【生物化學(xué)】第十二章 翻譯

1、蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）Protein Biosynthesis，Translation,第 十 二 章,蛋白質(zhì)的生物合成，即翻譯，就是將mRNA中由 4 種核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過(guò)遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的排列順序 。,翻譯動(dòng)畫(huà),蛋白質(zhì)合成的基本條件,第 一 節(jié),原料：20種氨基酸rRNA:和蛋白質(zhì)組成核糖體（翻譯場(chǎng)所）tRNA:攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)AAmRNA：翻譯的直接模板酶：氨基酰－tRNA合

2、成酶 轉(zhuǎn)肽酶（肽酰轉(zhuǎn)移酶）蛋白質(zhì)因子：IF、EF、RF能量：游離三磷酸核苷酸（ATP、GTP）無(wú)機(jī)離子：Mg2+,參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì),蛋白質(zhì)的生產(chǎn),mRNA,AA,rRNA蛋白質(zhì),tRNA,AA-tRNA合成酶,轉(zhuǎn)肽酶,一、翻譯模板mRNA及遺傳密碼,mRNA是遺傳信息的攜帶者和傳遞者是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板,mRNA種類多，大小不一，半衰期短占RNA總量1％－2％,原核生物的多順?lè)醋?

3、一條mRNA編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì),真核生物的單順?lè)醋?一條mRNA僅編碼一種蛋白質(zhì),,,,,,目 錄,單復(fù)制子，多順?lè)醋?多復(fù)制子，單順?lè)醋?密碼子,mRNA上，從5?至3?方向，由AUG開(kāi)始，每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼(triplet coden)。,起始密碼(initiation coden): AUG （Met）,終止密碼(termination coden)

4、:（無(wú)意義密碼子）不編碼任何AA UAA，UAG，UGA,密碼子總64個(gè)，其中編碼AA 的為61個(gè),從mRNA 5?端起始密碼子AUG到3?端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框架(open reading frame, ORF)。,開(kāi)放閱讀框架,原核生物的多順?lè)醋?一條mRNA編碼幾種功能相關(guān)的蛋白

5、質(zhì),真核生物的單順?lè)醋?一條mRNA僅編碼一種蛋白質(zhì),,,,,,目 錄,單復(fù)制子，多順?lè)醋?多復(fù)制子，單順?lè)醋?,,,,ORF,遺傳密碼表,遺傳密碼的特點(diǎn)：方向性（directionality）連續(xù)性（commalessness）簡(jiǎn)并性（degeneracy）通用性（universality）擺動(dòng)性（wobble）,1. 方向性(directionality),5?端：起始密碼子3?端：終止密碼子密碼子方向：

6、 5? →3?翻譯過(guò)程模板閱讀方向：5? →3?翻譯過(guò)程多肽鏈延長(zhǎng)方向：N端→C端,2. 連續(xù)性(commaless),編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交叉。 （3N＋1）或者（3N＋2）個(gè)堿基的插入或者缺失可以導(dǎo)致移碼突變。,遺傳密碼的連續(xù)性,3. 簡(jiǎn)并性(degeneracy),遺傳密碼中，除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外，其余氨基酸有2、3、4個(gè)或多至6個(gè)三聯(lián)體為其編碼。這種多個(gè)密碼子編碼

7、一個(gè)AA的現(xiàn)象。編碼 同一AA的密碼子稱同義密碼子。,一個(gè)密碼子僅編碼一種AA，每個(gè)密碼子的使用頻率，有種族和組織差異,同義突變、錯(cuò)義突變、無(wú)義突變,簡(jiǎn)并性(degeneracy),遺傳密碼表,,,,,目 錄,4. 擺動(dòng)性(wobble),反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律，稱為擺動(dòng)配對(duì)。,U,擺動(dòng)配對(duì),反密碼第一位與密碼第三位不嚴(yán)格配對(duì),U,密碼子、反密碼子配對(duì)的擺動(dòng)現(xiàn)象,5. 通用性(universality，普遍性),

