11 第十二章 蛋白质生物合成.pptx

第1页：蛋白质的生物合成

蛋白质的生物合成

Chapter12蛋白质的生物合成ProteinBiosynthesis

第2页：翻译的概念

翻译的概念

MajorObject[教学时数]5学时[掌握内容]：翻译的概念，参与蛋白质生物合成的各种物质（氨基酸，mRNA，核蛋白体，tRNA，蛋白质因子）在蛋白质生物合成中的作用。遗传密码及其特点。核蛋白体循环概念。[熟悉内容]：原核生物蛋白质的生物合成过程。核蛋白体循环3个步骤 [了解内容]：翻译后加工。真核生物蛋白质的生物合成过程。[自学内容]：蛋白质生物合成的干扰和抑制。

第3页：逆转录遗传信息传递的中心法则及其扩充

逆转录遗传信息传递的中心法则及其扩充

DNARNA蛋白质RNA蛋白质转录 逆转录遗传信息传递的中心法则及其扩充

第4页：加工修饰转录蛋白质

加工修饰转录蛋白质

HGFEDCBA5 3 5 内含子外显子3 基因A结构基因5 3 3 5 编码链基因A基因B基因CDNA5 m7GpppGAAAA3 成熟mRNABFGHhnRNA5 A3 CDE加工修饰转录蛋白质H2NCOOH翻译基因表达

第5页：翻译蛋白质

翻译蛋白质

DNA(原始模板)转录mRNA(直接模板)翻译蛋白质

第6页：模板链转录

模板链转录

N 丙—亮—丙—丝—酪⋯C（Ala Leu Ala Ser Tyr）模板链转录mRNA5⋯ GCAUUAGCUAGCUAC⋯3 翻译蛋白质DNA编码链5⋯ GCATTAGCTAGCTAC⋯3 3⋯ cgtaatcgatcgatg⋯5

第7页：翻译就是蛋白质生物合成

翻译就是蛋白质生物合成

翻译（translation)：指把核酸中由四种符号(A、G、C、T/U)组成的遗传信息，破译为蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。即把mRNA中核苷酸的排列顺序转变成蛋白质分子中20种氨基酸的排列顺序。翻译就是蛋白质生物合成。在核蛋白体上进行。蛋白质是基因表达的最终产物。

第8页：

第9页：

第10页：第一节蛋白质生物合成体系第二节蛋白质生物

第一节蛋白质生物合成体系第二节蛋白质生物合成过程第三节蛋白质合成后加工和输送第四节蛋白质生物合成的干扰和抑制

第11页：蛋白质生物合成体系第一节蛋白质生物合成体

蛋白质生物合成体系第一节蛋白质生物合成体

• 直接模板：mRNA
• 特异的运载工具：tRNA
• 合成场所：核蛋白体（rRNA+蛋白质)氨基酰-tRNA合成酶
• 酶转肽酶转位酶起始因子（IF）延长因子（EF）释放因子（RF）
• 蛋白质因子
• 供能物质：ATP、GTP
• 无机离子：K+、Mg2+蛋白质生物合成体系第一节蛋白质生物合成体系

第12页：一、翻译模板

一、翻译模板

mRNA及遗传密码顺反子：遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。多顺反子：原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的一条mRNA链可编码几种功能相关的蛋白质，称为多顺反子(polycistron)。单顺反子：真核生物中，一条mRNA链只能编码一种蛋白质。

第13页：原核生物的多顺反子

原核生物的多顺反子：真核生物的单顺反子：核蛋白体结合位点起始密码子终止密码子非 3 mRNA5 PPPmRNA5 mG-PPPA(n)3

第14页：每3个核苷酸组成的三联体

每3个核苷酸组成的三联体

遗传密码（geneticcode）：mRNA分子上从5 3 方向，由起始密码子AUG开始，每3个核苷酸组成的三联体，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码，也叫密码子（codon）。从mRNA5端端起始密码子AUG到3端端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。mRNA分子上有4种碱基（核苷酸）可组成64(43)种不同的密码子。遗传密码表编制于1965年。

第15页：遗传密码表

遗传密码表

本页源文件提取到的文字较少（多为结构式或图示页），建议对照原课件图片补充要点说明。

第16页：遗传密码的特点

遗传密码的特点

连续性2简并性3碱基摆动4通用性密码子共有64个，表示氨基酸的有61个。起始密码子：AUG，它也代表甲硫氨酸。终止密码子：UAA、UAG、UGA。遗传密码的特点：

