第四章第四章 生物信息的传递生物信息的传递( (下下) ) 翻译（从翻译（从mRNA-mRNA-蛋白质）蛋白质） 生物信息的传递下表核糖体的活性位点活性位点功能组分mRNA结合位点结合mRNA和IF因子S1、S18、S21；及S3、S4、S5、S12 16SrRNA 3末端区域P位点结合fMet-tRNA和肽基 -tRNAL2、L27及L14、L18、L24、L3316S和23SrRNA 3附近区域A位点结合氨酰基-tRNAL1、L5、L7/L12、L20、L30、L3316S和23SrRNA（16S的1400区）E位点结合脱酰tRNA23SrRNA是重要的L5、L18、L25复合体肽酰基转移酶将肽链转移到氨基酰-tRNA上L2、L3、L4、L15、L16 23SrRNA是重要的EF-Tu结合位点氨基酰-tRNA的进入EF-G结合位点移位L7/L12GTP酶需要L7、L12生物信息的传递下4.4 蛋白质合成的生物学机制已证明核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质已证明核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、伸长、终止。伸长、终止。生物信息的传递下表表4-12蛋白质合成个阶段的主要成分简表蛋白质合成个阶段的主要成分简表阶段阶段必需组分必需组分1氨基酸的活化氨基酸的活化20种氨基酸种氨基酸20种氨基酰种氨基酰-tRNA合成酶合成酶20种或更多的种或更多的tRNAATP，Mg2+2.肽链的起始肽链的起始mRNAN-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAmRNA上的起始密码子（上的起始密码子（AUG）核糖体小亚基核糖体小亚基核糖体大亚基核糖体大亚基GTP，Mg2+起始因子（起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）3肽链的延伸肽链的延伸功能核糖体（起始复合物）功能核糖体（起始复合物）AA-tRNA伸长因子伸长因子GTP，Mg2+肽基转移酶肽基转移酶4肽链的终止肽链的终止ATPmRNA上的终止密码子上的终止密码子释放因子（释放因子（RF-1，RF-2，RF-3）5折叠和加工折叠和加工参与起始氨基酸的切除、修饰等加工过程的酶参与起始氨基酸的切除、修饰等加工过程的酶生物信息的传递下4.4.1 4.4.1 氨基酸的活化氨基酸的活化l氨基酸在进行合成多肽链之前氨基酸在进行合成多肽链之前,必须在氨酰必须在氨酰-tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸合成酶的作用下生成活化氨基酸AA-tRNA。氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶生物信息的传递下原核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是： 真核生物中，起始氨基酸是： 起始AA-tRNA是： 甲酰甲硫氨酸fMet-tRNAfMet甲硫氨酸Met-tRNAMetMet+tRNAfMet+ATPMet-tRNAfMet+AMP+PPiN10-甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet四氢叶酸四氢叶酸+fMet-tRNAfMet存在存在tRNAMet和和tRNAfMet存在存在tRNAiMet和和tRNAeMet生物信息的传递下4.4.2 4.4.2 翻译的起始翻译的起始l蛋白质合成的起始是指在模板蛋白质合成的起始是指在模板mRNA编码编码区区5端形成核糖体端形成核糖体-mRNA-起始起始tRNA复合复合物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。位点。l原核生物中原核生物中30S小亚基首先与小亚基首先与mRNA模板相模板相结合，再与结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与结合，最后与50S大亚基结合大亚基结合生物信息的传递下l真核生物中，真核生物中，40S小亚基首先与小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板相结合，再与模板mRNA结合，最后与结合，最后与60S大亚基结合生成大亚基结合生成80SmRNAMet-tRNAMet起起始复合物。始复合物。l起始复合物的生成除了起始复合物的生成除了GTP外，还需要外，还需要Mg2+、NH4+及及3个起始因子（个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。）。生物信息的传递下图图4-12翻译起始复合物的形成。翻译起始复合物的形成。