8、蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。 已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體，如: 線粒體 通用密碼 起始密碼： AUG、AUA(Met)、AUU AUG(Met) 終止密碼： AGA、AGG UAA、UAG、UGA UGA(Trp) AGA和AGG(Arg)

9、 密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。,二、rRNA參與組成核蛋白體,核蛋白體的組成,,小亞基：mRNA結(jié)合位點(diǎn) 1、P位點(diǎn)：結(jié)合肽酰－tRNA，或給位 2、A位點(diǎn)：結(jié)合氨基酰－tRNA，或受位 3、轉(zhuǎn)肽酶(肽酰轉(zhuǎn)移酶)活性部位 4、E位：排出卸載tRNA，排出位,,大亞基,原核生物翻譯過(guò)程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:,A

10、位：氨基酰位(aminoacyl site),P位：肽酰位(peptidyl site),E位：排出位(exit site),轉(zhuǎn)肽酶(肽酰轉(zhuǎn)移酶),,三、tRNA與氨基酸的活化,反密碼環(huán),氨基酸臂,,,氨基酸臂,額外環(huán),5′,3′,C A U,5’,3’,,tRNA是蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)工具 密碼子與反密碼子的擺動(dòng)現(xiàn)象 原核30-40種tRNA,真核50種tRNA 編碼AA的密碼子61種 tRNA分

11、子3′末端的CCA序列是氨基酸結(jié)合部位。每一種特異的tRNA只能轉(zhuǎn)載特異的氨基酸。,（一）tRNA,tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖,DHU環(huán)是AA-tRNA合成酶識(shí)別部位TψC環(huán)結(jié)合核糖體,（二） 氨基酰-tRNA合成酶,氨基酰-tRNA合成酶(aminocyl-tRNA synthetase)催化tRNA的3′-末端CCA-OH與氨基酸羧基形成酯鍵，生成：氨基酰-tRNA。,氨基酰-tRNA合成酶對(duì)底物AA和tRNA都有高度特異性。氨基

12、酰-tRNA合成酶具有校正活性。,氨基酸 + ATP-E → 氨基酰-AMP-E + PPi2. 氨基酰-AMP-E + tRNA → 氨基酰-tRNA + E +AMP,第一步反應(yīng),氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰-AMP-E ＋ PPi,第二步反應(yīng),氨基酰-AMP-E ＋ tRNA ↓ 氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E,細(xì)胞內(nèi)的tRNA的種類多于20種，故一種氨基酸可由幾種tRNA裝載但一種tRNA只能

13、裝載一種氨基酸,氨基酰-tRNA的表示方法： Ala-tRNAAla Ser-tRNASerMet-tRNAMet 起始肽鏈合成的氨基酰-tRNA,真核生物： Met-tRNAiMet原核生物： fMet-tRNAifMet,蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程 The Process of Protein Biosynthesis,,第 二 節(jié),mRNA模板閱讀的方向：5′

14、→3′蛋白質(zhì)是從N端→C端合成 原核生物的起始tRNA是結(jié)合甲酰蛋氨酸的tRNA——fMet-tRNAifMet 真核生物的起始tRNA是結(jié)合蛋氨酸的tRNA——Met-tRNAiMet,一、翻譯的起始階段,指mRNA、起始氨基酰-tRNA、起始因子與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物 (translational initiation complex)。,原核起始因子 功能IF-1

15、 占據(jù)A位，防止tRNA過(guò)早地結(jié)合到A位IF-2 促進(jìn)fMet-tRNA結(jié)合到30S小亞基IF-3 促進(jìn)大小亞基分離,結(jié)合30S小亞基，防止

