07 蛋白质翻译.ppt

第1页：第7章蛋白质翻译

第7章蛋白质翻译（Protein Translation）

第2页：概述第一节基本元件第二节遗传密码

概述第一节基本元件第二节遗传密码（Genetic code）第三节肽链的合成第五节蛋白质前体的加工与转运机制第四节准确翻译的机制

第3页：蛋白质翻译是基因表达的第二步

蛋白质翻译是基因表达的第二步

• 概述
• 蛋白质翻译是基因表达的第二步
• tRNA 在翻译过程中起“译员”的作用
• 参与翻译的RNA 除tRNA外，还有rRNA 和mRNA
• tRNA 既是密码子的受体,也是氨基酸的受体
• tRNA 接受AA要通过氨酰tRNA 合成酶及其自身的paracodon 的作用才能实现

第4页：tRNA 通过其自身的anticodon

tRNA 通过其自身的anticodon

• 密码子有自身的特性三联体前两个重要通用性摇摆性有一定的使用效率
• 多种翻译因子组成翻译起始复合物，完成翻译的起始、延伸和终止，并且保证其准确性

第5页：第一节基本元件

第一节基本元件

第6页：tRNA最小的RNA

tRNA最小的RNA

• tRNA 的5’与3’-末端碱基配对形成
• 3’ 端永远为不配对的CCA序列
• 最后的A的3’ 或2’-OH可以被氨酰化

第7页：另外是D （DHU环双氢脲嘧啶）环D臂c

b、另外是D （DHU环双氢脲嘧啶）环D臂c、含丰富的稀有碱基（约70余种碱基核糖残基）反密码子3 ’ 端邻近部位……….. 反密码子环反密码子臂(anti—codon arm)附加臂（extra arm）TψC环TψC臂其中附加臂通常是可变的

第8页：TψC环附加环反密码子环DHU环aa接受

TψC环附加环反密码子环DHU环aa接受臂

第9页：2“L”形三级结构---anti

2“L”形三级结构---anti

• （2）“L”形三级结构---anti-codon arm 位于”L”另一端，与结合在核糖体小亚基上的codon of mRNA配对b、“L”结构域的功能---aa accept arm 位于“L”的一端，契合于核糖体的肽基转移酶结合位点P A, 以利肽键的形成a、“L”构型的结构力
• 二级结构中的碱基堆积力和氢键
• 二级结构中未配对碱基形成的氢键

第10页：TΨC loop & DHU loop

---TΨC loop & DHU loop 位于“L”两臂的交界处，利于“L”结构的稳定---“L”结构中碱基堆积力大使其拓扑结构趋于稳定wobble base 位于“L”结构末端堆积力小自由度大使碱基配对摇摆

第11页：tRNA 的种类（2）同工tRNA

tRNA 的种类（2）同工tRNA

• 不同的反密码子识别AA的同义密码
• 结构上能被AA–tRNA合成酶识别的共性

第12页：3 校正tRNA

(3) 校正tRNA

第13页：副密码子与氨酰基tRNA的合成

副密码子与氨酰基tRNA的合成

• 为肽建的合成提供能量
• 执行遗传信息的解读（2）AA–tRNA合成酶（AARS）
• 需要三种底物AA tRNA ATP实验证实—模板mRNA只能识别特异的tRNA而不是AA[14C]-Cys-tRNACysNi[14C]-Ala-tRNACys

第14页：氨酰基与tRNA的3’端A的2’/3’—

氨酰基与tRNA的3’端A的2’/3’—

• 因此有三个位点aa binding site tRNA binding siteATP site
• 反应为AA + tRNA + ATP

第15页：

第16页：

第17页：氨酰－tRNA合成酶结合错误氨基酸的校正

氨酰－tRNA合成酶结合错误氨基酸的校正氨酰－tRNA合成酶结合tRNA的校正化学校正动力学校正增加了负载前水解掉的机会

第18页：Prok中AARS有20种

Prok中AARS有20种

• Prok和Euk有一定的差别
• 可分为两类反应机制的差别：Type Ⅰ类酶先将氨酰基转移到tRNA 3’ 端A的2’-OH然后通过转酯反应转移到3’ –OH上TypeⅡ类酶直接将氨酰基转移至3’ –OH 上

