor of an amino acid to its codon23tRNA转运特点转运特点tRNA转运氨基酸具有特异性转运氨基酸具有特异性 一种一种tRNA对应一种氨基酸对应一种氨基酸 一种氨基酸可由多种一种氨基酸可由多种 tRNA

13、转运转运 tRNA上的上的反密码子反密码子识别识别mRNA上的密码子上的密码子, 使所携带的氨基酸准确对号入座使所携带的氨基酸准确对号入座氨基酸结合于氨基酸结合于tRNA的的3末端末端(CCA-OH)而活化而活化如如 丙氨酰丙氨酰tRNA (Ala-tRNAAla) 蛋氨酰蛋氨酰tRNA (Met-tRNAmet ) 起动蛋起动蛋氨酰氨酰tRNA (fMet-tRNA fMet /Met-tRNA iMet ) 甲酰蛋氨酰甲酰蛋氨酰tRNAtRNA( (原核原核) )蛋氨酰蛋氨酰tRNAtRNA( (真核真核) ) 2453mRNAtRNA353535反密码子与密码子的配对：反密码子与密码子的

14、配对：（1）反向）反向 （2）不稳定（摆动性）不稳定（摆动性）wobble25密码子、反密码子配对的摆动现象密码子、反密码子配对的摆动现象tRNA反密码子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U C AA GU CUG反密码子反密码子的第的第 1 1、2 2、3 3个核苷酸个核苷酸与与密码子密码子的第的第 3 3、2 2、1 1个核苷酸配对个核苷酸配对26 Example of Base-pairing Wobble27四四 核糖体是肽链合成的核糖体是肽链合成的“装配机装配机”Ribosome，the Machinery for Synthesis of P

15、eptide Chain28 核糖体组成核糖体组成 大、小两个亚基大、小两个亚基 主要成分是多种蛋白质主要成分是多种蛋白质rRNA29核糖体的组成核糖体的组成5S,5.8S,28S-rRNA21种种原核原核真核真核小亚基小亚基rRNA蛋白质蛋白质rRNA蛋白质蛋白质大亚基大亚基16S-rRNA 18S-rRNA33种种5S,23S-rRNA49种种34种种大大 小小30 S40 S大大 小小50 S60 S核糖体核糖体大大 小小70 S80 S核糖体功能区：核糖体功能区： 受位受位 (氨基酰位氨基酰位, A位位) acceptor site (aminoacyl site)给位给位 (肽位肽位

16、, P位位): donor site (peptidyl site)排出位（排出位（ E位位,原核）原核）exit site 31 2 2t tRNARNA停靠位点停靠位点结合结合AA-tRNA结合肽酰结合肽酰-tRNA和起始和起始Met-tRNA真核生物核糖体结构模式真核生物核糖体结构模式32蛋白质合成的高效性多核糖体蛋白质合成的高效性多核糖体（polysome）（真核）（真核）33蛋白质合成的高效性多核糖体蛋白质合成的高效性多核糖体（polysome）（原核）（原核）34第二节第二节 蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程Section 2 PROCESS OF PROTEIN SYNTHESI

17、S氨基酸的活化氨基酸的活化活化氨基酸的转运活化氨基酸的转运活化氨基酸在核糖体上的缩合活化氨基酸在核糖体上的缩合（核糖体循环核糖体循环） 肽链合成启动（肽链合成启动（initiation） 肽链延长（肽链延长（elongation） 肽链合成的终止（肽链合成的终止（termination） 35 一一 氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运Activation and Transfer of Amino Acids（一）氨基酸的活化与转运是酶促需能反应（一）氨基酸的活化与转运是酶促需能反应tRNA氨基酰氨基酰- tRNAMg2+ Mn2+Amino acidAmino acidATP +amino

18、acyl-tRNA synthetase35氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶36氨基酰氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸合成酶对底物氨基酸和和tRNA都有都有高度特异性高度特异性氨基酰氨基酰-tRNA合成酶具有合成酶具有校正活性校正活性 (二二) 氨基酰氨基酰-tRNA合成酶保证翻译的忠实性合成酶保证翻译的忠实性 (aminoacyl-tRNA synthetase)(proofreading activity) 37二二 肽链合成的起动肽链合成的起动（原核生物）（原核生物） Initiation in Ribosome Cycle需要因子：需要因子：Mg2、GTP、ATP、起动因子起动因子