16、 它過(guò)早地與50S大亞基結(jié)合，并提高P位對(duì)fMet-tRNAfMet的特異性,原核、真核生物各種起始因子的生物功能,（一）起始因子,真核起始因子 功能eIF-1 多功能因子，參與多個(gè)翻譯步驟eIF-2 促進(jìn)起始Met-tRNA與核糖體40S小亞基結(jié)合eIF-

17、2B 又稱鳥(niǎo)苷酸交換因子，將eIF-2上的GDP交換 成GTPeIF-3 首先與40S小亞基結(jié)合的因子，促進(jìn)大小亞基分離，并能加速后續(xù)步驟eIF-4A 具有RNA解旋酶的活性，能解除mRNA 5´端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使其與40S小亞基結(jié)合。是eIF4F的組成成分,真核起始因子 功能eIF-4B 與mRNA結(jié)合，對(duì)mRNA進(jìn)行掃描并定位第一個(gè)AUGeIF-4E 結(jié)合mRNA的帽子結(jié)構(gòu)，是e

18、IF4F的組成成分eIF-4G 一種接頭蛋白，能與eIF4E、eIF-3和poly A結(jié)合蛋白（Pab-1p）結(jié)合將40S的小亞基富集至mRNA，進(jìn)而刺激翻譯。是eIF4F的組成成分eIF-5 促進(jìn)上述起始因子從40S小亞基脫落，以便40S小亞基與60S大亞基結(jié)合形成80S起始復(fù)合物eIF-6 促進(jìn)無(wú)活性的80S核糖體解聚生成40S小亞基和60S大亞基,（一）原核生物翻譯起始,核蛋白體大小亞基分離；mRNA在小亞基

19、定位結(jié)合；fMet-tRNAfMet的結(jié)合； 核蛋白體大亞基結(jié)合。,IF-3,IF-1,1. 核蛋白體大小亞基分離,,,,,目 錄,起始因子IF3使大小亞基分離，IF1協(xié)助70s核糖體→30s小亞基+50s大亞基,IF-3,IF-1,2. mRNA在小亞基定位結(jié)合,mRNA AUG上游S-D序列（AGGA）與小亞基16s rRNA上UCCU序列互補(bǔ)，緊接AGGA的小段又可以被核糖體小亞基蛋白（rps-1）辨認(rèn)結(jié)合，即RNA-RNA

20、、RNA-蛋白質(zhì)相互辨認(rèn)。,S-D序列 mRNA上起始密碼子AUG上游富含嘌呤的4-6個(gè)核苷酸序列，其核心：AGGA。又稱核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)（RBS）,IF-3,IF-1,3. 起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAifmet )結(jié)合到小亞基,IF2（GTP）作用下，fMet-tRNA反密碼子與mRNA分子中密碼子AUG配對(duì)結(jié)合，形成30S起始復(fù)合物，需要GTP和Mg2+參與。,IF-3,IF-1,IF-2,,GTP,G

21、DP,Pi,4. 核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成,,,,,目 錄,50S大亞基與上述的30S前起始復(fù)合物結(jié)合，同時(shí)IF2脫落，形成70S起始復(fù)合物，即核糖體大小亞基－mRNA－fMet-tRNA復(fù)合物。 fMet-tRNA占據(jù)著50S大亞基的P位。A位留空 。,IF-3,IF-1,IF-2,-GTP,GDP,Pi,,,,,目 錄,真核生物 原核生物起始因子： eIF，10多種 IF，三種起

22、始tRNA： Met-tRNA fMet-tRNA N端甲酰化mRNA結(jié)合： 有帽尾結(jié)構(gòu) SD序列核糖體： 80S（40S＋60S） 70S （30S＋50S）,（二）真核生物翻譯起始,原核生物與真核生物翻譯起始比較,核蛋白體大小亞基分離；Met-tRNAMet結(jié)合；mRNA在核蛋白體小亞基就位；核蛋白體大亞基結(jié)合。,真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程,1、核蛋白體大小亞基分離,eIF

