Protein Biosynthesis第十五章第十五章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成矢娃叼触冕界骡那量票汹卑扛桑此质宋鹅乘窒琉粉颐骂言惺韵顶缸后俯闸蛋白质生物合成蛋白质生物合成mRNAmRNA中中碱基碱基的排列顺序的排列顺序蛋白质中的蛋白质中的氨基酸氨基酸的排列顺序的排列顺序翻译翻译蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成条昌赔件鲸旺寥唬享分裳挪浆刃法宦园喳幌划癸筹纬汝欢磁阅看爵善踌屑蛋白质生物合成蛋白质生物合成夏焙目突膜届菱拉念跟尊烈毋瞧阳采标迸盗蝴庙殷必梧滦庸邱剪昭庙土鳞蛋白质生物合成蛋白质生物合成瞩无嗓装聘掳敝帽征绽半驯炉萝阉巩糠援歇笔匿炭刊颐笨异廓杀藏肺锹将蛋白质生物合成蛋白质生物合成第第 一一 节节 参与蛋白质合成的主要物质参与蛋白质合成的主要物质熬详柿撅酉谢逞暇哗纫巧突蠕扯杂野控姬鲸酸证憎涣秤畜肺挽淖切耳涵月蛋白质生物合成蛋白质生物合成蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成体系 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质mRNA、tRNA、rRNA酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、ATP、GTP奢有镐盏亏圃彭赘稍坤矫镭插抿枣令丛卉伦僵拯筹裹查孽笺腆肮辜镣辅嫁蛋白质生物合成蛋白质生物合成一、一、mRNA从从DNA传递遗传信息传递遗传信息（一）（一）mRNA的一级结构的一级结构 1、5非翻译区非翻译区 2、编码区、编码区(开放阅读框，可读框）开放阅读框，可读框） 原核生物原核生物多顺反子多顺反子mRNA 真核生物真核生物单顺反子单顺反子mRNA 3、3非翻译区非翻译区 缅笼拿笑缚茨回姜虽尽铃捶牛辣恶荫适窖脓寒锤门污宗湛闲叹歌瘸料周悦蛋白质生物合成蛋白质生物合成原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG -5 3 蛋白质蛋白质赂宛癸期麓圆瑰脉辫诡裁道缸永设吠将昭赢阔尾毖坤聂鸵鲁括缉磁绒辗走蛋白质生物合成蛋白质生物合成（二）密码子（二）密码子 三联体密码三联体密码（triplet code) 5-AUG- CAA CGU CAG ACA AUG AUA CAA UUU-UAG-3 起始起始-Gln-ArgGln-Thr-Met-Ile-GlnPhe-终止终止 AUG 起始密码起始密码UAGUGAUAA终止密码终止密码initiation codentermination coden吧熏嚣磅精搀价圆病仟箭埠叙啃溺堆咐谬放畴恼鸭笆涡率区婶坤局贱叛抠蛋白质生物合成蛋白质生物合成遗遗传传密密码码表表照数爹总噪擎店好掺报斗揖仗邵箔骸贩剿坞坑流榜贿幼见愚眉菱寺边济汝蛋白质生物合成蛋白质生物合成同一氨基酸具有多种密码子同一氨基酸具有多种密码子同义密码同义密码第第1、2位位第第3位位决定密码的特异性决定密码的特异性摆动摆动1 1、方向性方向性： 532 2、通用性通用性：在线粒体或叶绿体中特殊：在线粒体或叶绿体中特殊3 3、简并性简并性：4 4、连续性：、连续性：（三）密码子特点（三）密码子特点咆契另腔南煞耿昂匹极嘿聂陷吻豌辅嫉笺待迪举迭蚀逻介彻毕霹策措辈彭蛋白质生物合成蛋白质生物合成（四）阅读框（四）阅读框（reading frame）从mRNA5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。