第19页：

第20页：两类酶与tRNA反应时

两类酶与tRNA反应时－－接近模式不同合成酶与tRNA相互束缚的普通模型提出：蛋白沿L型分子的一侧束缚tRNA（tRNA的两端被束缚）

第21页：3Paracodon

3Paracodon

• （3）Paracodon(副密码子)的概念；
• tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码AARStRNA binding siteaa binding siteParacodon of tRNA 装载Amino Acid（R）tRNA中的特定序列与AARS 的tRNA binding site的特异基团间的分子契合

第22页：1988. Schimmel

1988. Schimmel

• tRNAmetf 的paracodon 位于anti-codon

第23页：paracodon 的特征

paracodon 的特征

• 属于生物II 型空间密码tRNA Ala(GGC)tRNAAla(UGC)具有G3 ：U70paracodon

第24页：按氨基酸序列将AARS分为两类type

d、按氨基酸序列将AARS分为两类type I 包括Val,Arg,Gln,Glu,Ile,Leu,Met,Trp,Tyrparacodon 大多位于反密码子臂type IIparacodon 大多位于氨基酸接受臂个别还同时在附加臂上有相应碱基

第25页：

第26页：mRNA单顺反子mRNA

mRNA单顺反子mRNA

• 编码区起始AUG到终止密码子
• 前导序列AUG之前的5’ 端非编码区（5’UTR）
• 尾巴终止密码子之后，不翻译的3’ 端

第27页：原核生物mRNA的特征

1、原核生物mRNA的特征（1）大部分为多顺反子spacer: 各顺反子之间（基因之间）的非编码区长度变化很大因此，多顺反子的mRNA翻译有两种情况：a、spacer较长时，下一个基因的产物合成起始是独立的b、spacer长度较短时,两个顺反子使用相同的核糖体或小亚基( 相当…………，有S-D 序列的特征）所以-----Prok中多顺反子mRNA中各基因的产物数量不一定相等

第28页：Spacer 较长时Spacer 较短时

Spacer 较长时Spacer 较短时

第29页：上节课内容回顾

上节课内容回顾：1、tRNA三级结构、种类2、氨酰tRNA合成酶（AARS）氨酰tRNA合成执行双重功能AARS反应位点、校正活性、种类3、副密码子特征4、mRNA

第30页：2 其他特征a

(2) 其他特征a、5’ 端有300个左右NT的leader（A/G－－－－AUG）b、AUG作为起始密码子（GUG、UUG）c、AUG前有S –D 序列S –D序列（Shine-Dalgarno sequence）：位于AUG上游4 ~13 个NT处的富含嘌呤的3 ~9个NT的共同序列，其一致序列为AGGAGG

第31页：可受核糖体结合并保护

可受核糖体结合并保护

• 与核糖体小亚基内16S rRNA 的3’端富含嘧啶的序列3’------UCCUCC-----5’互补，使tRNA正确定位于起始codon

第32页：

第33页：3 Prok.mRNA转录

(3) Prok.mRNA转录、翻译和降解周期

第34页：真核生物mRNA的特征

2、真核生物mRNA的特征（1）一般为单顺反子（2）5’ 端的帽子对翻译有增强作用，且5’ 帽子和3’polyA尾对翻译效率的调节有协同作用（3）“第一AUG规律”即-----绝大部分以AUG作为起始codon

第35页：4起始AUG有如下特点a

（4）起始AUG有如下特点a、其合适“上下文”为（Kozak等人）C C AC C AUG G-3 只有5 ~10％的情况下………+1+4b、－3位的A和＋4位的G…..至关准确翻译（5）双功能mRNA许多病毒都具有如SV40的衣壳蛋白VP2和VP3

第36页：核糖体及rRNA的结构Euk中大多与细胞

核糖体及rRNA的结构Euk中大多与细胞

• 是翻译进行的场所，含大小亚基
• Prok. protein 约占细胞的10％，RNA占总RNA的80％，Euk中相对比例小些
• 细菌中常以多聚核糖体的形式

第37页：

第38页：核糖体的结构(2) 核糖体的装配

1、核糖体的结构(2) 核糖体的装配（1）Prok E.coli小亚基16SRNA 21种proteins S1-------S21大亚基23SRNA 5SRNA 34种proteins L1----L34 Euk大亚基28SRNA 5SRNA 5.8SRNA 49种proteins小亚基18SRNA 33种proteins核糖体蛋白质＋rRNA－－－－－按一定的顺序形成完整的核糖体

