生物化学-蛋白质生物合成

《生物化学-蛋白质生物合成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学-蛋白质生物合成（109页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、l第一节 遗传密码l第二节 与蛋白质合成有关的细胞器和生物大分子l第三节 蛋白质生物合成的机理l第四节 多肽链的折叠和加工l第五节 蛋白质的投递和降解 蛋白质是绝大多数信息途径的终产物蛋白质的合成机制是最复杂的生物合成机制尽管蛋白质的合成具有极其复杂，但还是有相当高的速率 1.核糖体是蛋白质合成的场所（Paul Zamecnic)2. tRNA的发现（Mahlon Hoagland and Zamecnik)3. tRNA充当适配器的作用 （一） 平均说来，每个阅读框中的每20个密码子就应该有一个终止密码子。如果一个阅读框有50个以上的连续密码子无一个终止密码子，这段顺序为开放阅读框（open

2、 reading frame)（ 三 ） 、 Established the chemicalstructure oftRNA Established the in vitro system for revealing the genetic codesDevised methods to synthesize RNAs with definedsequences Copolymer of alwayslead to synthesis of polypeptides of :ABABABABABABAB- aa1-aa2-aa1-aa2- 破解遗传密码的滤膜结合试验1、均聚多核苷酸链指导蛋白

3、质的合成2、核糖体结合技术 The for detecting the bindingof a trinucleotide to a specific aminoacyl-tRNAmolecule: about codons were assigned bythis simple and elegantmethod. 氨基酸一旦与tRNA形成氨酰-tRNA后，进一步的去向就由tRNA来决定。Chapeville and Lipmann 实验返回 l一、核糖体和多核糖体l（一）、核糖体l 1、核糖体的结构与装配l （1）、原核生物核糖体组件 原核生物大肠杆菌核糖体的组成 （3）、原核及真核核糖体

4、的组成与构件图示 （二）、多核糖体 1、 1、tRNA结构 Class Arg Cys Gln Glu Ile Leu Met Trp Tyr ValClass Ala Asn Asp Gly His Lys Phe Pro Ser Thr1、 E.Coli Glu-tRNA合成酶tRNA识别位点一些氨酰-tRNA合成酶所识别的确定因素在存在于反密码子中酵母tRNAphe 的确定因素为五个不同的碱基共有的12个核苷酸确定t RNAser 家族单一G:U碱基对决定tRNAAla s I CI U G UI A 1、原核生物蛋白质合成中的起始因子 2、真核生物蛋白质合成中的起始因子l eIF1 功

5、能与原核生物IF1相似。l eIF2 引导结合Met-tRNA与核糖体小亚基结合l 2 与GTP结合l 2 功能尚不清楚l 2 结合Met-tRNAl eIF3 参与43S核糖体复合物的形成,与原核生物的IF3功能不同,它是第一个和小亚基结合因子。 l eIF4l 4A 促使eIF4E从mRNA帽子结构上释放出来 l 4B 促进eIF4B与mRNA结合 l 4C 参与43S核糖体复合物的形成l 4E 与P220一起和eIF4A, mRNA结合形成复合物l 4F 是eIF4A-eIF4E-p220-mRNA复合物，特称为帽子结构结合蛋白复合物（CBPC），具ATP酶活力 l P220 促使eIF

6、4A在帽子结构附近寻找结合位,引导 eIF4F-mRNA复合物的生成。l eIF5 促使eIF4E 、eIF2、 eIF3离开48S起始复合物,引导60S大亚基与40S小亚基结合,生成80S起始复合物。l eIF6 加速失活的80S解离。 l 1、原核生物蛋白质生物合成的延伸因子l EFTu 形成AAtRNA-GTP-EFTU复合物，引导AAtRNA结合在核糖体的A位。l EFTs 协助EFTU形成AAtRNA-GTP-EFTu复合物。l EFG 移位因子，帮助移位过程的进行。 l EF1 促进AA-酰tRNA与核糖体结合l EF1 促使EF1 再循环l EF2 作用与原核生物的EF-G相似

