21蛋白质生物合成.pptx
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1、翻译过程翻译过程第1页/共46页第一节 遗传密码nmRNA分子上以53方向,从AUG开始每三个连续的连续的核苷酸组成一个密码子密码子,四种碱基可以组成43计64种密码子。这些密码不仅代表了不仅代表了2020种氨基酸,还决定了翻译过种氨基酸,还决定了翻译过程的起始与终止位置程的起始与终止位置。每种氨基酸至少有一种密码子,最多的有6种密码子。n这种代表遗传信息的三联体称为密码子,这种代表遗传信息的三联体称为密码子,或或三联体密码子三联体密码子。第2页/共46页遗传密码遗传密码第3页/共46页遗传密码子的特点:遗传密码子的特点:(1)起始码与终止码 nmRNA5末端的AUG(少数GUG)是起始密码,
2、对应肽链的第一个氨基酸(蛋氨酸)的位置,因此原、真核生物合成的第一个氨基酸都是蛋氨酸;nUAAUAA,UAGUAG,UGAUGA是肽链成的终止密码是肽链成的终止密码,不代表任何氨基酸,它们单独或共同存在于mRNA3末端。因此翻译是沿着mRNA分子53方向进行的。第4页/共46页(2 2)密码的通用性与例外)密码的通用性与例外 n生命世界从低等到高等,都使用一套密码,密码表在生物界是通用的。但不同的生物中,不同codon使用频率不同。n例外:真核生物线粒体线粒体的密码子。如人线体中,UGA色氨酸(非终止密码子),AGA、AGG终止密码子(非Arg)。第5页/共46页(3 3)简并性与)简并性与防
3、错防错n一种氨基酸有几组密码子,一种氨基酸有几组密码子,或者几组密码子代表一种或者几组密码子代表一种氨基酸的现象称为密码子氨基酸的现象称为密码子的的简并性简并性。-第三位碱基决定第三位碱基决定n对应于同种氨基酸的不同对应于同种氨基酸的不同密码子称为密码子称为同义密码子。同义密码子。n只有色氨酸和蛋氨酸只有只有色氨酸和蛋氨酸只有一个密码子。一个密码子。第6页/共46页(4 4)不重叠,无逗号)不重叠,无逗号 n两个密码子之间没有任何核苷酸隔开,两个密码子之间没有任何核苷酸隔开,因此从起始码因此从起始码AUGAUG开始,三个碱基代表开始,三个碱基代表一个氨基酸,这就构成了一个一个氨基酸,这就构成了
4、一个连续不断连续不断的读码框的读码框,直至终止码。,直至终止码。n如果在读码框中间插入或缺失一个碱基如果在读码框中间插入或缺失一个碱基就会造成就会造成移码突变移码突变,引起突变位点下游,引起突变位点下游氨基酸排列的错误。氨基酸排列的错误。第7页/共46页密码子的特点密码子的特点 从从55开始,三联体密码。有起始码开始,三联体密码。有起始码与终止码之分,无标点,不重叠,简与终止码之分,无标点,不重叠,简并性、摇摆性、通用性与防错系统。并性、摇摆性、通用性与防错系统。第8页/共46页第二节第二节 蛋白质合成的主要物质蛋白质合成的主要物质 n(一)合成原料20种基本氨基酸;n(二)mRNA是合成蛋白
5、质的直接模板;n(三)(三)tRNAtRNA是氨基酸的运载工具是氨基酸的运载工具;n(四)核糖体是蛋白质的合成场所(四)核糖体是蛋白质的合成场所;n(五)多种蛋白因子参与蛋白合成过程 起始因子;延伸因子;释放因子 第9页/共46页二、二、tRNAtRNA转运氨基酸到转运氨基酸到mRNAmRNA模板模板 反密码子反密码子的摆动性的摆动性第10页/共46页反密码子与密码子配对时反密码子与密码子配对时的的摇摆现象摇摆现象n密码子的第密码子的第3 3个碱基与反密码子的第个碱基与反密码子的第1 1个个碱基配对,两者配对并不严格,反密码碱基配对,两者配对并不严格,反密码的第的第1 1位碱基常出现位碱基常出