第17页：均造成框移突变

均造成框移突变

（一）连续性（commaless）：mRNA的读码方向从5 3，，两个密码子之间无任何核苷酸隔开。mRNA链上碱基的插入、缺失和重叠，均造成框移突变。5′….UCACGACAUAUG….3′5′….UCAGCGACAUAUG….3′丝精组蛋丝丙苏酪5′….UCAGACAUAUG….3′丝天异亮插入缺失mRNA

第18页：不影响氨基酸翻译

不影响氨基酸翻译

（二）简并性（degeneracy）遗传密码的简并性：指一个氨基酸具有2个或2个以上的密码子。密码子的第三位碱基改变 不影响氨基酸翻译。除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸均有2~6个密码子。遗传密码的专一性主要由前两个碱基决定。ACUACCACAACG苏（Thr）

第19页：遗传密码的简并性

遗传密码的简并性

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第20页：蛋白质生物合成的整套密码

蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。(三）通用性（universal）

第21页：密码子、反密码子配对的摆动现象

密码子、反密码子配对的摆动现象：下表列出相关数据。

第22页：摆动配对

摆动配对

U摆动配对U(#1)AUCAUU异亮氨酸AUA(Ilu)

第23页：核蛋白体是多肽链合成的装置图12-1原核

核蛋白体是多肽链合成的装置图12-1原核

二、核蛋白体是多肽链合成的装置图12-1原核生物核蛋白体结构模式

第24页：核蛋白体的组成

核蛋白体的组成

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第25页：亚基中含有几十种蛋白质和

亚基中含有几十种蛋白质和

核蛋白体由大、小亚基构成。亚基中含有几十种蛋白质和rRNA。70S核蛋白体真核生物:大亚基小亚基原核生物:大亚基50S小亚基30S60S40S80S核蛋白体rRNA(60%)+蛋白质(40%)核蛋白体

第26页：

第27页：图12-1原核生物翻译过程核蛋白体结构模

图12-1原核生物翻译过程核蛋白体结构模式

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第28页：在蛋白质翻译中起接合体作用

在蛋白质翻译中起接合体作用

• tRNA分子反密码环上的反密码子与mRNA上的密码子配对，“对号入座”。
• tRNA的氨基酸臂上3-端CCA-OH是氨基酸的结合部位，携带氨基酸。氨基酰-tRNAATPAMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+tRNA

第29页：氨基酸臂反密码环

氨基酸臂反密码环tRNA二级结构（三叶草形）3 反密码子5 DHU环TC环

第30页：三级结构

三级结构

tRNA三级结构（倒L形）

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第31页：具有水解酯键的作用

具有水解酯键的作用

（一）氨基酰-tRNA合成酶(i具有高度特异性，既能识别aa又能识别相应的tRNA（已知约40~50种）。@种类多（约有40~50种）且组成不同（单链或多个亚基组成）。3有校正功能，具有水解酯键的作用。特点： Met-tRNAiMet氨基酰-tRNA合成酶Gly+tRNAGly+ATPGly-tRNAGly+AMP+PPi Arg-tRNAArg Met-tRNAMet

第32页：合成酶氨基酸

合成酶氨基酸

氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+tRNAATPMg2+AMP+PPi氨基酰-tRNA氨基酸臂3 反密码子—OHHO-C=OH2N—C—HR5 O

第33页：活化过程在氨基酸的羧基上进行

活化过程在氨基酸的羧基上进行，氨基酸的羧基与CCA-OH以酯键相连。活化一个氨基酸消耗2个高能磷酸键。E:氨基酰-tRNA合成酶氨基酸氨基酰-AMP-EtRNAATP-EPPiAMP+E氨基酰-tRNA

第34页：起始肽链合成的氨基酰

起始肽链合成的氨基酰

Met-tRNAifMet真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet转甲酰基酶N10-CHO-FH4FH4CH3SCH2CH2H2N-CH-COO–tRNAifMetMet-tRNAifMet（二）起始肽链合成的氨基酰-tRNAfMet-tRNAifMetH-C-HN-CH-COO–tRNAifMetCH3SCH2OCH2fMet-tRNAifMet