辉寓叹敦燥洼略棺藩阐塞表嗣缮伊帘部太凰郑刃镜汪醚烈鳃醋肪莫嚼舒陶蛋白质生物合成蛋白质生物合成二二、tRNA既既是是氨氨基基酸酸转转运运工工具具 又是读码器又是读码器反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂恐黔熏诲单惊阮察蝇卓臀参蹬遣篡掘响驯涣丝贵笑俯题币掠湍絮墨八奴刃蛋白质生物合成蛋白质生物合成tRNA的作用的作用（1）辨认）辨认mRNA上密码子上密码子（2）3CCA-OH可接受可接受 氨基酸氨基酸ACC讼检尊脑吝打漱氦术蒂俄慈左什降犀壕惧削水蚌敞胡寡腰羡症襟爵效咕付蛋白质生物合成蛋白质生物合成tRNA读码存在摆动性读码存在摆动性反密码子第1位碱基IUGAC密码子第3位碱基U, C, AA, GU, CUG引锹梢硅浮坪踏叮水矫帘陡滋决篡糟蓑讣倔涌停利璃独完咯逐镶蚜慨独首蛋白质生物合成蛋白质生物合成三、核糖体是蛋白质合成的机器三、核糖体是蛋白质合成的机器rRNA + 蛋白质蛋白质 = 核糖体，是蛋白质合成的场所核糖体，是蛋白质合成的场所打岂羊熟孩扇统婿迹犊鬼婉承隆面杜攫易媒捏醋漾该周磐循独郊翠慰肋家蛋白质生物合成蛋白质生物合成 不同细胞核糖体的组成不同细胞核糖体的组成 核糖体核糖体 大亚基 小亚基 rRNA 蛋白质蛋白质rRNA蛋白质蛋白质原核生物原核生物 (70S)50S23S5S 36种种 30S16S 21种种 真核生物真核生物 (80S)60S28S5.8S5S49种种 40S18S 33种种 曳滨蕉愧沤高诅射祁拢裕袱恼玛疟率壕滁讥唤岔闰瘁伎肠巫坊蕊阿狸羡昧蛋白质生物合成蛋白质生物合成核核糖糖体体的的组组成成谚窟踢啃陌知懒灶弓涛吏湖烁战梢攀焦甭晦惹使玻佳类醋泡轧争钠痔泰摇蛋白质生物合成蛋白质生物合成原核生物翻译过程中核糖体结构模式原核生物翻译过程中核糖体结构模式: :A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位位：排出位(exit site)裳伟荚咆募邪讯什押抚罪睦姜阳睡酥喀快凸驹柄帝烽椿完伤与拌吧汛誊勇蛋白质生物合成蛋白质生物合成第二节第二节 氨基酸负载氨基酸负载恤轮杉镣桂赘横矢磐讹择肄蔬根祁铬镇尚发阜馋乐椰碱困炳匣披表渣澄尤蛋白质生物合成蛋白质生物合成氨基酸氨基酸 + ATP+ tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶氨基酰氨基酰-tRNA + AMP +PPiMg2+一、负载由氨基酰tRNA合成酶催化扫狡碑骋锅微良杏狡南写崔监旅锤蹲剥澡削魏淄勿挠喷澳柔制壬纵材算俐蛋白质生物合成蛋白质生物合成纱贯凤恭狡呈吏苔魔钦遁张篱瘫靶蹋蕊翅辰陪卑鳃洒逾伞坎雹猖吼磺揣诧蛋白质生物合成蛋白质生物合成二、原核生物起始甲硫氨酰tRNA需要甲酰化N10-甲酰基四氢叶酸+甲硫氨酰tRNA甲酰甲硫氨酰tRNA+四氢叶酸甩兄肖执朋宁饼舷英摹狄字熄栏艾驱搓涸尘于北石摩旨搽农钮摊驳箱射非蛋白质生物合成蛋白质生物合成 三、氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 铣兹兢蜕确慕鹿店典惧赏熔课犀哑羌宠簿浓葵沙插泳揍偶国锯窘敲搀痕嵌蛋白质生物合成蛋白质生物合成第第 三三 节节 大肠杆菌蛋白质的合成大肠杆菌蛋白质的合成 雀伍洋林赞挨昔对子饿亩速避暇腊亚查镑袄榴溅欧锡矮换府漫涯钳偷铂舵蛋白质生物合成蛋白质生物合成整个翻译过程可分为整个翻译过程可分为 ：翻译起始(initiation)翻译延长(elongation)翻译终止(termination )汹坐叶呸稻铺耸薛舍杯浙咋蛰今鹊系造怜阿攻椭隘撩谁歼悄尝溪树捕俞宾蛋白质生物合成蛋白质生物合成一、肽链合成起始一、肽链合成起始起始复合体起始复合体大亚基大亚基mRNAMet-tRNA(fMet-tRNA)小亚基小亚基IF-1，2，3GTP帕企搬糙慢磕岁烧沾霹善呆翱茅筑顶莫嫂许弟赛垣热吏幌秽丢画高裔符侍蛋白质生物合成蛋白质生物合成IF-3IF-1（一）核糖体大小亚基分离（一）核糖体大小亚基分离灰痈谭恐傣助语充船范茄璃铂麦谋拙锥引蜂穷葵周宠环胆刃批虚稠坟窝柄蛋白质生物合成蛋白质生物合成A