23、-3,,2、Met-tRNAMet結(jié)合（43S前起始復(fù)合物生成）,eIF2，真核翻譯起始最重要的因子先生成 Met-tRNAMet－elF-2－GTP三元復(fù)合物再與40S小亞基結(jié)合,3、mRNA在核蛋白體小亞基就位（48S復(fù)合物的形成）,48S復(fù)合物的形成,eIF-4E與mRNA帽結(jié)合 eIF-4G作為接頭蛋白連接eIF-4E和eIF-3 Pab1p與mRNA的poly A尾巴結(jié)合，也與eIF-4G結(jié)合,eIF-4F（帽子結(jié)合

24、復(fù)合物）=4E+4G+4A,4、核蛋白體60S大亞基結(jié)合（80S起始復(fù)合物的形成）,80S核糖體－Met-tRNAmet－mRNA起始復(fù)合物,真核生物翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程,elF-2是關(guān)鍵因子,e IF2是生成起始復(fù)合物首先必需的蛋白質(zhì)因子 ，是真核生物蛋白質(zhì)合成調(diào)控的關(guān)鍵物質(zhì)，也是作為眾多生物活性物質(zhì)、抗代謝物、抗生素等物質(zhì)作用的靶點(diǎn)。,二、肽鏈合成延長(zhǎng),指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，次序添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈，直到合成終止

25、的過(guò)程。,肽鏈延長(zhǎng)在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核蛋白體循環(huán)(ribosomal cycle)，每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸，包括以下三步：進(jìn)位(entrance)成肽(peptide bond formation)轉(zhuǎn)位(translocation),延長(zhǎng)過(guò)程所需蛋白因子稱為延長(zhǎng)因子(elongation factor, EF)原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)EF-G真核生物：eEF-1 、eEF-2,肽鏈合

26、成的延長(zhǎng)因子,又稱注冊(cè)(registration),（一）進(jìn)位,密碼子對(duì)應(yīng)的氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，消耗一分子GTP（EF-Tu協(xié)助）,,,,,目 錄,EF-Tu-GTP催化進(jìn)位（原核生物）,Tu,Ts,GTP,,GDP,,Tu,,Ts,－GTP,,,,,目 錄,（二）成肽,由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化P位上氨基酸α-COOH基與A位氨基酸的α-NH2形成肽鍵。,（三）轉(zhuǎn)位,延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶( transloc

27、ase )活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，促進(jìn)核蛋白體向mRNA的3'側(cè)移動(dòng)。,fMet,fMet,,,,,目 錄,核蛋白體循環(huán)（狹義）,肽鏈延長(zhǎng),真核生物肽鏈合成的延長(zhǎng)過(guò)程與原核基本相似，但有不同的反應(yīng)體系和延長(zhǎng)因子。另外，真核細(xì)胞核蛋白體沒(méi)有E位，轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的tRNA直接從P位脫落。,（四）真核生物延長(zhǎng)過(guò)程,延長(zhǎng)時(shí)的能量消耗：,每添加一個(gè)氨基酸消耗4個(gè)高能磷酸鍵活化：2個(gè)ATP進(jìn)位：1個(gè)GTP移位：1個(gè)GTP,三、肽

28、鏈合成的終止,當(dāng)mRNA上終止密碼出現(xiàn)后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體等分離，這些過(guò)程稱為肽鏈合成終止。,終止相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子 (release factor, RF),一是識(shí)別終止密碼，如RF-1特異識(shí)別UAA、UAG；而RF-2可識(shí)別UAA、UGA。二是誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚裕喈?dāng)于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子-OH上，使肽鏈從核蛋白體上釋放。,釋放因子的功能,原核生物釋放因子：RF-1，

