生物化学-蛋白质的生物合成.ppt
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1、蛋白质的生物合成,一、概述,基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA,再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。合成体系:20种氨基酸,mRNA、tRNA、核蛋白体、酶和因子,以及无机离子、ATP、GTP合成方向:NC端。,二、参与蛋白质合成的三类RNA及核糖体,1.rRNA与蛋白质一起构成核糖体蛋白质合成“工厂”核糖体结构组成核糖体的基本功能结合mRNA,在mRNA上选择适当的区域开始翻译密码子(mRNA)和反密码子(tRNA)的正确配对肽键的形成存在核糖体可游离存在,真核中,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,原核生物核糖
2、体组成,真核生物核糖体组成,2.tRNA结合氨基酸:一种氨基酸有几种tRNA携带,结合需要ATP供能,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。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,3.mRNA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。,三、遗传密码子,为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位置
3、的三个核苷酸单位称为密码子(Coden)或三联体密码。密码子的发现统计学方法人工合成仅由一种核苷酸组成的多聚核苷酸,推测由哪一种氨基酸合成的多肽核糖体结合试验1965年,Nirenberg用polyu加入C14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。,遗传密码,遗传密码子的特点无标点、不重叠密码子是不重叠的,每个三联体中的三个核苷酸只编码一个氨基酸,核苷酸不重叠使用噬菌体x174中某些基因之间有重叠现象简并(degeneracy)几种密码子对应于相同一种氨基酸。这些密码子为同义密码子通用性绝大多数密码子对各种生物都适用,某些线粒体中遗传密码
4、有例外终止信号UAG、UAA、UGA起始信号AUG(真核中起始为Met、原核中起始为fMet,翻译中间为Met)和氨酸的密码子(GUG)(极少出现),四、蛋白质生物合成过程,以mRNA为模板,氨基酸经活化获得的氨酰tRNA为原料,GTP、ATP供能,在核糖体中完成。,1.氨基酸的活化,tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的帮助下,能够识别相应的氨基酸,并通过tRNA氨基酸臂的3-OH与氨基酸的羧基形成活化酯氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA的形成是一个两步反应过程:第一步是氨基酸与ATP作用,形成氨基酰腺嘌呤核苷酸;第二步是氨基酰基转移到tRNA的3-OH端上,形成氨基酰-tRNA。,氨基酸活化图
5、示,氨基酸活化的总反应式是:,氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨基酰-tRNA+AMP+PPi每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰-tRNA合成酶。它既催化氨基酸与ATP的作用,也催化氨基酰基转移到tRNA。氨基酰-tRNA合成酶具有高度的专一性。每一种氨基酰-tRNA合成酶只能识别一种相应的tRNA。tRNA分子能接受相应的氨基酸,决定于它特有的碱基顺序,而这种碱基顺序能够被氨基酰-tRNA合成酶所识别。,氨基酸的活化,2.在核糖体上合成肽链,氨基酰-tRNA通过反密码臂上的三联体反密码子识别mRNA上相应的遗传密码,并将所携带的氨基酸按mRNA遗传密码的顺序安置在特定的
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