第39页：

第40页：

第41页：核糖体的活性位点30S小亚基头部基底部中

3、核糖体的活性位点30S小亚基头部基底部中间有一豁口50S大亚基三个突起

第42页：两者之间形成一个mRNA通道

两者之间形成一个mRNA通道

• 根据功能将核糖体上的活性部位分为两类♪翻译区域7个活性位点占2/3 ♪逐出位点2个位点（多肽的逐出）占1/3(1) mRNA结合位点a、位于30S 亚基的头部b、S1 （可防止mRNA 链内碱基对的形成）（与S18和S21－－mRNA、起始tRNA IF3）

第43页：16S rRNA 3’端是mRNA

c、16S rRNA 3’端是mRNA 与小亚基初始结合不可缺少的（2）P位点：肽酰－tRNA位点a、大部分在小亚基内，小部分在大亚基内16SrRNA的3‘末端、L2等蛋白b、能够与起始tRNA （fMet--tRNAf）相结合，且P位点会影响A位点的活性

第44页：3A位点

（3）A位点：氨酰基tRNA 位点a、主要在大亚基上b、A位点内mRNA 表面只对特定的aa—tRNA 分子表现出特异性，且A位点结合aa—tRNA 要求在P位点上必须有肽酰tRNA存在（4）肽基转移酶活性位点活性中心在大亚基上，位于P位点和A位点的连接处靠近tRNA的接受臂

第45页：55s rRNA位点

55s rRNA位点

• （5）5s rRNA位点（与tRNA进入有关）（6）EF—Tu位点位于大亚基内，与氨酰基tRNA的结合有关（7）EF—G 转位因子结合位点大亚基靠近小亚基的界面处（8）E 位点（包括两个：脱酰基tRNA和多肽的逐出位点）
• E1为脱酰基tRNA 离开核糖体提供出口
• E1对蛋白质合成的准确性起重要作用
• E2为多肽离开核糖体提供出口（占核糖体1／3）

第46页：Peptidyl transferaseEF-Tu

Peptidyl transferaseEF-Tu site

第47页：E2 位点膜fMet

E2 位点膜fMet--tRNAmetf(Met--tRNAmeti) way in P site

第48页：

第49页：第二节遗传密码

第二节遗传密码(Genetic code）

第50页：通用的三联体密码DNA遗传信息mRNA蛋

一、通用的三联体密码DNA遗传信息mRNA蛋白质遗传密码1、Codon 的特征a、概念：mRNA上连续排列的三个NT序列，编码一个AA信息的遗传单位b、具有四大生物系统（病毒、细菌、动植物）的通用性和保守性（Mt除外）C、一个基因序列中，有不重叠性和无标点性

第51页：密码子破译实验基础

2、密码子破译实验基础：Ⅰ 蛋白质体外合成的实验基础♪E. coli 的无细胞体系（DNA、mRNA、tRNA、核糖体、AA—tRNA合成酶）♪破坏掉DNA、耗尽mRNA后♪加入模板（外源mRNA或人工合成的多聚NT）加入ATP、GTP、AA等成分合成新的肽链推知编码某些AA的密码（比较………）

第52页：Ⅱ1955 Grunberg-Mango 和Ochoa

Ⅱ1955 Grunberg-Mango 和Ochoa 从细菌中分离出的多核苷酸磷酸化酶♪催化合成RNA而不需要模板DNA或RNA ♪合成各异的多聚核苷酸poly(A)、poly(AU)………（依据所加核苷二磷酸的比例不同）

第53页：1以均聚物为模板指导多肽的合成196

1以均聚物为模板指导多肽的合成196

• （1）以均聚物为模板指导多肽的合成1961 Nirenberg 和Matthaei poly U-----UUU-------编码Phe poly C ------Pro poly A --------Lys （2）用tRNA 结合法破译codon1964 Nirenberg 和Leder
• 没有蛋白质合成所需的全部因子存在时,特异AA—tRNA也能与核糖体---mRNA复合物结合

第54页：于是作如下实验♪人工合成多种三核苷酸

于是作如下实验♪人工合成多种三核苷酸（UUU、UCU、UGU等）为模板♪与含核糖体、20种AA—tRNA和适当离子强度的反应液保温♪使反应液通过硝酸纤维素滤膜，其中只有核糖体或结合AA—tRNA的核糖体能留在滤膜上

第55页：实验为20组

实验为20组

• 实验为20组：SerC14、Leu、Lys、Arg………….（20种）Ser 、LeuC14、Lys、Arg…………. Ser 、Leu、LysC14、Arg………….…………………… 分析留在滤膜上的核糖体中的AA—tRNA和其相应的模板
• 此方法未能破译全部的codon（结合效率）

第56页：Ser-C14….Leu-C14….Lys-C14….G

Ser-C14….Leu-C14….Lys-C14….Gly-C14….

