1、分子生物学 第六章本章重点1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。2.遗传密码的特性。3.原核生物肽合成的过程。4.真核生物与原核生物肽合成的异同。5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。本章内容第一节 蛋白翻译系统第二节 肽合成的过程第三节 蛋白质的加工第四节 蛋白质的定位第一节 蛋白翻译系统一、mRNA（一）结构特点原核生物真核生物mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！（二）开放阅读框mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开放阅读框。（三）遗传密码1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。
2、终止密码子：终止密码子：琥珀石（琥珀石（UAG）赭石（赭石（UAA)卵白石卵白石(UGA)起始密码子：起始密码子：AUG（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）2.特性完整性：有始有终完整性：有始有终 方向性：方向性：5到到3连续性：不中断、无重叠连续性：不中断、无重叠简并性：多对一简并性：多对一统一性：万物统一统一性：万物统一摆动性：摆动性：3位可变位可变偏爱性：使用频率各异偏爱性：使用频率各异 简并性一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。摆动性反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照碱基互补规律，称为摆动配对。二、tRNA（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构三叶草结
3、构n 四环：二氢尿嘧啶环反密码子环额外环胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环n 一臂：氨基酸接受臂2.三级结构“倒L型”（二）起始tRNA原核生物原核生物 真核生物真核生物密码子AUGAUG氨基酸甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸表示方法fMet tRNAi Met tRNAi 三、核糖体（一）结构 1.原核生物（一）结构 2.真核生物（二）功能n三个重要位点：氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点四、氨酰-tRNA合成酶（一）功能n催化tRNA与氨基酸结合形成氨酰-tRNA。（二）机制1.氨基酸活化（二）机制2.装载氨基酸五、底物六、蛋白因子原核生物原核生物真核生物真核生物起始
4、因子IFeIF延伸因子EFeEF释放因子RFeRF第二节 肽合成的过程 一、原核生物的肽合成（一）起始是指mRNA、起始氨酰-tRNA与核糖体的大、小亚基结合形成翻译起始复合物的过程。（一）起始 1.起始二元复合物的形成mRNA30S小亚基2.30S起始复合物的形成mRNA30S小亚基fMettRNAi3.70S起始复合物的形成 mRNA30S小亚基fMettRNAi+50S大亚基 P AP AP AP AP AP AAUGAUGAUGU A CU A CAUGAUGAUGU A CU A CAUGP AEU A CAUGP AEU A CU A C IF-3 IF-1 mRNA 30S 亚基
5、 5 3 mRNA 起始密码子 IF-3 IF-1 5 3 IF-2 GTP fMet fMet tRNA IF-2 GTP IF-3 IF-1 50S 亚基 GDP+Pi IF-1 +IF-2 +IF-3 fMet 50S 亚基 5 3 第二个 密码子 n 起始因子 SD序列原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5-AGGAGGU-3），该序列可与30S亚基中16S rRNA的3端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮助mRNA从AUG处开始翻译。（二）延伸1.进位氨酰-tRNA按照mRNA分子的编码信息进入并结合到核糖体A位。（二）延伸2.
6、成肽转肽酶催化肽酰-tRNA上的肽酰基转移到A位氨酰-tRNA上的氨基酸-氨基上。（二）延伸3.转位转位酶催化核糖体沿mRNA的3方向移动一个密码子的距离，使mRNA上的下一个密码子进入A位，肽酰-tRNA由A位移入P位。n 延伸因子n 延伸因子n 转肽酶催化核糖体P位上的肽酰基与A位氨酰-tRNA上氨基酸的氨基之间形成肽键的酶，叫转肽酶。肽的合成是从N端到C端。（三）终止释放因子释放多肽。核糖体循环因子进入A位点。转位酶使核糖体循环因子转位。核糖体解离。n 释放因子二、真核生物的肽合成（一）起始1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体；2.mRNA与43S复合体形成48S复合体；
7、3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。n 帽子和尾巴5端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。3尾巴能提高翻译的效率。（二）延伸与原核生物的步骤相似。分三步：1.进位 eEF1 （EFTu）,eEF1（EFTs）2.成肽 3.转位 eEF2（EFG）（三）终止与原核生物的步骤相似。I I型型 II II型型 原核生物原核生物RF1RF1（UAAUAA、UAGUAG）RF2RF2（UAAUAA、UGAUGA）RF3RF3真核生物真核生物eRF1eRF1（UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA）eRF3eRF3n 原核生物与真核生物释放因子的区别n 常用抗生素抑制多肽链合成的原理 第三
8、节 蛋白质的加工一、肽链的折叠 （1）折叠酶二硫键异构酶 肽酰脯氨酰顺反异构酶（二）分子伴侣 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白质的总称。大肠杆菌中的大肠杆菌中的HSP70HSP70循环循环二、剪切（一）前体的切除一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才能成为有活性的酶。前胰岛素原的剪切（二）内含肽的切除指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的肽段称为内含肽。胃蛋白酶 胃蛋白酶原 N-端序列封闭 活性位点 活性位点暴露 切除 N-端序列 胃酸激
9、活 自我催化 胃蛋白酶原的激活 三、修饰（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的-磷酸基被转移到蛋白质特定位点上的过程。通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基是发生磷酸化的位点。（二）糖基化是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型连接两种方式。（三）泛素化 1.泛素由76个氨基酸组成，分子量大约8.5kDa。它在真核生物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。泛素化的蛋白质能被特定的蛋白酶识别进而被降解。2.泛素化泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）的共同作用下，泛素的羧基末端通过异肽键与靶蛋白的赖氨酸残基上-氨基连接在一起，靶蛋白被泛素化。第四节 蛋白质定位一、信号肽N-端的一段或几段特殊的氨基酸序列，可用于引导蛋白质定向进入细胞中的特定部位，这些特殊的氨基酸序列称为信号肽。二、信号识别颗粒信号识别颗粒存在于真核细胞的细胞液内，由6个多肽亚基和1分子7S RNA组成，7S RNA是形成复合体的结构骨架。蛋白质进入内质网的过程 5 Poly帽子 3 Poly尾 SRP循环 内质网腔 SRP受体 肽转位 复合物 核糖体受体 信号肽酶 GTP GDP+Pi SRP 信号肽 大亚基 小亚基 mRNA 内质网
