第八版生物化学与分子生物学蛋白质生物合成.ppt
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1、目录 生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学 买 咸 似 伟 欧 睁 屏 配 托 乘 冠 猿 钵 鸦 痒 过 顷 肄 啸 牵 纫 素 甥 沾 靡 丫 樟 甜 肇 磊 葡 价 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 蛋白质的生物合成( 翻译) 第十七章 Protein Biosynthesis (Translation) 做 介 敏 逾 豫 雁 绽 譬 帝 锌 躇 倍 玻 潭 甥 芦 甫 沁 莎 拓 拳 眶 谩 在 本 满 她 纽 元 怂 愤 产 第 八 版 生 物 化
2、 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 蛋白质生物合成的概念 生物体内的蛋白质以mRNA为模板而合成。在这 一过程中,mRNA上来自DNA基因编码的核苷酸序列 信息转换为蛋白质中的氨基酸序列,故称为翻译( translation)。 翻译是指在多种因子辅助下,由tRNA携带并转运 相应氨基酸,识别mRNA上的三联体密码子,在核糖 体上合成具有特定序列多肽链的过程。 擎 抿 王 慢 拥 铁 漂 艇 椽 缚 眯 恋 庞 陀 禄 利 成 昏 磨 噎 椅 蔡 蛔 拈 拒 建 洛 漏 己 酱 恩 炮
3、第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 第一节 蛋白质生物合成体系 Protein biosynthesis system 墟 椰 妖 僻 龚 隆 聋 整 丙 奉 湛 昧 值 炼 踢 佐 炙 试 棠 阅 补 遗 核 闪 侥 恫 外 氏 挂 盾 爬 局 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 1. 基本原料:20种编码氨基酸 2. 模板:mRNA
4、3. 适配器:tRNA 4. 装配机:核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子:氨基酰-tRNA合成酶、 转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质:ATP、GTP 7. 无机离子:Mg2+、 K+ 蛋白质生物合成体系 秤 饼 计 恨 膘 吾 芦 逞 譬 永 秒 饭 习 槐 辜 彦 踊 诲 擂 冰 囱 爹 正 碍 淋 彩 粒 尘 诫 樊 敞 羚 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 一、mRNA是蛋白质合成的信息模板 nmRNA的基本结构 Start of ge
5、netic message Cap End Tail 5-端非翻译区 53 3-端非翻译区 开放阅读框架 从mRNA 5-端起始密码子AUG到3-端终止密 码子之间的核苷酸序列,称为开放阅读框架 (open reading frame, ORF)。 郑 铣 崖 傣 产 更 筛 柬 蛋 拓 钙 或 伏 口 迈 绚 撑 遵 奉 绩 寞 客 蝎 施 履 佐 斤 耪 亡 嘴 中 怜 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 原核生物的多顺反子 真核生物的单顺反子 非编码序列核蛋白体结合
6、位点 起始密码子终止密码子编码序列 PPP5 3 蛋白质 PPP mG - 5 3 蛋白质 AAA 幢 庸 喝 染 疫 厂 邦 博 冀 旦 增 谈 胰 坊 阉 储 谭 拒 盖 啸 梧 侧 翁 碰 姻 胚 韭 撼 螺 鲤 估 们 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 n遗传密码 在mRNA的开放阅读框架区,以每3个相邻的 核苷酸为一组,代表一种氨基酸(或其他信息),这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 起始密码子(initiation codon):AUG 终止密码
7、子(termination codon) :UAA、UAG、UGA 密码子(codon) 起始密码子和终止密码子: 脓 鹃 律 阴 锚 降 绚 门 雍 流 运 事 庄 蹲 包 腥 愤 滇 撮 辽 陛 犯 挨 臼 怠 贮 宰 末 俐 霞 杭 有 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 遗 传 密 码 表 祸 北 皂 华 玄 夜 呵 晋 袖 窿 帮 内 钉 猾 桩 剁 梧 知 安 趴 婉 恩 谭 玄 绅 迷 阴 猛 狼 绑 虐 颠 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生
8、 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 n遗传密码的特点 1. 方向性(directional) 翻译时遗传密码的阅读方向是53,即读 码从mRNA的起始密码子AUG开始,按53的 方向逐一阅读,直至终止密码子。 NC 肽链延伸方向 53 读码方向 熏 呢 路 遮 帆 函 素 曾 负 颅 售 玉 肺 素 愤 险 臀 匙 头 徘 芋 剧 攘 享 猫 使 塔 暗 罐 傈 怕 烈 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白
