![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
蛋白质的生物合成word03.pptx
《蛋白质的生物合成word03.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《蛋白质的生物合成word03.pptx(113页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、导导 学学1 1、掌握遗传密码的基本规律、掌握遗传密码的基本规律2 2、掌握掌握蛋白质合成的体系。蛋白质合成的体系。3 3、掌握蛋白质生物合成的基本过程。掌握蛋白质生物合成的基本过程。4 4、掌握蛋白质合成后加工的主要方式。了解蛋白质掌握蛋白质合成后加工的主要方式。了解蛋白质合成后的输送。合成后的输送。第1页/共113页16.1 16.1 遗传密码遗传密码16.2 16.2 蛋白质合成体系蛋白质合成体系16.3 16.3 蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程16.4 16.4 蛋白质合成后的加工修饰蛋白质合成后的加工修饰16.5 16.5 蛋白质的定向运输蛋白质的定向运输第2页/共113页 将将m
2、RNA分子中由碱基序列组成的遗传信息,分子中由碱基序列组成的遗传信息,通过通过遗传密码遗传密码破译的方式转变成为破译的方式转变成为蛋白质蛋白质中的氨基中的氨基酸排列顺序,因而称为酸排列顺序,因而称为翻译翻译(translation)。第3页/共113页从从RNARNA到蛋白质到蛋白质第4页/共113页16.116.1 遗传密码遗传密码密码子密码子(codon):):mRNA中的核苷酸序列与多肽链中中的核苷酸序列与多肽链中氨基酸序列之间的氨基酸序列之间的对应关系对应关系。mRNA上每三个连续核苷酸对应一个氨基酸,这三个上每三个连续核苷酸对应一个氨基酸,这三个连续的核苷酸就称为一个连续的核苷酸就称
3、为一个密码子密码子,或,或三联体密码三联体密码(triplet codons)。)。16.1.1 16.1.1 遗传密码和密码单位遗传密码和密码单位苯丙氨酸苯丙氨酸组氨酸组氨酸苏氨酸苏氨酸第5页/共113页遗传密码遗传密码(genetic codon):密码子的总和。密码子的总和。mRNA4种碱基种碱基 1个碱基作为密码个碱基作为密码4个密码子个密码子 (41)2个碱基作为密码个碱基作为密码16个密码子(个密码子(42)3个碱基作为密码个碱基作为密码64个密码子(个密码子(43)64个密码子个密码子:其中其中61个代表个代表20种氨基酸种氨基酸,3个代个代表终止密码子表终止密码子。第6页/共1
4、13页保温保温蛋白质合成停止蛋白质合成停止poly U,ATP,GTP,氨基酸,氨基酸多聚苯丙氨酸(多聚苯丙氨酸(UUU是是Phe的密码子)的密码子)同样方法证明:同样方法证明:CCC是是Pro的密码子,的密码子,AAA是是Lys的密码子的密码子.提取液(提取液(DNA、mRNA、tRNA、核糖体、酶等)、核糖体、酶等)遗传密码的破译遗传密码的破译第7页/共113页1968年诺贝尔生理医学奖年诺贝尔生理医学奖第8页/共113页遗传密码字表遗传密码字表第9页/共113页起始密码起始密码(start codon):):AUG(编码甲硫氨酸、(编码甲硫氨酸、甲酰甲硫氨酸),少数情况甲酰甲硫氨酸),少
5、数情况 GUG;终止密码终止密码(stop codon):):无义密码子无义密码子(nonsense codons),不编码氨基酸的密码子,它们单个或串联在一,不编码氨基酸的密码子,它们单个或串联在一起用于多肽链翻译的结束,起用于多肽链翻译的结束,没有相应的没有相应的tRNA存在存在,有,有UAA、UAG、UGA。同义密码同义密码(synonymous codon):):编码相同氨基酸编码相同氨基酸的不同密码子。的不同密码子。第10页/共113页第11页/共113页遗传密码的基本特征遗传密码的基本特征方向性方向性连续性连续性不重叠性不重叠性简并性简并性摆动性摆动性通用性通用性第12页/共113
6、页重叠密码重叠密码非重叠连续的密码非重叠连续的密码不连续的密码不连续的密码方向性方向性(directional):53,AUG。连续性连续性(continuity)不重叠性(不重叠性(nonoverlapping)第13页/共113页基因损伤引起基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或阅读框架内的碱基发生插入或缺失,可能导致移码突变。缺失,可能导致移码突变。第14页/共113页简并性简并性(degeneracy):多个密码子编码同一种氨基酸的现象。在多个密码子编码同一种氨基酸的现象。在遗传密码中,遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外,其余氨基酸有除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子