19、(IF)模板模板mRNA核糖体核糖体大小亚基大小亚基组成组成起动复合体起动复合体fMet-tRNAfMet38原核起动因子原核起动因子(initiation factor, IF)： IF2: 促进小亚基与促进小亚基与fmet-tRNAfmet结合结合; GTP酶活性（酶活性（GTP GDP+Pi） IF3: 抑制大、小亚基过早聚合抑制大、小亚基过早聚合; 促进小亚基与促进小亚基与mRNA结合结合 IF1: 辅助辅助IF2、IF3 39起动复合体形成过程起动复合体形成过程核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合起始氨基酰起始氨基酰-tRNA的结合的结合 （3

20、0S起始复合物形成起始复合物形成）核糖体大亚基结合核糖体大亚基结合（70S起始复合物形成起始复合物形成）40IF-3IF-11. 核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离41A U G53IF-3IF-12. mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合42S-D序列序列 (Shine-Dalgarno sequence)43IF-3IF-1IF-2GTP3. 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAfMet )结合结合到小亚基到小亚基 , 30S起动复合体形成起动复合体形成A U G53444. 核糖体大亚基结合核糖体大亚基结合, 70S起动复合体形成起动复合体形成IF-3IF-1IF-2

21、GTPGDPPiA U G5345起动复合体形成过程起动复合体形成过程IF-3IF-1A U G53IF-2GTP-GTPGDPPi46三三 肽链延长肽链延长（原核生物）（原核生物） Elongation in Ribosome Cycle循环进行循环进行肽链延长肽链延长肽链延长过程：肽链延长过程：1. 1. 进位进位(entrance)2. 2. 成肽成肽(peptide bond formation)3. 3. 转位转位(translocation)47原核延长原核延长因子因子生物功能生物功能对应真核延对应真核延长因子长因子EF-Tu促进促进氨基酰氨基酰-tRNA进入进入A位，位，结合分解

22、结合分解GTPeEF-1-EF-Ts调节亚基调节亚基, 促进促进EF-Tu再利用再利用eEF-1-有转位酶活性，促进有转位酶活性，促进mRNA-肽酰肽酰-tRNA由由A位前移到位前移到P位，位，促进卸载促进卸载tRNA释放释放eEF-2肽链合成的延长因子肽链合成的延长因子 (elongation factor, EF)EF-G48又称注册又称注册(registration)1.进位进位 (entrance)根据根据mRNA下一组遗下一组遗传密码指导，使相应传密码指导，使相应氨基酰氨基酰-tRNA进入核进入核糖体糖体A位位49延长因子延长因子EF-Tu 促进氨基酰促进氨基酰tRNA 与核糖体与核

23、糖体A位结合位结合延长因子延长因子EF-Ts 促进促进EF-Tu的再利用的再利用502. 成肽成肽 (peptide bond formation)由由转肽酶转肽酶催化的肽键形成过程催化的肽键形成过程513. 转位转位(Translocation)延长因子延长因子EF-G有有转位酶转位酶活性，可结合活性，可结合并水解并水解1分子分子GTP，促进核糖体向，促进核糖体向mRNA的的3侧移动侧移动 52进位进位转位转位成肽成肽53每一循环生成一个肽键每一循环生成一个肽键 每生成一个肽键消耗每生成一个肽键消耗4个高能磷酸键个高能磷酸键（活化（活化: 2；进位；进位: 1；转位；转位: 1）密码子阅读方

24、向：密码子阅读方向：5 3多肽链延长方向：多肽链延长方向：N端端C端端肽链延长过程特点：肽链延长过程特点：54 四四 肽链合成的终止肽链合成的终止Termination in Ribosome Cycle当当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，中释出，mRNA、核、核糖体等分离，这些过程称为肽链合成的终止糖体等分离，这些过程称为肽链合成的终止55终止因子辨认终止密码子（终止因子辨认终止密码子（UAA、UGA、UAG）转肽酶转变为水解酶转肽酶转变为水解酶肽链释放肽链释放mRNA释放释放大小亚基分离大小亚基分离终止因子终

25、止因子（或称释放因子或称释放因子, release factor, RF） 辨认终止密码，使转肽酶变为水解酶，水解肽链与辨认终止密码，使转肽酶变为水解酶，水解肽链与tRNA 的连接，促进肽链从核蛋白体释放的连接，促进肽链从核蛋白体释放。终止过程：终止过程：RF1, RF2, RF356原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 57 核糖体循环核糖体循环 Ribosome Cycle 蛋白质翻译过程中，核糖体大小亚基聚合完成肽链起蛋白质翻译过程中，核糖体大小亚基聚合完成肽链起始、延长及终止过程后解离，它们还可以再聚合成完整的始、延长及终止过程后解离，它们还可以再聚合成完整的核糖体，开始新的肽链合

