分子生物学16

六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始tRNA装载（tRNAcharging）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（aminoacyl-tRNA）Aminoacyl-tRNAsynthetaseactivity六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始tRNA识别（tRNAidentity）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tRNA上的某些结构特征能使它在氨酰tRNA合成酶的催化下，与特定的氨基酸结合；这些结构特征就是“第二遗传密码”（thesecondgeneticcode）六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始tRNA识别（tRNAidentity）“第二遗传密码”常在tRNA的受体茎（acceptorstem）上，但在其他区域的也有不少“第二遗传密码”较复杂，且是非简并的，但专一性同样很强IdentityelementsinvarioustRNAmolecules丙氨酸tRNA苯丙氨酸tRNA甲酰甲硫氨酸tRNA丝氨酸tRNA六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始核糖体解离（dissociationofribosomes）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SummaryofprokaryotictranslationinitiationIF-1促进核糖体大小亚基的解离；IF-3则通过与小亚基结合，阻止其与大亚基重新结合六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始30S起始复合物的形成由核糖体小亚基（30S）、mRNA、氨酰tRNA及起始因子等构成Summaryofprokaryotictranslationinitiation六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸的tRNA（tRNA），识别密码子AUG、GUG和UUGtRNA与携带甲硫氨酸到蛋白质链内部的tRNA（tRNA）稍有不同，后者只识别AUGMetfMetfMetm六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始mRNA与核糖体小亚基的结合在起始密码子的上游（数个核苷酸），有一共同序列AGGAGGU，与16SrRNA3’端的序列（3’HO-AUUCCUCCAC5’）互补配对，是核糖体的结合位点；这一序列又称SD序列（Shine-Dalgarnosequence）mRNA与核糖体小亚基的结合还需要有起始因子的协助：IF-3最重要，IF-1和IF-2也起一定的作用六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始甲酰甲硫氨酰tRNA（fMet-tRNA）与30S起始复合物的结合主要由IF-2负责，IF-1和IF-3辅助，此外还需要GTP（GTP的作用是使IF-2能顺利地结合到核糖体小亚基上）Metf六、翻译1.起始（initiation）（1）原核生物的翻译起始70S起始复合物的形成30S起始复合物加上核糖体大亚基（50S），就形成70S起始复合物在这一过程中，IF-1和IF-3先从复合物中解离，接着IF-2解离，同时GTP水解成GDP和磷酸（促进IF-2解离）IF-2的解离是形成具活性的70S复合物所必需的Summaryofprokaryotictranslationinitiation六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始与原核生物的翻译起始的差异起始氨基酸不是甲酰甲硫氨酸，而是甲硫氨酸；起始tRNA则为tRNA真核mRNA不含SD序列，但有5’帽子，有助于起始复合体的形成通过扫描寻找起始密码子Meti六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始扫描（scanning）核糖体小亚基（真核生物为40S）与起始因子、起始tRNA及其携带的氨基酸（甲硫氨酰tRNA，Met-tRNA）、GTP一道，通过识别mRNA5’端的帽子（7-甲基鸟苷），结合到mRNA的5’端，然后从5’3’扫描，寻找起始密码子找到起始密码子后，再加上核糖体大亚基，就可开始翻译MetiAsimplifiedversionofthescanningmodelfortranslationinitiation六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始扫描（scanning）在大多数情况下，扫描遇到的第一个AUG就是翻译的起始位点；在其周围，往往有共同序列CCRCCAUGG六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始扫描（scanning）在5~10%的情况下，第一个AUG并不是起始位点，因为其周围的序列不太合适；在这种情况下，扫描继续进行，直到找到合适的起始位点有时，第一个或上游的AUG周围也有作为起始位点的合适序列，可进行翻译起始，但还不是真正的起始位点，因为该AUG后很快就有一终止密码子；因此翻译终止后，扫描又继续进行，直到找到下游的起始位点六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始mRNA二级结构与翻译起始的关系mRNA5’端附近的二级结构对翻译起始既可有正效应，也可有负效应紧接AUG后（AUG后12~15nt）的发夹结构能使核糖体停顿，因而使该AUG更有可能成为起始位点（即使其周围的序列与起始位点的共同序列相差较大）EffectofsecondarystructureinanmRNAleaderontranslationefficiency六、翻译1.