第35页：第二节蛋白质生物合成过程肽链合成

第二节蛋白质生物合成过程肽链合成的终止mRNA的碱基序列从5端端自左至右书写至3 端，肽链的氨基酸序列从N端自左至右书写至C端。翻译过程从读码框架的5-AUG 开始。氨基酸的活化与转运肽链合成起始蛋白质生物合成肽链的延长

第36页：Mg2+起始阶段所需物质

Mg2+起始阶段所需物质

一、 是指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物的过程。参与此过程的蛋白因子称为起始因子（initiationfactor，IF）。真核生物（eukaryote）起始因子用eIF表示。mRNA核蛋白体（大亚基、小亚基）fMet-tRNAfMet起始因子（IF-1，IF-2，IF-3)GTP，Mg2+起始阶段所需物质

第37页：原核翻译起始复合物形成

原核翻译起始复合物形成

• 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
• 核蛋白体大亚基结合
• 核蛋白体大、小亚基分离IF-1，IF-3与小亚基结合，促使大小亚基分离。（一）原核翻译起始复合物形成

第38页：形成复合物

形成复合物

、mRNA在小亚基定位结合原核生物mRNA起始部位由4~9个富含嘌呤碱的核苷酸组成保守碱基序列，这一序列以 AGGA 为核心，位于起始密码AUG上游约8~13个核苷酸处，是mRNA与核蛋白体小亚基16SrRNA3-末端互补序列，此序列称为S-D序列，又称为核蛋白体结合位点（ribosomalbindingsite，RBS）。mRNA上S-D序列后的小核苷酸序列可被核蛋白体小亚基rpS-1识别结合，通过RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用使mRNA的起始AUG在核蛋白体小亚基上精确定位，形成复合物。

第39页：核蛋白体小亚基蛋白

核蛋白体小亚基蛋白

39mRNA图12-2原核生物mRNA与核蛋白体小亚基结合位点机制rpS-1辨认序列S-D序列rpS：核蛋白体小亚基蛋白

第40页：核蛋白体的组成及作用特点

核蛋白体的组成及作用特点：小亚基—与mRNA结合的部位，有A位和P位2个tRNA结合位点，可容纳2个密码子同时工作。与蛋白质合成的起始有关。大亚基—含有与mRNA相对应的A位和P位，还含有用于排出tRNA的E位（原核）。大亚基上有转肽酶。转肽酶作用：1在肽链延长阶段，催化肽键的形成。2在终止阶段，具有酯酶的作用，释放多肽链。40

第41页：原核生物翻译过程核蛋白体结构模式

原核生物翻译过程核蛋白体结构模式

• 起始氨基酰-tRNA的结合；
• 核蛋白体大亚基结合。

第42页：原核生物肽链合成起始过程

原核生物肽链合成起始过程

AUG30S50SmRNA50S30S+IF-1，IF-3解聚fMetIF-2GTPAUG70S起始复合物fMetAUGAIF-1fMetAUG图12-3原核生物肽链合成起始过程50SIF-3IF-1GDP+PiIF-

第43页：真核生物翻译起始复合物形成

真核生物翻译起始复合物形成

• 核蛋白体大小亚基分离；
• 起始氨基酰-tRNA结合；
• mRNA在核蛋白体小亚基就位；
• 核蛋白体大亚基结合。

第44页：真核生物肽链合成起始过程

真核生物肽链合成起始过程

Met40S60SmRNAeIF-2B、eIF-3、eIF-6①elF-3②ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B，PAB(多聚A结合蛋白)③MetMet-tRNAiMet—elF-2—GTP图12-4真核生物肽链合成起始过程60S40SMet各种elF释放GDP+PielF-5④Met80S起始复合物

第45页：真核生物翻译起始的特点

真核生物翻译起始的特点

• 起始Met-tRNAiMet不进行甲酰化。
• mRNA的5端端有帽、3端端有polyA。
• mRNA5端端帽子结构与mRNA在核蛋白体上就位有关。翻译的起始过程需帽子结构蛋白复合物（eIF-4F），包括eIF-4E、eIF-4G和eIF-4A各组分，polyA结合蛋白（PAB）结合3 polyA尾。真核生物无SD-序列。*真核生物翻译起始的特点

