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分子生物学原理--蛋白质的生物合成课件

发布时间:2019-08-28 17:45 来源:未知 编辑:admin

  分子生物学原理--蛋白质的生物合成课件_幼儿读物_幼儿教育_教育专区。第十二章 翻译 ? 翻译:translation 即蛋白质生物合成。 ? 把核酸中四种符号(AGCT/U)组成的遗 传信息,以遗传密码破读的手段转变 为蛋白质的氨基酸排列顺序的过程。 2019/8/

  第十二章 翻译 ? 翻译:translation 即蛋白质生物合成。 ? 把核酸中四种符号(AGCT/U)组成的遗 传信息,以遗传密码破读的手段转变 为蛋白质的氨基酸排列顺序的过程。 2019/8/27 分子生物学原理 第一节、参与蛋白质合成的物质 ? 各种RNA、核糖体、氨基酸、酶 ? 起始阶段:起始因子 ? 延长阶段:延长因子 ? 终止阶段:核糖体释放因子 2019/8/27 分子生物学原理 一、 mRNA是翻译的模板 ? 原核生物的一种mRNA往往编码几种功 能相近的蛋白质。 ? 真核生物的mRNA比原核生物多,但一 个RNA分子一般只带有一种蛋白质的编 码信息。 2019/8/27 分子生物学原理 遗传密码的特点 ? 连续性(commaless):密码之间没有间断 ? 简并性(degeneracy): 大多数氨基酸有2~6个密码 ? 摆动性(wobble):密码的第三位碱基与反 密码的第一位碱基配对不严格 ? 通用性(universal):全世界生物共用 2019/8/27 分子生物学原理 连续性 GCAGUACAUGUC 不连续的读法: GCA CAG 密码之间没有 核苷酸间断 AGU GUA …………. 2019/8/27 分子生物学原理 ? 除了色 氨酸和 蛋氨酸 外,其 余氨基 酸均有2 -6个三 联体为 其编码。 2019/8/27 简并性 * 分子生物学原理 摆动性 ? 密码与反密码配对辨认 时,有时并不完全按照 碱基互补规律。尤其是 密码的第三碱基对反密 码的第一位碱基,更常 出现这种摆动现象。 C-G-I 反密码子 G-C-C 密码子 mRNA 密码子 t R N A 反 密 码 碱 基I U C m R N A 密 码 碱 基 A , C , U A , G C , G , U 2019/8/27 分子生物学原理 通用性 除了动物细胞中的线粒体和植物细胞中的叶绿体外, 从最简单的病毒、原核生物到人类都使用一套遗传密 码。 2019/8/27 分子生物学原理 二、核糖体是肽链合成的场所 ? 氨基酸首先在 核糖体内合成 蛋白质,再输 送至细胞其它 组分中。 ? 核糖体由大、 小亚基构成。 亚基中含有不 同的蛋白质和 RNA。 2019/8/27 分子生物学原理 二、核糖体是肽链合成的场所 ? 大亚基: ? tRNA结合位点: P位:给出AA,释放 tRNA A位:接受tRNA-AA ? 转肽酶,合成肽键 ? 转位酶 ? 小亚基: ? 识别起始位点 ? 与mRNA形成复合物 2019/8/27 分子生物学原理 2019/8/27 分子生物学原理 三、tRNA和氨基酰tRNA ? tRNA在蛋白质翻译中起接合的作用。 ? tRNA的氨基酸臂上携带氨基酸。 ? tRNA分子的反密码环与mRNA上的密码配 对。 ? 密码-反密码-氨基酸三联体保证了翻译的 准确性。 2019/8/27 分子生物学原理 氨基酰-tRNA的生成 ? 氨基酰-AMP-E + tRNA ?氨基酰-tRNA + AMP + E ? 氨基酸+ATP-E ? 氨基酰-AMP-E + PPi ? E : 氨基酰-tRNA合成酶,具高度专一性 1 . 存在于胞质中 2 . 需ATP供能, 需Mg++, Mn++ 3 . 有二个识别位点 2019/8/27 分子生物学原理 氨基酰-tRNA的书写 ? Arg-tRNAarg ? Met-tRNAmetm ? fMet-tRNAmetf ? 原核生物起始密码子需要在 Met-tRNAmetf上进行甲酰化, 而真核生物不需要。 ? Met-tRNAmetf+FH4-CHO 转甲酰基酶 fMet-tRNAmetf 2019/8/27 分子生物学原理 第二节、蛋白质生物合成过程 ? 起始 ? 延长 ? 终止 2019/8/27 分子生物学原理 原核生物的翻译起始 ? 