生物化学：第十一章蛋白质生物合成学习PPT教案.pptx

第十一章
蛋白质生物合成

遗传信息传递的中心法则遗传信息流动示意图蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再具体转译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。

翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。蛋白质的合成机制的复杂性20种氨基酸(AA)作为原料
酶及众多蛋白因子，如IF、EF、RF
供能物质（ATP、GTP）、无机离子等第一节蛋白质合成体系mRNA(messengerRNA)是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。从mRNA5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个蛋白质多肽链，称为开放阅读框(openreadingframe,ORF)。原核细胞mRNA的结构特点真核细胞mRNA的结构特点遗传密码mRNA上的遗传密码标准的通用遗传密码表遗传密码特性
a连续性；
b简并性；
c通用性；
d方向性；
e摆动性。a.遗传密码的连续性(commaless)基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshiftmutation)。b.简并性(degeneracy)c.通用性(universal)d.方向性(direction)：e.摆动性(wobble)密码子与反密码子的配对关系密码子与反密码子的摆动配对氨基酸臂tRNA在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中mRNA模板上。tRNA的三级结构示意图氨基酸的活化与携带反应由氨基酰tRNA合成酶催化。
特定的tRNA与相应的氨基酸结合，生成氨基酰tRNA，从而由tRNA携带活化的氨基酸参与蛋白质的生物合成。tRNA与酶结合的模型氨基酰tRNA合成酶催化的反应第二步：连接反应氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性（只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸）。
氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proof-readingactivity)，能水解错误活化的氨基酸。
氨基酰-tRNA的表示方法：
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet能够识别mRNA中5′端起始密码AUG的tRNA是一种特殊的tRNA，称为起始tRNA。
在原核生物中，起始tRNA是一种携带甲酰蛋氨酸的tRNA，即fMet-tRNAifmet；而在真核生物中，起始tRNA是一种携带蛋氨酸的tRNA，即Met-tRNAimet。
在原核生物和真核生物中，均存在另一种携带蛋氨酸的tRNA，识别非起动部位的蛋氨酸密码AUG。核蛋白体是多肽链合成的场所，是由多种rRNA与蛋白质组装形成的复合体。核蛋白体的组成结构a．与模板mRNA和起始tRNA结合位点：主要与小亚基有关。
b．三个不同的tRNA结合位点：
A位：又称受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；由大、小亚基成分构成。
P位：又称给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合；由大、小亚基成分构成。
E位：又称排出位，空载tRNA脱离核蛋白体前的结合位点；主要由大亚基成分构成。原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式c.转肽酶活性：将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA，形成肽键；由大亚基成分构成。
d.GTPase活性：水解GTP，获得能量；分别由大、小亚基成分构成。
e.起动因子、延长因子及释放因子的结合位点：分别由大、小亚基成分构成。在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上，同时进行翻译，但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。
由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多聚核蛋白体（polysome）。多聚核蛋白体示意图四、辅助因子真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子与多肽链合成起始有关的蛋白因子称为起始因子（initiationfactor，IF）。
原核生物中存在3种起始因子，分别称为IF1-3.在真核生物中存在9种起始因子（eIF）。
IF的作用主要是促进核蛋白体小亚基与起始tRNA及模板mRNA结合。原核和真核生物中各种起始因子的生物功与多肽链合成的延伸过程有关的蛋白因子称为延长因子（elongationfactor，EF）。
原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS，EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。
EF的作用主要促使氨基酰t