第46页：原核、真核生物各种起始因子的生物功能

原核、真核生物各种起始因子的生物功能：下表列出相关数据。

原文因子名称与功能说明分列排版、顺序交错，表格按教材标准对应关系还原，建议对照原课件图片核对。

第47页：直到合成终止的过程

直到合成终止的过程

二、肽链的延长翻译过程中的肽链延长，指根据mRNA密码序列的指导添加氨基酸从N端→C端延伸肽链，直到合成终止的过程。肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，也称为核蛋白体循环（ribosomalcycle）。每次循环增加一个氨基酸。进位成肽转位翻译延长阶段

第48页：原核生物EF-TEF-G真核生物

原核生物EF-TEF-G真核生物

延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongationfactor,EF)原核生物：EF-TEF-G真核生物：eEF-1、eEF-2

第49页：结合分解GTP调节亚基有转位酶活性

结合分解GTP调节亚基有转位酶活性

eEF-2促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTP调节亚基有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促进卸载tRNA释放EFGeEF-1-βEF-TseEF-1-αEF-Tu对应真核延长因子生物功能原核延长因子肽链合成的延长因子

第50页：进位（注册）进位

进位（注册）进位

起始复合物进位5 NH2PAAUGEPAfMetNH22（一）进位（注册）进位：氨基酰-tRNA根据遗传密码的指引，进入核蛋白体的A位。该过程需EF-T以及GTP参与，EF-Tu有GTP酶活性。*核蛋白体对氨基酰-tRNA的进位有校正功能。*大肠杆菌合成多肽链速度10个氨基酸残基/S（37℃）。3 mRNA5 3 EPAfMetAANH2PAAUG

第51页：蛋白质生物合成过程要点

进位：Tu—GDPPiTu—GTPAA-tRNATu—GTPGTPTsTuTs—(EF-T)GDP进位 pAAUGTu—GTP

第52页：反应在A位上进行

反应在A位上进行

• P位上fMet-tRNAfMet的酰基与A位上aa-tRNA的氨基进行反应，形成肽键。反应在A位上进行。
• P位上无负载的tRNA从核蛋白体上脱落下来。NH2AA25 EPAO=CfMetNH2PAAUG3 fMetNH2O=C

第53页：转肽酶

转肽酶

OO=CCH2CH2-CHH2NCH3SAUGUACPAOC=OCH-RNH2转肽酶Mg2+K+，成肽2OHOO=CR-CHAUGUACPANHO=CH3CSCH2CH2-CHNH

第54页：由转位酶催化

由转位酶催化

（三）转位（translocation）转位：在A位上的二肽连同mRNA从A位进入P位，需要GTP参加，由转位酶催化。EF-G具有转位酶活性。肽-tRNA-mRNA与核蛋白体位置作相对变更，肽-tRNA-mRNA占据P位，A位又空了出来。此时，与密码子相应的aa-tRNA进入A位注册，开始下一循环。重复进行进位、成肽、转位可使多肽链不断延长。在肽链合成连续循环时，核蛋白体空间构象发生周期性改变，转位时无负载的tRNA进入E位，可诱导核蛋白体空间构象改变，有利于下一个氨基酰-tRNA进入A位。

第55页：蛋白质生物合成过程要点

转位

OHEFG，GTP转位OHPAPAEPOHA

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第56页：进位成肽转位翻译延长阶段进位

进位成肽转位翻译延长阶段进位

起始复合物AUG5 EPAO=CfMetNH23 fMetNH2NH2PAO=CAUG5 EPAAA23 PA进位成肽转位翻译延长阶段进位EFT，GTP

第57页：转肽酶

转肽酶

NH22AUG5 EPAO=CAAfMetNH2PA转位EFG，GTP进位EFT，GTP成肽3 转肽酶NH22O=CfMetNH2AUG5 3 EAAAPAPPfMetNH2O=CPAEPOHA

第58页：链延长进位

链延长进位

AUG21AUGA21AUG5′→3′3 OH成 链延长进位3312OH21AUG5′3′OH转位

第59页：每一次核蛋白体循环

每一次核蛋白体循环

*（1）在蛋白质生物合成过程中，mRNA上密码子的阅读方向：从5’→3’进行。*（2）肽链合成的方向：从N-端→C-端进行。每一次核蛋白体循环，肽链延长一个氨基酸。*（3）蛋白质生物合成过程消耗能量。氨基酸的活化：消耗2个高能键进位：消耗1个高能键肽链延长阶段成肽转位：消耗1个高能键平均每生成一个肽键约消耗4个高能键。

