蛋白质生物合成(医药经济).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章 蛋白质的生物合成,第一节 蛋白质合成体系,一,、,中心法则,生物的遗传信息从,DNA,传递给,mRNA,的过程称为转录,mRNA,链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译,遗传信息从,DNA,到,RNA,再到,蛋白质的过程,称为,基因表达,1958,年,Crick,将生物,遗,传信息的这种传递方式,称,为中心法则。,1972,年,Crick,将中心法,则作进一步修改,，补充了,逆转录。,Reverse,transcription,二、,核糖体,存在形式,:,真核中，核糖体可游离存在，也,可同内质网结合，形成粗糙的内质网。,原核中，与,mRNA,形成串状,多核糖体。,1.,核糖体的基本功能及存在形式,基本功能,:,（,1,）识别,mRNA,上的起始位点并开始翻译；（,2,）密码子与,tRNA,上的反密码子正确配对；（,3,）合成肽键。,原核生物核糖体组成,真核生物核糖体组成,2.,核糖体的组成及其成分,rRNA60-65%,Proteins30-35%,rRNA55%,Proteins45%,结合携带氨基酸：,一种氨基酸有几种,tRNA,携带，氨基酸结合在,tRNA3-CCA,的位置。,反密码子：,每种,tRNA,的反密码子，决定了所带氨基酸能准确的在,mRNA,上对号入座。,核糖体的识别位点：,将氨基酸准确地带到核糖体上。,氨基酰,-,tRNA,合成酶,的识别位点：,将氨基酸准确地与,tRNA,特异性结合。,三,、,tRNA,1.,tRNA,的,功能,2.,摆动性假说,反密码子与,mRNA,的第,1,2,个核苷酸配对时，严格遵从碱基配对原则,但反密码子与,mRNA,的第三个核苷酸配对时，不严格遵从碱基配对原则,出现,U-G,I-U.C.A,配对现象,表现出一定的灵活性,摆动性,.,携带着,DNA,的遗传信息，,是多肽链的合成模板。,在原核细胞内，存在时间,短，在转录的同时翻译；在真,核细胞内，较稳定。,蛋白质合成时，,mRNA,结,合于核糖体小亚基上，大亚基,结合带氨基酸的,tRNA,，,tRNA,的反密码子与,mRNA,密码子配,对，,ATP,供能，合成蛋白质。,四、,mRNA,五,.,参与蛋白质合成的辅助因子,1.,起始,(,译,),因子,2.,延长,(,伸,),因子,3.,终止因子,真核,生物,原核生物,IF,1,IF,2,IF,3,eIF,1,eIF,2A,eIF,2B,eIF,3,eIF,4A-,E,eIF,5,EF-T,U,EF-T,S,EF-,1,EF-,2,RF,1,RF,2,RF,3,RF,4.,能量,ATP，GTP,ATP，GTP,5.G,因子,(,移位酶,),有,EF-2,6.,无机离子,Mg,2+,/K,+,Mg,2+,/K,+,第二节 遗传密码,一、密码子的概念,mRNA,分子中为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置的,三个核苷酸单位,称为密码子（,Coden,）,或,三联体密码,或,遗传密码,。,核糖体结合试验证明,:1960-1965,年，,Nirenberg,用,poly u,，加入,14,C,标记的,20,种,aa,仅有苯丙氨酸的寡肽,UUU=,苯丙氨酸,用此法破译了全部密码，编出,遗传密码表,。,二、密码子的确立及证明,1.,确立,2.,证明,4,1,=4,4,2,=16,4,3,=64,4,4,=256,遗传密码,三、遗传密码子的特点,（一）,不重叠,：每三个核苷酸为一单位，每个单位只代表一个氨基酸。,（二）,通用性,：所有的生物使用同一套密码子，仅有少数例外，例如：线粒体起始密码子为,AUG,、,AUU;,终止密码为,AGA,，,AGC,；色氨酸为,UGA,等。