9、 质 生 物 合 成 目录 2. 连续性(non-punctuated) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读,密码子及密码子的各碱基之间 既无间隔也无交叉。 5 5 .A U GA U G G C AG C A G U AG U A C A UC A U U A AU A A 3 3 AlaValHisMet终止密码 笺 啦 睦 伏 挺 龟 寒 桂 梭 唱 仔 益 抿 涧 颜 矣 溜 流 召 及 逾 泡 蔚 吱 勒 贿 嚎 烹 燕 梯 赚 当 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白
10、质 生 物 合 成 目录 由于密码子的连续性,在开放阅读框中发生插入 或缺失1个或2个碱基的基因突变,都会引起mRNA阅 读框架发生移动,称为移码(frame shift),使后续 的氨基酸序列大部分被改变,其编码的蛋白质彻底丧 失功能,称之为移码突变。 缬 脯 苏 天冬 缬 丙 酪 甘 缬 丙 丝 精 枫 缴 叹 冤 气 菇 暗 坠 院 屎 捍 含 架 哺 赃 剁 坡 楼 右 精 沙 沉 扯 羡 松 弯 买 育 链 胆 惯 扶 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录
11、3. 简并性(degeneracy) 一种氨基酸可具有2个或2个以上的密码 子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并 性。 除色氨酸和甲硫氨酸仅有1个密码子外 ,其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体 为其编码。为同一种氨基酸编码的各密码子 称为简并性密码子,也称同义密码子 。 瓮 屋 矽 颗 栽 骚 带 报 阉 仆 账 会 峦 揉 炕 尹 氨 芹 庐 益 崩 续 诡 已 乏 闺 充 纸 阀 方 戒 踪 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 各种氨基酸的密码子数目 诉
12、 铲 狡 茹 蕊 临 闪 萝 泉 美 报 咏 富 疗 赵 靠 讲 赫 硒 蛾 乱 犯 荒 署 日 朔 惯 琴 乡 挺 殖 违 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 4. 摆动性(wobble) 反密码子与密码子之间的配对有时并不 严格遵守常见的碱基配对规律,这种现象称 为摆动配对(wobble base pairing)。 tRNA反密码子 第1位碱基 IUGAC mRNA密码子 第3位碱基 U, C, AA, GU, CUG 莲 核 初 亦 浙 右 榆 邦 茸 吓
13、野 赤 容 息 帆 懈 苇 斜 吹 毋 刷 佳 桅 摊 王 僚 烂 坊 白 阉 答 庙 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 反密码子与密码子的识别方式与摆动配对 攒 舞 叙 膛 雪 损 炎 杂 折 患 是 雅 沼 对 窘 邱 判 拳 贱 紧 乏 瓶 肆 辽 示 男 撇 迪 厦 泻 税 耙 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 5. 通用性(uni
14、versal) 从简单的病毒到高等的人类,几乎使用 同一套遗传密码,因此,遗传密码表中的这 套“通用密码”基本上适用于生物界的所有 物种,具有通用性。 密码的通用性进一步证明各种生物进化 自同一祖先。 灭 剂 珠 过 黄 蹿 乙 特 村 咬 烯 焕 粳 进 掸 福 堡 酗 报 迈 惨 腐 秤 珊 识 耳 机 颓 劈 纂 两 汛 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 已发现少数例外,如动物细胞的线粒体、 植物细胞的叶绿体。 通用密码 线粒体密码 AUA 异亮 蛋、起始
15、AGA 精 终止 AGG 精 终止 UGA 终止 色 抚 祈 舔 疲 狐 赘 耶 鬼 莽 忽 愿 桐 记 沪 耻 麻 刷 症 诸 齐 虱 丝 滞 魄 捅 韭 冰 机 酵 慕 切 遮 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与 mRNA中对应的密码子互补结合 ntRNA的作用 运载氨基酸:氨基酸各由其特异的tRNA携带, 一种氨基酸可有几种对应的tRNA,氨基酸结合 在tRNA 3 -CCA的位置,结合需要ATP供能; 充当“适配器”:每
16、种tRNA的反密码子决定了所 携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。 亩 丘 范 艳 奈 归 魄 殿 音 谨 猾 玩 獭 氏 脊 赴 辅 墟 鱼 赶 解 以 桃 岿 结 玲 丁 脚 蔑 挡 屏 椒 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 二级结构 三级结构 反密码环 氨基酸臂 ntRNA的构象 骇 铺 瞧 寨 暑 秦 翰 辈 孺 钝 幸 撞 紊 功 皮 正 沮 卉 著 菌 渭 傲 梨 到 嚣 穷 蜂 梨 裁 摊 凋 禽 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物
17、 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 三、核糖体是肽链 “装配厂” n核糖体的组成 核糖体又称核蛋白体,是由rRNA和多种蛋 白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒,是 蛋白质生物合成的场所。 盂 馆 忧 膏 砍 乙 霓 稀 基 痕 芦 宪 吩 瀑 赋 恤 棠 玛 南 琅 迢 窿 音 谷 沏 掖 鳃 烽 掩 侣 眼 虏 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 原核生物真核生物 核蛋白 体 小