第57页：3 Khorana

(3) Khorana、Nirenberg和Ochoa等又进一步确定和验证了全部密码子1968 Nirenberg 和Khorana 因破以遗传密码的贡献而获Nobel 奖（1966）

第58页：密码子的简并现象

密码子的简并现象

• codon 的简并可把突变对生物体的影响降到最小

第59页：2）摇摆假说（Wobble

（2）摇摆假说（Wobble hypothesis）mRNA 5’…CGU...CGC...CGA…CGG…AGA…AGG…3’摆动tRNAGCG3’→5’GCU5’UCU5’1961 Crick 提出又称“变偶假说”内容：codon 的前两位碱基和反密码子配对时遵循Watson—Crick 原则，而第三位碱基有一定的灵活性即codon 的3rd-Nt与anti-codon 的1st-Nt（Nt34）

第60页：3摇摆碱基的摇摆配对原则摇摆配对原则

（3）摇摆碱基的摇摆配对原则摇摆配对原则anti-codon 的1st-Nt codon 的3rd-NtI-------次黄嘌呤摇摆碱基－－－anti-codon 的1st-Nt

第61页：4 摇摆碱基摇摆配对的机理b

(4) 摇摆碱基摇摆配对的机理b、anti-codon 的1st-Nt( 摇摆位点)被修饰的频率很高，导致配对范围增大a、由tRNA 反密码子环的空间结构所决定♪摇摆位点34th-Nt 处于堆积碱基的末端，所受堆积力较小，有较大的自由度来进行选择配对

第62页：

第63页：

第64页：tRNA丰度和密码子的使用频率

tRNA丰度和密码子的使用频率

• tRNA 的丰度和codon 的使用频率是进化过程中形成的基因表达调控机制之一生物GC％不等→ → 各种codon出现的频率不等因此♪识别同一AA的不同tRNA－－－同工tRNA量不等♪不同生物间同一同工tRNA 的量不等

第65页：tRNA 丰度与codon

1、tRNA 丰度与codon 的使用频率正相关2、codon 的使用频率与codon 与anti-codon 间的作用强度有关a、需要量多的蛋白质，有关密码子的使用频率高，相应的tRNA 量多如：核糖体蛋白质Rec A蛋白质b、需要量少的蛋白质，有关codon 的使用频率低，相应的tRNA 的量少即-----同义codon中，其使用频率有一定差异（明显）

第66页：原因：c、强配对作用形成的aa—tRNA

原因：c、强配对作用形成的aa—tRNAaa需要较长的时间从核糖体的P位点卸载因此，进化过程中自然选择codon／anti-codon 间结合强度适度的codon以保证最佳的protein 合成速率a 、适中的作用强度有利于翻译的进行b、弱配对作用形成的aa—tRNAaa需要较长的时间进入A位点

第67页：

第68页：

第69页：线粒体密码的特殊性1

四、线粒体密码的特殊性1、线粒体中具有与通用密码不同的编码信息（1）具体不同（2）线粒体的codon表排列的比较整齐均为2、4、6

第70页：

第71页：3线粒体中“三中读二”方式可减少tR

（3）线粒体中“三中读二”方式可减少tRNA线粒体中只有22种tRNA（摇摆假说使用通用密码子至少得32种tRNA）a、识别一个密码子家族的tRNA的anti-codon的摇摆碱基均为U U-------U、A、C、G b、两个一组的密码子，其相应tRNA的anti-codon 的摇摆碱基配对情况分别为：G → C/U （Py）U＊（经过修饰）→ G/A（Pu）

第72页：第三节肽链的合成

第三节肽链的合成

第73页：蛋白质合成速度很快Prok.

蛋白质合成速度很快Prok.