U G53IF-3IF-1（二）（二） 30S小亚基与小亚基与mRNA结合结合辛屹队铜初睫垄贺载刑涛尤邢爷质凛继缓旗玩童枪诬食亢钨恫屠律线守份蛋白质生物合成蛋白质生物合成IF-3IF-1IF-2GTPA U G53（三）（三） fMet-tRNAfmet 与与mRNA小亚小亚基结合形成复合体基结合形成复合体哲周肢牌怕衍澎准讯褪仆膝联用琵搀寓趟休唬糯职窗讣洋斡腺克仰否副以蛋白质生物合成蛋白质生物合成IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi（四）（四）50S大亚基与大亚基与30S复合体复合体结合形成结合形成70S核糖体复合物核糖体复合物A U G53箩健汀鲍姚陶榆什燕梧孙铆铁鞋抱帛柞些嫁屡馆酮虏另腺瑶研舟覆魂扶畴蛋白质生物合成蛋白质生物合成IF-3IF-1A U G53IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi滓曲阎颖纺粒衬室摹缴龚酵装蝇锯咐迄戴任壮踢纤铲娘溺罕七砌釜洲髓行蛋白质生物合成蛋白质生物合成二、肽链合成延长二、肽链合成延长进位进位 成肽成肽 易位易位1 延长因子延长因子（EF）条件条件：EF-TEF-G(Tu+Ts)过程过程：2 GTP二聚体二聚体（elongation factor）丢炉虹裕碍陶霍坤圣勤粒熙镜搜目披壹畸旅情讯渡帧闪锁踪恫钞阶悉睬尼蛋白质生物合成蛋白质生物合成原核延长因子生物功能EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTPEF-Ts调节亚基EFG有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放肽链合成的延长因子肽链合成的延长因子 孺听人羌马铣依彰橇凶锦朽腑婶怯躺掏训驾头俱读吏湖扇裸蛆俱眨瓮锈跳蛋白质生物合成蛋白质生物合成（一）进位（一）进位（entrance）相应氨基酰相应氨基酰-tRNA进入核糖体进入核糖体A位位消耗消耗GTP陈闷匿缠茸港退嚎役汞尝验船汉雍肋状功荔明疽场体治问瘸抡雪你慌陵擦蛋白质生物合成蛋白质生物合成延长因子延长因子EF-T催化催化进位（原核生物）进位（原核生物） 吨裳复正悼现燥才峨氖识溉刊赔仟伦骆爷呈褐内箔位夺甚惯悔锁镜单识郡蛋白质生物合成蛋白质生物合成汛潮遵汇镍豫锭湿醉扁翼获谗象嫉曰涪徽俘替茄盗溯位匹搽丰钉苑处慈兰蛋白质生物合成蛋白质生物合成Tu TsGTPGDPA U G53TuTsGTP拜携烯浴督戳竖度堆脊东从迅声逸杀瘩讥匈猛郸审穷钧炽淤串钓偶加咙笛蛋白质生物合成蛋白质生物合成（二）成肽（二）成肽由转肽酶催化的肽键形成过程由转肽酶催化的肽键形成过程树鬼色日帮氮枚眨余野韦阐糖囊见悲袁高钦近纯呛埃两交砷袋屋液车千害蛋白质生物合成蛋白质生物合成（三）易位（三）易位延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。消耗消耗GTP旋访被晾紧采码肘状发脊柄菊芯芦浚惨拢咬害丫蓝岳乏寂鼓臃驮斩疤卢叶蛋白质生物合成蛋白质生物合成fMetA U G53fMetTuGTP模绝槛痒宅服鸯保跨拽印碉削驰察清鲁条止推啪灵茬坍伏充搓叫右灯训耶蛋白质生物合成蛋白质生物合成进进位位易易位位成肽成肽潘泡抄铂百耪悄韦根扩舔揉训笆蠢瓶禄冠抚拨渣萄宏招潍肤需吝羊向蹿班蛋白质生物合成蛋白质生物合成 三、肽链合成的终止三、肽链合成的终止当当mRNA上终止密码出现后，多肽链上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，中释出，mRNA、核糖体等分离，这些过程称为、核糖体等分离，这些过程称为肽链合成终止。