26、成，循环往复。核糖体，开始新的肽链合成，循环往复。58真核与原核生物蛋白质合成的异同：真核与原核生物蛋白质合成的异同： 相同点：相同点： 遗传密码相同；遗传密码相同； 组分相似：组分相似：核糖体，核糖体，tRNA，各种蛋白质因子，各种蛋白质因子 合成途径相似合成途径相似 不同点：不同点： （见下表）（见下表）五五 真核生物蛋白质合成的特点真核生物蛋白质合成的特点Characteristics of Protein Synthesis in Eukaryotes59 原核原核 真核真核 mRNA 多顺反子多顺反子(polycistron) 单顺反子单顺反子(monocistron) 无无“帽、尾

27、帽、尾”结构，结构， 有有“帽、尾帽、尾”结构结构 5起动信号上游有起动信号上游有SD序列序列 无无SD序列序列 核蛋白体核蛋白体 30S+50S=70S 40S+60S=80S起始起始AA fMet-tRNAfMet Met-tRNAiMetIF、EF IF 3种种 eIF 10多种多种及及RF EF-Tu、EF-Ts、EF-G eEF1、eEF2 RF1、RF2、RF3 eRF转录与翻译转录与翻译 转录翻译偶联转录翻译偶联 不偶联（分隔进行）不偶联（分隔进行）的关系的关系 （几乎同时进行）（几乎同时进行）抑制剂抑制剂 抗生素抗生素 白喉毒素、植物毒素等白喉毒素、植物毒素等60 真核生物线粒

28、体存在独立的蛋白质真核生物线粒体存在独立的蛋白质合成体系，与真核细胞质合成体系不同，合成体系，与真核细胞质合成体系不同，与原核体系类似。与原核体系类似。 抗生素有一定的副作用抗生素有一定的副作用 61第三节第三节 翻译后加工与蛋白质合成后分泌翻译后加工与蛋白质合成后分泌Section 3 POSTTRANSLATIONAL PROCESSING AND SECRETORY PROTEINS肽链合成后的加工和修饰肽链合成后的加工和修饰结合蛋白质的形成和亚单位的聚合结合蛋白质的形成和亚单位的聚合分泌蛋白的合成与分泌分泌蛋白的合成与分泌从核糖体释放出的新生多肽链需经过各种从核糖体释放出的新生多肽链需

29、经过各种翻译后加工过程才转变为天然构象的功能蛋白翻译后加工过程才转变为天然构象的功能蛋白主要包括：主要包括：62一一 肽链合成后的加工与修饰肽链合成后的加工与修饰Post-translational Processing and Modification(一一) 二硫键的形成二硫键的形成 S S多肽链内或链间由两个半胱氨酸残基形成二硫键多肽链内或链间由两个半胱氨酸残基形成二硫键二硫键对稳定蛋白质的天然构象十分重要二硫键对稳定蛋白质的天然构象十分重要这一过程主要在细胞内质网进行这一过程主要在细胞内质网进行63胰岛素胰岛素(insulin)核糖核酸酶核糖核酸酶(ribonuclease)64( (

30、二二) ) 个别氨基酸残基的化学修饰个别氨基酸残基的化学修饰有些肽链中的氨基酸残基需经一定的化学修饰有些肽链中的氨基酸残基需经一定的化学修饰才能使蛋白质具有活性，参与正常的生理活动才能使蛋白质具有活性，参与正常的生理活动例如：例如：磷酸化磷酸化(Phosphorylation)：Ser、Thr、Tyr残基等残基等乙酰化乙酰化(Acetylation)：组蛋白：组蛋白甲基化甲基化(Methylation) ：Lys残基残基羟化羟化(Hydroxylation)65磷酸化丝氨酸磷酸化丝氨酸磷酸化苏氨酸磷酸化苏氨酸磷酸化酪氨酸磷酸化酪氨酸 OH Protein P Protein Protein K