• C ）Euk. 低些（血红蛋白…….. 2AA／S）合成方向…….. N 端→ C 端一、合成的起始
• 指A的第一次进位以前
• 核糖体结合于mRNA→ → →起始复合物的形成（包括第一个aa－tRNA）相对缓慢

第74页：核糖体亚基…..游离存在的和终止后核糖体

核糖体亚基…..游离存在的和终止后核糖体解离的亚基

第75页：起始tRNA 与起始密码子的识别

起始tRNA 与起始密码子的识别

• tRNAMetf能识别AUG、GUG
• tRNAMetf ＋Met………. fMet---tRNAf转甲酰酶

第76页：tRNAMetm识别内部的AUG

tRNAMetm识别内部的AUG

• tRNAMetf接受臂的两个碱基均为不配对状态（3）线粒体中Met甲酰化（4）tRNAMetf 和tRNAMetm结构上存在差异
• tRNAMetf .....TψCA，而tRNAMetm…..TψCG
• 反密码子的3’端临位tRNAMetf…A tRNAMetm…烷基化的A

第77页：起始tRNA 的结构G-C G

起始tRNA 的结构G-C G 烷基化的A

第78页：起始复合物的生成（1）起始因子及30S

2、起始复合物的生成（1）起始因子及30S 亚基与mRNA的结合♦Prok.的三种起始因子（initiation factor IF）参与蛋白质合成起始的可溶性蛋白因子－－辅助起始复合物：核糖体、mRNA、aa--tRNA三元复合物三种IF分别为：IF1 IF2 IF3 IF1---------加强IF2、IF3的酶活

第79页：IF2---------促使fMet

IF2---------促使fMet---tRNAMETf选择性的结合在30S亚基上30S---IF3+ mRNA30S + IF3 + mRNA（30S复合物）IF3---------促使30S亚基结合于mRNA 起始部位，阻止30S亚基与50S亚基的结合，或者说促进70S核糖体的解离a、30S亚基与mRNA 的结合IF3+ 30S

第80页：

第81页：IF3－－赋予30S 亚基与mRNA

IF3－－赋予30S 亚基与mRNA

• SD序列控制起始复合物形成的频率……翻译产物数量
• IF3 使30S 亚基不能与50S亚基结合（形状…..）
• 30S 亚基与mRNA 的结合SD与16S rRNA的3’ 端………
• 30S 复合物中，起始codon 正好位于P位点，且只有fMet—tRNAMetf才能进入

第82页：2 起始tRNA 的结合IF2+

2 起始tRNA 的结合IF2+

• (2) 起始tRNA 的结合IF2+ fMet---tRNAfIF2---fMet---tRNAf＋30S---IF3---mRNA30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTPGTP
• IF2与起始tRNA 之间作用严格专一很强的GTP酶活性

第83页：370S 起始复合物的形成a

（3）70S 起始复合物的形成a、IF3游离30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTP与50S亚基的结合导致（IF3与50S亚基的竞争）b、70S 起始复合物形成50S亚基的结合激活IF2 的GTP酶活性，水解GTP并解离下来（IF1）GTP水解释放的能量改变两者的构象IF－－－辅助因子形成30S---mRNA---fMet---tRNA---50S

第84页：IF2---fMet

IF2---fMet---tRNAf结合上来

第85页：Met的甲酰基的除去…..合成到15

c、Met的甲酰基的除去…..合成到15～30个AA3、Euk 蛋白质合成的起始（1）机制与Prok.基本相同，差异主要是所涉及的因素本身的差异所导致◎去甲酰基酶（细菌、线粒体）◎氨肽酶去除Met

第86页：核糖体较大b

a、核糖体较大b、mRNA 是单顺反子c、其mRNA 具有m7GpppNp帽子结构，从而导致起始时识别信号的差异d、Met---tRNAMet不甲酰化e、有较多的起始因子（2）Euk蛋白质合成的起始因子

第87页：

第88页：3起始机制对AUG的识别涉及

（3）起始机制对AUG的识别涉及：Euk 蛋白质合成起始中的重要参与者：＊密码子与反密码子的配对＊起始AUG上下文结构特点的作用Met—tRNAi 核糖体AUG上下文特点eIF –2作用eIF-4F

第89页：

第90页：eIF-2MetMetMet

eIF-2MetMetMet

第91页：

第92页：肽链的延伸EF—Tu--GTP+

二、肽链的延伸EF—Tu--GTP+ 氨酰基--tRNA三元复合物起始tRNA 不能结合，保证了……..Prok肽链的延伸以氨酰－tRNA 进入70S 起始复合物的A位为标志（第一个进位过程）1、进位（1）三元复合物生成EF—Tu+ GTP