7、外,其余氨基酸有24个或多至个或多至6个密码子。个密码子。u密码的简并性往往表现在密码子的密码的简并性往往表现在密码子的第三位碱基第三位碱基上。上。u密码的偏爱性:在不同生物中使用同义密码子的密码的偏爱性:在不同生物中使用同义密码子的频率是不相同的。频率是不相同的。u意义:减少有害突变,维持物种稳定。意义:减少有害突变,维持物种稳定。第15页/共113页摆动性(摆动性(wobble)tRNA上反密码子的第上反密码子的第1位碱基与位碱基与mRNA密码子的第密码子的第3位碱基配对时,并不严格遵位碱基配对时,并不严格遵循碱基配对规律,可以在一循碱基配对规律,可以在一定范围内变动的现象,定范围内变动的
8、现象,又称又称变偶性变偶性。u其它两个碱基要严格配对。其它两个碱基要严格配对。第16页/共113页反密码子第反密码子第1位碱基位碱基IUGAC密码子第密码子第3位碱基位碱基U,C,AA,GU,CUGu密码子的表示法:密码子的表示法:u密码子的专一性基本取决于前两位碱基,第三位碱基起密码子的专一性基本取决于前两位碱基,第三位碱基起的作用有限(有较大灵活性)。的作用有限(有较大灵活性)。第17页/共113页通用性(通用性(universal):):指各种低等和高等生物,包括病毒、细菌及真核生指各种低等和高等生物,包括病毒、细菌及真核生物基本上物基本上共用一套遗传密码共用一套遗传密码。u密码的密码的
9、变异性变异性:目前已知线粒体目前已知线粒体DNA(mtDNA)和叶绿和叶绿体的编码方式与通用遗传密码子有所不同,如在一些线体的编码方式与通用遗传密码子有所不同,如在一些线粒体中粒体中UGA不是终止密码子,而是色氨酸的密码子。不是终止密码子,而是色氨酸的密码子。u密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。第18页/共113页密码的防错系统密码的防错系统:密码子的碱基顺序与其相应密码子的碱基顺序与其相应AA的物理化学性质之间存的物理化学性质之间存在巧妙的关系。在巧妙的关系。中间是中间是U,AA是非极性、疏水性的;是非极性、疏水性的;中间是中间是C,
10、AA是非极性的或具有不带电荷的极性侧是非极性的或具有不带电荷的极性侧链;链;中间是中间是A或或G,AA是亲水性的;是亲水性的;第一位是第一位是A或或G,第二位是,第二位是A或或G,AA具有可解离的具有可解离的亲水侧链并具碱性;亲水侧链并具碱性;前二位是前二位是AG,AA具酸性亲水侧链。具酸性亲水侧链。第19页/共113页16.1.2 16.1.2 阅读框阅读框一个蛋白质的氨基酸序列是由连续的三联体密码子的一个蛋白质的氨基酸序列是由连续的三联体密码子的线性线性顺序顺序决定的,这个序列的第一个密码子建立了一种决定的,这个序列的第一个密码子建立了一种阅读框阅读框(reading frame)。从从m
11、RNA 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端终止密码子之间的核苷酸序列,称为苷酸序列,称为开放阅读框架开放阅读框架(open reading frame,ORF)。第20页/共113页16.216.2 蛋白质合成体系蛋白质合成体系第21页/共113页l 20 20种氨基酸作为原料种氨基酸作为原料l 酶及蛋白因子,如酶及蛋白因子,如IFIF、eIFeIF、EFEF、RFRF等等l ATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子参与蛋白质生物合成的物质包括:参与蛋白质生物合成的物质包括:l 三种三种RNARNA mRNA mRNA rRNArRNA(核糖体)(核糖体)tRN
12、AtRNA第22页/共113页翻译的直接翻译的直接模板模板。mRNAmRNA是遗传信息的携带者。是遗传信息的携带者。编码序列编码序列(codon sequence,CDS):一条多肽链对应一条多肽链对应的的mRNA序列,即位于起始密码子和终止密码子之间的核序列,即位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列。苷酸序列。16.2.1 mRNA16.2.1 mRNA5CTGTCATAAAGATGTCACGGCCGAGACTTATAGTCGCT.CATGAAAGCCGCTCTGGGGCTGAAATAAAACCGCGCCCGG3第23页/共113页原核生物原核生物mRNAS-D序列序列:mRNA起始密码
13、起始密码AUG上游约上游约813个核苷个核苷酸处,有酸处,有49个核苷酸组成的富含嘌呤的一段序列,以个核苷酸组成的富含嘌呤的一段序列,以AGGA为核心,为核心,因发现者是因发现者是Shine-Dalgamo而得名而得名为为S-D序列,又称为核序列,又称为核糖体结合位点糖体结合位点(ribosomal binding site,RBS)。)。第24页/共113页真核生物真核生物mRNA帽子结构:结合核糖体,增加稳定性;帽子结构:结合核糖体,增加稳定性;poly(A)尾:增加稳定性,提高翻译效率。尾:增加稳定性,提高翻译效率。第25页/共113页第26页/共113页16.2.2 16.2.2 核糖