第60页：但有不同的反应体系和延长因子

但有不同的反应体系和延长因子

真核生物肽链合成的延长过程与原核基本相似，但有不同的反应体系和延长因子。另外，真核细胞核蛋白体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落。（四）真核生物延长过程

第61页：三、肽链合成的终止当

三、肽链合成的终止当

mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。终止相关的蛋白因子称为释放因子(releasefactor,RF)原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3真核生物释放因子：eRF释放因子的功能：1、识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG；而RF-2可识别UAA、UGA。RF-3有GTP酶活性。2、诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放。

第62页：终止密码子的辨认

终止密码子的辨认

1.终止密码子的辨认RF-1或RF-2OO=CR-CHAUUAAAAOO=CR-CHAURAFA

第63页：肽链的水解和脱落

肽链的水解和脱落

2.肽链的水解和脱落OO=CR-CHRFOHRFO=C-OHR-CHH-OH转肽酶RF

第64页：核糖体大小亚基的解聚

核糖体大小亚基的解聚

3.tRNA、RF、mRNA的释放，核糖体大小亚基的解聚OHRFOHRFRF-3IF-1，IF-

第65页：蛋白质生物合成

• 起始
• 肽链延长进位成肽转位
• 终止RF

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第66页：提高翻译效率

提高翻译效率

意义：提高翻译效率。指结合在同一条mRNA上的多个核蛋白体。翻译方向5′3′mRNA图12-8多聚核蛋白体多聚核蛋白体：

第67页：多聚核蛋白体

多聚核蛋白体

′mRNAl图12-8多聚核蛋白体5′

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第68页：电镜下的多聚核蛋白体现象

电镜下的多聚核蛋白体现象

本页源文件提取到的文字较少（多为结构式或图示页），建议对照原课件图片补充要点说明。

第69页：消耗2个高能键肽链合成的起始:IF1

消耗2个高能键肽链合成的起始:IF1

进位:EF-T、GTP成肽:转肽酶转位:转位酶(EF-G),GTP蛋白质生物合成肽链的延长(核蛋白体循环)蛋白质生物合成过程：氨基酸的活化:氨基酰-tRNA合成酶ATP，消耗2个高能键肽链合成的起始:IF1,IF2,IF3、GTP(#3)肽链合成的终止:RF1,RF2,RF3、GTP

第70页：合成酶氨基酸

合成酶氨基酸

氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+tRNAATPMg2+AMP+PPi氨基酰-tRNA氨基酸臂3 氨基酰-tRNA结构反密码子—OHHO-C=OH2N—C—HRO-C=OH2N—C—HR5

第71页：蛋白质生物合成

• 起始
• 肽链延长进位成肽转位
• 终止RF

本页源文件提取到的文字较少（多为结构式或图示页），建议对照原课件图片补充要点说明。

第72页：翻译起始阶段

翻译起始阶段

AUG30S50SmRNA50S+30SIF-1，IF-3解聚fMetIF-2GTPAUG70S起始复合物fMetAUGAIF-1fMetAUG50SIF-3IF-1GDP+PiIF-21.翻译起始阶段

第73页：起始复合物

起始复合物fMetNH2NH2AUG5 EPAO=CfMetNH2PAO=CAUG5 EPAAA23 PA进位成肽转位2.翻译延长阶段进位3 EFT，GTP

第74页：转肽酶

转肽酶

NH22AUG5 EPAO=CAAfMetNH2PA转位EFG，GTP进位EFT，GTP成肽3 转肽酶NH22O=CfMetNH2AUG5 3 EAAAPAPPfMetNH2O=CPAEPOHA