第93页：2三元复合物进入A位

2三元复合物进入A位

• （2）三元复合物进入A位
• 要求P位点被起始氨酰tRNA 或肽酰－tRNA占据
• 同时，EF-Tu催化GTP水解，释放EF—Tu—GDP （3）Ts循环（Tu—Ts 循环）EF—Ts 能够使EF—Tu—GDP转变为EF—Tu—GTP 因为-----EF—Tu—GDP 不能有效地结合氨酰基—tRNA 循环过程：EF—Tu—GDPEF--TsEF—Tu—EF--TsGTP 取代EF—Tu--GTP

第94页：

第95页：肽键生成（转肽反应）（1）肽酰转移酶

肽键生成（转肽反应）（1）肽酰转移酶

• 位于核糖体大亚基，催化肽键生成
• 若干蛋白质、23S rRNA 、5S rRNA（2）形成过程：把两个氨酰－tRNA 定位于调准的位置将处于P位的甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移到A位的氨酰基－tRNA 的氨基上形成肽键肽链延伸一个AA

第96页：

第97页：

第98页：1需要GTP 和延伸因子EF—Ga

（1）需要GTP 和延伸因子EF—Ga、过程：EF—G 和GTP 结合-------核糖体中具有GTP酶活性的蛋白GTP水解--------A位生成的肽基转移到P位，P 位空载的tRNA进入E位（此过程mRNA 移动了一个密码子）3、移位（translocation）⊙肽键生成后，核糖体沿mRNA向前移动一个密码子的距离

第99页：

第100页：

第101页：

第102页：EF—G和GDP

b、EF—G和GDP 必须释放→→→下一个三元复合物进位抗生素甾酸酶素（fusidic acid）实验证实c、核糖体固有的移位性质可被EF—G 所催化

第103页：

第104页：

第105页：两类延伸因子的交替作用使肽键生成和移位有

4、两类延伸因子的交替作用使肽键生成和移位有条不紊的进行

第106页：

第107页：Euk 肽链的延伸（1）与Prok

5、Euk 肽链的延伸（1）与Prok 相似﹡eEF—1 取代EF—Tu 和EF—Ts ﹡eEF—2 取代EF—G ﹡真菌------eEF—3 参与(维持翻译的准确性)（2）eEF—1 大多数由α、β、γ、δ 四个亚基eEF--1α－－－－与GTP结合﹡酵母中过量表达可导致翻译忠实性的提高、果蝇中可延长其寿命

第108页：﹡衰老过程中

﹡衰老过程中，eEF—1 α活性下降因此-------衰老过程中可能伴随着翻译忠实性的下降﹡大量表达还可以提高细胞的生长能力一些影响细胞生长的因素也可以引起细胞内eEF—1 α的大量表达，如：癌基因v—fos 的诱导（3）有些资料表明：eEF—2 并不是延伸所必须，只起到加速的作用

第109页：GTP 的作用

GTP 的作用

• 6、GTP 的作用（1）使各种翻译因子与tRNA 或核糖体易于以非共价键结合；
• 水解成GDP 和Pi 的反应是释放结合因子的信号Prok ------IF2、EF—Tu 、EF—G Euk ------eIF—2、eEF—1 、eEF—2
• GTP 是一种变构因子（2）GTP 水解释放的能量提高核糖体结合氨酰－tRNA 和移位的能力（3）GTP 还有使翻译准确的功能（为去除A位不正确的氨酰－tRNA提供能量）

第110页：

第111页：多肽链合成的终止

三、多肽链合成的终止

第112页：所需条件（1）终止信号

1、所需条件（1）终止信号：终止密码子Prok 和Euk 都是：UAA、UAG、UGA （2）释放因子：a、RF Prok中，RF1 ----识别UAA 和UAG RF2 ----识别UAA 和UGA RF3 ----刺激RF1 和RF2 的活性

第113页：Euk 中只有eRF

Euk 中只有eRF-----识别三种终止密码子b、RRf（ribosome releasing factor）核糖体释放因子2、终止机制（1）Proka、RF 作用于A 位点（需要P 位被肽酰－tRNA 所占据）b、体外实验证实，RF 与终止密码子之间特异的相互作用，类似于反密码子和密码子之间的碱基配对的相互作用

第114页：RF 的某种作用改变肽基转移酶的肽基转移

c、RF 的某种作用改变肽基转移酶的肽基转移特性将P位上的肽基转移到水分子上而并不形成新的肽键，导致肽基–tRNA的水解d、RF3 与GTP 结合为肽基转移及随后的核糖体释放提供能量e、RRF 使核糖体与mRNA 和脱酰基－tRNA 与终止因子分离（GTP、EF--G）