6、现次黄嘌呤次黄嘌呤I I,与,与A A、C C、U U结合,这是最常见的摆动现象。结合,这是最常见的摆动现象。反密码第1位碱基 ACGUI密码第3位碱基 UGC,U A,G A,C,U第11页/共46页四、核糖体四、核糖体 n核糖体是蛋白质合成的场所,由大、小两个亚基组成,需结构完整才能发挥功能。在体内可游离或与mRNA以串状形式存在。真核生物的核糖体还可与细胞内质网结合,形成粗糙内质网。n成份:rRNA和几十种蛋白质。第12页/共46页上一页下一页章首原核生原核生物核糖物核糖体组成体组成真核生真核生物核糖物核糖体组成体组成第13页/共46页核糖体的功能区核糖体的功能区mRNA、P P、A A
7、、E E位位点;点;转肽酶、各转肽酶、各种因子位点种因子位点第14页/共46页(1 1)mRNAmRNA结合位点:结合位点:在大、小亚基的接触面上。在大、小亚基的接触面上。靠靠30s30s小亚基头部中的小亚基头部中的1616SrRNA3SrRNA3端与端与mRNA AUGmRNA AUG之前的一段序列之前的一段序列(SDSD序列)互补序列)互补;(2 2)P P位点:位点:又叫肽酰基位点。结合延伸的多肽酰又叫肽酰基位点。结合延伸的多肽酰tRNA;tRNA;(3 3)A A位点位点 也称氨酰基位点。结合新进入的氨酰也称氨酰基位点。结合新进入的氨酰tRNAtRNA。(4 4)E E位点:位点:结合
8、空载的结合空载的tRNAtRNA (5 5)转肽酶活性部位:)转肽酶活性部位:位于位于P P位和位和A A位的连接处。位的连接处。(6 6)结合参与蛋白质合成的起始因子)结合参与蛋白质合成的起始因子IFIF、延长、延长因子因子EFEF和终止因子或释放因子和终止因子或释放因子RFRF。第15页/共46页第三节第三节 蛋白质合成机制蛋白质合成机制 n蛋白质的合成亦称翻译,蛋白质的合成亦称翻译,mRNAmRNA氨基酸。氨基酸。方向:方向:5353,N N端端CC端。端。n原核生物与真核生物的蛋白质合成过程中原核生物与真核生物的蛋白质合成过程中有很多的区别,真核生物过程更复杂。有很多的区别,真核生物过
9、程更复杂。n蛋白质生物合成可分为五个阶段,氨基酸蛋白质生物合成可分为五个阶段,氨基酸的的活化活化、多肽链合成的、多肽链合成的起始起始、肽链的、肽链的延长延长、肽链的肽链的终止和释放终止和释放、蛋白质合成后的、蛋白质合成后的加工加工修饰。修饰。第16页/共46页一、氨基酸的活化一、氨基酸的活化氨酰氨酰tRNAn氨基酸在掺入多肽链之前必须先活化以获得额外能量。活化的氨基酸(氨酰AMP)再与其特异的tRNA结合形成氨酰tRNA。n在氨酰氨酰tRNAtRNA合成酶合成酶催化下进行。第17页/共46页氨基酸活化成氨基酸活化成氨酰氨酰tRNAtRNA消耗两个消耗两个ATPATP第18页/共46页氨酰氨酰-
10、tRNA-tRNA合成酶的特性合成酶的特性n催化反应的专一性。催化反应的专一性。该酶至少有两个识该酶至少有两个识别位点,既识别氨基酸,又能识别转运该别位点,既识别氨基酸,又能识别转运该氨基酸的一个或多个氨基酸的一个或多个tRNA tRNA。对对tRNAtRNA专一专一性极高性极高。n每种氨基酸都有每种氨基酸都有2-62-6种各自特异的种各自特异的tRNAtRNA,它们之,它们之间的特异性是靠间的特异性是靠氨酰氨酰tRNAtRNA合成酶合成酶来识别的。来识别的。n校正功能。校正功能。可水解错配的氨酰可水解错配的氨酰tRNAtRNA。第19页/共46页蛋氨酰蛋氨酰tRNAtRNA启动蛋白质合成启动
11、蛋白质合成n转运蛋氨酸的转运蛋氨酸的tRNAtRNA有两种:有两种:tRNAiMet:特异识别mRNA上起始密码子AUG,掺入第一个氨基酸,启动蛋白合成;tRNA Met:与mRNA中间的AUG配对,在肽链延伸中掺入Met。n蛋氨酸的活化形式:蛋氨酸的活化形式:n 起始位置:MettRNAiMet(原核f fMet-tRNAi iMet)n中间位置:MettRNAMet第20页/共46页第21页/共46页原核细胞蛋氨酰原核细胞蛋氨酰tRNAtRNA甲酰化甲酰化n原核原核细胞中起始氨基酸活化后,细胞中起始氨基酸活化后,还要还要甲酰化甲酰化。真核细胞没有此。真核细胞没有此过程。过程。FHFH4 4
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