14、体核糖体(ribosome)由由rRNA和多种蛋白质结合而成的一种较大的核糖和多种蛋白质结合而成的一种较大的核糖核蛋白颗粒(核蛋白颗粒(核糖体核糖体),是蛋白质),是蛋白质生物合成的场所生物合成的场所(装(装置)。置)。第27页/共113页原核生物原核生物真核生物真核生物核蛋核蛋白体白体原核生物原核生物真核生物真核生物蛋白质蛋白质 S S值值rRNArRNA蛋白质蛋白质S S值值rRNArRNA小亚基小亚基2121种种30S30S16S16S3333种种40S40S18S18S大亚基大亚基3434种种50S50S23S23S5S5S4949种种60S60S28S28S5.8S5.8S5S5S核
15、糖体核糖体70S70S80S80S第28页/共113页第29页/共113页核糖体的功能部位核糖体的功能部位A位位:氨酰氨酰-tRNA结合结合位点(位点(aminoacyl-tRNA binding site,受位受位););P位位:肽酰基肽酰基-tRNA结结合位点(合位点(peptidyl-tRNA binding site,给位给位););E位位:空位空位(exit site),专供专供tRNA离开(真核生离开(真核生物没有);物没有);mRNA结合位点:结合位点:核核糖体小亚基;糖体小亚基;P位和位和A位紧密连位紧密连接,各占一个密接,各占一个密码子的距离。码子的距离。第30页/共113页
16、转肽酶部位转肽酶部位:形成肽形成肽键,位于核糖体大亚基。键,位于核糖体大亚基。第31页/共113页核糖体在细胞内的存在形态:核糖体在细胞内的存在形态:核糖体亚基、单核糖体和多核糖体。核糖体亚基、单核糖体和多核糖体。多核糖体多核糖体:一定数目的单个核糖体与一定数目的单个核糖体与一个一个mRNA分子结合而成的念珠状结构;分子结合而成的念珠状结构;大约每隔大约每隔40个核苷酸结合一个核糖体个核苷酸结合一个核糖体。每个核糖体独立完成一条肽链的合每个核糖体独立完成一条肽链的合成,在多核糖体上可同时进行多条成,在多核糖体上可同时进行多条肽链的合成,肽链的合成,提高翻译效率提高翻译效率。第32页/共113页
17、16.2.3 tRNA16.2.3 tRNA氨基酸的搬运工具,氨基酸的搬运工具,tRNA在翻译过程中起接合体在翻译过程中起接合体(adaptor)作用。)作用。第33页/共113页tRNA的关键部位:的关键部位:3端端CCA接受氨基酸,形成氨酰接受氨基酸,形成氨酰-tRNA;反密码子部位与反密码子部位与mRNA结合(结合(tRNA接头作用);接头作用);氨酰氨酰tRNA合成酶的识别位点;合成酶的识别位点;核糖体识别位点。核糖体识别位点。翻译精确性的保证:翻译精确性的保证:密码子密码子-反密码子反密码子-氨基酸氨基酸tRNA的表示方法:的表示方法:第34页/共113页tRNA的种类的种类起始起始
18、tRNA:真核生物真核生物tRNAMet,原核生物,原核生物tRNAfMet(N-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰tRNA)。)。同工同工tRNA:携带相同氨基酸而反密码子不同的一组携带相同氨基酸而反密码子不同的一组tRNA。校正校正tRNA:生物体发生突变后,校正机制之一是通过校生物体发生突变后,校正机制之一是通过校正基因合成一类正基因合成一类tRNA,经过其反密码子上发生某种突变,经过其反密码子上发生某种突变,以以“代偿代偿”或校正原有突变所产生的不良后果,以维持翻或校正原有突变所产生的不良后果,以维持翻译作用译码的相对正确性,从而翻译出正常蛋白质,这类译作用译码的相对正确性,从而翻译出正常蛋白质
19、,这类tRNA称为校正称为校正tRNA。可有多种校正。可有多种校正tRNA携带同一种氨基携带同一种氨基酸。酸。第35页/共113页16.2.4 16.2.4 氨氨酰酰-tRNA合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)氨基酸氨基酸+tRNA氨酰氨酰-tRNAATP AMPPPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶共分两步反应。共分两步反应。第36页/共113页反应机理反应机理第一步反应:第一步反应:氨基酸氨基酸ATP 氨基酰氨基酰-AMPAMP PPi 消耗两个高能键消耗两个高能键PPi第37页/共113页第二步反应:第二步反应:氨基酰氨基酰-AMP-AMP tRNA tRN