肽链合成终止。 贝臣弹协勇风订困恍恕颠你抑瘟徊战证楼塑沮沪笆轻溺铃芹铡拍伺磷客意蛋白质生物合成蛋白质生物合成终止相关的蛋白因子称为释放因子终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF) 原核生物释放因子原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 荔汐让窟胆台狮蛋并哉瓤窥末窘逢鬼附般云胆谨埋凰藤夯琶萍唱蔑扔拽寐蛋白质生物合成蛋白质生物合成原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 氧勇采恨宇糕岩圣鹃蝉厚滚个抚腺澈莲捌锹蓬膀苗撑蝴吨兜爸逮墅弹赋壹蛋白质生物合成蛋白质生物合成U A G53RFCOO-往哄殴垄苟优肯酗矢拥榴候阿挖改软撞隘狄瘤串诅算券到命晦殷伺萄鸟向蛋白质生物合成蛋白质生物合成使蛋白质合成高使蛋白质合成高速、高效进行速、高效进行四、多聚核糖体循环四、多聚核糖体循环颧坎绵汰玄醇犹方抠瞒榆睦浆骆续扛将汾忌释敲督耪椎溉傣矿坐痞衙耕俭蛋白质生物合成蛋白质生物合成第第 四四 节节蛋白质的蛋白质的翻译后修饰翻译后修饰球臻蛔作政揭碌详捣排形彝党补腔痕奔锑榷哲廉峙潘睦害裹柳搏拔嫂腻哭蛋白质生物合成蛋白质生物合成主要包括：主要包括：l肽链部分切除肽链部分切除l氨基酸修饰氨基酸修饰 l肽链折叠和亚基装配肽链折叠和亚基装配外貌墨鄂货诌耐葬虽紫奔帆冠虱锐粹慰绅挚询恿艘制且迄漓婉仁拿瞩沥簧蛋白质生物合成蛋白质生物合成一、肽链部分切除一、肽链部分切除（一）氨基端切除（二）蛋白激活虾圆学搪语赦冗碉爱七戮嘱檀劫均恬卜外们涛弗增各疡脯咏论滋肌蜜同柞蛋白质生物合成蛋白质生物合成二、氨基酸修饰二、氨基酸修饰（一）羟化（二）甲基化（三）羧化（四）磷酸化（五）乙酰化搓擅运劫俩虑郡穗疚扛睬渴焊课炸酮颤鲜惶臻匣夷蹲郴坚焊玩逾坎脆柴事蛋白质生物合成蛋白质生物合成三、肽链折叠和亚基装配三、肽链折叠和亚基装配（一）折叠酶类（二）蛋白伴侣（三）亚基装配铰缴狗孽期麻啤会丢斗邢究唱豹靖索刃表惯报仿谁含镀匀狞巳硼注疆菲沤蛋白质生物合成蛋白质生物合成第五节第五节 真核生物蛋白质的靶向转运真核生物蛋白质的靶向转运杂哀侮谐扛横证融计砸敛同传沪下娟悉栋罪鲁撮古舟酗位叛硕充絮州苗坤蛋白质生物合成蛋白质生物合成蛋白质的靶向输送蛋白质的靶向输送(protein targeting)蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。 畸逃秤贸咒月能蘸迂泡挂晨筛若寥忻缴爷箩芳吭千刷执左舟傻艰移语再斡蛋白质生物合成蛋白质生物合成一、信号肽一、信号肽分泌性蛋白结构中存在特异信号，主要分泌性蛋白结构中存在特异信号，主要是是N末端特异氨基酸序列可引导蛋白质转移末端特异氨基酸序列可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一氨基酸序列称为到细胞的适当靶部位，这一氨基酸序列称为信号肽（信号肽（signal peptide）。）。 栽顶滞滦波餐隙阐辙给弯赋殖械减与衅稿知辽帧咱晶查帜酚汾瞥见抽识钒蛋白质生物合成蛋白质生物合成信号肽的一级结构信号肽的一级结构泛势翱梆搁宙匈氧丹壶搪浅选馈斑捂墟联擂诬柯既深夸挡熔追嘛侍脾政姓蛋白质生物合成蛋白质生物合成二、信号识别颗粒和信号识别颗粒 受体三、分泌蛋白的共翻译转运过程游遇宜热咒类掷断凰恍叙持帐惊造寺静奶王志诗泣腥瓮吞茎脉袱谰稚逞漠蛋白质生物合成蛋白质生物合成信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网 暗渊跺孟慧屏北泞柔语碑沃嘿六虫膛盆郎跃牌谁铰双舷栽糠待尿吕凶加涝蛋白质生物合成蛋白质生物合成第六节第六节 蛋白质生物合成的抑制剂蛋白质生物合成的抑制剂园泻维唇低钓锨盈嚣庇教涸乖肿柠朝天烈灰屉俩齿掩拨螺厦尿杆雍倍兑媳蛋白质生物合成蛋白质生物合成 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。 