蛋白质生物合成

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1、蛋白质的生物合成（翻译）第十五章ProteinBiosynthesis(Translation)●遗传密码——三联子●tRNA的结构、功能与种类●核糖体的结构与功能●蛋白质合成的过程●蛋白质的运转机制Contents本章内容生物信息的传递—从mRNA到蛋白质翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。第一节蛋白质的合成体系20种氨基酸(AA)作为原料20多种酶及众多蛋白因子，如IF、eIFATP、GTP、无机离子参与蛋白质生物合成的物质三种RNAmRNA（messengerRNA,信使RNA）rRNA（rib

2、osomalRNA,核糖体RNA）tRNA（transferRNA,转移RNA）蛋白质合成的场所（工厂）是核糖体；运输氨基酸到模板上的是tRNA—适配器；模板是mRNA；氨基酸变为活化态与tRNA共价结合形成氨酰tRNA，催化这个过程的酶叫氨酰tRNA合成酶。一、mRNA及遗传密码mRNA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。（一）mRNA（二）遗传密码——三联体密码在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。1、密码子（codon）2、三联体密码的破译mRNA5′AUCGA

3、CCUGAGC3′420(×)mRNA5′AUCGACCUGAGC3′42=1620(×)mRNA5′AUCGACCUGAGC3′43=6420(√)核甘酸序列氨基酸序列（1）以均聚物为模板指导多肽的合成1961Nirenberg和MatthaeipolyU------编码PhepolyC------编码PropolyA------编码Lys三联体密码破译的实验依据♪人工合成多种三核苷酸（UUU、UCU、UGU等）做为模板♪与含核糖体、20种AA-tRNA和适当离子强度的反应液保温♪利用结合核糖体的AA-tRNA能被吸附的性质，可与未结合的tRNA分开♪分析留在滤膜上的核糖体中的A

4、A-tRNA和其相应的模板，即可确定编码特定氨基酸的密码子三联体密码破译的实验依据（2）核糖体结合技术：以随机共聚物指导多肽的合成：以随机共聚物A、C为模板，任意排列可出现8种三聚体，获得六种氨基酸组成的多肽。以特定的共聚物为模板指导多肽的合成：以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽，如PolyUG模板，合成产物为Lys和Val；以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成的多肽。三联体密码破译的实验依据（3）化学法和酶法相结合：遗传密码表1965年完成终止密码(terminationcodon)：UAA、UAG、UGA3个不编码aa的，为终止密码，不能被tRNA阅读，只被

5、肽链释放因子识别。起始密码(initiationcodon)：AUG编码甲硫氨酸（原核为甲酰甲硫氨酸），为起始密码，常用。少数原核生物是GUG（缬氨酸）：极少用。3、起始密码子和终止密码子4、开放读码框架（openreadingframe,ORF)mRNA链上，从5’至3’，以AUG为起点，每三个碱基作为一个密码子连续阅读，直至出现终止密码子，AUG至终止密码子之间称为ORF。…AUGACAUGCUAUGGUAAUUAA……AUGCUCAAGUAAU…5、遗传密码的特点（1）方向性(directional)翻译时遗传密码的阅读方向是5’→3’，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始

6、，按5’→3’的方向逐一阅读，直至终止密码子。NC肽链延伸方向5′3′读码方向（2）连续性(non-punctuated)密码是无标点和不重叠的。编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉。通常从一个正确起点（AUG）开始，3个一组，一个不漏的读下去至终止密码。5’…….AUGGCAGUACAU……UAA3’AlaValHisMet终止密码基因损伤引起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)。缬脯苏天冬缬丙酪甘缬丙丝精（3）简并性(degenerate)一种AA可具有2个或2个以上

7、的密码子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并性。除Trp和Met仅有1个密码子外，其余AA均有2个或多个密码子为其编码。为同一种AA编码的各密码子称为同义密码子。如：UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG都编码Leu意义：①DNA碱基有较大变化时，仍保持多肽链中AA顺序不变。②减少有害突变，保证了物种的稳定性。各种氨基酸的密码子数目（4）通用性(universal)从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用