第一步，第一步，30S小亚基与翻译起始因小亚基与翻译起始因子子IF-1，IF-3结合，通过结合，通过SD序列与序列与mRNA模板相结合。模板相结合。第二步，第二步，fMet-tRNAfMet在在IF-2的协的协同下进入小亚基的同下进入小亚基的P位，位，tRNA上的上的反密码子与反密码子与mRNA上的起始密码子上的起始密码子配对。配对。第三步，带有第三步，带有tRNA、mRNA、三个、三个翻译起始因子的小亚基复合物与翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，释放翻译起始因大亚基结合，释放翻译起始因子。子。1.原原核核生生物物翻翻译译的的起起始始生物信息的传递下l30S亚基具有专一性的识别和选择亚基具有专一性的识别和选择mRNA起起始位点的性质，始位点的性质，IF-3协助该亚基完成这种选协助该亚基完成这种选择。择。lShine及及Dalgarno等证明几乎所有原核生物等证明几乎所有原核生物mRNA上都有一个上都有一个5-AGGAGGU-3序列，序列，这个富嘌呤区与这个富嘌呤区与30S亚基上亚基上16SrRNA3末端末端的富嘧啶区的富嘧啶区5-GAUCACCUCCUUA-3相互相互补。补。生物信息的传递下SD序列（Shine-Dalgarno sequence)l l存在于原核生物起始密码子存在于原核生物起始密码子AUG上游上游712个核苷酸处的一种个核苷酸处的一种47个核苷酸的保个核苷酸的保守片段，它与守片段，它与16SrRNA3端反向互补，端反向互补，所以可将所以可将mRNA的的AUG起始密码子置于起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。核糖体的适当位置以便起始翻译作用。根据首次识别其功能意义的科学家命名。根据首次识别其功能意义的科学家命名。生物信息的传递下图图4-14细菌细菌mRNA分子上往往存在一个与分子上往往存在一个与16SrRNA3末端相互补的末端相互补的SD序列。序列。生物信息的传递下l细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰-tRNA结合的位点，即结合的位点，即A位点（位点（aminoacylsite），），P位点（位点（peptidylsit）和）和E位点位点（Exitsite）。只有）。只有fMet-tRNAfMet能与第能与第一个一个P位点相结合，其它所有位点相结合，其它所有tRNA都必都必须通过须通过A位点到达位点到达P位点，再由位点，再由E位点离位点离开核糖体。开核糖体。生物信息的传递下三种起始因子三种起始因子三种起始因子三种起始因子l lIF-1IF-1IF-1IF-1l lIF-2 IF-2 IF-2 IF-2 l lIF-3IF-3IF-3IF-3l l辅助辅助辅助辅助IF-3IF-3IF-3IF-3l l70S70S70S70S起始复合物生成后促进起始复合物生成后促进起始复合物生成后促进起始复合物生成后促进IF-2IF-2IF-2IF-2释放释放释放释放l l有有有有GTPGTPGTPGTP酶活性酶活性酶活性酶活性l l特异识别特异识别特异识别特异识别fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmetfmetfmetfmetl l形成形成形成形成fmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmet-tRNAfmetfmetfmetfmet- IF-2-GTP- IF-2-GTP- IF-2-GTP- IF-2-GTPl l是是是是30S30S30S30S起始复合物与起始复合物与起始复合物与起始复合物与50S50S50S50S亚基连接所必亚基连接所必亚基连接所必亚基连接所必须须须须l l促进促进促进促进30S30S30S30S小亚基结合小亚基结合小亚基结合小亚基结合mRNAmRNAmRNAmRNAl l终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离终止时：促使核糖体解离生物信息的传递下2.真核生物翻译的起始l真核生物蛋白质生物合成的起始基本与原核生物相同，只不过其核糖体较大，有较多的起始因子，mRNA具有m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不甲酰化，mRNA分子5端的“帽子”和3端的多聚A都参与形成翻译起始复合物（图4-14）。生物信息的传递下图图4-14真核生物翻译起始复合物的形成。真核生物翻译起始复合物的形成。生物信息的传递下 除了帽子结构以外，除了帽子结构以外，除了帽子结构以外，除了帽子结构以外，40S40S40S40S小亚基还能识别小亚基还能识别小亚基还能识别小亚基还能识别mRNAmRNAmRNAmRNA上上上上的起始密码子的起始密码子的起始密码子的起始密码子AUGAUGAUGAUG。