起始因子(IF):胞液中的可溶性因子。 已知有三种: IF-1:促进IF-3与小亚基结合 IF-2:使 fMet-tRNAmetf 与小亚基结合 IF-3:使大小亚基分离 ? 核糖体结合序列:原核生物的mRNA有一 非常保守的序列,与核糖体的16S-rRNA结 合,引导mRNA进入核糖体,这样的序列 称为S-D序列,也叫核糖体结合序列。 2019/8/27 分子生物学原理 核糖体结合序列 2019/8/27 分子生物学原理 原核生物起始过程 70S核糖体+IF3+IF1 30S小亚基?IF3 ?IF1 + 50S大亚基 fmet-tRNAfmet+GTP+IF2 fmet ?tRNAfmet ?IF2 ?GTP +mRNA 30S ?mRNA ?fmet ?tRNAfmet ?GTP ?IF1 ?IF2 ?IF3 +50S -IF1,IF2,IF3,GDP+Pi 70S ?mRNA ?fmet ?tRNAfmet 70S起始复合物 ? fmet-tRNAfmet先形成fmet ?tRNAfmet ?IF2 ?GTP,再与 小亚基和mRNA形成复合物 ,最后形成70S起始复合物。 ?A位P20位1空9/8为/缺27m。RNA上的AUG及分f子m生et物?学tR原理NAfmet 所占据 , 原核生物起始过程 2019/8/27 分子生物学原理 真核生物的翻译起始 ? 起始因子(eIF):有10种 ? 起始甲硫氨酰tRNAmet无甲酰化 ? mRNA结构有所不同 ? 核糖体有所不同 ? 原核生物与真核生物的翻译起始比较 2019/8/27 分子生物学原理 线 分子生物学原理 二、肽链的延长 ? 核糖体循环:翻译过程中的肽链延长, ? 延长因子:延长过程所需的蛋白质因子 称 (EF)。 ? 核糖体循环分为注册、成肽和转位三个 步骤。 2019/8/27 分子生物学原理 二、肽链的延长 原核生物 功能 EF-Tu EF-Ts EF-G 协助氨基酰-tRNA 进 入 A 位, 结合 GTP 转位酶, 协助 mRNA 前移,由 A 位进至 P 位; 释放 tRNA 线 分子生物学原理 注册 ? 注册:氨 基酰-tRNA 根据遗传 密码的指 引,进入 核糖体的 A位。 2019/8/27 mRNA 分子生物学原理 成肽和转位 ? 成肽由转肽酶催化,反应在A位上进行, 即P位上的蛋氨酸退位到A位成肽。成肽 后无负载的tRNA从核糖体上脱落下来。 ? 转位:在A位上的肽连同mRNA从A位进入 P位。由转位酶催化。这实际上是肽tRNA-mRNA与核糖体位置的相对变更。 ? 注册、成肽和转位三个步骤多次反复, 肽链就不断延长。 2019/8/27 分子生物学原理 2019/8/27 分子生物学原理 三、肽链合成的终止 肽链合成终止包括: ? 终止密码的辨认 ? 肽链从肽-tRNA上水解 ? mRNA从核糖体中分离 ? 核糖体大小亚基的拆分 2019/8/27 分子生物学原理 三、肽链合成的终止 ? 释放因子RF: 终止过程中的蛋白质因子 辨认终止密码 促进肽链C端与tRNA 3’-OH酯键的水解, 使肽链从翻译中的核糖体上释放下来。 ? RF-1:UAA和UAG; ? RF-2:UAA和UGA; ? RF-3:结合GTP,促进RF-1和RF-2对核糖体 的结合。 2019/8/27 分子生物学原理 翻译的终止过程 ? 当翻译到A位出现mRNA的终止密码时, 由RF-1或RF-2识别终止密码,进入A位。 ? 释放因子的结合诱导核糖体上的转肽酶 将合成的肽链转移到水分子,将P位上肽 链从tRNA分离出来。 ? 通过GTP水解GDP及Pi,使残留在核糖体 上的tRNA和各种释放因子脱离,最后核 糖体从mRNA上脱落下来。 2019/8/27 分子生物学原理 翻译的终止示意图 2019/8/27 分子生物学原理 翻 译 的 终 止 示 意 图 2019/8/27 分子生物学原理 翻译的终止示意图 2019/8/27 分子生物学原理 多聚核糖体 ? 在一条mRNA上常 有多个核糖体呈 串珠状排列,核 糖体是以多核糖 体形式存在。 ? 多核糖体的形成 是由于一条mRNA 链上多个部位有 核糖体在进行蛋 白质合成,这样 可以大大加速蛋 白质合成的速度, mRNA得到充分的 2019利/8/2用7 。 