蛋白质生物合成的机制ppt课件.ppt

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1、中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传递，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)。蛋白质合成过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。4.4蛋白质合成的生物学机制蛋白质合成的场所是核糖体,原料是20种L-氨基酸，tRNA则是模板与氨基酸之间的接合体，反应所需能量由ATP、GTP提供，此外还有Mg2+、K+等金属离子参与。蛋白质合成各阶

2、段的主要成分简表阶段必需组分1．氨基酸的活化20种氨基酸20种氨基酰-tRNA合成酶20种或更多的tRNAATP，Mg2+2．肽链的起始mRNAN-甲酰甲硫氨酰-tRNAmRNA上的起始密码子（AUG）核糖体小亚基核糖体大亚基GTP，Mg2+起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）3．肽链的延伸功能核糖体（起始复合物）AA-tRNA伸长因子GTP，Mg2+肽基转移酶4．肽链的终止ATPMRNA上的终止密码子释放因子（RF-1，RF-2，RF-3）5．折叠和加工参与起始氨基酸的切除、修饰等加工过程的酶4.4.1氨基酸的活化氨基酸

3、在掺入肽链前必须活化，在胞液中进行。氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰-tRNA的过程。活化反应在氨酰-tRNA合成酶的催化下进行。活化反应分两步进行：1、活化：AA-AMP-E复合物的形成E-CR1-C-O~P-O-CH2=OOH-O腺嘌呤OHOHONH2AA+ATP+EAA-AMP-E+PPiMg2+Mn2+2、转移AA-AMP-E+tRNA氨酰-tRNA+AMP+E高能酸苷键PPPCCAOC-C-ROHNH3+OH氨基酸活化的总反应式是：氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨酰-t

4、RNA+AMP+PPi20种氨基酸中每一种都有各自特异的氨酰-tRNA合成酶。氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性，它既能识别相应的氨基酸（L-构型），又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子；即使AA识别出现错误，此酶具有水解功能，可以将其水解掉。这种高度的专一性保证了氨基酸与其特定的tRNA准确匹配，从而使蛋白质的合成具有一定的保真性。氨酰-tRNA合成酶tRNAIle——携带Ile的tRNAIle-tRNAIle——异亮氨酰-tRNAIle4.4.2翻译的起始在模板mRNA编码区5’端形成核糖体-mRNA-起始t

5、RNA复合物,(甲酰)甲硫氨酸放入核糖体P位点。30S亚基能与mRNA结合(IF3参加，识别起始密码子AUG），在IF1参与下，30S-mRNA-IF3进一步与fMet-tRNAf、GTP结合，并释放IF3，形成30S复合物：30S-mRNA-fMet-tRNAf30S起始复合物与50S大亚基相结合，形成70S复合物时，消耗一分子GTP，并释放出IF1和IF2。IF不同形式MWGTP结合能力生物学活性IF-19500-无特异功能，但具有加强IF2和IF3的活性作用。IF-2IF-2aIF-2b11700085000+生成IF2

6、-GTP-fMet-tRNAfmet与前起始复合物结合形成30S三元复合物IF-3IF-3aIF-3β2066819997-1.使得30S与mRNA结合，形成前起始复合物。2.解离活性，使70S核糖体颗粒解离为30S和50S亚基。起始因子(Initiationfactor，IF）Ecoli三种:IF1IF2IF3IF的性质特点：现在已经知道作为多肽合成起始信号的密码子有两个，即甲硫氨酸的密码子(AUG)和缬氨酸的密码子(GUG)(极少出现)。在原核生物中,起始密码子AUG所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸。fM

7、et-tRNAf的形成Met-tRNAf+N10-甲酰FH4fMet-tRNAf+FH4甲酰化酶真核生物：Met-tRNAMet。真核生物无甲基化过程，起始氨基酸是Met,起始tRNA为tRNAiMetfMet-tRNAifMet图4-12翻译起始复合物的形成。(1)小亚基上16SrRNA3′端的(3′-UCCUCC-5′）和Shine-Dalgarno顺序（5′-AAACAGGAGG-3′原核生物mRNA上嘌呤区）互补，相互结合，使下游的AUG起始密码子定位在P位上。(2)核糖体结合位点也含有一个信号起始密码子（initia

8、tioncodon）－AUG。翻译时第一个密码子如何被识别的？4.4.3肽链的延伸延伸的三个阶段：⑴进位反应：主要是密码子-反密码子的识别；⑵转肽反应：肽链的形成；⑶移位反应：tRNA和mRNA相对核糖体的移动1、进位新的氨酰-tRNA进入A位。需要消耗GTP，并需EF-Tu