KozakKozakKozakKozak等提出了一个等提出了一个等提出了一个等提出了一个“扫描模型扫描模型扫描模型扫描模型”来解释来解释来解释来解释40S40S40S40S亚基对亚基对亚基对亚基对mRNAmRNAmRNAmRNA起始密码子的识别作用。按起始密码子的识别作用。按起始密码子的识别作用。按起始密码子的识别作用。按照这个模型，照这个模型，照这个模型，照这个模型，40S40S40S40S小亚基先结合在小亚基先结合在小亚基先结合在小亚基先结合在mRNA5 mRNA5 mRNA5 mRNA5 端的任何端的任何端的任何端的任何序列上，然后沿序列上，然后沿序列上，然后沿序列上，然后沿mRNAmRNAmRNAmRNA移动直至遇到移动直至遇到移动直至遇到移动直至遇到AUGAUGAUGAUG发生较为稳定发生较为稳定发生较为稳定发生较为稳定的相互作用，最后与的相互作用，最后与的相互作用，最后与的相互作用，最后与60S60S60S60S亚基一道生成亚基一道生成亚基一道生成亚基一道生成80S80S80S80S起始复合起始复合起始复合起始复合物。物。物。物。 40S 40S 40S 40S小亚基之所以能在小亚基之所以能在小亚基之所以能在小亚基之所以能在AUGAUGAUGAUG处停下，可能是由于处停下，可能是由于处停下，可能是由于处停下，可能是由于Met-tRNAiMet-tRNAiMet-tRNAiMet-tRNAiMetMetMetMet的反密码子与的反密码子与的反密码子与的反密码子与AUGAUGAUGAUG配对的结果。配对的结果。配对的结果。配对的结果。生物信息的传递下真核生物与原核生物翻译起始的差异真核生物与原核生物翻译起始的差异:起始起始Met-tRNAiMet不需甲酰化；不需甲酰化；起始因子为起始因子为eIF，且种类多；，且种类多；小亚基先与小亚基先与Met-tRNAiMet结合，再与结合，再与mRNA结合；结合；核糖体不同核糖体不同mRNA与与40s亚基的结合依靠亚基的结合依靠帽子结合蛋白帽子结合蛋白（eIF-4E）与）与mRNA帽子结构的识别结合。帽子结构的识别结合。(6)模板不同，模板不同，5端有帽子，端有帽子，3端有端有poly(A)生物信息的传递下4.4.3肽链的延伸肽链的延伸l生成起始复合物，第一个氨基酸（生成起始复合物，第一个氨基酸（fMet/Met-tRNA）与核糖体结合以后，肽链开始伸长。按）与核糖体结合以后，肽链开始伸长。按照照mRNA模板密码子的排列，氨基酸通过新生模板密码子的排列，氨基酸通过新生肽键的方式（图肽键的方式（图4-16）被有序地结合上去。）被有序地结合上去。l肽链延伸中的每个循环都包括肽链延伸中的每个循环都包括lAA-tRNA与核糖体结合与核糖体结合l肽键的生成肽键的生成l移位移位生物信息的传递下图图图图4-164-16多肽链上肽键的形成多肽链上肽键的形成多肽链上肽键的形成多肽链上肽键的形成缩合反应。缩合反应。缩合反应。缩合反应。生物信息的传递下 4.4.3.1 4.4.3.1后续后续AA-tRNAAA-tRNA与核糖体结合（与核糖体结合（进位进位）生物信息的传递下l图4-17细菌中肽链延伸的第一步反应：第二个氨基酰-tRNA的结合。该氨基酰-tRNA首先与EF-TuGTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP，进入新一轮循环。生物信息的传递下l l由于由于EF-Tu只能与只能与fMet-tRNA以外的其他以外的其他AA-tRNA起反应，所以起始起反应，所以起始tRNA不会被不会被结合到结合到A位上，位上，mRNA内部的内部的AUG不会不会被起始被起始tRNA读出，肽链中间不会出现甲读出，肽链中间不会出现甲酰甲硫氨酸。酰甲硫氨酸。生物信息的传递下4.4.3.24.4.3.24.4.3.24.4.3.2肽肽肽肽键的生成键的生成键的生成键的生成( ( ( (转肽转肽转肽转肽) ) ) )l l图图4-18细菌中肽链细菌中肽链延伸的第二步反应：延伸的第二步反应：肽键的生成。肽键的生成。生物信息的传递下l l在核糖体在核糖体mRNAAA-tRNA复合物中，复合物中，AA-tRNA占据占据A位，位，fMet-tRNAfMet占据占据P位。位。l l在在50S亚基上肽基转移酶（亚基上肽基转移酶（peptidyltransferase）的催化下，）的催化下，P位的肽（氨）位的肽（氨）酰酰-tRNA把肽（或氨酰基）转给把肽（或氨酰基）转给A位的位的AA-tRNA，并以肽键相连，并以肽键相连 。l l起始起始tRNA在完成使命后离开核糖体在完成使命后离开核糖体P位点，位点，A位点准备接受新的位点准备接受新的AA-tRNA，开始下一，开始下一轮合成反应。轮合成反应。生物信息的传递下4.4.3.34.4.3.3移位移位l图4-18细菌中肽链延伸的第三步反应：移位。