第115页：

第116页：

第117页：

第118页：第四节准确翻译的机制

第四节准确翻译的机制

第119页：氨基酸与tRNA间的负载专一性1

氨基酸与tRNA间的负载专一性1

• CysHS—CH2—CH—COOHNH2Ala H—CH2—CH—COOHNH2Ala-RS结构相似错误识别错误负载错误翻译

第120页：IleH COOHCH3—CH2—C—CH CH3

IleH COOHCH3—CH2—C—CH CH3 NH2ValH COOHCH3—C—CHCH3 NH2Ile-RS体外Ile & Val 浓度相等的情况下200X1X∨Val-tRNAIle错误负载机率1/200!

第121页：体内Val

体内Val

• 体内Val: Ile = 5:1但实际测定的错译机率仅为1/3000 ?!
• Val-tRNAIle错误负载机率1/40 !!

第122页：How

How

• How ?
• aa’+ ATPMis-activation aa’-AMP+ tRNAaaAARSaa’-tRNAaaaa binding site具有结合位点（B）和水解位点（H）(双筛位点)Mis-loadingAARS

第123页：Ile/ Val进入B位点Ile分子构型

Ile/ Val进入B位点Ile分子构型

• Ile进入B位点但不能进入H位点
• Val进入B 位点并进入H 位点而被降解H位点柔性部位小与酶发生诱导契合a、进入aa-binding 时的双筛

第124页：IVBHVal—AMPb

IVBHVal—AMPb、aa-tRNA loading时的双筛BHBHaa-tRNA loadingBHVIVII

第125页：2无相似结构的氨基酸间其特异AARS

2无相似结构的氨基酸间其特异AARS

• （2）无相似结构的氨基酸间其特异AARS分子无双筛位点例；
• aa site of Tyr-RS 只能与Tyr发生诱导契合，无双筛位点2、在AARS 的介导下tRNA 的副密码子(paracodon)对aa 的准确负载

第126页：anti-codon对codon

anti-codon对codon

• SD序列（AGGAGG）与16S rRNA 3’端富含嘧啶序列的准确识别（SD 与AUG间隔区-------7±2NT 富含AT）2、Euk.
• eIF4F 对5’ 帽子的准确识别及对CCACCAUGG的扫描

第127页：IF2（eIF2）和Tu

3、IF2（eIF2）和Tu（EF1）酶的专效性a、Prok. IF2与fMet—tRNAfMet间有严格的专一性b、Prok. EF—Tu识别Met—tRNAmMetEuk. eIF2与Met—tRNAiMet间……………….. Euk. EF1原因也在于两种tRNA之间存在明显的结构差异

第128页：对A 位aa—tRNAaa的两次校对

四、对A 位aa—tRNAaa的两次校对（成肽前）ΦEF—Tu 的酶的专效作用的第一次校对Φ密码子和反密码子结合能力的第二次校对A位上的正确的密码子和反密码子的结合能力比错误的高3000倍Prok. EF—Tu催化GTP水解后，错配的氨酰tRNA将从核糖体中剔除Euk. EF1

第129页：第五节蛋白质前体的加工与转运机制

第五节蛋白质前体的加工与转运机制

第130页：蛋白质前体加工初级产物多肽链天然蛋白质残

一、蛋白质前体加工初级产物多肽链天然蛋白质残基的去除、AA侧链的修饰、多肽链折叠成二级、三级甚至四级结构前胰岛素原的加工

第131页：蛋白质的体内折叠1

蛋白质的体内折叠1、邹承鲁假说：体内蛋白质折叠存在与肽链合成同步进行（co-translation）实验证据：肽链合成尚未结束的β－半乳糖苷酶具有免疫原性和酶的活性2、参与蛋白质折叠的两类蛋白质－－助折叠蛋白a、酶：如蛋白质二硫键异构酶---加速正确二硫键的生成肽酰脯氨酰顺反异构酶---催化肽-脯氨酰间肽键的旋转反应酶蛋白的N端－－天然肽的结构与功能对邹氏模型的有力支持

第132页：分子伴侣

b、分子伴侣（molecular chaperone）Laskey等人提出组蛋白＋核质素→→核小体指一类在细胞内帮助新生肽链正确组装成为成熟蛋白质，而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成成分的分子，称为……3、分子伴侣的功能和种类（1）功能a、同一个分子伴侣可促进多种多肽链的折叠（无专一性）b、或者阻止多肽的错误折叠如防止初始翻译的疏水端的错误折叠

第133页：2目前研究最多的两个蛋白质家族◎热休

2目前研究最多的两个蛋白质家族◎热休

• （2）目前研究最多的两个蛋白质家族◎热休克蛋白Hsp70（heat shock protein , Hsp70）E.coli DnaK参与蛋白质折叠、组装、跨膜、分泌与降解
• 胁迫－70 家族（stress-70）
• 分子伴侣家族（chaperonin）Prok.和Euk.