31、inaseATP ADPPhosphatasesPi66例：例： ATP ADP 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a （无活性）（无活性） 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 （有活性）（有活性） Pi H2OP糖原分解糖原分解 ATP ADP 糖原合成酶激酶糖原合成酶激酶糖原合成酶糖原合成酶 糖原合成酶糖原合成酶 （有活性）（有活性） 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 （无活性）（无活性） Pi H2OP糖原合成糖原合成67(三三) 蛋白质前体中肽段的切除蛋白质前体中肽段的切除 在核糖体合成的肽链大多数是在核糖体合成的肽链大多数是蛋白质前体蛋白质前体(precursor)，需水

32、解切除部分肽段，才能形成有活性的蛋白质需水解切除部分肽段，才能形成有活性的蛋白质胰岛素的加工胰岛素的加工68二二 结合蛋白质的形成和亚单位的聚合结合蛋白质的形成和亚单位的聚合Formation Of Complex Proteins or Multi-subunit Proteins肽链空间折叠肽链空间折叠、亚基聚合亚基聚合、辅基结合辅基结合69（一）蛋白质空间构象折叠（一）蛋白质空间构象折叠细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶或蛋白蛋白因子的辅助。而需要其他酶或蛋白蛋白因子的辅助。分子伴侣分子伴侣 (molecular chaper

33、one) 是细胞内一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然是细胞内一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠 热休克蛋白热休克蛋白 (heat shock protein, HSP) 伴侣素伴侣素 (chaperonins) 70伴侣素作用示意图伴侣素作用示意图71（二）亚单位的聚合（二）亚单位的聚合链链链链Hb含多个亚基的蛋白质聚合成有生物活性的蛋白质含多个亚基的蛋白质聚合成有生物活性的蛋白质（三）结合蛋白质的合成（三）结合蛋白质的合成结合蛋白质如糖蛋白、脂蛋白、色素蛋白分别需结合蛋白质如糖蛋白、脂蛋白、色素蛋白分别需加糖、加

34、脂、加辅基等才成为活性蛋白质加糖、加脂、加辅基等才成为活性蛋白质72三三 分泌蛋白的合成与分泌分泌蛋白的合成与分泌Synthesis and Secretion of Secretory Protein信号肽信号肽 (signal peptide) 位于分泌蛋白位于分泌蛋白N N端端 作用：输送肽链进入粗面内质网腔作用：输送肽链进入粗面内质网腔 序列保守序列保守分泌蛋白在合成时均有信号肽序列分泌蛋白在合成时均有信号肽序列73信号肽的一级结构信号肽的一级结构碱性氨基末端碱性氨基末端（精、赖）（精、赖）疏水核心区疏水核心区（亮、异亮）（亮、异亮）加工区加工区（甘、丙、丝）（甘、丙、丝）74信号肽识

35、别颗粒信号肽识别颗粒（Signal Recognition Particles ，SRP ） 作用作用由由6种蛋白质与种蛋白质与7S-RNA组成的复合体组成的复合体既与分泌蛋白的信号肽结合，既与分泌蛋白的信号肽结合，又与内质网上的又与内质网上的SRP受体结合，受体结合，有助于信号肽找到粗面内质网有助于信号肽找到粗面内质网75分泌蛋白质的合成分泌蛋白质的合成76分泌型蛋白质合成后输送至细胞外分泌型蛋白质合成后输送至细胞外粗面内质网粗面内质网滑面内质网滑面内质网高尔基体高尔基体分泌液泡分泌液泡复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译原料原料dNTPNTP20种种 氨基酸

36、氨基酸主要酶和因主要酶和因子子DNA聚合酶、拓聚合酶、拓扑异构酶、引物酶、扑异构酶、引物酶、解链酶、解链酶、DNA连连接酶、接酶、DNA结合结合蛋白蛋白RNA聚合酶聚合酶 因子等因子等氨基酰氨基酰tRNA合成酶、合成酶、转肽酶、起始因子、转肽酶、起始因子、延长因子等延长因子等模板模板DNADNAmRNA链延长方向链延长方向5353N端端C端端方式方式半保留复制半保留复制不对称转录不对称转录核蛋白体循环核蛋白体循环配对方式配对方式A=T G=CA=U，T- A G=C三联体密码子三联体密码子相应氨基酸相应氨基酸产物产物DNARNA蛋白质蛋白质加工过程加工过程一般不需复制后一般不需复制后加工加工转