分子生物学原理 翻译全过程 起始 2019/8/27 IF-1 IF-2 GTP IF-3 fMet 分子生物学原理 翻译全过程 核糖体循环 IF-1 IF-2 GTP IF-3 fMet 2019/8/27 fMet 分子生物学原理 翻译全过程 核糖体循环 fMet 2019/8/27 fMet 分子生物学原理 翻译全过程 终止 IF-1 IF-3 2019/8/27 分子生物学原理 核糖体循环 2019/8/27 原核生物中: 复制、转录、翻译同步, 多肽合成后,进入大亚 基的管腔内,经滑面内 质网进高尔基体,进行 后加工。 分子生物学原理 翻译后加工 ? 翻译后加工: posttranslational procession ? 蛋白质合成后,还必须进行后加工, 才能表现出生理活性,这些蛋白质的 修饰过程称为翻译后加工。 2019/8/27 分子生物学原理 翻译后加工 ? 去除N-甲酰基或N-蛋氨酸 ? 个别氨基酸的修饰 ? 亚基聚合 ? 辅基连接 ? 水解修饰 ? 分泌性蛋白质 2019/8/27 分子生物学原理 去除N-甲酰或N-蛋氨酸 ? 由脱甲酰基酶或氨基肽酶催化 ? 可与翻译同步 2019/8/27 分子生物学原理 个别氨基酸的修饰 ? 脯氨酸?羟脯氨酸 ? 赖氨酸?羟赖氨酸 ? 磷酸化:Ser、Thr、Tyr ? 二硫键的形成: 空间相邻的二个Cys氧化而成 2019/8/27 分子生物学原理 亚基聚合 ? 具有四级结构的蛋白质由两条以上肽链 通过非共价键聚合,形成寡聚体,才有 生物活性。 ? Hb:?2?2 ? PKC:R2C2 2019/8/27 分子生物学原理 辅基连接 ? 蛋白质分为单 纯蛋白质和结 合蛋白质两类。 ? 如糖蛋白、脂 蛋白等都需要 加工后才能生 成。 2019/8/27 分子生物学原理 水解修饰 ? 在真核 生物中,往往会有一条已合成的 多肽链经翻译后加工产生多种不同活性 的蛋白质或肽。 信号肽 POMC 2019/8/27 103肽 ACTH ?-MSH 分子生物学原理 ?-LT ? -MSH Endophin 分泌性蛋白质 ? 分泌蛋白质: 合成后分泌到血液循环中,或再 到靶细胞去发挥功能的蛋白质。 ? 信号肽:具疏水性的肽段,可使蛋白质移向细 胞膜并与细胞膜结合,然后将合成的蛋白质送 出细胞。 ? 大多数分泌性蛋白质是一种蛋白质前身。 ? 肽类激素、血浆蛋白、凝血因子、抗体蛋白、 蛋白酶等 2019/8/27 分子生物学原理 第四节、抗生素对翻译的抑制作用 ? 抗生素一般是细菌或真菌所产生的具有 抑制其它生物生长的物质。 ? 抗生素因具有杀菌或抑制细菌生长的作 用而被广泛用于临床,部分用于科研。 ? 某些抗生素可抑制翻译 2019/8/27 分子生物学原理 四环素 ? 抑制起始氨基酰-tRNA与原核生物或真核 细胞的核糖体小亚基的结合而抑制翻译 ? 由于不能透过真核细胞膜,故只能对原 核细胞的翻译过程发生抑制。 2019/8/27 分子生物学原理 氯霉素 ? 能与原核生物的核糖体大亚基结合,抑 制转肽酶活性而阻断翻译的延长过程。 2019/8/27 分子生物学原理 链霉素和卡那霉素 ? 能与原核生物核糖体小亚基结合,改变 其构象,引起读码错误,使毒素类的细 菌蛋白失活。 ? 结核杆菌敏感 2019/8/27 分子生物学原理 嘌呤霉素 ? 结构与酪氨酸-tRNA相似,从而取代一些 氨基酰-tRNA进入翻译进入翻译中的核糖 体的A位。 ? 对原核和线 分子生物学原理 放线菌酮 ? 抑制核糖体转肽酶 ? 只对真核生物有特异性作用 ? 用于科研 2019/8/27 分子生物学原理 白喉毒素 ? 白喉杆菌产生 ? 对真核生物有剧毒的毒素蛋白质 ? 共价修饰EF-2,生成EF-2的腺苷二磷酸核 糖衍生物,使EF-2失活。 2019/8/27 分子生物学原理 抗生素对翻译的抑制作用 链霉素和卡那霉素 四环素族 嘌呤霉素 2019/8/27 氯霉素 放线菌酮 分子生物学原理 小结 相 关 的 三 个 三 2019/8/27 ? 翻译中的三种RNA: m RNA、t RNA、r RNA ? 对RNA的讨论共有三次 1. 结构上 2. 生物合成 3. 功能上 ? 翻译的三个过程: 1. 起始 :IF 、eIF 2. 延长:EF 3. 终止:RF、RR 分子生物学原理

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