7、l 1、原核生物蛋白质生物合成的终止和释放因子l RF1 识别UAA、UAG终止密码子l RF2 识别UAA、UGA终止密码子l RF3 加强RF1 和RF2 的作用l 2、真核生物蛋白质生物合成的终止和释放因子l RF 具有三种原核因子的功能返回 多肽链合成的起始 多肽链的延伸 多肽链终止和释放一、原核生物蛋白质合成的分子机制 （1）、70S核糖体的解聚（2）、30S核糖体IF1.3复合物的形成（3）、 30S核糖体起始复合物的形成（4）、 70S核糖体起始复合物的形成 起始RNA 可被E.coli 核糖体识别的不同S-D序列 （1）、氨基酸的进位（2）、转肽（3）、移位 E.coli 核糖

8、体中多肽链延伸事情的循环图解 使70S核糖体与mRNA复合物返回到延伸循环起点的三个步骤：脱酰基tRNA自P位点的脱离肽基-tRNA从A位点移到P位点 23SRNA的肽基转移中心核糖体向后移动，使下一密子进 入A位点该过程需要EFG的帮助 蛋白质合成的能量消耗为每个氨基酸至少需四个高能磷酸键，此外还需两个GTP，运于氨酰-tRNA合成中氨基酸的活化 肽链终止事件 多核糖体的电子显微图 E.coli色氨酸操纵子 真核mRNA的特征结构 43S前起始复合物的形成 43S起始复合物与mRNA的结合及40S核糖体亚基迁移至正确的起始密码子AUG 80S起始复合物的形成 真核生物中，延伸循环与原核生物中

9、非常相似。三个真核延伸因子称作eIF1、eIF、eIF2,它们具有与相应的细菌延伸因子EF-Tu、EF-Ts、EF-G类似的功能。 真核生物中一个称为eIF的释放因子识别所有的三个终止密码子 eIF2通过亚基的ser残基可逆磷酸化作用对其功能进行调节 链霉素嘌呤霉素白喉毒素蓖麻毒蛋白 蛋白折叠途径 多肽链的蛋白酶切割蛋白转运原核蛋白转运真核蛋白分类与转运分泌性蛋白和许多膜蛋白的合成与穿过内质网膜的转运相偶联线粒体蛋白的输入 真核中蛋白降解的通用途径蛋白酶体 返回 l一、氨基末端和羧基末端的修饰l氨基末端fMet 和 Met被切除,在50%的真核生物蛋白中,其翻译后氨基末端的氨基都要乙酰化,羧基

10、末端也被修饰。l二、信号肽的切除1530AAl三、氨基酸残基的修饰l 1、苏、丝、酪氨酸被磷酸化l 2、天冬、谷氨酸被羧化l 3、赖氨基酸被甲基化 l四、糖侧链的连接l 1、氮连寡糖 糖和Asn的氨相接l 2、氧连寡糖 糖和Ser The羟基相接 l五、异戊二烯基团的附加l六、附基的附加l七、蛋白酶水解修饰l八、二硫键的形成 返回 蛋白质的投递 蛋白质分类并转运到它们正确的位置的过程。一、分泌到胞外的蛋白质、整合到质膜和进入溶酶体的蛋白质，运转的前几步是相同的，起源于内质网。二、进入线粒体、叶绿体和细胞核有三种独特的运转过程。三、细胞质蛋白质仍然存在于细胞质 l 分泌到胞外的蛋白质、整和到质膜

11、和进入溶酶体的蛋白质，运转的前几步是相同的，起源于内质网，在氨基末端的信号肽的引导下进入内质网腔。l信号肽的特点：l 1、含有1015个疏水氨基酸l 2、疏水氨基酸前端近氨基末端有一个或多个正电荷的氨基酸l 3、在羧基一端有一个极性的短序列氨基酸。 Proteins are translocated to the ER lumenvia the guidance of their N-terminal signalsequences,which share three similar structural features. 信号肽指导真核蛋白进入内质网 l 1、糖基化蛋白是通过Asn与寡糖相