第75页：链延长进位

链延长进位

AUG21AUGA21AUG5′→3′3 OH成 链延长进位3312OH21AUG5′3′OH转位

第76页：翻译终止阶段

翻译终止阶段

763.翻译终止阶段：RF-1或RF-2OO=CR-CHAUUAAAAOO=CR-CHAURAFA

第77页：转肽酶

转肽酶

OO=CR-CHRFOHRFO=C-OHR-CHH-OH转肽酶RF3OHRFRF3IF-1，IF-

第78页：第三节蛋白质合成后加工和输送从核蛋白体释

第三节蛋白质合成后加工和输送从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必须经过不同的翻译后加工才转变为天然构象的功能蛋白。*多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质*一级结构的修饰*空间结构的修饰*蛋白质合成后的靶向输送翻译后加工和输送

第79页：一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质

一、多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整空间构象。 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋白质辅助。

第80页：具有促进蛋白折叠功能的大分子

具有促进蛋白折叠功能的大分子：*分子伴侣(molecularchaperon)*蛋白二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase,，PDI)*肽-脯氨酰顺反异构酶(peptideprolylcis-transisomerase,，PPI)

第81页：是细胞中一类保守蛋白质

是细胞中一类保守蛋白质

热休克蛋白(heatshockprotein，HSP)包括HS 0、HS 和GreE三族。2伴侣素(chaperonins)GroEL和GroES家族1.分子伴侣：是细胞中一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。

第82页：完成多肽的正确折叠过程

完成多肽的正确折叠过程

*热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用：结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进行折叠。形成HS 和多肽片段依次结合-解离的循环，完成多肽的正确折叠过程，HS 有ATP酶活性。HS 结合待折叠多肽片段HS 0-ATP复合物HS 0-HS 0-ADP-多肽复合物ATP水解GrpEATPADP复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠

第83页：为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空

为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空

图12-9伴侣素GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程*伴侣素的主要作用：为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。E.coli中约10%~20%蛋白质折叠需此家族辅助。

第84页：这一过程主要在细胞内质网进行

这一过程主要在细胞内质网进行

2.蛋白二硫键异构酶多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这一过程主要在细胞内质网进行。二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。

第85页：在肽链合成需形成顺式构型时

在肽链合成需形成顺式构型时

3.肽-脯氨酰顺反异构酶多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象明显差别。天然蛋白肽链中肽酰-脯氨酸间肽键绝大部分是反式构型，仅6%为顺式构型。肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。

第86页：二、一级结构的修饰磷酸化二硫键的形成

二、一级结构的修饰磷酸化二硫键的形成（一）肽链N端的修饰：去除N-甲酰或N-蛋氨酸（脱甲基酶、氨基肽酶）羟化（二）个别氨基酸的共价修饰二硫键的形成：-2H二硫键异构酶等CysCysSSHHCysSCysS

第87页：多肽链的水解修饰

多肽链的水解修饰

87 在真核生物中， 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。图12-10POMC是多种活性物质的前体-MSH（18肽）-MSH-LT（91肽）Endophin（11肽）103肽(?)ACTH（39肽）鸦片促黑皮质素原（265肽）KRKR水解剪接NC信号肽（三）多肽链的水解修饰

第88页：形成寡聚体

形成寡聚体

（一）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。如血红蛋白A是由2和2组成的四聚体：2：141aa×22：146aa×2HbA(574aa)三、空间结构的修饰

第89页：蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类

蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类

（二）辅基连接 蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类。 结合蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等）都需要结合相应辅基才能成为天然功能蛋白质。如：珠蛋白(22)亚铁血红素(4分子)HbA(血红蛋白A)

第90页：α链β链α链血红素β链

α链β链α链血红素β链

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第91页：才成为具有生物功能的蛋白质

才成为具有生物功能的蛋白质

（三）疏水脂链的共价连接某些蛋白质翻译后需在肽链特定位点共价连接一个或多个疏水性强的脂链，这些蛋白通过脂链嵌入疏水膜脂质双层，定位成为特殊质膜内在蛋白质，才成为具有生物功能的蛋白质，如G蛋白、Ras蛋白等。

第92页：羟化个别氨基酸的共价修饰亚基聚合辅基连接

羟化个别氨基酸的共价修饰亚基聚合辅基连接

磷酸化二硫键的形成肽链N端的修饰:去除N-甲酰或N-蛋氨酸（脱甲基酶、氨基肽酶）羟化个别氨基酸的共价修饰亚基聚合辅基连接疏水脂链的共价连接*一级结构的修饰蛋白质合成后加工:*多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质*空间结构的修饰(#4)

