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1、第六章蛋白质生物合成---翻译及翻译后过程一、蛋白质生物合成转录(transcription)翻译(translation)基因(DNA,nucleotidesequence)RNA(nucleotidesequence)蛋白质(protein,aminoacidsequence)蛋白质生物合成材料模板:mRNA(场所:rRNA(ribosomeRNA)运输工具:tRNA(transferRNA)CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAG5’3’Geneticcodon翻译是沿着mRNA分子5′→3′方向进行
2、MessageRNA)蛋白质生物合成多肽链的形成多核糖体蛋白质生物合成需要掌握的几个概念,定义mRNA:阅读框架(readingframes),开放阅读框架(openreadingframes,ORF)原核生物:S—D序列,多顺反子mRNA真核生物:帽子结构,Kozak序列,单顺反子mRNA二、蛋白质合成后的折叠与修饰加工(一)蛋白质的折叠(PROTEINFOLDING)蛋白质一级结构三级结构蛋白质的折叠从核糖体上释放出来的多肽链,按照一级结构中氨基酸侧链的性质,进行卷曲,形成一定的空间结构细胞内的蛋白质折叠与组装:在胞浆、线粒体或
3、内质网(endoplasmicretinum,ER)内质网中的蛋白质折叠内质网(endoplasmicreticulum;ER):真核细胞细胞质内广泛分布的由膜构成的扁囊、小管或小泡连接形成的连续的三维网状膜系统。分为糙面内质网和光面内质网两种。粗糙型内质网:膜上附着核糖体颗粒功能是合成蛋白质大分子,并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。光滑型内质网:没有核糖体附在上面功能与糖类和脂类的合成、解毒有关,并且还具有运输蛋白质的功能。分子伴侣的发现:Laskey等(1987)研究非洲爪蟾核小体形成时发现一种酸性核蛋白——nucl
4、eoplasmin。实验:在生理离子强度下,体外把DNA与组蛋白混合在一起,不能自我组装,而是形成沉淀。如果把组蛋白与过量nucleoplasmin混合,再加入DNA,则可形成核小体结构,而且最终形成的核小体中没有nucleoplasmin。结论:它在DNA与组蛋白装配成核小体时是必需的。据此Laskey称它为“分子伴侣”。分子伴侣(Molecularchaperone)的发现,说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的,而不是自发进行的。内质网具有多种能加速新合成蛋白折叠蛋白质伴侣蛋白Bip,钙连接蛋白(calnexin),
5、钙网蛋白(calreticulin),蛋白质二硫键异构酶,肽基脯氨酰异构酶(peptidylprolylisomerases,PPI)内质网腔中的Bip-ATP复合物能与肽链中疏水氨基酸(Trp,Phe及Leu等)结合,使该肽段保持伸展状态。Bip有ATP酶活力,ATP水解产能并从肽段上解离,肽段迅速折叠.若折叠不正确,Bip-ATP复合物能重新与它结合,重复上述过程,直到肽段正确折叠为止.如,糖蛋白的糖链合成始于内质网.肽链边合成,边糖基化,边折叠.内质网中的蛋白质折叠未折叠或错误折叠的蛋白质留在内质网,永久地与内质网伴侣蛋白结合
6、在一起,不能进行转运。内质网内的泛素化机制----泛素介导的蛋白酶解泛素C-terminalGly的羧基能与蛋白质中Lys残基的ε氨基形成肽键,使泛素与蛋白质共价结合.未折叠或错误折叠的蛋白质的去向错误折叠的蛋白质会被内质网中甘露糖苷酶(mannosidase)生成的一种“聚糖密码(glycancode)”所标记。然后,锚定在内质网膜上的泛素连接酶会破译该“密码”,需要被降解的蛋白质被转运出内质网,经由泛素化途径被26S蛋白酶体降解掉,该过程也被称为内质网相关的降解途径(ER-associateddegradation,ERAD)。
7、未折叠或错误折叠的蛋白质的去向泛素连接酶蛋白的变异体蛋白Parkin与青少年帕金森氏病(juvenileParkinson’sdisease)有关。表达缺陷型的Parkin蛋白可以导致Pael-R蛋白在内质网中聚集,继而导致多巴胺能神经元变性,形成帕金森氏病。参与蛋白质折叠的两类蛋白质-助折叠蛋白1)折叠酶(foldingenzymes,foldases)例如蛋白质二硫键异构酶可以识别和水解非正确配对的二硫键,使它们在正确的半胱氨酸残基位置上重新形成二硫键2)分子伴侣(Molecularchaperone)分子伴侣是指细胞内一类能介
8、导其他蛋白正确装配,其自身却不是具有功能的特殊的蛋白质分子功能:促进多种多肽链的折叠或者阻止多肽的错误折叠。和部分折叠或没有折叠的蛋白质分子结合,稳定其构象,免遭其它酶的水解或促进蛋白质折叠成正确的空间结构。细胞内帮助新生肽链正确组装