第二章 酶工程-酶的发酵生产ppt课件.ppt

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1、第二章酶的发酵生产第一节酶生物合成的基本理论一、中心法则1958年Crick：DNARNA蛋白质转录翻译ATCGAUCG43=64遗传密码氨基酸折叠密码二、RNA的生物合成——转录RNA的种类dsRNA:某些病毒遗传信息载体催化活性RNA：催化作用tRNA：氨基酸载体rRNA：与蛋白质共同组成核糖体mRNA：蛋白质合成模板sRNA：分子修饰、代谢调节作用（一）RNA的种类和主a要功能以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在依赖DNA的RNA聚合酶作用下，生成RNA的过程。（二）转录RNA+4nPPinATPnGTPnCTPnUTPDNA模板，Mg2+/Mn2

2、+RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶：MW=5x105（三）RNA聚合酶全酶：由ββ’αωσ组成，识别转录起始位点，与DNA上的启动基因结合，使转录开始。核心酶：由ββ’αω组成，进行核苷酸链的延伸。真核生物RNA聚合酶：三种聚合酶种类RNA聚合酶IRNA聚合酶IIRNA聚合酶III别名rRNARNA聚合酶不均一RNA聚合酶小分子RNA聚合酶存在位置核仁核仁核之相对分子质量/103550600600催化反应产物rRNAmRNAtRNA5SrRNARNA生物合成的起始位点在DNA的启动基因（启动子)上（四）转录的起始起始阶段的重要问题是RNA聚合酶与DNA的启

3、动基因的相互作用，起始阶段包括：全酶的形成酶与模板结合酶与启动基因结合模板DNA局部变性转录开始RNA转录泡，17bpDNA5’3’5’3’活性中心RNA-DNA杂交体，8bp重旋解旋酶的移动方向（五）转录的延伸模板DNA分子上每个基因或每个操纵子都含有一个终止信号——终止子。当RNA聚合酶转录到达这个信号时，合成的RNA分子以及聚合酶与模板DNA分离，RNA链的合成便被终止。（六）转录的终止5’ρATP→ADP+PiRNA聚合酶终止子1.剪切反应2.剪接反应3.末端连接反应：（七）RNA前体的加工tRNA3’-末端加上CCA-OH尾巴在mRNA的5’-末

4、端加上“帽子”结构5’-m7GpppNmpNp在mRNA的3’-末端连接polyA尾巴tRNA5’-末端加上甲基鸟苷酸核苷修饰反应二、蛋白质的生物合成——翻译以mRNA为模板，以各种氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合成多肽链的过程，称为翻译。DNAaRNA蛋白质转录翻译ATCGAUCG43=64遗传密码氨基酸遗传密码的简并性：密码子5’-XYZ-3’反密码子3’-X’Y’Z’-5’61种密码——20种氨基酸遗传密码的通用性密码子与反密码子的相互作用：mRNAtRNACrick根据立体化学原理，于1966年提出了摆动假说：密码子

5、与反密码子的配对中，前两对严格按照碱基配对原则，而第三对碱基则可以有一定自由度地摆动，所以，某些tRNA的反密码子可以识别一个以上的密码子。1.氨基酸活化生成氨酰-tRNAaa＋tRNA+ATPaa-tRNA+AMP+PPi氨酰-tRAN合成酶大肠杆菌，肽链合成的第一个氨基酸都是甲酰甲硫氨酸：Met＋tRNAF+ATP→Met-tRNAF+AMP+PPi甲酰转移酶fMet-tRNA2.肽链的合成起始30s亚基IF-3mRNAmRNAGTP-IF-2-fMet-tRNAfMRA50s亚基IF-1+IF-2+IF-3GDP+PifMet3.肽链的延伸mRNAf

6、Metaa2fMetfMetaa1aa1EF-TGTP*aa1EF-TGDP+Piaa1aa1aa1fMettRNA2+EF-G+GDP+Pi+EF-G+GTP+EF-T+GDP+Piaa2+EF-T+GTP+EF-G+GTPtRNA1EF-GGDP+Piaa2fMetfMetaa2aa1fMet4.肽链的终止终止密码子：UAA,UAG,UGA释放因子（ReleaseFactor）:RF-1：UAA,UAGRF-2：UAA,UGA5.翻译后加工去除甲酰基去除N-末端的氨基酸肽链折叠三、酶生物合成的调节转录水平的调节转录产物的加工调节翻译水平的调节翻译产物的

7、加工调节酶降解调节组成酶：DNA酶，RNA酶，糖酵解途径的酶调节酶：适应酶，β-半乳糖苷酶（诱导酶）酶的类型酶合成的调节控制1960年Jacob和Monod提出的操纵子学说调节基因：产生阻遏蛋白启动基因操纵基因：与阻遏蛋白结合结构基因：蛋白多肽链产物操纵子1.RNA聚合酶结合位点2.cAMP及其受体蛋白复合物（cAMP-CRP）结合位点（一）操纵子学说…RPOS1S2……DNA调节基因启动基因操纵基因结构基因与阻遏蛋白结合1.RNA聚合酶结合位点2.cAMP及其受体蛋白复合物（cAMP-CRP）结合位点产生阻遏蛋白mRNA操纵子原核生物中操纵子的类型1.诱

8、导型操纵子：乳糖操纵子2.阻遏型操纵子：色氨酸操纵子（二）原核生物