生物化学笔记第十八章蛋白质的合成与运转.doc

第十八章 蛋白质的合成与运转第一节 概述 　一、遗传密码（一）定义：密码子、遗传密码字典（二）基本特性1.无标点：是连续阅读的，若插入或删除一个碱基，会使以后的读码发生错误，称为移码2.一般不重叠：只有少数基因的遗传密码是重叠的3.简并性：多数氨基酸有几个不同的密码子，只有色氨酸和甲硫氨酸仅一个密码子编码相同氨基酸的密码子称为同义密码子简并性可减少有害突变，也使DNA的碱基组成有较大的变化余地，在物种的稳定性上起一定作用4.摆动性：密码子的专一性主要由头两位碱基决定，第三位不重要，称为摆动性反密码子上的I可与U、A、C配对，G可与U配对5.UAG,UAA,UGA不编码氨基酸，作为终止密码子，只能被肽链释放因子识别AUG是起始密码子6.通用性：在各种生物中几乎完全通用，但发现线粒体有所不同，如人线粒体中UGA编码色氨酸二、核糖体（一）结构1.核糖体RNA：有很多双螺旋区，16S在识别起始位点中起重要作用2.核糖体蛋白：多数为纤维状，极少数球状3.结构模型：椭圆球状，两亚基结合面上有较大空隙，蛋白质的合成在此进行大亚基上有两个转运RNA位点：氨酰基位点(A)和肽酰基位点(P)，还有一个水解GTP的位点。

两个亚基的接触面上有信使RNA结合位点，核糖体上还有许多蛋白因子结合位点二）多核糖体：由一个信使RNA与一些单个核糖体结合而成，呈念珠状这样可以同时合成许多肽链，提高了翻译的效率6个以上的多核糖体具有稳定的结构第二节 翻译的过程 一、准备（一）肽链的合成是由氨基端向羧基端进行的，速度很快，大肠杆菌每秒可聚合20个氨基酸信使RNA是从5’向3’翻译的二）氨基酸的活化：由氨酰tRNA合成酶催化，分两步：1. 形成氨基酸－AMP－酶复合物：氨基酸的羧基与5’磷酸形成高能酸酐键而活化2.转移：氨基酸转移到转运RNA3’末端，与3’或2’羟基结合总反应为：氨基酸＋tRNA＋ATP=氨酰tRNA＋AMP＋PPi此酶专一性很高，只作用于L-氨基酸，每种氨基酸都有一个专一的酶酶有校对机制，一方面对转运RNA有专一性，另一方面还有水解位点，可水解错误酰化的氨基酸三）转运RNA的作用：起接头作用，根据密码子决定氨基酸的去向转运RNA反密码子的某些突变可抵销一些有害突变，称为校正突变二、肽链合成的起始（一）起始信号：起始密码子是AUG，其上游约10个核苷酸处有一段富含嘌呤的序列，可与16S rRNA的3’端互补，与起始有关。

二）起始复合物的形成：1.起始氨基酸：是N-甲酰甲硫氨酸，其转运RNA也有所不同，称为tRNAf，与甲硫氨酸结合后被甲酰化酶以甲酰四氢叶酸甲基化，生成fMet-tRNAf2.30S起始复合物：信使RNA先与小亚基结合，在起始因子3(IF3)的参与下形成mRNA-30S-IF3复合物，然后在IF1和IF2参与下与fMet-tRNAf和GTP结合，并释放IF3，形成30S起始复合物3.30S起始复合物与大亚基结合，水解GTP，释放IF1和IF2，形成70S起始复合物此时转运RNA占据肽酰位点，空着的氨酰位点可接受另一个转运RNA，为肽链延长作好了准备三、肽链的延伸（一）转运RNA进入氨酰位点：需ATP和两种延伸因子参加EFTu与GTP结合，再与转运RNA形成复合物，才能与起始复合物结合然后释放出EFTu-GDP，与EFTs和GTP反应，重新生成EFTu-GTP，参加下一轮反应EFTu水解GTP前后构象不同，错误的转运RNA会离去，而正确的则与两种状态都有强相互作用EFTu-GDP离去之前不能形成肽键，它停留的时间越长，错误的转运RNA被排除的几率越大这是翻译的限速步骤二）肽键的形成：肽酰基转移到氨酰位点，同时形成肽键。

需大亚基上的肽酰转移酶和钾离子参加肽酰位点的转运RNA成为空的嘌呤霉素的结构与氨酰tRNA类似，可形成肽酰嘌呤霉素，易脱落，使合成中断三）移位：指核糖体沿信使RNA移动一个密码子原肽酰位点的转运RNA离开，肽酰tRNA进入肽酰位点需GTP和延伸因子G(EFG)，也叫移位酶GTP的水解使EFG释放出来延伸与移位是两个分离的独立过程四、终止（一）终止信号的识别：有三种蛋白因子：RF1识别UAA、UAG，RF2识别UAA、UGARF3协助肽链释放二）肽链释放：释放因子使肽酰转移酶水解并释放转运RNA，然后核糖体离开，IF3使核糖体解离，并与小亚基结合，以防重新聚合五、真核生物的合成（一）核糖体：更大，为60S和40S二）起始氨基酸：是甲硫氨酸，但其转运RNA无TΨC序列三）起始信号：密码子为AUG，无富含嘌呤的序列因为是单顺反子，只有一个起点，所以小亚基先与帽子结合，向3’端移动寻找即可四）起始复合物：80S，起始因子(eIF)有多种需GTP和ATP五）延伸因子和终止因子：EF1a相当于EFTu，EF1bg相当于EFTs终止因子(eRF)称为信号释放因子六）蛋白激酶参与调节：可使eIF2磷酸化，抑制下一轮起始，小亚基不能与转运RNA结合，翻译受抑制。

只有脱磷酸后才能重新起作用缺乏血红素时即激活蛋白激酶，抑制血红蛋白合成六、抑制剂白喉毒素可使移位酶(EF2)ADP-核糖化，抑制真核生物的移位作用亚胺环己酮只作用于80S核糖体，抑制真核生物的翻译氯霉素、链霉素、四环素、新霉素、卡那霉素只作用于原核生物，链霉素、新霉素、卡那霉素与小亚基结合，引起错读第三节 多肽的运输和加工 一、信号肽（一）特点：长度为13－26个残基，氨基端至少有一个碱性残基，中部有10－15个残基的疏水肽段，羧基端有信号肽酶酶切位点一般位于新生肽的氨基端，某些位于多肽的中部二）功能：信号肽合成后被信号识别体(SRP)识别信号识别体与核糖体结合，使肽链延伸暂停，将核糖体带到内质网，形成粗糙内质网这里合成溶酶体蛋白、分泌蛋白和构成质膜骨架的蛋白信号识别体与内质网上的停泊蛋白结合，将核糖体送入多肽移位装置，信号识别体被释放，肽链继续延伸合成的肽链进入内质网小腔二、在内质网的修饰 多肽在内质网的修饰包括信号肽的切除、二硫键的形成、高级结构的折叠及核心糖化在内质网中以长萜醇磷酸酯为载体合成核心糖链，然后转移到蛋白质的天冬酰胺或丝氨酸、苏氨酸上三、高尔基体的作用 高尔基体可对核心糖链进行修饰和调整，称为末端糖化。

多肽在此根据各自的结构进行分类，被运往溶酶体、分泌粒和质膜等目的地四、线粒体和叶绿体蛋白的合成他们可编码全部RNA，但所需的蛋白多数由核基因组编码，在游离核糖体中合成这些蛋白含有线粒体定向肽或叶绿体转移肽，起信号肽的作用。