核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3末端移动一个密码子，使二肽基-tRNA完全进入P位,准备开始新一轮肽链延伸。生物信息的传递下l用嘌呤霉素作为抑制剂做实验表明，核用嘌呤霉素作为抑制剂做实验表明，核糖体沿糖体沿mRNA移动与肽基移动与肽基-tRNA的移位的移位这两个过程是耦联的。肽链延伸是由许这两个过程是耦联的。肽链延伸是由许多个这样的反应组成的，原核生物中每多个这样的反应组成的，原核生物中每次反应共需次反应共需3个延伸因子，个延伸因子，EF-Tu、EF-Ts及及EF-G，真核生物细胞需，真核生物细胞需EF-1及及EF-2，消耗消耗2个个GTP，向生长中的肽链加上一个，向生长中的肽链加上一个氨基酸。氨基酸。生物信息的传递下肽链延伸是由许多个这样肽链延伸是由许多个这样的反应组成的，原核生物的反应组成的，原核生物中每次反应共需中每次反应共需3 3个延伸个延伸因子，因子，EF-TuEF-Tu、EF-TsEF-Ts及及EF-GEF-G，真核生物细胞需，真核生物细胞需EF-1EF-1及及EF-2EF-2，消耗，消耗2 2个个GTPGTP，向生长中的肽链加上一，向生长中的肽链加上一个氨基酸。个氨基酸。生物信息的传递下当终止密码子当终止密码子当终止密码子当终止密码子UAAUAA、UAGUAG或或或或UGAUGA出现在核糖体的出现在核糖体的出现在核糖体的出现在核糖体的A A位时，没有位时，没有位时，没有位时，没有相应的相应的相应的相应的AAtRNAAAtRNA能与之结合，而释能与之结合，而释能与之结合，而释能与之结合，而释放因子能识别这些密码子并与之结放因子能识别这些密码子并与之结放因子能识别这些密码子并与之结放因子能识别这些密码子并与之结合，水解合，水解合，水解合，水解P P位上多肽链与位上多肽链与位上多肽链与位上多肽链与tRNAtRNA之间之间之间之间的二酯键，释放新生的肽链和的二酯键，释放新生的肽链和的二酯键，释放新生的肽链和的二酯键，释放新生的肽链和tRNAtRNA，核糖体大、小亚基解体，蛋白质，核糖体大、小亚基解体，蛋白质，核糖体大、小亚基解体，蛋白质，核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束。释放因子合成结束。释放因子合成结束。释放因子合成结束。释放因子RFRF具有具有具有具有GTPGTP酶酶酶酶活性，它催化活性，它催化活性，它催化活性，它催化GTPGTP水解，使肽链与水解，使肽链与水解，使肽链与水解，使肽链与核糖体解离。核糖体解离。核糖体解离。核糖体解离。4.4.44.4.4肽链的终止肽链的终止肽链的终止肽链的终止生物信息的传递下生物信息的传递下l释放因子有两类：释放因子有两类：lI类释放因子识别终止密码子，并能催化新合成类释放因子识别终止密码子，并能催化新合成的多肽链从的多肽链从P位点的位点的tRNA中水解释放出来中水解释放出来lII类释放因子在多肽链释放后刺激类释放因子在多肽链释放后刺激I类释放因子类释放因子从核糖体中解离出来。从核糖体中解离出来。l细菌细胞细菌细胞RF1（能识别（能识别UAG和和UAA）、）、RF2（能识（能识别别UGA和和UAA）为）为I类释放因子。类释放因子。RF3为为II类释放因子，与核糖体的解离有关。类释放因子，与核糖体的解离有关。l真核细胞的真核细胞的I类和类和II类释放因了分别为类释放因了分别为eRF1（能够识别（能够识别3个终止密码子）和个终止密码子）和eRF3生物信息的传递下4.4.5 4.4.5 蛋白质前体的加工蛋白质前体的加工 新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能转变为有活性的蛋白质。工修饰才能转变为有活性的蛋白质。工修饰才能转变为有活性的蛋白质。工修饰才能转变为有活性的蛋白质。4.4.5.14.4.5.14.4.5.14.4.5.1N N N N端端端端fMetfMetfMetfMet或或或或MetMetMetMet的切除的切除的切除的切除 细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，不管是原核生物还是真核生物，水解，不管是原核生物还是真核生物，水解，不管是原核生物还是真核生物，水解，不管是原核生物还是真核生物，N N N N端的甲硫氨端的甲硫氨端的甲硫氨端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。生物信息的传递下图图图图4-204-20新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。