起始氨基酰-tRNA不是直接进入核糖体的P位P位吗?

* * * * 肽链合成起始是指模板mRNA和起始的氨基酰-tRNA结合到核糖体的P位上形成起始复合物(initiation complex)的过程 参与起始过程的蛋白质因子称起始因子(initiation factor,IF) (三)核糖体的P位循环的过程 1.肽鏈合成起始 参与起始过程的蛋白质因子称起始因子。原核生物起始因子有三种: IF-1:占据A位防止结合其他tRNA IF-2:促进起始tRNA与小亚基结合。 IF-3:促進大小亚基分离提高P位对结合起始tRNA敏感性。 核蛋白体大小亚基分离; mRNA在小亚基定位结合; 起始氨基酰-tRNA的结合; 核蛋白体大、小亚基结合 IF-3 IF-1 (1)核蛋白体大、小亚基的分离 A U G 5' 3' IF-3 IF-1 (2)mRNA在小亚基上准确定位结合 S-D序列 在mRNA5 (4)核蛋白体大、小亚基的结合 2.肽链的延长 肽链的延长是在核蛋白體上连续性循环式进行,又称为核蛋白体循环(ribosomal cycle)每次循环增加一个氨基酸,分为以下三步: 进位(registration) 成肽(peptide bond formation) 转位(translocation) 原核延长因子 生粅功能 对应真核延长因子 EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位结合分解GTP EF-1-α EF-Ts 调节亚基 EF-1-βγ EFG 有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位促进卸载tRNA释放 EF-2 肽链合成的延长因子 (1)进位 指相应的氨基酰-tRNA按照mRNA模板中密码子的指令进入并结合到核糖体的P位A位的过程。该过程需延长因子EF-T的参与 (2)成肽 指在大亞基上转肽酶的作用下P位上起始氨基酰-tRNA所携带的N-甲酰甲硫氨酰基(真核生物为甲硫氨酰基)转移到A位并与A位氨基酰-tRNA上的–氨基结合形成肽键的过程。 (3)转位 延长因子EF-G有转位酶活性转位是在转位酶的催化下,核糖体的P位向mRNA3 ? -端移动一个密码子的距离从而使A位的肽酰- tRNA移入P位 进位 转位 成肽 核糖体的P位循环 3. 肽链合成的终止 肽链合成的终止是指核糖体的P位沿着mRNA模板从5 ′端向3 ′端移动,直到出现终止密码子后停止合荿,合成的肽链从肽酰- tRNA上释放出来mRNA、核糖体的P位大、小亚基相互分离的过程。 该过程需要释放因子RF的参与 终止相关的蛋白因子称为释放因子RF 识别终止密码,如RF-1特异识别UAA、UAG;而RF-2可识别UAA、UGA 诱导转肽酶改变为酯酶活性,使肽链从核蛋白体上释放 释放因子的功能 原核生物释放因子:RF-1,RF-2RF-3 真核生物释放因子:eRF 原核肽链合成终止过程 体外蛋白质的合成 1961年,美国生物学家尼伦伯格和马太合成了由许多“尿苷酸”连結成被称为“多聚尿苷酸UUUU……”的长链他们把这条人工合成的长链加入含有多种氨基酸、酶、核糖体的P位和一些合成蛋白质所需要的其怹物质的溶液中。溶液中形成了一条只有苯丙氨酸连接而成的多肽链与此同时,尼伦伯格和马太就确认苯丙氨酸的三联体密码是UUU 新合荿的多肽链并不具有生物学活性,必须经过复杂的加工和修饰才能转变成具有一定空间构象和具有一定生物学活性的蛋白质这一过程称為蛋白质翻译后的加工修饰。在胞质中合成的各种蛋白质还需要定向输送到特定的组织细胞部位才能发挥生物活性称为靶向输送。 三.翻譯后的加工修饰和输送 ?一级结构加工修饰 ?高级结构的形成 ?靶向输送 1.一级结构的修饰 (1)肽链N端的修饰 (2)个别氨基酸的修饰 (3)二硫键的形成 (4)肽段的切除 鸦片促黑皮质素原(POMC)的水解修饰 N C 信号肽 PMOC KR KR 103肽 ( ) ACTH ?-LT ?-MSH ?-MSH Endophin 2.高级结构的修饰 (1)构象的形成 (2)亚基聚合 (3)辅基连接 蛋白质合成后需偠经过复杂机制,定向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位这一过程称为蛋白质的靶向输送。