20、A 氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA AMP AMP 氨基酸活化部位为氨基酸活化部位为-羧基;羧基;氨基酸与氨基酸与tRNA连接方式为酯键,连接方式为酯键,为高能键。为高能键。-羧基羧基第38页/共113页第39页/共113页tRNA与酶的结合模型与酶的结合模型第40页/共113页氨酰氨酰-tRNA合成酶的特点合成酶的特点专一性专一性u对氨基酸有极高的专一性,每种氨基酸都有专一对氨基酸有极高的专一性,每种氨基酸都有专一的酶;只作用于的酶;只作用于L-氨基酸,不作用于氨基酸,不作用于D-氨基酸;消氨基酸;消耗耗2个高能磷酸键。(个高能磷酸键。(20种氨酰种氨酰-tRNA合成酶合成酶)u对对tRN
21、A 具有极高专一性(第二遗传密码系统),具有极高专一性(第二遗传密码系统),能识别与此氨基酸相对应的一个或多个能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA 分子。分子。校对作用校对作用:氨酰氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解错合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。误活化的氨基酸。翻译过程的错误频率翻译过程的错误频率10-4。第41页/共113页氨基酸的活化形式:氨基酸的活化形式:氨基酰氨基酰tRNAtRNA氨基酸的活化部位:氨基酸的活化部位:羧基羧基氨基酸与氨基酸与tRNAtRNA连接方式:连接方式:酯键酯键氨基酸活化耗能:氨基酸活化耗能:2 2个个PiPi第42页/共113页起始起始氨
22、基酰氨基酰-tRNA-tRNA真核生物:真核生物:Met-tRNAMet-tRNAi iMet Met (i-initiationi-initiation)原核生物:原核生物:fMet-tRNAfMet-tRNAi if fMetMetMet-tRNAMet-tRNAf fMetMet甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNA-tRNAfMet-tRNAfMet-tRNAf fMetMetN-N-甲酰甲酰-甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNA-tRNA甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸第43页/共113页l 20 20种氨基酸作为原料种氨基酸作为原料l 酶及蛋白因子,如酶及蛋白因子,如IFIF、eIFeIF、EFEF、RFRF等
23、等l ATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子参与蛋白质生物合成的物质包括:参与蛋白质生物合成的物质包括:l 三种三种RNARNA mRNA mRNA rRNArRNA(核糖体)(核糖体)tRNA tRNA(氨酰(氨酰-tRNA-tRNA合成酶)合成酶)第44页/共113页16.3 16.3 蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程方向:方向:mRNAmRNA模板的方向:模板的方向:5 35 3;蛋白质的合成方向:蛋白质的合成方向:N N端端 C C端;端;翻翻译译过过程程从从阅阅读读框框架架的的5 5-AUG-AUG开开始始,按按mRNAmRNA模模板板三三联联体体密密码码的的顺顺序序延延长长
24、肽肽链链,直直至至终终止止密密码码出现。出现。第45页/共113页翻译的起始翻译的起始(initiation)翻译的延长翻译的延长(elongation)翻译的终止翻译的终止(termination)整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为 :第46页/共113页16.3.1 16.3.1 翻译的起始翻译的起始(initiation)指指mRNAmRNA和和起始氨酰起始氨酰-tRNA-tRNA分别与分别与核糖体核糖体结结合而形成合而形成翻译起始复合物翻译起始复合物 (translational(translational initiation complex)initiation complex)
25、。起始起始氨酰氨酰-tRNA-tRNA真核生物:真核生物:Met-tRNAMet-tRNAi iMetMet原核生物:原核生物:fMet-tRNAfMet-tRNAi if fMetMet第47页/共113页参与起始过程的蛋白质因子称参与起始过程的蛋白质因子称起始因子起始因子(initiation factorinitiation factor,IFIF)。)。原核生物的起始因子:原核生物的起始因子:IF1、IF2和和IF3。IF-1:占据:占据A位防止结合其他位防止结合其他tRNA。IF-2:促进:促进fMet-tRNAi与小亚基结合。与小亚基结合。IF-3:促进大小亚基分离,提高:促进大小
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蛋白质 生物 合成 word03
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。