29、RF-2，RF-3 真核生物釋放因子：eRF,原核肽鏈合成終止過(guò)程,RF,,,,,,目 錄,多肽鏈合成終止演示,多聚核蛋白體,——使蛋白質(zhì)合成高效高速進(jìn)行。原因：mRNA壽命較短,在一條mRNA鏈上結(jié)合著多個(gè)核糖體成串珠樣排列，同時(shí)合成多條相同的多肽鏈 。,電鏡下的多聚核蛋白體現(xiàn)象,,,,,目 錄,多聚核蛋白體,蛋白質(zhì)合成后加工和輸送Posttranslational Processing & Protein Trans

30、portation,第 三 節(jié),從核蛋白體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過(guò)不同的翻譯后復(fù)雜加工過(guò)程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。,主要包括,多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu) 肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾高級(jí)結(jié)構(gòu)修飾,一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì),新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，新生肽鏈N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折疊即開(kāi)始。可能隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊，產(chǎn)生正確的二級(jí)結(jié)構(gòu)、模序、結(jié)構(gòu)域到形成完整空間構(gòu)象。

31、一般認(rèn)為，多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息，即一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白輔助。,幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子,1. 分子伴侶 (molecular chaperon) 2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 (protein disulfide isomerase, PDI)3. 肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase,

32、PPI),1. 熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和GreE族 2. 伴侶素(chaperonins) GroEL和GroES家族,分子伴侶,分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。,熱休克蛋白促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的基本作用——結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)行折疊。形成HSP70和多肽片段依次結(jié)合、解離的循環(huán)。,伴侶素G

33、roEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過(guò)程,伴侶素的主要作用——為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。,蛋白二硫鍵異構(gòu)酶,多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對(duì)穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要，這一過(guò)程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。,二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。,肽-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶,多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有

34、順?lè)磧煞N異構(gòu)體，空間構(gòu)象明顯差別。,肽酰-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶可促進(jìn)上述順?lè)磧煞N異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。,肽酰-脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。,二、一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾,（一）肽鏈N端的修飾（二）個(gè)別氨基酸的修飾（三）多肽鏈的水解修飾,去除N-甲?；騈-蛋氨酸（第一個(gè)氨基酸fMet-tRNAfmet）A、脫甲?；福喝コ齆-甲酰基B、氨基肽酶：N端水解，

35、去除氨基端蛋氨酸或一段肽（信號(hào)肽）,(一) 一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾,(二)化學(xué)修飾A、羥化：羥脯氨酸，羥賴氨酸B、磷酸化：絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸的羥基磷酸化，蛋白激酶催化C、二硫鍵的形成：二個(gè)半胱氨酸的疏基氧化形成胱氨酸 鏈內(nèi)二硫鍵，鏈間二硫鍵（胰島素）,鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾,（三）多肽鏈的水解修飾及內(nèi)含肽的切除,三、高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾,（一）亞基聚合 （二）輔基連接（三）疏水脂鏈的共價(jià)連接,,3.1 亞基聚合,具

36、有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體才有生物活性。,膜上的鑲嵌蛋白、跨膜蛋白常是寡聚體。 如：血紅蛋白分子的α2β2聚合。,,3.2 輔基連接,糖蛋白、脂蛋白，各種帶輔酶的酶等都是結(jié)合蛋白，合成后需和相應(yīng)的輔基結(jié)合。,3.3 疏水脂鏈的共價(jià)連接,某些蛋白質(zhì)，如，Ras蛋白、G蛋白等，通過(guò)脂鏈嵌入疏水膜脂雙層，定位成為特殊質(zhì)膜內(nèi)在蛋白質(zhì)，才成為具有生物功能的蛋白質(zhì) 。,蛋白質(zhì)合成后去路1、保留在胞漿2、進(jìn)入線粒