37、录后加工分别形转录后加工分别形成成mRNA、tRNA和和rRNA翻译后加工生成翻译后加工生成具有生物活性成熟具有生物活性成熟蛋白质蛋白质78第四节第四节 蛋白质合成与某些医学问题蛋白质合成与某些医学问题Section 4 PROTEIN SYSTHESIS IN BIOMEDICAL IMPORTANCE一一 分子病分子病 Molecular Diseases由于由于DNA分子上的基因缺陷，使分子上的基因缺陷，使RNA和蛋白质和蛋白质合成异常，导致机体某些结构与功能的障碍而造合成异常，导致机体某些结构与功能的障碍而造成的疾病。此病可随个体繁殖而传给后代成的疾病。此病可随个体繁殖而传给后代例：例

38、：镰刀形红细胞贫血镰刀形红细胞贫血（Hb 链链N端第端第6位位aa突变）突变）79CTCGAGGTGCACHb A基因基因肽链肽链 N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-C 1 2 3 4 5 6 7. 镰刀型红细胞贫血镰刀型红细胞贫血Hb SN-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-C 1 2 3 4 5 6 7 正常成人红细胞正常成人红细胞80二二 蛋白质合成的阻断剂蛋白质合成的阻断剂Inhibitors of Protein Biosynthesis 作用于不同环节：作用于不同环节： 复制过程：多数抗肿瘤药物复制过程：多数抗肿瘤药物 转录过程：利福

39、平等转录过程：利福平等 翻译过程：多数抗生素翻译过程：多数抗生素 作用于不同生物：作用于不同生物： 原核生物：抗生素原核生物：抗生素 真核生物：毒素真核生物：毒素81（一）抗生素类阻断剂（一）抗生素类阻断剂 与核糖体结合，直接作用于翻译过程与核糖体结合，直接作用于翻译过程抗生素抗生素作用点作用点作用原理作用原理四环素族（金霉素、四环素族（金霉素、新霉素、土霉素）新霉素、土霉素）核糖体小亚基核糖体小亚基（30S、40S）阻碍氨基酰阻碍氨基酰tRNA与小亚基结合。与小亚基结合。易透入菌体，但不易透入哺乳易透入菌体，但不易透入哺乳类动物细胞类动物细胞链霉素、卡那霉素链霉素、卡那霉素30S亚基亚基抑制

40、启动，造成误译抑制启动，造成误译氯霉素、林可霉素氯霉素、林可霉素 红霉素红霉素50S亚基亚基50S亚基亚基抑制转肽酶，干扰抑制转肽酶，干扰mRNA与与核糖体结合核糖体结合抑制转肽酶，妨碍移位等抑制转肽酶，妨碍移位等嘌呤霉素嘌呤霉素50S、60S亚基亚基使核糖体上肽链过早脱落使核糖体上肽链过早脱落82 （二）作为蛋白质合成阻断剂的毒素（二）作为蛋白质合成阻断剂的毒素 42抑制蛋白质合成的天然蛋白质抑制蛋白质合成的天然蛋白质蓖麻蛋白：与真核蓖麻蛋白：与真核60S 大亚基结合，抑大亚基结合，抑 制肽链延伸制肽链延伸作用于哺乳动物作用于哺乳动物 细菌毒素：细菌毒素： 白喉毒素：作用于白喉毒素：作用于e

41、EF2，使之失活，使之失活 植物毒蛋白：植物毒蛋白：红豆碱红豆碱83（三）其他蛋白质类阻断剂（三）其他蛋白质类阻断剂 干扰素干扰素 interferon 由真核细胞感染病毒后分泌，具有抗病毒作用由真核细胞感染病毒后分泌，具有抗病毒作用 活化一种蛋白激酶，使哺乳类动物的启动因子活化一种蛋白激酶，使哺乳类动物的启动因子eIF2 磷酸化，由此抑制蛋白质生物合成磷酸化，由此抑制蛋白质生物合成宿主细胞蛋白质合成受限，抑制病毒繁殖宿主细胞蛋白质合成受限，抑制病毒繁殖作用机制：作用机制：活化活化25-A合成酶，形成合成酶，形成25- A，使，使mRNA降解降解84本章重点本章重点 三类三类RNA在蛋白质合成中的作用在蛋白质合成中的作用 遗传密码遗传密码 概念、特点概念、特点 蛋白质合成过程蛋白质合成过程 氨基酸的活化与转运氨基酸的活化与转运 核糖体循环核糖体循环 真核与原核合成过程的异同真核与原核合成过程的异同 蛋白质合成后加工蛋白质合成后加工 复制、转录、翻译的异同复制、转录、翻译的异同