第134页：DnaJ协助DnaK的结合

DnaJ协助DnaK的结合－－－－－有利于新生肽的折叠GrpE解离复合物而反复循环

第135页：蛋白质的转运机制－－易位与分泌

二、蛋白质的转运机制－－易位与分泌( secretion)两种途径（Euk.）：共翻译易位翻译后易位

第136页：蛋白质合成方式---游离的核糖体In

蛋白质合成方式---游离的核糖体In Euk.---核糖体附着在粗糙内质网(rough endoplasmic reticulum RER)蛋白质合成扩散在细胞质内进入顺式高尔基体部分停留选择，加工，分泌，扩散反式高尔基体合成蛋白质In Prok. ---核糖体附着在细胞内膜（inner membrane）合成蛋白质穿过内膜进入间质（periplasm）通过外膜扩散到细胞外

第137页：细菌中蛋白质的越膜信号肽

1、细菌中蛋白质的越膜信号肽（N端信号序列）:分泌蛋白的N端15～30个AA的前导序列为越膜信号1—10aa 15—20aa15—30 aa1—3 aa富含Arg+, Lys+ -----富含Phe, Leu, Ile…亲水螺旋疏水螺旋反向平行，形成hairpinS.S.酶切割位点插入到膜中（signal sequence S.S.）

第138页：signal S.

signal S. 带正电的区段与带负电的磷脂膜互作,引导蛋白质进入内膜疏水区段嵌入磷脂膜内或形成αhelix,---并对磷脂双层膜产生扰动效应，---诱发形成非脂双层结构，以保证Signal S. 所牵引的蛋白质顺利穿膜作用机制：

第139页：原核生物分泌性蛋白质穿膜的分子模式α

原核生物分泌性蛋白质穿膜的分子模式α-α Helix hairpingS.S. 酶S.S.

第140页：真核生物中蛋白质的越膜

2、真核生物中蛋白质的越膜（共翻译易位）信号肽序列（S.S.）和原核类似（1）越膜机制：a、S.S.在信号识别颗粒（signal recognition particle SRP ）的帮助下插入到粗面内质网中

第141页：SRP

SRP：RNA－蛋白质复合体7SL RNA和6种蛋白b、结合核糖体的SRP遇到内质网上的受体时不再阻止核糖体翻译（SSR 信号序列受体）停泊、坞蛋白（docking protein ）c、内质网上的S.S.受体和核糖体受体作用使新生肽进入易位通道，随之S.S.被切除☀SRP的负调控作用分泌蛋白往往是降解酶类信号识别结构域（结合GTP）延伸作用制动结构域与核糖体结合使肽链的延伸暂时受阻（肽链约70个AA时）

第142页：

第143页：2越膜后的加工a

（2）越膜后的加工a、内质网中滞留b、内质网中加工：折叠、糖基化等c、加工后的定位和分泌（蛋白中的信号补丁）

第144页：真核生物中游离核糖体合成蛋白质的易位

3、真核生物中游离核糖体合成蛋白质的易位（翻译后易位）进入不同的细胞器有各自相应的信号

第145页：本章结束

本章结束，谢谢！

第146页：思考题名词解释单（多）顺反子mRNA

思考题名词解释单（多）顺反子mRNA

• 4、简述Ts循环过程及意义5、说出Prok.蛋白质翻译过程中的起始因子、延伸因子、终止因子及各自功能。
• 6、简述Prok.延伸过程中的主要事件简答题1、解释Prok.多顺反子mRNA翻译的两种情况

第147页：tRNA三级结构有何与其功能相适应的特点

8、tRNA三级结构有何与其功能相适应的特点9、以Prok.为例，说明蛋白质翻译终止的机制10、简要说明真核生物蛋白质的不同转运机制11、说明Prok.和Euk.体内蛋白质的越膜机制7、简要说明Prok.与Euk.的翻译起始过程的差别