第16章 蛋白质的生物合成-word03.ppt

第十六章蛋白质的生物合成导学16.1遗传密码
16.2蛋白质合成体系
16.3蛋白质的合成过程
16.4蛋白质合成后的加工修饰
16.5蛋白质的定向运输将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)。从RNA到蛋白质16.1遗传密码遗传密码（geneticcodon)：密码子的总和。
mRNA——4种碱基
1个碱基作为密码——4个密码子（41）
2个碱基作为密码——16个密码子（42）
3个碱基作为密码——64个密码子（43）

64个密码子：其中61个代表20种氨基酸，3个代表终止密码子。遗传密码字表起始密码（startcodon）：AUG（编码甲硫氨酸、甲酰甲硫氨酸），少数情况GUG；
终止密码（stopcodon）：无义密码子(nonsensecodons)，不编码氨基酸的密码子，它们单个或串联在一起用于多肽链翻译的结束，没有相应的tRNA存在，有UAA、UAG、UGA。
同义密码（synonymouscodon）：编码相同氨基酸的不同密码子。遗传密码的基本特征
方向性
连续性
不重叠性
简并性
摆动性
通用性基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致移码突变。简并性（degeneracy）：
多个密码子编码同一种氨基酸的现象。在遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2~4个或多至6个密码子。

摆动性（wobble）
tRNA上反密码子的第1位碱基与mRNA密码子的第3位碱基配对时，并不严格遵循碱基配对规律，可以在一定范围内变动的现象，又称变偶性。

其它两个碱基要严格配对。
反密码子第1位碱基通用性（universal）：
指各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。
密码的变异性：目前已知线粒体DNA(mtDNA)和叶绿体的编码方式与通用遗传密码子有所不同，如在一些线粒体中UGA不是终止密码子，而是色氨酸的密码子。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。密码的防错系统：
密码子的碱基顺序与其相应AA的物理化学性质之间存在巧妙的关系。
中间是U，AA是非极性、疏水性的；
中间是C，AA是非极性的或具有不带电荷的极性侧链；
中间是A或G，AA是亲水性的；
第一位是A或G，第二位是A或G，AA具有可解离的亲水侧链并具碱性；
前二位是AG，AA具酸性亲水侧链。16.1.2阅读框16.2蛋白质合成体系20种氨基酸作为原料
酶及蛋白因子，如IF、eIF、EF、RF等
ATP、GTP、无机离子翻译的直接模板。
mRNA是遗传信息的携带者。
编码序列(codonsequence，CDS)：一条多肽链对应的mRNA序列，即位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列。原核生物mRNA
S-D序列：mRNA起始密码AUG上游约8~13个核苷酸处，有4~9个核苷酸组成的富含嘌呤的一段序列，以…AGGA…为核心，因发现者是Shine-Dalgamo而得名为S-D序列，又称为核糖体结合位点（ribosomalbindingsite，RBS）。真核生物mRNA16.2.2核糖体（ribosome）原核生物转肽酶部位：形成肽键，位于核糖体大亚基。核糖体在细胞内的存在形态：
核糖体亚基、单核糖体和多核糖体。
多核糖体：一定数目的单个核糖体与一个mRNA分子结合而成的念珠状结构；大约每隔40个核苷酸结合一个核糖体。
每个核糖体独立完成一条肽链的合成，在多核糖体上可同时进行多条
肽链的合成，提高翻译效率。16.2.3tRNAtRNA的关键部位：
3’端CCA接受氨基酸，形成氨酰-tRNA；
反密码子部位与mRNA结合（tRNA接头作用）；
氨酰tRNA合成酶的识别位点；
核糖体识别位点。
翻译精确性的保证：
密码子--反密码子--氨基酸16.2.4氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNAsynthetase）反应机理第二步反应：
氨基酰-AMP＋tRNA氨基酰-tRNA＋AMPtRNA与酶的结合模型氨酰-tRNA合成酶的特点
专一性
对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶；只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸；消耗2个高能磷酸键。（20种氨酰-tRNA合成酶）
对tRNA具有极高专一性（第二遗传密码系统），能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子。
校对作用：氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解错误活化的氨基酸。
翻译过程的错误频率＜10-4。 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~Pi起始氨基酰-tRNA
20种氨基酸作为原料
酶及蛋白因子，如IF、eIF、EF、RF等
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