生物化学第十三章 蛋白质.ppt

是生物功能的载体

§1遗传密码
§2核糖体
§3转移RNA的功能
§4蛋白质生物合成的分子机制
§5真核生物与原核生物
蛋白质合成的差异
概述参与蛋白质生物合成的物质一、遗传信息的传递DNA

mRNA中的相邻的三个核苷酸组成的三联体代
氨基酸就像电报中的阿拉伯字母代表文字一样，
所以称三联体为遗传密码。

三联体密码子是mRNA上三个连续的核苷酸

遗传密码的破译：前后差不多经历了近7年的时间（1961年-1966年），Ochoa、Khorana和Nirenberg是最主要的功臣。
遗传密码字典
1.无标点符号，且相邻密码子互不重叠。
2.简并性：指一种氨基酸对应着两个或更多个密码子。（有61个为20种标准氨基酸编码）。

在64组密码子中，有61个为氨基酸密码子。但是标准氨基酸有20种）。AUG是起始密码；UAG、UAA、UGA是终止密码子，它们不代表任何氨基酸。

氨基酸密码子的兼并性3.变偶性（摇摆性）
tRNA反密码子与密码子配对第一位、二位碱基严格，第三位碱基可变的现象——变偶性。
同义密码子：对应于同一种氨基酸的不同密码子。
大多数同义密码子差别在第三位核苷酸。
密码子可用XYUC或XYAG表示。即第三个核苷酸的专一性较差。
密码的变偶性（摆动性）反义密码子与密码子之间的碱基配对密码的防错系统中间碱基是U,编码的氨基酸是非极性、疏水的和支链的，常在球蛋白的内部。
中间碱基是C,编码的氨基酸是非极性或不带电荷的极性侧链。
中间碱基是A或G，相应氨基酸具有亲水性，在球蛋白的外周。
第一位碱基是A或C,第二位碱基是A或G,第三位碱基可以是任意的，相应氨基酸具有亲水侧链并有碱性。
前两位是AG,第三位碱基是任意的，相应氨基酸为酸性氨基酸。
§2核糖体(ribosome)
（一）核糖体是蛋白质合成的部位
（二）核糖体的组成和结构
（三）核糖体的功能核糖体是蛋白质合成的部位核糖体的组成和结构核糖体的功能蛋白质合成的工厂催化蛋白质合成核糖体
结合位点核糖核蛋白体概述§3转移RNA的功能tRNA通过两个活性部位转运氨基酸
tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板上mRNA和tRNA结合模式图§4蛋白质生物合成的分子机制
（一）氨基酸的激活
（二）在核糖体上合成多肽
（三）肽链合成后的“加工处理”
（四）蛋白质合成所需的能量
（五）活性肽合成的特征（一）氨基酸的激活

包括：肽链合成的起始、延长、终止和释放等
(大肠杆菌)。

1.肽链合成的起始——起始复合体的形成
需要30S核糖体亚基、50S亚基、mRNA、
甲硫氨酰-tRNA、起始因子IF1IF2IF3、GTP
的参与。

参与大肠杆菌的起始因子有三个：

IF-1和IF-2:促进tRNAfMet,mRNA,30S小亚基结合。
IF-3:使已完成合成的核糖体大小亚基解聚。

真核生物的起始因子更多，至少有九个：
eIF-1,eIF-2,….

30S亚基•mRNAIF3-IF1复合物万事俱备
只待延长！—肽键的形成，增加氨基酸
在氨基酸的掺入过程中有3个重复的延伸反应：

当起始复合物形成以后，肽链的合成即进入延伸阶段，延伸阶段所发生的主要事件是进位、转肽和移位且不断的循环。
过程：

（1）进位

一个新的氨酰-tRNA
进入A位

参与：
延长因子Tu、Ts
GTP
进位

（2）转肽
(transpeptidation)
转肽酶催化P位上的
fMet(肽酰基)转入A
位，形成肽键。

脱落：空载的
tRNA随之脱落，离开
核糖体。

转肽（3）移位
核糖体沿mRNA链
5→3方向移动一
个密码子距离，
移位1当A位进入终止密码（UAA,UGA,UAG）时，即宣告翻译终止。原核生物中有三种释放因子(releasefactorsRF);
在RF-3的辅助下，释放因子RF-1（识别UAA或UAG密码子）或RF-2（识别UGA密码子）与核糖体结合，
这种识别过程需要GTP并改变了核糖体的构象，肽酰转移酶的功能发生瞬时变化，转变成酯酶功能，将连接肽链与P位点tRNA的肽酰酯键水解开，肽链从核糖体上释放，mRNA与tRNA解离，核糖体大小亚基解体。离开了mRNA的核糖体又可重新参与参与新的翻译。

3.终止与释放3、肽链合成的终止和释放多聚核糖体：1.去头：脱甲酰基酶催化水解除去N端的甲酰基(细菌)再切去一个或多个N端氨基酸。(在真核生物中，N端的甲硫氨酸常常在肽链的其他部分还未完全合成时就已经水解下来)。
2.合成信号肽：某些蛋白质在氨基末端额外生成15-30个氨基酸组成的信号序列(信号肽)，用以引导蛋白质的定部位。最后由特异的肽酶切除。
3.氨基酸羟基的磷酸化：某些蛋白质氨酸残基中的羟基可通过酶促磷酸化（酶被活化等）。4.胱氨酸的生成:两个半胱氨酸通过