动物生物化学第十五章蛋白质翻译课件

2.4、肽链的终止
氨基酸进位，肽链形成和延伸，核糖体沿着mRNA 的5’——3’ 方向移位，循环往复，新合成的肽链由 氨基端向着羧基端不断延长，直至mRNA上出现终止 密码，相应的肽链释放因子RF1（对应UAA、UAG）， RF2（对应UAA、UGA）占据A位。肽链的合成终止， 并从核糖体上释放。
核糖体大、小亚基解聚，并进入下一轮合成。
核糖体
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原核70S核糖体和真核80S核糖体的结构和组成
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第15章 蛋白质翻译
Protein Biosynthesis (Translation)
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本章主要内容：
翻译系统 蛋白质生物合成的过程 多肽链翻译后的修饰 蛋白质的到位
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3.多肽链的修饰和加工
(1)N—端修饰 原核生物修饰时是由肽甲酰基酶除去甲酰基，多数 情况甲 硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸则全部被切除。
(2)多肽链的水解切除 水解切除其中多余的肽段，使之折叠成为有 活性的酶或蛋白质。如酶原激活
蛋白质翻译系统示意图
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1.1、mRNA，信使RNA
mRNA是遗传信息的载体（载有遗传密码，genetic code）， 是合成蛋白质的蓝图（模板），它以一系列三联体密码子 （codon）的形式从DNA转录了遗传信息。每个密码子代表一 个氨基酸。
mRNA占细胞总RNA的5-10%，不稳定，寿命短。
原核的mRNA 是多顺反子;真核的mRNA 是单顺反子。
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2.3、肽键的形成和延伸
（注意新的AA-tRNA如何定位，第一个肽键如何形成，核糖体如何移动…）
氨酰基tRNA进入A位
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新的氨基酸-tRNA的进位依赖EF-Tu和Ts因子的协助
核糖体有4个基本功能
1. 容纳mRNA，并能沿着mRNA由 5’——3’ 移动，由tRNA解 读其密码；
2. 氨基酰位点（A位点），可结合氨 基酰-tRNA（AA-tRNA）；
3. 肽酰基位点（P位点），可结合肽酰 基-tRNA（肽-tRNA）；
4. 肽酰基转移酶中心，是形成肽键的 位点等。
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rRNA 只有4-5种占细胞 RNA 的大部分 。
图为原核生物的两种 16S rRNA和5S rRNA 的结 构
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大亚基
小亚基 tRNA
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基因在原核和真核细胞中最终得到表达
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信号肽（signal peptide）未成熟蛋白中，可被细胞识别系统识别的 特征性氨基酸序列。
本章结束
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动物生物化学练习（3）
1．无论是在DNA复制、还是RNA的转录或者是蛋白质翻译的过程， 我们都能看到碱基互补配对的原则贯穿在遗传信息从DNA传递到蛋 白质的各个环节。请做简要地介绍并评价其生物学意义。
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一个嘌呤丰富区 起始密码
起始密码AUG上游的S.D序列与16S rRNA3’端 互补结合有利于30S起始复合物的形成
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（此酶具有核酶的活性）
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原核生物肽链的延长
核糖体沿着mRNA 5’——3’方向移位 EF-G因子和GTP参与 空载的tRNA从E位点离开
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1.3、rRNA与核糖体（ribosome）
核糖体是rRNA 与几十种蛋白质的复合体，有大、小两个亚基构成。 含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子（IF）、延伸因子 （EF）、释放因子（RF）等。
原核的核糖体（70S）= 30S小亚基 + 50S大亚基 其中 30S小亚基含16S rRNA 和21种蛋白质 50S大亚基含23S，5SrRNA和34种蛋白质
真核的核糖体（80S）= 40S小亚基 + 60S大亚基 其中 40S 小亚基含18S rRNA 和33种蛋白质 60S 大亚基含28S，5.8S，5SrRNA和45种蛋白质
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5.为了克隆某个真核细胞的蛋白质的基因，研究人员更愿意先从组 织中分离它的mRNA，这样得到这个基因就不难了。为什么？
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蛋白质合成的终止
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多个核糖体结合在同一条mRNA上，由 5’——3’进行翻译，形成多核糖体 （polyribosome），翻译速率得以提高
tRNA 具有“四环一臂”和“三叶草” 形的典型结构。
注意：3’端CCA氨基酸受位和反密码子环
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tRNA的结构—“四环一臂”
倒L形的三级结构
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2、蛋白质的生物合成过程
2.1、氨基酸的活化
所有参与合成多肽链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专一的氨基 酰-tRNA合成酶催化。该酶由两个识别位点，它们能识别特定的氨基 酸和选择其所对应的tRNA，使两者连接起来（利用ATP）。 反应如下：
A A t R N A A T P 氨 酰 基 - t R N A 合 成 酶 A A - t R N A A M P P P i
(3)氨基酸侧链的修饰 氨基酸侧链的修饰包括羟化、羧化、甲基 化及二硫链的形成等。
(4)糖基化修饰 糖蛋白是细胞蛋白质组成的重要成分。它是在翻 译后的肽链上以共 价键与单糖或寡聚糖连接而成。糖基化是在酶催 化下进行的。
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氨基酸的羧基与tRNA 的3’端CCA-OH 以酯键相连，因此其氨基是 自由的。
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tRNAfmet fMet-tRNA合成酶
酯键
Met 甲酰FH4
翻译起始时， 第一个氨基酸 一般是蛋氨酸， 其氨基要甲酰 化，予以保护。
密码子与反密码子的配对方式
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变偶性——反密码子5’端的碱基与密码子的第三位配对不严格
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肽键的形成
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肽键的形成由肽酰基转移酶催化
1、蛋白质的翻译系统
原料氨基酸，20种 mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）” tRNA是原料氨基酸的“搬运工” rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装
配机（操作台）
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tRNA的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸 tRNA上至少有4 个位点与多肽链合成有关：即3’CCA氨基酸接受位点、 氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。 每一个氨基酸有其自身的tRNA。氨基酸的羧基与tRNA的 3’ CCAOH以酯键结合。 氨基酸与mRNA相应的密码子正确“对号”须依赖于tRNA的反密码子。
氨基酸与tRNA的 连接方式
甲酰基
Байду номын сангаас
fMet-tRNA
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2.2、起始复合物的形成
首先IF3、IF1帮助30S小亚基 与mRNA结合，IF2和GTP帮助 甲酰甲硫氨酸-tRNA与AUG配 对，接着IF3脱离，形成30S 起始复合物。50S大亚基进入， IF1和IF2脱离，形成50S起始 复合物，需要GTP。甲酰甲硫 氨酸-tRNA处于P位。
2.DNA的复制包括哪些主要阶段？为什么复制具有半保留性？为什 么说子链的合成是半不连续的？
3.转录的终止出现在DNA分子中特定的碱基顺序上。原核DNA转录 的终止顺序有明显的结构特点，请予描述。除此以外，还有什么其 它的终止转录的方式？
4.关于多肽链的生物合成，请你说明: 氨基酰-tRNA合成酶的特点； 图示原核70S 起始复合物；解释延伸因子Tu的作用；并指出肽酰 基转移酶何时起作用。
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1.2、tRNA，转运RNA
原核tRNA有30-40种，真核有50-60种，含70-90个核苷酸， 并有多种稀有碱基。
tRNA是最小的RNA， 占细胞总RNA 的15%左右，其功能是搬 运氨基酸和解读密码子。