,（三）,简并性,：几种密码子对应于相同一种氨基酸。密码子的前两个碱基决定其专一性，第三位碱基可有变异，如,A,、,G,、,C,、,U,。,（四）,连续性,：两个密码子之间无任何核苷酸加以隔开和重叠，如插入或删除碱基，可发生移码突变或框移。,（五）,摆动性,：密码子和反密码子的第一第二两个碱基的配对是标准配对，而第三个碱基则可以随意配对。,（六）,起始,密码与,终止,密码,:,起始：,AUG,终止：,UAA,、,UAG,、,UGA,第三节 蛋白质生物合成的机制,合成体系：,以,mRNA,为模板，,20,种氨基酸经活化获得的氨酰,tRNA,为原料，,酶和因子,以及无机离子，,ATP,、,GTP,供能等作用下在核糖体中完成蛋白质的合成,。,合成方向：,NC,端。,氨基酸,+,tRNA,氨基酰,-,tRNA,ATP,AMP,PPi,氨基酰,-tRNA,合成酶,一、氨基酸的活化,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,二、原核生物多肽链的合成,(,一,),多肽链合成的起始,核蛋白体大小亚基分离；,mRNA,在小亚基定位结合；,起始氨基,酰,-tRNA,的结合；,核蛋白体大亚基结合。,（二）肽链的延长,1.,进位,（氨酰,tRNA,进入,A,位点）,指根据,mRNA,下一组遗传密码指导，使相应氨基酰,-tRNA,进入核蛋白体,A,位。,延长因子,EF-T,催化进位,进位,2.,成,肽,-,肽链的形成,肽酰基从,P,位点转移到,A,位点，形成新的肽链,肽链的形成,转肽,延长过程中肽链的生成,肽基转移酶,新形成,肽键,3.,转位,（,translocase,）,在移位因子（移位酶）,EF,G,的作用下，核糖体沿,mRNA,（,5-3,）,作相对移动，使原来在,A,位点的肽酰,tRNA,回到,P,位点。,进位,转位,成肽,1.,识别,mRNA,的终止密码子，水解所合成肽链与,tRNA,间的酯键，释放肽链,2.RF,1,-UAA,、,UAG,RF,2,-UAA,、,UGA,RF,3,影响肽链的释放速度,3.RF,3,帮助,P,位点的,tRNA,残基脱落，而后核糖体脱落,(,三,),肽链合成的终止与释放,U,A,G,5,3,RF,RR,原核肽链合成终止过程,三、真核细胞蛋白质合成的特点,1.,核糖体为,80S,，由,60S,的大亚基和,40S,的小亚基组成,2.,起始密码,AUG,3.,起始,tRNA,为,Met,tRNA,4.,起始复合物,结合在,mRNA 5,端,AUG,上游的帽子结构，真核,mRNA,无富含嘌呤的,SD,序列（除某些病毒,mRNA,外）,5.,已发现的真核起始因子有近,9,种（,eukaryote Initiation,factor,eIF,）,eIF4A.eIF4E.P220,复合物称为帽子结构结合蛋白复合物（,CBPC,）,6.,肽链终止因子及释放因子（,RF,）,只有一种,无特异性,.,线粒体、叶绿体内蛋白质的合成同于原核细胞,四,.,多核糖体与核糖体循环,在细胞内一条,mRNA,链上结合多,个核糖体,，甚至可多到几百个。,蛋白质开始合成时，第一个核糖,体在,mRNA,的起始部位结合，引入,第一个蛋氨酸，然后核糖体,mRNA,的,3,端移动一定距离后，第二个核,糖体又在,mRNA,的起始部位结合，,现向前移动一定的距离后，在起,始部位又结合第三个核糖体，依,次下去，直至终止。每个核糖体,都独立完成一条多肽链的合成,所,以这种多核糖体可以在一条,mRNA,链,上同时合成多条相同的多肽链，这,就大大,提高了翻译的效率,五,.,蛋白质合成的抑制剂,(,一,),抗生素类阻断剂,链霉素、卡那霉素、新霉素等,:,主要抑制革兰氏阴性细菌蛋白质合成的三个阶段：,30S,起始复合物的形成，使氨基酰,tRNA,从复合物中脱落；,在肽链延伸阶段，使氨基酰,tRNA,与,mRNA,错配；,在终止阶段，阻碍终止因了与核蛋白体结合，使已合成的多肽链无法释放，而且还抑制,70S,核糖体的介离。