12、连,首先在内质网内形成核心寡糖,核心寡糖和蛋白质结合后,在内质网和高尔基体内被进一步修饰,其修饰的程度和蛋白质的投递有关。l 2、蛋白质通过运输小泡进入高尔基体，在高尔基体中加上O-连接寡糖，且对N连接寡糖进一步修饰。蛋白质被重新分类送至最终的目的地。l 3、在高尔基体内，区分分泌到胞外的蛋白质、整和到质膜和进入溶酶体的蛋白质的过程，不依赖信号肽而是依赖其结构。 l 在高尔基体内，磷酸转移酶可以识别寡糖链上的甘露糖并使之磷酸化，（磷酸转移酶磷酸化甘露糖的基础是它可以识别水解酶中的特征性结构“信号补丁”）。磷酸化甘露糖酶可以被高尔基体膜上的受体识别，含有这种受体-磷酸化甘露糖酶复合体的小泡在高尔

13、基体的背面出芽，并使它进入小泡，小泡内的低PH使受体-磷酸化甘露糖酶复合体解体，由泡内的磷酸酯酶水解磷酸基团，受体重新回到高尔基体，含有水解酶的小泡从分类小泡中出芽并被送进溶酶体。 An UDP-GlcNAc analog l 1、蛋白质的氨基末端有信号肽序列l 2、分子伴侣（伴侣蛋白）可以识别l 3、前体蛋白和细胞器膜上的受体识别，通过蛋白通道进入细胞器，在细胞器中被出去信号肽序列，在分子伴侣的帮助下形成空间结构。l 4、前体蛋白进入细胞器时，可以被ATP、GTP水解促进，也可以是通过跨膜的电化学势促进。 l 1、核糖体是在细胞核中组装的l 2、真核生物细胞分裂期间，核膜破裂，一旦细胞分裂完

14、成，核膜被重新建立，分散的核蛋白必须被重新输入进核中，为了重新输入，使蛋白进入核的信号顺序（核定位顺序 NLS）是不被切除的。核定位顺序 可以在蛋白质的任何部位。 l 3、对核的输入是由一批再细胞核和细胞质之间循环的蛋白质介导的。l 4、蛋白质包括：输入蛋白、和Ran(GTPase)。l 5、输入蛋白、形成一个杂二聚体，作为输核蛋白的可溶性受体， 亚基在细胞质中结合带有核定位顺序 NLS的蛋白质，这种核定位顺序 NLS的蛋白复合物锚泊在核孔处，然后在Ran(GTPase)的帮助下进入核内，结合带有核定位顺序 NLS的蛋白质解离，输入蛋白、被运出细胞核。 l 1、细菌可将一些蛋白质投递到膜内、膜

15、外、膜之间的外周空间和细胞外部介质。l 2、投递过程所需信号肽和真核生物的基本相似。l 3、蛋白质的“转运感受态”构象和“功能”构象。l 4、触发因子 膜蛋白的投递 l 1、某些蛋白质是由环境介质中输入进细胞的，如：LDL、转铁蛋白、多肽激素和最后要被降解的循环蛋白。l 2、这些蛋白的输入需要受体，而受体集中存在于内吞小窝的内隔膜中。l 3、内吞小窝用笼状蛋白组成的网格把它们包裹在细胞内侧。l 4、笼状蛋白形成紧密的多面体结构，当越来越多的靶蛋白结合后，笼状蛋白形成的网格也随之长大，直至内吞小泡出芽进入细胞质。 l 5、笼状蛋白很快被解外套酶除去 ，小泡和核内体融合l 6、核内体的PH被膜中的V-型ATPase活性降低，使受体易于和靶蛋白解离。l 7、一些病毒和毒素可以利用受体介导的内吞作用进入细胞，如：白喉毒素、霍乱毒素和流感病毒和HIV。返回