第93页：合成后的去向有三个

合成后的去向有三个

真核生物蛋白质合成部位在胞液的核蛋白体上，合成后的去向有三个：胞浆Pr细胞器(细胞核,线粒体等)体液靶组织保留进入 性Pr四、蛋白质合成后 靶向输送

第94页：这一过程称为蛋白质的靶向输送

这一过程称为蛋白质的靶向输送

蛋白质的靶向输送(proteintargeting)蛋白质合成后需要经过复杂机制，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。 信号序列(signalsequence)所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为信号序列。

第95页：靶向输送蛋白的信号序列或成分

靶向输送蛋白的信号序列或成分：下表列出相关数据。

第96页：才能到达

才能到达

（一）分泌蛋白的靶向输送真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输送过程首先要进入内质网。 分泌性蛋白质某些蛋白质合成后不在本细胞内使用，而是分泌到血液循环或再到靶细胞去发挥功能称为分泌性蛋白质(蛋白质必须先通过膜性结构，才能到达)。

第97页：紧接着是被信号肽酶裂解的位点

紧接着是被信号肽酶裂解的位点

1.信号肽(signalpeptide)各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列称信号肽。由13~36个氨基酸组成，分为三个区段：N-末端碱性区、疏水核心区及加工区，紧接着是被信号肽酶裂解的位点。疏水中性氨基酸较多信号肽N-N端碱性疏水核心区加工区-C碱性氨基酸极性和小侧链氨基酸分泌蛋白信号肽酶裂解的位点

第98页：Thr信号肽的一级结构

Thr信号肽的一级结构

(K,R,H)Lys,Arg(L,A,F,G,C,P,W,M,Y,V,I)(E,Q,D,N,S,T)Glu,Gln,Asp,Asn,Ser,Thr信号肽的一级结构：

第99页：并结合核蛋白体使多肽合成暂停

并结合核蛋白体使多肽合成暂停

2.分泌蛋白进入内质网过程1在核蛋白体上合成出包括信号肽在内的N端最初约70个氨基酸残基。2信号肽识别颗粒（SRP）和新生肽链N端的信号肽与GTP结合，并结合核蛋白体使多肽合成暂停，SRP引导核蛋白体-多肽-SRP-GTP复合物识别结合内质网膜上的能与GTP结合的SRP受体。通过水解GTP使SRP解离并再利用，多肽链开始继续延长。

第100页：蛋白质合成完成后

蛋白质合成完成后

（3）核蛋白体大亚基与核蛋白体受体结合，锚定在内质网膜上，水解GTP供能，诱导肽转位复合物开放跨内质网膜通道，新生蛋白信号肽插入内质网膜。4信号肽启动肽链转位，延长的多肽直接经核蛋白体及跨在内质网膜通道进入在内质网腔，信号肽被在内质网腔内信号肽酶切除并迅速降解。5内质网腔HS 消耗ATP，促进延伸多肽进入内质网腔并折叠成功能构象。蛋白质合成完成后，核蛋白体等各种成分解聚后在循环。

第101页：信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽识

信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽识

图12-11信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽识别颗粒HS ATP蛋白质折叠成功能构象

第102页：如氧化磷酸化相关蛋白

如氧化磷酸化相关蛋白

10290%以上的线粒体蛋白前体在胞液合成后输入线粒体，如氧化磷酸化相关蛋白，输送过程：1线粒体蛋白前体与分子伴侣HS 或线粒体输入刺激因子（MSF）结合，以稳定的未折叠形式转运到线粒体。2蛋白质通过识别信号序列，先与线粒体外膜受体复合物结合，再穿过Tom（线粒体外膜转运体）和Tim（线粒体内膜转运体）共同组成的跨内、外膜蛋白通道，以未折叠形式转运到线粒体基质。3基质HS 水解ATP释能及利用跨内膜电化学梯度，为肽链进入线粒体提供动力。4蛋白质前体信号序列被蛋白酶切除，在上述分子伴侣的作用下折叠成有功能的蛋白质。（二）线粒体蛋白的靶向输送