,2.,四环素和土霉素,:,抑制氨基酰,tRNA,与核糖体,A,位结合，也抑制,fMet-tRNAfMet,与核糖体结合,3.,氯霉素,：作用于,30S,亚基,(,二,),白喉霉素（,diphtheria toxin,）,由白喉杆菌所产生的白喉霉素是真核细胞蛋白质合成抑制剂。它对真核生物的延长因子,-2,（,EF-2,）,起共价修饰作用，生成,EF-2,腺苷二磷酸核糖衍生物，从而使,EF-2,失活，它的催化效率很高，只需微量就能有效地抑制细胞整个蛋白质合成，而导致细胞死亡。,白喉毒素,(diphtheria toxin),的作用机理,白喉毒素,+,+,延长因子,-2,（,有活性,）,延长因子,-2,（,无活性,）,ADP,糖基化修饰,（三）干扰素,真核细胞感染病毒后产生的一类有抗病毒作用的蛋白质,干扰素的分类：,白细胞,INF-,成纤维细胞,-INF-,淋巴细胞,-INF-,干扰素诱导病毒,RNA,降解,降解病毒,mRNA,dsRNA,干扰素,A,A,P,A,P,PPP,2,5,2,5,5,2,-5,A,A,PPP,ATP,2-5A,合成酶,RNaseL,RNaseL,活化,核酸内切酶,（,2,5-,寡聚腺苷酸）,2.,干扰素的作用机理,干扰素活化蛋白激酶,dsRNA,(,病毒,),ATP,ADP,eIF,2,-P,（,失活,）,Pi,磷酸酶,eIF,2,第三节 肽链合成后的加工与输送,肽链一级结构的修饰,多肽链折叠为天然的三维结构,高级结构修饰,一、蛋白质合成后的加工修饰,（一）一级结构的修饰,1.,N,端,fMet,或,Met,切除,2.,二硫键形成,3.,特定氨基酸化学修饰,4.,新生肽链中非功能片段切除,（二）多肽链的折叠,分子伴侣,（,1,）热休克蛋白（,HSP,）,（,2,）伴侣素,（三）空间结构的修饰,1.,亚基聚合,2.,辅基连接,二、蛋白质合成后的靶向转运,依据其结构中存在的分选信号（信号序列），将其转运到细胞的适当部位发挥作用。,1.,蛋白质合成体系及各成分的作用。,2.,遗传密码的概念及特点。,3.,原核生物蛋白质合成的主要过程。,本章总结,一、单项选择题,1.,蛋白质生物合成是指（）。,A.,蛋白质分解代谢的逆过程,B.,由氨基酸自发聚合成多肽,C.,氨基酸在氨基酸聚合酶催化下连接成肽,D.,由,mRNA,上的密码子翻译成多肽链的过程,2.,蛋白质合成的直接模板是（）。,A.DNA B.,hnRNA,C.mRNA D.,tRNA,3.DNA,的遗传信息通过下列哪种物质传递到蛋白质（）。,A.DNA,本身,B.,rRNA,C.,tRNA,D.mRNA,4.,生物体编码,20,种氨基酸的密码子个数是（）。,A.20 B.24 C.61 D.64,二、多项选择题,1.,直接参与蛋白质生物合成的核酸有（）。,A.mRNA B.DNA C.,rRNA,D.,tRNA,2.,氨基酰,-,tRNA,合成酶的特性有（）。,A.,需要,ATP,参与,B.,对氨基酸的识别有专一性,C.,需要,GTP,供能,D.,对,tRNA,的识别有专一性,3.,有关氨基酸活化的叙述中，正确的是（）。,A.,氨基酸必须经过活化后才能参与蛋白质合成,B.,氨基酸的活化发生在氨基上,C.,活化反应由氨基酰,-,tRNA,合成酶催化,D.,活化的氨基酸结合在,tRNA,的氨基酸臂上,三、名词解释,1.,翻译,2.,多核蛋白体,3.,遗传密码,4.,反密码子,四、填空题,1.,翻译的直接模板是,；间接模板是,。,2.,蛋白质合成的原料是,；细胞中合成蛋白质的场所是,。,3.,几乎所有的生物都使用同一套遗传密码，这种现象叫做,。,五、简答题,1.,简述直接参与蛋白质生物合成的核酸及其作用。,六、论述题,1.,试述参与蛋白质生物合成的物质及其作用。,