生物化学翻译幻灯片
89页1、蛋白质的生物合成 (翻译) Protein Biosynthesis,Translation,蛋白质的生物合成,即翻译,就是将核酸中由 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种氨基酸的排列顺序 。,核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系,主要内容,第一节 蛋白质生物合成体系 第二节 蛋白质生物合成过程 第三节 蛋白质合成后加工和输送 第四节 蛋白质生物合成的干扰和抑制,蛋白质合成体系 Protein Biosynthesis System,第 一 节,20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子 如IF、eIF ATP、GTP,参与蛋白质生物合成的物质:,三种RNA mRNA(messenger RNA) rRNA(ribosomal RNA) tRNA(transfer RNA),一、翻译模板mRNA及遗传密码,mRNA是遗传信息的携带者,遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位,转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质,为多顺反子(polycistron) mRNA 。 真核一
2、个mRNA只编码一种蛋白质,为单顺反子(single cistron) mRNA。,原核生物的多顺反子,真核生物的单顺反子,mRNA上存在遗传密码,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(triplet coden)。,起始密码(initiation coden): AUG,终止密码(termination coden): UAA,UAG,UGA,遗传密码表,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(open reading frame, ORF)。,1. 连续性(commaless),遗传密码的特点,编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。,基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失,可能导致框移突变(frameshift mutation)。,2. 简并性(degeneracy),遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外,其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其
3、编码。,2. 简并性(degeneracy),3. 通用性(universal),蛋白质生物合成的整套密码,从原核生物到人类都通用。 少数例外,如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。,4. 摆动性(wobble),转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合,但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律,称为摆动配对。,U,摆动配对,密码子、反密码子配对的摆动现象,二、核蛋白体是多肽链合成的装置,不同细胞核蛋白体的组成,核蛋白体的组成,原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:,A位:氨基酰位 (aminoacyl site),P位:肽酰位 (peptidyl site),E位:排出位 (exit site),三、tRNA与氨基酸的活化,反密码环,氨基酸臂,tRNA的三级结构示意图,(一)氨基酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase),氨基酸的活化,tRNA与酶结合模型,第一步反应,氨基酸 ATP-E 氨基酰-AMP-E PPi,第二步反应,氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰-tRNA AMP E,氨基酰-tRNA合成酶对底
4、物氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proofreading activity) 。 氨基酰-tRNA的表示方法: Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet,真核生物: Met-tRNAiMet(initiator-tRNA) 原核生物: fMet-tRNAifMet (N-formyl methionine),(二)起始肽链合成的氨基酰-tRNA,蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis,第 二 节,翻译的起始(initiation) 翻译的延长(elongation) 翻译的终止(termination ),整个翻译过程可分为 :,一、肽链合成起始,指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。,原核、真核生物各种起始因子的生物功能,e,(一)原核生物翻译起始复合物形成,1. 核蛋白体大小亚基分离; 2. mRNA在小亚基定位结合; 3. 起始氨基酰-tRNA的结合; 4.
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