第103页：真核线粒体蛋白的靶向输送机制外膜转运体跨

真核线粒体蛋白的靶向输送机制外膜转运体跨

图12-12真核线粒体蛋白的靶向输送机制外膜转运体跨内膜电化学梯度内膜转运体基质

第104页：在蛋白质进核定位后不被切除

在蛋白质进核定位后不被切除

多种细胞核蛋白在胞液合成后输入核内，包括复制、转录、基因表达调控相关的酶和蛋白因子等，所有靶向输送的胞核蛋白多肽链内都含有特异的信号序列（称为核定位序列，NLS），NLS可位于肽链不同部位，在蛋白质进核定位后不被切除，靶向输送过程：1胞液合成的胞核蛋白结合输入因子二聚体形成复合物，并被导向核膜的核孔。2由小GTP酶Ran蛋白水解GTP释能，胞核蛋白-输入因子复合物通过耗能机制跨核孔转位，进入核基质。3转位中，输入因子和先后从复合物中解离，胞核蛋白定位细胞核内。（三）细胞核蛋白的靶向输送

第105页：图12-13细胞核蛋白的靶向输送机制核孔

图12-13细胞核蛋白的靶向输送机制核孔

本页源文件提取到的文字较少（多为结构式或图示页），建议对照原课件图片补充要点说明。

第106页：干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的

干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的

蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用的。 可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物。106第四节蛋白质生物合成的干扰和抑制

第107页：从而抑制细胞过度生长的药物

从而抑制细胞过度生长的药物

抗生素(antibiotics)是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的一类药物。抗代谢药物指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过度生长的药物，如：6-MP。某些毒素也作用于基因信息传递过程。

第108页：蛋白体嘌呤霉素

蛋白体嘌呤霉素

一、抗生素类抗生素抑制蛋白质生物合成的原理应用作用原理作用点抗生素抗菌药抑制氨基酰-tRNA与小亚基原核小亚基四环素族（金霉素结合新霉素、土霉素）抗菌药改变构象引起读码错误、抑原核小亚基链霉素、卡那霉素、制起始新霉素抗菌药抑制转肽酶、阻断延长原核大亚基氯霉素、林可霉素抗菌药抑制转肽酶、妨碍转位原核大亚基红霉素抗菌药与EFG-GTP结合，抑制肽原核大亚基梭链孢酸链延长医学研究抑制转肽酶、阻断延长真核大亚基放线菌酮抗肿瘤药氨基酰-tRNA类似物，进位后引起未成熟肽链脱落真核、原 蛋白体嘌呤霉素

第109页：其他干扰蛋白质生物合成的物质

其他干扰蛋白质生物合成的物质

二、其他干扰蛋白质生物合成的物质 毒素(toxin) 干扰素(interferon)

第110页：抑制真核生物蛋白质合成

抑制真核生物蛋白质合成

白喉毒素+延长因子-2（有活性）（一）毒素白喉毒素(diphtheriatoxin)的作用机理：可作为一种修饰酶催化共价修饰反应，使真核生物延长因子eEF-2发生ADP糖基化失活，阻断肽链延长过程，抑制真核生物蛋白质合成。N+OOHOHADPOCH2CONH2NAD+OHOHADPOCH2O延长因子-2（无活性）110NCONH2+尼克酰胺

第111页：抑制病毒蛋白质合成

抑制病毒蛋白质合成

（二）干扰素的作用干扰素是真核细胞感染病毒后分泌的一类抗病毒蛋白质，它可抑制病毒繁殖，其作用机制有两方面：1.诱导eIF2磷酸化而失活：抑制病毒蛋白质合成。干扰素诱导的蛋白激酶dsRNAPiATPeIF2ADPeIF2-P（失活）磷酸酶

第112页：干扰素诱导病毒

干扰素诱导病毒

2.干扰素诱导病毒RNA降解PPPPPAAA2 2 5 5 5 2 -5 AAPPPATPRNaseLRNaseL活化降解病毒mRNAdsRNA干扰素2-5A合成酶活化

第113页：遗传密码的特点

遗传密码的特点

• 翻译、遗传密码、遗传密码的简并性、开放阅读框架、顺反子、多顺反子、单顺反子、摆动配对、S-D序列、多聚核蛋白体、分泌性蛋白及信号肽的概念。
• 参与蛋白质合成的物质，遗传密码的特点。
• tRNA的作用，氨基酰tRNA合成酶的特点。
• 核蛋白体的组成及作用特点。
• 蛋白质合成的过程及合成后加工。KeyPoints