中国医科大基础医学生物化学课件 第十二章 蛋白质的生物合成(翻译).ppt

Protein Biosynthesis (Translation) 　蛋白质的生物合成过程就是将mRNA分子中由碱基序列组成的遗传信息，通过遗传密码破译的方式转变成为蛋白质中的氨基酸排列顺序，因而称为翻译（translation)。 　 　 第一节 蛋白质合成体系 Protein Biosynthesis System 参与蛋白质生物合成的物质包括： 20种氨基酸作为原料 酶及蛋白因子，如IF、eIF等 ATP、GTP、无机离子 　 　 1961年，Nirenberg 证明了mRNA的模板作用。 　 　 　　 　 　 　 mRNA是遗传信息的携带者 　 从mRNA 5?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条多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 　 　 遗传密码表 1. 连续性（commaless） 　　 　 2. 简并性（degeneracy） 遗传密码的简并性 　　　密码子简并性的生物学意义：减少有害突变。 　　 　遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基。　 　　　GCU　　　　　　　 ACU 　　　GCC　　　　　　　 ACC 　　　GCA　　　　　　　 ACA 　　　GCG　　　　　　　 ACG 3. 通用性（universal） 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 有少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 4. 摆动性（wobble） 　 二、核蛋白体是多肽链合成的装置 　 核蛋白体的组成 　30S小亚基：有mRNA结合位点 　50S大亚基： E位：排出位（Exit site） 　　　　　　　转肽酶活性 　大小亚基共同组成： 　　　　　　　A位：氨基酰位　　 　　　　　　　　　　(aminoacyl site) 　　　　　　　P位：肽酰位 　　　　　　　　　　(peptidyl site) 三、tRNA与氨基酸的活化 　 　　　 氨基酰-tRNA合成酶对氨基酸和tRNA都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proof-reading activity) 。 氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 氨基酸的活化形式：氨基酰－tRNA 氨基酸的活化部位：α－羧基 氨基酸与tRNA连接方式：酯键 氨基酸活化耗能：2个~P 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet fMet-tRNAifMet的生成： 第二节 蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 　 　蛋白质合成中 　　　mRNA模板的方向：5′→ 3′； 　　　蛋白质的合成方向：N端→ C端。 　蛋白质合成过程： 　　　起始 　　　延长 　　　终止 一、肽链合成起始 指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。 参与起始过程的蛋白质因子称起始因子（initiation factor，IF）。 （一）原核生物翻译起始复合物形成 核蛋白体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。 （二）真核生物翻译起始复合物形成 真核生物翻译起始因子 真核生物翻译起始的特点 核蛋白体是80S； 起始因子种类多； 起始tRNA的Met不需甲酰化； mRNA的5’帽子和3’poly A尾结构与mRNA在核蛋白体就位有关； 起始tRNA先与核蛋白体小亚基结合，然后再结合mRNA 二、肽链的延长 指按照mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。 　 　 （二）成肽 （三）转位 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。 　 　 　 　　　原核生物蛋白质合成的能量计算 氨基酸活化：2个~P ATP 起始： 1个 GTP 延长： 2个 GTP 终止： 1个 GTP 结论：每合成一个肽键至少消耗4个~P。 多聚核蛋白体 （polysome) 一个mRNA分子可同时有多个核蛋白体在进行同一种蛋白质的合成，这种mRNA和多个核蛋白体的聚合物称为多聚核蛋白体。 蛋白质合成后加工和输送Posttranslational