37、體、細(xì)胞核等細(xì)胞器3、分泌至體液，然后輸送到該蛋白質(zhì)應(yīng)起作用的靶器官和靶細(xì)胞,四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送,,穿膜,蛋白質(zhì)合成后需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜機(jī)制，定向輸送到最終發(fā)揮生物功能的細(xì)胞靶部位，這一過(guò)程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。,?蛋白質(zhì)的靶向輸送(protein targeting),蛋白質(zhì)穿膜條件：信號(hào)肽 轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)構(gòu),真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。,主要為N末端特異氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋

38、白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這一序列稱為信號(hào)序列（信號(hào)肽） 。,? 信號(hào)序列(signal sequence),結(jié)構(gòu)：12-35個(gè)氨基酸N端 帶正電氨基酸 中性氨基酸 小分子氨基酸（加工區(qū)）C端 賴、精 亮、異亮 甘、丙、絲堿性氨基酸末端 疏水區(qū) 被信號(hào)肽酶裂解,信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu),?蛋白質(zhì)的靶向輸送,分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過(guò)程,真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)

39、入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。1、信號(hào)肽被SRP結(jié)合2、SRP把核糖體帶至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜胞漿面3、信號(hào)肽帶蛋白質(zhì)穿膜（SRP與SRP受體結(jié)合后）4、信號(hào)肽被信號(hào)肽酶水解（加工區(qū)）5、蛋白折疊成功能構(gòu)象,,分泌性蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)肽引導(dǎo)機(jī)制,,,1.SRP識(shí)別信號(hào)肽并結(jié)合,,2.SRP將核蛋白體帶到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,3.ER膜通道開(kāi)放,胞液,（二）線粒體蛋白的靶向輸送,（三）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送,蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制Interference &

40、; Inhibition of Protein Biosynthesis,第 四 節(jié),蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點(diǎn)。它們就是通過(guò)阻斷真核、原核生物蛋白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程而起作用的。 可針對(duì)蛋白質(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點(diǎn)。同時(shí)盡量利用真核、原核生物蛋白質(zhì)合成體系的任何差異，以設(shè)計(jì)、篩選僅對(duì)病原微生物特效而不損害人體的藥物。,抗生素(antibiotic

41、s)是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細(xì)菌的一類藥物。,抗代謝藥物指能干擾生物代謝過(guò)程，從而抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)的藥物，如：6-MP。,某些毒素也作用于基因信息傳遞過(guò)程。,一、抗生素類,四環(huán)素（tetracyclin）族：與原核生物小亞基結(jié)合，抑制氨基酰-tRNA進(jìn)位氯霉素（chloromycrtin）：與原核生物大亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)肽酶，阻斷翻譯延長(zhǎng)過(guò)程 ，高濃度時(shí)對(duì)真核線粒體也有作用 鏈霉素（streptomycin）卡那霉

42、素（karamycin）： 與原核生物小亞基結(jié)合，引起讀碼錯(cuò)誤，抑制起始,嘌呤霉素（puromycin）： 結(jié)構(gòu)與酪氨酰-tRNA相似，取代氨基酰-tRNA進(jìn)入A位，使肽鏈延長(zhǎng)終止放線菌酮（cycloheximide）： 特異抑制真核生物核蛋白體轉(zhuǎn)肽酶紅霉素：與原核生物大亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位,抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理,嘌呤霉素作用示意圖,,四環(huán)素族,,氯霉素,,鏈霉素和卡那霉素,,放線菌酮（真核）,,,,,目 錄

43、,二、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì),毒素(toxin)干擾素(interferon),白喉毒素(diphtheria toxin)的作用機(jī)理,,白喉毒素,+,+,NAD+,維生素PP,干擾素的作用機(jī)理,1. 干擾素誘導(dǎo)eIF2磷酸化而失活,2. 干擾素誘導(dǎo)病毒RNA降解,,復(fù)習(xí)思考題,1、名詞解釋：翻譯，密碼子，ORF，信號(hào)肽2、參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)有哪些，各有何作用？3、遺傳密碼有哪些特點(diǎn)？4、按下列DNA單鏈：5’