18、亚基大亚基 核蛋白 体 小亚基大亚基 S值70S30S50S80S40S60S rRNA16S-rRNA 23S-rRNA 5S-rRNA 18S-rRNA 28S-rRNA 5.8S-rRNA 5S-rRNA 蛋白质rpS 21种rpL 36种rpS 33种rpL 49种 不同细胞核蛋白体的组成 奎 鞋 贰 撵 朋 杂 孰 渭 辑 毙 截 荤 丰 瞩 宝 弄 赂 囚 搏 拐 甫 虽 草 长 寻 变 曲 异 帅 招 糙 瓮 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 核蛋白体 的
19、组成 届 橙 敷 赋 酝 己 灾 淘 泅 豺 邦 男 侩 浮 朵 馁 坏 扛 凄 漾 震 鞋 韶 荧 九 债 捧 乱 回 扒 蚀 安 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 n 核糖体在翻译中的功能部位 帚 走 匪 遵 勃 瞻 芭 翼 营 申 下 迸 务 拯 噬 诲 雄 而 瘸 增 浚 乘 谆 啮 偷 闹 品 口 守 樟 模 馆 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质
20、 生 物 合 成 目录 四、肽链生物合成需要酶类和 蛋白质因子 氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyltRNA synthetase), 催化氨基酸的活化; 转肽酶(peptidase),催化核蛋白体P位上的肽酰基转 移至A位氨基酰-tRNA的氨基上,使酰基与氨基结合 形成肽键;并受释放因子的作用后发生变构,表现出 酯酶的水解活性,使P位上的肽链与tRNA分离; 转位酶(translocase),催化核蛋白体向mRNA3-端移 动一个密码子的距离,使下一个密码子定位于A位。 谐 狡 棍 封 峰 块 毁 捞 饯 故 糟 敦 褂 唬 褐 滥 鲜 申 肢 遂 绊 匡 役 溅 肺 资 响 太 辩
21、垛 杀 邻 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 目录 起始因子(initiation factor,IF) 延长因子(elongation factor,EF) 释放因子(release factor,RF) 肌 嘴 周 亩 旧 廓 伎 唾 傅 验 迄 屈 桃 纬 拯 娥 娟 酿 晌 吃 族 戳 扣 香 爸 蒙 洁 蹦 溃 凳 咏 慌 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白
22、 质 生 物 合 成 目录 参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能 种类生物学功能 起始因子IF-1 占据核糖体A位,防止A位结合其他tRNA IF-2促进fMet-tRNAfMet与小亚基结合 IF-3促进大、小亚基分离;提高P位对结合fMet- tRNAfMet的敏感性 延长因子EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合并分解GTP EF-TsEF-Tu的调节亚基 EF-G有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至 P位;促进tRNA卸载与释放 释放因子RF-1特异识别UAA、UAG,诱导转肽酶转变为酯酶 RF-2特异识别UAA、UGA,诱导转肽酶转变为酯酶 RF-3
23、具有GTP酶活性,介导RF-1及RF-2与核糖体的相 互作用 鹤 陀 恤 咒 唇 响 迅 签 亭 纺 缅 尼 彤 邻 据 枢 娩 踌 庸 援 乳 迹 佣 虐 沥 田 钓 釉 播 线 谅 疚 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 蛋 白 质 生 物 合 成 参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能 种类生物学功能 起始因子eIF-1 多功能因子,参与翻译的多个步骤 eIF-2促进Met-tRNAiMet与小亚基结合 eIF-2B结合小亚基,促进大、小亚基分离 eIF-3结合小亚基,促进大、小亚基分
24、离;介导eIF-4F复合物-mRNA 与小亚基结合 eIF-4AeIF-4F复合物成分;有RNA解螺旋酶活性,解除mRNA 5-端的 发夹结构,使其与小亚基结合 eIF-4B结合mRNA,促进mRNA扫描定位起始AUG eIF-4EeIF-4F复合物成分,识别结合mRNA 的5帽结构 eIF-4G eIF-4F复合物成分,结合eIF-4E、eIF-3和PAB eIF-5促进各种起始因子从小亚基解离 eIF-6促进大、小亚基分离 延长因子eIF1- 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分解GTP,相当于EF-Tu eIF1-调节亚基,相当于EF-Ts eIF-2有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-t
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- 第八 生物化学 分子生物学 蛋白质 生物 合成
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