左：新生蛋白质在去掉左：新生蛋白质在去掉左：新生蛋白质在去掉左：新生蛋白质在去掉N N端一部分残基后变成有功能的蛋白质；端一部分残基后变成有功能的蛋白质；端一部分残基后变成有功能的蛋白质；端一部分残基后变成有功能的蛋白质；右：某些病毒或细菌可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割右：某些病毒或细菌可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割右：某些病毒或细菌可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割右：某些病毒或细菌可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割后成为有功能成熟蛋白。后成为有功能成熟蛋白。后成为有功能成熟蛋白。后成为有功能成熟蛋白。生物信息的传递下4.4.5.24.4.5.24.4.5.24.4.5.2二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成二硫键的形成 mRNAmRNA中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质都含有中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质都含有中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质都含有中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质都含有二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸的氧化作用二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸的氧化作用二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸的氧化作用二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸的氧化作用生成胱氨酸。生成胱氨酸。生成胱氨酸。生成胱氨酸。4.4.5.34.4.5.34.4.5.34.4.5.3特定氨基酸的修饰特定氨基酸的修饰特定氨基酸的修饰特定氨基酸的修饰氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白质）、氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白质）、氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白质）、氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白质）、糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白质）、乙基化（如组蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧质）、乙基化（如组蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧质）、乙基化（如组蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧质）、乙基化（如组蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧基化等，图基化等，图基化等，图基化等，图4-214-21是生物体内最普通发生修饰作用的氨基酸是生物体内最普通发生修饰作用的氨基酸是生物体内最普通发生修饰作用的氨基酸是生物体内最普通发生修饰作用的氨基酸残基及其修饰产物。残基及其修饰产物。残基及其修饰产物。残基及其修饰产物。生物信息的传递下图图图图4-214-21生物体内最常见的被修饰的氨基酸及其生物体内最常见的被修饰的氨基酸及其生物体内最常见的被修饰的氨基酸及其生物体内最常见的被修饰的氨基酸及其修饰产物。修饰产物。修饰产物。修饰产物。生物信息的传递下图图4-22发生在小牛组蛋白发生在小牛组蛋白H3前前35个氨基酸残基中的个氨基酸残基中的4种化学修饰。种化学修饰。生物信息的传递下l糖蛋白主要是蛋白质侧链上的天冬氨酸、糖蛋白主要是蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基形成的，丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基形成的，胶原蛋白上的脯氨酸和赖氨酸多数是羟胶原蛋白上的脯氨酸和赖氨酸多数是羟基化的。实验证明，内质网可能是蛋基化的。实验证明，内质网可能是蛋l白质白质N-糖基化的主要场所（图糖基化的主要场所（图4-23）。）。