生物化学---蛋白质生物合成d13[1].ppt
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1、第十三章蛋白质的生物合成,第一节 遗传密码 第二节 与蛋白质合成有关的细胞器和生物大分子 第三节 蛋白质生物合成的机理 第四节 多肽链的折叠和加工 第五节 蛋白质的投递和降解,第十三章 蛋白质的生物合成,蛋白质是绝大多数信息途径的终产物 蛋白质的合成机制是最复杂的生物合成机制 尽管蛋白质的合成具有极其复杂,但还是有相当高的速率,20世纪50年代蛋白质生物合成研究的几个重要进展,1.核糖体是蛋白质合成的场所(Paul Zamecnic) 2. tRNA的发现(Mahlon Hoagland and Zamecnik) 3. tRNA充当适配器的作用,第一节 遗传密码,一、 三联体密码 (一)遗传
2、密码的一般特性 1、三个碱基编码一个氨基酸(三联体密码子) 2、密码是非重叠的 3、碱基序列被从一固定且没有标点的固定位置开始阅读 4、密码子是简并的 5、通用与例外(在一些线粒体中UGA不是终止密码子,而是色氨酸的密码子,(二)、遗传密码词典,一个蛋白质的氨基酸序列是由连续的三联体密码子的线性顺序决定的,这个序列的第一个密码子建立了一种阅读框(reading frame),平均说来,每个阅读框中的每20个密码子就应该有一个终止密码子。如果一个阅读框有50个以上的连续密码子无一个终止密码子,这段顺序为开放阅读框(open reading frame),(三)、三联体密码与阅读框,Establi
3、shed the chemical structure of tRNA,Established the in vitro system for revealing the genetic codes,Devised methods to synthesize RNAs with defined sequences,Copolymer of repeating dinucleotides always lead to synthesis of polypeptides of repeating dipeptides: ABABABABABABAB- aa1-aa2-aa1-aa2-,(四)、通过
4、生物化学方法破解遗传密码,破解遗传密码的滤膜结合试验,1、均聚多核苷酸链指导蛋白质的合成 2、核糖体结合技术,The filter-binding assay for detecting the binding of a trinucleotide to a specific aminoacyl-tRNA molecule: about 50 codons were assigned by this simple and elegant method.,(五)、第二遗传密码:氨酰tRNA合成对底物的正确识别,氨基酸一旦与tRNA形成氨酰-tRNA后,进一步的去向就由tRNA来决定。,Chape
5、ville and Lipmann 实验,返回,第二节 与蛋白质合成有关的细胞器和生物大分子,一、核糖体和多核糖体 (一)、核糖体 1、核糖体的结构与装配 (1)、原核生物核糖体组件,原核生物大肠杆菌核糖体的组成,30S 核糖体亚基中16SRNA结构图,E.coli 的7个rRNA操纵子,(2)、真核生物核糖体组件,(3)、原核及真核核糖体的组成与构件图示,(4)、核糖体的自装配,(5)、tRNA与核糖体可能的结合位置图,(二)、多核糖体,二、mRNA是蛋白质合成的模板,1、可被E.coli 核糖体识别的不同S-D序列,三、tRNA,1、tRNA结构,2、tRNA三维结构带状图 (数字代表核苷
6、酸序列),四、氨酰-tRNA合成酶,Class ,Arg Cys Gln Glu Ile Leu Met Trp Tyr Val,Class ,Ala Asn Asp Gly His Lys Phe Pro Ser Thr,1、氨酰-tRNA合成酶的两种类型,2、氨酰-tRNA合成酶反应,3、结合有tRNA底物的类型对类型氨酰-tRNA镜像相互作用图,(a)E.coli glu-tRNA合成酶(类酶)(b)Thermus thermophilus gly-tRNA合成酶(类酶),4、氨酰-tRNA合成酶对 tRNA的选择性识别,E.Coli Glu-tRNA合成酶tRNA识别位点 一些氨酰-t
7、RNA合成酶所识别的确定因素在存在于反密码子中 酵母tRNAphe 的确定因素为五个不同的碱基 共有的12个核苷酸确定t RNAser 家族 单一G:U碱基对决定tRNAAla s,四种tRNA主要确定因素(每个碱基由一圆环代表),(a)带有tRNAGln 和ATP的E.coli glu-tRNAGln 复合酶复合物的溶剂可及图(b) tRNAGln 结构图,被氨酰-tRNAAla氨酰化的tRNAAla微螺旋模型,tRNA分子中相应于3:70位置不同的碱基配对结构,五、密码-反密码子配对 1、密码-反密码子配对示意图,2、密码-反密码子配对、第三碱基摆动性,I,C,I,U,G,U,I,A,六、
8、起始因子,1、原核生物蛋白质合成中的起始因子,2、真核生物蛋白质合成中的起始因子,eIF1 功能与原核生物IF1相似。 eIF2 引导结合Met-tRNA与核糖体小亚基结合 2 与GTP结合 2 功能尚不清楚 2 结合Met-tRNA eIF3 参与43S核糖体复合物的形成,与原核生物的IF3功能不同,它是第一个和小亚基结合因子。,eIF4 4A 促使eIF4E从mRNA帽子结构上释放出来 4B 促进eIF4B与mRNA结合 4C 参与43S核糖体复合物的形成 4E 与P220一起和eIF4A, mRNA结合形成复合物 4F 是eIF4A-eIF4E-p220-mRNA复合物,特称为帽子结构结
9、合蛋白复合物(CBPC),具ATP酶活力,P220 促使eIF4A在帽子结构附近寻找结合位,引导 eIF4F-mRNA复合物的生成。 eIF5 促使eIF4E 、eIF2、 eIF3离开48S起始复合物,引导60S大亚基与40S小亚基结合,生成80S起始复合物。 eIF6 加速失活的80S解离。,七、蛋白质生物合成的延伸因子,1、原核生物蛋白质生物合成的延伸因子 EFTu 形成AAtRNA-GTP-EFTU复合物,引导AAtRNA结合在核糖体的A位。 EFTs 协助EFTU形成AAtRNA-GTP-EFTu复合物。 EFG 移位因子,帮助移位过程的进行。,2、真核生物蛋白质生物合成的延伸因子,
10、EF1 促进AA-酰tRNA与核糖体结合 EF1 促使EF1 再循环 EF2 作用与原核生物的EF-G相似,八、蛋白质生物合成的终止和释放因子,1、原核生物蛋白质生物合成的终止和释放因子 RF1 识别UAA、UAG终止密码子 RF2 识别UAA、UGA终止密码子 RF3 加强RF1 和RF2 的作用 2、真核生物蛋白质生物合成的终止和释放因子 RF 具有三种原核因子的功能,返回,第三节、蛋白质生物合成的机理, 多肽链合成的起始 多肽链的延伸 多肽链终止和释放,一、原核生物蛋白质合成的分子机制,1、起始事件,(1)、70S核糖体的解聚 (2)、30S核糖体IF1.3复合物的形成 (3)、 30S
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- 生物化学 蛋白质 生物 合成 d13
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