4生物信息的传递(下)

生物信息的传递(下)从mRNA到蛋白质蛋白翻译通论一.合成过程1.翻译的起始----2.肽链的延伸----3.肽链的终止及释放二.蛋白质生物合成体系1、mRNA;2、核糖体;3、氨基酸;4、tRNA;5、氨基酰-tRNA合成酶;6.起始因子、延长因子和终止因子三.氨基酸的活化与搬运AA-tRNA四.蛋白质前体的加工,折叠五.蛋白的定向转运六.蛋白的降解密码子的特点遗传密码：三联体密码遗传密码的特点：连续性有起始密码(AUG,(原核中也用GUG))和终止密码(UAA,UAG,UGA)简并性摆动性通用性偏好性三联体密码（tripletcode)mRNA5′AUCGACCUGAGC3′420(×)42=1620(×)43=6420(√)mRNA5′AUCGACCUGAGC3′mRNA5′AUCGACCUGAGC3′mRNA5‘UUUUUUUUUUUU3‘多肽NPhe-Phe-Phe-PheCtRNA反密码子碱基IUGmRNA密码子碱基A,C,UA,GC,U密码子与反密码子配对的摆动现象1.密码子的第三位/反密码子的第一位;2.G=U;3.GXI;4.I只出现在反密码子上;5.书写规则5’3’密码子:GCA,AUG,CGU反密码子:GCA,AUG,CGU,IAC核糖体A位P位大亚基小亚基mRNA原核真核小亚基30s40s大亚基50s60s-----------------------------合计:70s80stRNA：接合器一种tRNA只能与一种氨基酸结合，一种氨基酸可与几种tRNA结合。(tRNA数目20)结合位点为：3`端CCA-OH。Ala-tRNAala;起始tRNAfmet-tRNAfmet：(原核生物）Met-tRNAimet起始tRNA(真核生物）met-tRNAemet;携带延长中的肽链上的蛋氨酸(真核生物）tRNA的二级结构和三级结构三叶草型倒L型氨基酰-tRNA合成酶既能识别特定的氨基酸，又能识别转运该氨基酸的tRNA。氨酰tRNA合成酶的专一性很高，共有20种，每一种只用于单一种氨基酸与相应tRNA的结合(氨基酸专一,tRNA有多个).氨基酸+ATP+tRNA氨基酰-tRNA+AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能，使误载的氨基酰-tRNA从tRNA上释下，保证遗传信息翻译的准确性。1.tRNA装载在氨酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNAsynthetase）的作用下，使氨基酸连接到tRNA3’端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA(fmet-tRNA)2.核糖体解离翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来每一次翻译后，核糖体的大小亚基必须解离，以让新的翻译起始复合物形成核糖体解离需要起始因子（initiationfactors，IF）的协助原核生物的蛋白翻译3.mRNA与小亚基结合:AUG上游8~13个碱基处存在SD序列能与小亚基中16SrRNA3`端序列互补。4、fmet-tRNA的结合：fMet-tRNA进入小亚基的P位,反密码子与mRNA起始密码子配对;5、大亚基结合6.延伸Step1：进位(注册)(1)一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位(2)校对（proofreading）:如错误的氨酰tRNA进入了A位（反密码子与密码子不能很好配对），可进行校正.Step2：转肽大亚基的23SrRNA,肽基转移酶,形成肽键Step3：移位mRNA与肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移动1个密码子的距离，使肽基tRNA进入P位，而原在P位的tRNA离开核糖体7.终止(1)翻译到达终止密码子后，释放因子及GTP结合到核糖体的相应位点，促使肽链与tRNA的连结断开(2)接着释放因子和tRNA从核糖体解离(3)最后，核糖体与mRNA解离，核糖体大小亚基解离多聚核糖体（polyribosome)在一条mRNA链上常结合有多个核糖体，呈串珠状排列，同时进行多肽链的合成。每个独立的核糖体都能合成一条完整的多肽链，因此从同一模板上同时能合成多条多肽链。可提高mRNA的利用率和蛋白质生物合成的速度。IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需要与GTP结合，并通过GTP水解而发挥作用它们是G蛋白（Gproteins），具有内在的GTPase活性GTPase与翻译GeneralizedGproteincycle腺苷酸交换蛋白GTAase激活蛋白真核生物蛋白质合成的特点起始阶段（1）在核内合成mRNA前体，加工并与多种蛋白质结合成核蛋白颗粒，转入胞浆。起始时其二级结构需要松解，并放出多余的蛋白质。（2）Met-tRNAiMet（3）起始复合物：40S-mRNA-Met-tRNAiMet（4）没有SD序列。5’cap和3’ployA参与形成翻译起始复合物.起始密码子的寻找---扫描模型扫描（scanning）找到起始密码子后，再加上核糖体大亚基，就可开始翻译第一个AUG不一定是起始密码与在其周围，往往有共同序列Kozak序列CCRCCAUGG(R,嘌呤=G/A)还与高级结构有关（1）N末端的甲酰甲硫氨酸（原核）或甲硫氨酸（真核）的切除;（2）二硫键的形成（3）修饰：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等（4）多聚蛋白前体的切割,切除新生肽链中非功能片段,信号肽的处理.（5）蛋白质剪接：除去蛋白质内含子（intein）(6)新生肽链的折叠(7)亚单位聚合肽链的翻译后加工新生肽链的折叠折叠酶(foldase)或分子伴侣(molecularchaperone)分子伴侣:是一个结构上互不相同的蛋白质家族,可识别肽链的非天然构象,促进蛋白质正确折叠。如热休克蛋白（heatshockprotein,HSP)70与60。蛋白的定向转运机制1.信号肽假说(1)分泌蛋白翻译-转运同步机制(2)细胞器(叶绿体,线粒体等)翻译后转运机制(3)膜蛋白(ER等)两者兼有(4)核定位翻译后转运机制2.信号肽,导肽,核定位信号的特点蛋白质的降解细菌:Lon蛋白酶真核:泛素(ubiquitin)降解(1)泛素,76氨基酸;(2)成熟蛋白N端第一个氨基酸严重影响蛋白的寿命.(精氨酸,赖氨酸最不稳定,2-3min)(3)需要E1,E2,E3三个降解因子参与和ATP.(4)泛素标记后,运送到蛋白降解体系降解.