南京农大动物生物化学课件1

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1、第15章蛋白质翻译ProteinBiosynthesis(Translation)本章主要内容：翻译系统蛋白质生物合成的过程多肽链翻译后的修饰蛋白质的到位基因在原核和真核细胞中最终得到表达原料氨基酸，20种mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）”tRNA是原料氨基酸的“搬运工”rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机（操作台）1、蛋白质的翻译系统蛋白质翻译系统示意图mRNA是遗传信息的载体（载有遗传密码，geneticcode），是合成蛋白质的蓝图（模板），它以一系列三联体密码子（

2、codon）的形式从DNA转录了遗传信息。每个密码子代表一个氨基酸。mRNA占细胞总RNA的5-10%，不稳定，寿命短。原核的mRNA是多顺反子;真核的mRNA是单顺反子。1.1、mRNA，信使RNA遗传密码上世纪60年代，利用均聚核苷酸实验，破译了遗传密码。遗传密码为三联体（每三个碱基代表一个氨基酸），由5’到3’阅读，无间断。即使在少数重叠基因（如病毒）中，其开放阅读框架（readingframe）仍按此原则。密码有简并性（degeneracy），即一个氨基酸可由几个密码子表示；通用性，大多

3、数生物使用同样的遗传密码，但也会有所偏爱。一般起始密码为AUG。UAA，UAG和UGA为终止密码。遗传密码表原核tRNA有30-40种，真核有50-60种，含70-90个核苷酸，并有多种稀有碱基。tRNA是最小的RNA，占细胞总RNA的15%左右，其功能是搬运氨基酸和解读密码子。tRNA具有“四环一臂”和“三叶草”形的典型结构。注意：3’端CCA氨基酸受位和反密码子环1.2、tRNA，转运RNAtRNA的结构—“四环一臂”倒L形的三级结构tRNA的功能是解读mRNA上的密码子和搬运氨基酸tRNA

4、上至少有4个位点与多肽链合成有关：即3’CCA氨基酸接受位点、氨基酰-tRNA合成酶识别位点、核糖体识别位点和反密码子位点。每一个氨基酸有其自身的tRNA。氨基酸的羧基与tRNA的3’CCA-OH以酯键结合。氨基酸与mRNA相应的密码子正确“对号”须依赖于tRNA的反密码子。密码子与反密码子的配对方式变偶性——反密码子5’端的碱基与密码子的第三位配对不严格核糖体是rRNA与几十种蛋白质的复合体，有大、小两个亚基构成。含有合成蛋白质多肽链所必需的酶、起始因子（IF）、延伸因子（EF）、释放因子（R

5、F）等。原核的核糖体（70S）=30S小亚基+50S大亚基其中30S小亚基含16SrRNA和21种蛋白质50S大亚基含23S，5SrRNA和34种蛋白质真核的核糖体（80S）=40S小亚基+60S大亚基其中40S小亚基含18SrRNA和33种蛋白质60S大亚基含28S，5.8S，5SrRNA和45种蛋白质1.3、rRNA与核糖体（ribosome）rRNA只有4-5种占细胞RNA的大部分。图为原核生物的两种16SrRNA和5SrRNA的结构小亚基大亚基tRNA核糖体原核70S核糖体和真核80S核

6、糖体的结构和组成核糖体有4个基本功能1.容纳mRNA，并能沿着mRNA由5’——3’移动，由tRNA解读其密码；2.氨基酰位点（A位点），可结合氨基酰-tRNA（AA-tRNA）；3.肽酰基位点（P位点），可结合肽酰基-tRNA（肽-tRNA）；4.肽酰基转移酶中心，是形成肽键的位点等。所有参与合成多肽链的氨基酸都要激活，并由数十种高度专一的氨基酰-tRNA合成酶催化。该酶由两个识别位点，它们能识别特定的氨基酸和选择其所对应的tRNA，使两者连接起来（利用ATP）。反应如下：氨基酸的羧基与tRN

7、A的3’端CCA-OH以酯键相连，因此其氨基是自由的。2、蛋白质的生物合成过程2.1、氨基酸的活化氨基酸与tRNA的连接方式翻译起始时，第一个氨基酸一般是蛋氨酸，其氨基要甲酰化，予以保护。甲酰FH4甲酰基MettRNAfmetfMet-tRNA合成酶fMet-tRNA酯键首先IF3、IF1帮助30S小亚基与mRNA结合，IF2和GTP帮助甲酰甲硫氨酸-tRNA与AUG配对，接着IF3脱离，形成30S起始复合物。50S大亚基进入，IF1和IF2脱离，形成50S起始复合物，需要GTP。甲酰甲硫氨酸-

8、tRNA处于P位。2.2、起始复合物的形成起始密码AUG上游的S.D序列与16SrRNA3’端互补结合有利于30S起始复合物的形成一个嘌呤丰富区起始密码2.3、肽键的形成和延伸（注意新的AA-tRNA如何定位，第一个肽键如何形成，核糖体如何移动…）氨酰基tRNA进入A位新的氨基酸-tRNA的进位依赖EF-Tu和Ts因子的协助肽键的形成肽键的形成由肽酰基转移酶催化（此酶具有核酶的活性）原核生物肽链的延长核糖体沿着mRNA5’——3’方向移位EF-G因子和GTP参与空载的tRNA从E位点离开氨基酸进