生物信息的传递下图图图图4-234-23内质内质内质内质网可能是蛋网可能是蛋网可能是蛋网可能是蛋白质白质白质白质N-N-糖基糖基糖基糖基化的主要场化的主要场化的主要场化的主要场所。所。所。所。生物信息的传递下4.4.5.4切除新生肽链中非功能片段切除新生肽链中非功能片段l l如新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，如新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，必须先切去信号肽变成胰岛素原，再切必须先切去信号肽变成胰岛素原，再切去去B-肽，才变成有活性的胰岛素。肽，才变成有活性的胰岛素。生物信息的传递下图图4-23前前胰岛素原胰岛素原蛋白翻译蛋白翻译后成熟过后成熟过程示意图。程示意图。生物信息的传递下图图图图4-254-25蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N-N-端的端的端的端的2222个氨基酸以后才有生物活性。该胞外蛋白酶只能个氨基酸以后才有生物活性。该胞外蛋白酶只能个氨基酸以后才有生物活性。该胞外蛋白酶只能个氨基酸以后才有生物活性。该胞外蛋白酶只能特异性切割特异性切割特异性切割特异性切割X-Y2X-Y2肽，其中肽，其中肽，其中肽，其中X X是丙氨酸，天门冬氨是丙氨酸，天门冬氨是丙氨酸，天门冬氨是丙氨酸，天门冬氨酸和谷氨酸，酸和谷氨酸，酸和谷氨酸，酸和谷氨酸，Y Y是丙氨酸或脯氨酸。是丙氨酸或脯氨酸。是丙氨酸或脯氨酸。是丙氨酸或脯氨酸。生物信息的传递下4.4.64.4.6蛋白质的折叠蛋白质的折叠蛋白质的折叠蛋白质的折叠l分子伴侣（分子伴侣（molecularchaperone）l是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质，它们在细胞内能帮助其他多肽进行性蛋白质，它们在细胞内能帮助其他多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解。正确的折叠、组装、运转和降解。l至少有两类：至少有两类：l热休克蛋白热休克蛋白(heatshock)l伴侣素（伴侣素（chaperonin）生物信息的传递下4.4.7 4.4.7 蛋白质合成抑制剂蛋白质合成抑制剂 蛋白质生物合成的抑制剂主要是一些抗生素，蛋白质生物合成的抑制剂主要是一些抗生素，如嘌呤霉素、链霉素、四环素、氯霉素、红霉素如嘌呤霉素、链霉素、四环素、氯霉素、红霉素等，此外，如等，此外，如5-5-甲基色氨酸、环已亚胺、白喉毒甲基色氨酸、环已亚胺、白喉毒素、蓖麻蛋白和其他核糖体灭活蛋白等都能抑制素、蓖麻蛋白和其他核糖体灭活蛋白等都能抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成。 抗生素对蛋白质合成的作用可能是抗生素对蛋白质合成的作用可能是 阻止阻止mRNAmRNA与核糖体结合（氯霉素）与核糖体结合（氯霉素） 阻止阻止AA-tRNAAA-tRNA与核糖体结合（四环素类）与核糖体结合（四环素类） 干扰干扰AA-tRNAAA-tRNA与核糖体结合而产生错读与核糖体结合而产生错读 （链霉素、新霉素、卡那霉素等）（链霉素、新霉素、卡那霉素等） 作为竞争性抑制剂抑制蛋白质合成（嘌呤霉素）作为竞争性抑制剂抑制蛋白质合成（嘌呤霉素）生物信息的传递下生物信息的传递下l链霉素是一种碱性三糖，能干扰链霉素是一种碱性三糖，能干扰fMet-tRNA与核与核糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正确起始，糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正确起始，也会导致也会导致mRNA的错读。若以多聚（的错读。若以多聚（U）作模板，）作模板，则除苯丙氨酸（则除苯丙氨酸（UUU）外，异亮氨酸（）外，异亮氨酸（AUU）也会被掺入。也会被掺入。l链霉素的作用位点在链霉素的作用位点在30S亚基上。亚基上。生物信息的传递下l嘌呤霉素是AA-tRNA的结构类似物，能结合在核糖体的A位上，抑制AA-tRNA的进入。它所带的氨基也能与生长中的肽链上的羧基反应生成肽键，反应的产物是一条3羧基端挂了一个嘌呤霉素残基的小肽。生物信息的传递下图图4-26嘌呤霉嘌呤霉素抑制蛋白质合素抑制蛋白质合成的分子机制。成的分子机制。a.嘌呤霉素的结嘌呤霉素的结构类似于带有氨构类似于带有氨基酰的基酰的tRNA，能与核糖体能与核糖体A位位点相结合；点相结合；b.肽基嘌呤霉素肽基嘌呤霉素生物信息的传递下l青霉素、四环素和红霉素只与原核细胞核糖体发生作用，从而阻遏原核生物蛋白质的合成，抑制细菌生长。l氯霉素和嘌呤霉素既能与原核细胞核糖体结合，又能与真核生物核糖体结合，妨碍细胞内蛋白质合成，影响细胞生长。生物信息的传递下生物信息的传递下