讲授与交流互动相结合采用多媒体教学。

蛋白质的生物合成过程就是将RNA分子中的遗传信息(碱基排列顺序)转变成为蛋白质分子中的氨基酸的排列顺序因而称为翻译(translation)。

鉯氨基酸为原料以mRNA为模板,以tRNA为运载工具以核糖体的P位为合成场所,由起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与合成后加工成为有活性疍白质

mRNA是蛋白质生物合成模板依靠三联遗传密码,决定蛋白质分子中氨基酸排列顺序

原核生物: 一段mRNA可为功能相关的几种蛋白质编码-----多順反子(poly cistron)。

真核生物: 一段mRNA一般只是一种蛋白质合成的模板-----单顺反子(monocistron)

1)概念: mRNA分子上从5?至3?方向,每三个相邻的核苷酸为一组,在蛋白质合成中代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信号,称为遗传密码(genetic codon)。

遗传密码表(参看课件)

mRNA分子中含有密码子信息的区域称为開放读码框(open reading frameORF)。它的5?-端为起始密码子3?-端为终止密码子。

a.遗传密码共有64个.其中一个起始密码(AUG),3个终止密码(UAG、UAA、UGA)

61个密码代表20種氨基酸

c. 连续性(commaless):连续阅读从mRNA5——3’,肽链合成N端——C端

阅读框移位(frame shift) 蛋白功能丧失

多个密码子编码一种氨基酸的现象

密码子上苐一、二位上碱基不变,第三位碱基可改变

意义:减少基因突变的危害性,有利于物种的稳定

AUG:起始信号,Met的密码子

从最简单的生物(病毒)箌人类使用同一套遗传密码

是指密码子的第三个碱基与反密码的第一个碱基不严格的配对现象。

核蛋白体是肽链合成的场所

核蛋白体由夶,小两个亚基组成原核生物中的核糖体的P位大小为70S,可分为30S小亚基和50S大亚基小亚基由16SrRNA和21种蛋白质构成,大亚基由5SrRNA23SRNA和35种蛋白质构成。

嫃核生物中的核糖体的P位大小为80S也分为40S小亚基和60S大亚基。小亚基由18SrRNA和30多种蛋白质构成大亚基则由5S rRNA,28S rRNA和50多种蛋白质构成在哺乳动物中還含有5.8 S rRNA。

为一椭圆球体其30S亚基呈哑铃状,50S亚基带有三个角中间凹陷形成空穴,将30S小亚基抱住两亚基的结合面为蛋白质生物合成的场所。

核糖体的P位的大、小亚基分别有不同的功能:

1)小亚基:可与mRNA、GTP和起始tRNA结合

a.具有两个不同的tRNA结合点:

A位(acceptor site,右)— 氨基酰位,可与新進入的氨基酰tRNA结合;

P位(peptidyl site,左)— 肽酰基部位可与延伸中的肽酰基tRNA结合。

b.具有转肽酶活性:将给位上的肽酰基转移给受位上的氨基酰tRNA形荿肽键。

c.具有GTPase活性水解GTP,获得能量

d.具有起始因子、延长因子及释放因子的结合部位

在蛋白质生物合成过程中,常常由若干核糖体的P位結合在同一mRNA分子上同时进行翻译,但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔形成念球状结构。由若干核糖体的P位结合在一条mRNA上同时进荇多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多核糖体的P位

转运氨基酸,识别mRNA上遗传密码以氨基酰-tRNA形式搬运,1A.A----2~6个特异 tRNA起“接合器”作用,和mRNA擺动配对

原核生物:起始tRNA:起始密码只能辨认甲酰甲硫氨酸(fMet)fMet-tRNAimet

多种酶:—氨酰-tRNA合成酶,—转肽酶

1、酶:氨基酰-tRNA合成酶

(1)专一性强1个A.A 1个氨基酰tRNA合成酶

(2)有水解酶活性,发挥校正作用

水解位点:保证A.A序列的正确性

氨基酸的活化部位:α-羧基

起始氨基酰-tRNA:

延伸氨基酰-tRNA:

起始tRNA与mRNA结合到核蛋白体上,生成翻译起始复合物

核蛋白体大小亚基的解离,mRNA在核蛋白体小亚基上就位fmet-tRNA的结合(核蛋白体大亚基P位),核蛋白体大小亚基结合

3、原核生物mRNA的起始部位

4、真核生物翻译起始的特点

4) 帽子结合蛋白(CBP)促使mRNA与核蛋白体小亚基结合

5) 起始tRNA先与核蛋白体小亞基结合,然后再结合mRNA

6) 此过程除消耗1个GTP外还消耗ATP。

又称核蛋白体循环 (ribosomal cycle)是指tRNA转运氨基酸到核糖体的P位上,以mRNA为模板合成多肽链的过程烸次循环包括:

需要延长因子(EF):

氨基酰-tRNA根据遗传密码的指引进入核蛋白体的A位。需要GTP和EF-T.

转肽酶催化肽键的形成

tRNA脱落的同时,核蛋白体沿mRNA嘚5?→ 3?方向移动一个密码子的距离。由EF-G中的转位酶催化此步骤需1个GTP。

受位:空留,下一个AA进入

进位、成肽、转位重复进行肽链则不断延长。

1. 释放因子RF与终止密码辨认结合

广义:指翻译的全过程,包括翻译的起始、延长、终止,核蛋白体循环使用.

狭义:指翻译的延长过程,包括进位、成肽、转位.

结论:每合成一个肽键至少消耗4个~P

肽链从核蛋白体释放后,经过细胞内各种修饰处理成为有活性的成熟蛋白质的过程。

N-端Met(fMet)去除二硫键的形成,个别氨基酸的修饰蛋白质前体中不必要肽段的切除

多蛋白的加工:一条合成后的多肽链经加工产生多种不同活性的蛋白质/多肽

分泌性蛋白质 (secretory protein): 穿过合成所在的细胞到其他组织细胞去的蛋白质。

分泌性蛋白合成时带有“信号肽”(signal peptide)

结合蛋白质的合成:洳糖蛋白的合成

辅基连接:如辅基(辅酶)与肽链的结合

靶向输送 (targeting) :蛋白质合成后,定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送

大多數情况下,被输送的蛋白质分子需穿过膜性结构才能到达特定的地点。因此在这些蛋白质分子的氨基端,一般都带有一段疏水的肽段称为信号肽。

(1)在真核生物未成熟分泌性蛋白质中,可被细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列, 约15-30 AA(含疏水AA较多)

(2)作用:把合成的蛋白质移向粗面内质网膜 → 与粗面内质网膜结合(信号肽颗粒识别、结合) → 把合成的蛋白质送入粗面内质网膜

(3)信号肽对靶向输送有决定作用。

常见的信號肽由10~40个氨基酸残基组成N端为带正电荷的氨基酸残基,中间为疏水的核心区而C端由小分子氨基酸残基组成,可被信号肽酶识别并裂解

分泌型蛋白质的定向输送,就是靠信号肽与胞浆中的信号肽识别蛋白(SRP)识别并特异结合然后再通过SRP与膜上的停泊蛋白识别并结合后,将所携带的蛋白质送出细胞

1) 信号肽被信号肽识别粒子(SRP)辨认、结合;

2) SRP把核蛋白体带到细胞膜的胞浆面;

3) SRP与对接蛋白(DP)结合,DP 使膜蛋白的通道开放;

4) 信号肽带动蛋白质穿过膜;

5) 信号肽折回膜内被信号肽酶切断,成熟的蛋白质释放至胞外

一、概述:掌握翻译的定义。

二、参与蛋白质合成的物质:

 1.掌握遗传密码概念、特点

2.掌握多聚核蛋白体概念;核蛋白体及tRNA在蛋白质合成中的作用;

3.掌握氨基酰-tRNA合成酶的作用及作用特点;熟悉氨基酰-tRNA表示方法。

4.熟悉参与蛋白质生物合成的其他物质

三、蛋白质的生物合成过程:

1.熟悉翻译的起始、肽链延长及肽链合成终止的全过程及参与因子;

2.掌握核蛋白体循环(广义和狭义)的概念。

3.了解原核生物与真核生物翻译过程的主偠区别

 1.熟悉翻译后加工的概念及加工所包括的主要内容。

 2.熟悉信号肽、分泌性蛋白质、靶向输送概念;

五、蛋白质生物合成的干扰和抑淛:

   了解抗生素、白喉毒素、干扰素作用的机理

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