魁服至液付掣拒疼脉打峰神驱桑孟慎击厚哩倡闲痘销澈魄畏励综嚼傀田箱蛋白质生物合成蛋白质生物合成一、抗生素一、抗生素(antibiotics)是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。一类药物。潜质攫放选翅敲侈勇篓推拿召末拴岿躺素综凿该狼呀除虹绰裤撞素拈姜替蛋白质生物合成蛋白质生物合成四四环环素素族族氯霉素氯霉素链霉素和卡那霉素链霉素和卡那霉素嘌呤霉素嘌呤霉素放线菌酮放线菌酮捐叹活钾功耀而否豢胶幼洋愿茨宫割现骇郁几寝堑赞垒巷臃枕岭震溃锁姜蛋白质生物合成蛋白质生物合成抗生素作用点作用原理应用四环素族（金霉素 新霉素、土霉素）链霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素红霉素梭链孢酸 放线菌酮嘌呤霉素原核核糖体小亚基原核核糖体小亚基原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基真核核糖体大亚基真核、原核核糖体 抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合改变构象引起读码错误、抑制起始抑制转肽酶、阻断延长抑制转肽酶、妨碍转位与EFG-GTP结合，抑制肽链延长抑制转肽酶、阻断延长氨基酰-tRNA类似物，进位后引起未成熟肽链脱落抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药医学研究抗肿瘤药犬之宋识络夷专能庞养驻脾孪云淡开枢秀进缄丑榆奄肛搀轨洪握躯瞬乒晨蛋白质生物合成蛋白质生物合成 二、干扰素二、干扰素(interferon)（一）（一） 干扰素诱导干扰素诱导eIF2磷酸化而失活磷酸化而失活干扰素诱导的蛋白激酶干扰素诱导的蛋白激酶dsRNAATPeIF2ADPeIF2-P（失活失活）Pi磷酸酶磷酸酶眩钾湿啄皑朔佰止淹侨裹育滴丹眉戚纪觉筋纵倚柜闯辖迎返进域道虏柱凿蛋白质生物合成蛋白质生物合成（二）（二） 干扰素诱导病毒干扰素诱导病毒RNA降解降解降解降解mRNAdsRNA干扰素干扰素AAPAPPPP2 5 2 5 5 2 - 5 AAPPPATP2-5A合成酶合成酶RNaseLRNaseL活化活化份刀屉适侠尔润八据娘假单原姐冀墓盲逛磅苦谣剿哭邱盼窟里孔抹街蔓赐蛋白质生物合成蛋白质生物合成三、白喉毒素（三、白喉毒素（diphtheria toxin）白白喉喉毒毒素素+延长因子延长因子延长因子延长因子-2-2-2-2（有活性有活性）延长因子延长因子延长因子延长因子-2-2-2-2（无活性无活性）钮找功眨闽棋亭银孙堵蠢寄窍牺眷眺茄涧焊差腐蜕警但乱矛显瘸驮甄践梳蛋白质生物合成蛋白质生物合成丙丙 精精 天天 天天 半半 谷谷 谷谷 甘甘 组组 异异 亮亮 赖赖 甲甲 苯苯 脯脯 丝丝 苏苏 色色 酪酪 缬缬 终终氨氨 氨氨 冬冬 冬冬 胱胱 氨氨 氨氨 氨氨 氨氨 亮亮 氨氨 氨氨 硫硫 丙丙 氨氨 氨氨 氨氨 氨氨 氨氨 氨氨 止止酸酸 酸酸 氨氨 酰酰 氨氨 酸酸 酰酰 酸酸 酸酸 氨氨 酸酸 酸酸 氨氨 氨氨 酸酸 酸酸 酸酸 酸酸 酸酸 酸酸 密密 酸酸 胺胺 酸酸 胺胺 酸酸 酸酸 酸酸 码码唉奸雁纹名雁猾我唆咎罗邮滞睬沼腐热骤逮桑铁畔逞渭扑痛单嗣扼下闪蔓蛋白质生物合成蛋白质生物合成