起始（initiation）（2）真核生物的翻译起始起始因子（eIF：eukaryoticinitiationfactors）要比原核生物的复杂，但也有相应的因子主要的起始因子有6种（类）eIF1、eIF2、eIF3、eIF4、eIF5、eIF6SummaryoftranslationinitiationineukaryotesInitiationofproteinsynthesisineukaryotes六、翻译1.起始（initiation）（3）起始的控制原核生物的起始控制mRNA二级结构对翻译起始的影响反馈抑制（feedbackrepression）PotentialsecondarystructureinMS2phageRNAanditseffectontranslationTranslationalrepressionoftheL11operon六、翻译1.起始（initiation）（3）起始的控制真核生物的起始控制最常见的起始控制是对起始因子磷酸化起始因子的磷酸化在一些情况下对翻译起始起抑制作用，而在另一些情况下，却可起到促进作用RepressionoftranslationbyphosphorylationofeIF2蛋白激酶HCR（heme-controlledrepressor）网织红细胞（reticulocyte）六、翻译2.延伸（elongation）（1）基本过程Step1：一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位Step2：形成肽键Step3：移位Elongationintranslation六、翻译2.延伸（elongation）（2）氨酰tRNA结合到核糖体的A位（step1）需延伸因子（elongationfactor）EF-Tu及GTP，另还需EF-Ts在真核生物中由eEF1和eEF1分别起到EF-Tu和EF-Ts的作用Modelofbindingaminoacyl-tRNAtotheribosomeAsitePA六、翻译2.延伸（elongation）（2）氨酰tRNA结合到核糖体的A位（step1）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ProbablemechanismofincorporationofaminoacidsintoproteinRib：ribosomeTC：ternarycomplex(EF-Tu,GTP,aa-tRNA)六、翻译2.延伸（elongation）（3）肽键的形成（step2）通过肽基转移酶（peptidyltransferase），把P位的肽链（或起始氨基酸）与A位的氨酰tRNA中的氨基酸以肽键连结起来肽基转移酶是核糖体的组成部分，且存于核糖体大亚基中六、翻译2.延伸（elongation）（3）肽键的形成（step2）肽基转移酶核糖体大亚基中的23S（真核生物中为28S）rRNA在催化肽键形成中起主要作用，具肽基转移酶活性Effectofprotein-removingreagentsonpeptidyltransferaseactivitiesofE.coliandThermusaquaticusribosomesSensitivitiesofThermusaquaticusfragmentreactiontopeptidyltransferaseinhibitorsandRNase六、翻译2.延伸（elongation）（4）移位（translocation,step3）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移位需EF-G及GTP在真核生物中由eEF2起到EF-G的作用DependenceoftranslocationonEF-GandGTP六、翻译3.终止（termination）（1）终止密码子及终止抑制终止密码子（terminationcodon）UAG：琥珀密码子（ambercodon）UAA：赭石密码子（ochrecodon）UGA：乳白密码子（opalcodon）六、翻译3.终止（termination）（1）终止密码子及终止抑制过早终止突变琥珀型突变（ambermutation）：在编码区经突变产生了琥珀密码子，使蛋白质翻译过早终止赭石型突变（ochremutation）乳白型突变（opalmutation）六、翻译3.终止（termination）（1）终止密码子及终止抑制终止密码子抑制（stopcodonsuppression）琥珀型抑制（ambersuppression），琥珀型抑制物（ambersuppressor）赭石型抑制（ochresuppression），赭石型抑制物（ochresuppressor）乳白型抑制（opalsuppression），乳白型抑制物（opalsuppressor）Mechanismofsuppression谷酰胺(ambermutation)酪氨酸六、翻译3.终止（termination）（2）释放因子（releasefactors，RFs）翻译的延伸到达终止密码子后，肽链合成终止并从核糖体释放出来终止过程需要释放因子在原核生物中，释放因子有RF-1、RF-2、RF-3六、翻译3.终止（termination）（2）释放因子（releasefactors，RFs）RF-1：能识别终止密码子UAA和UAGRF-2：能识别终止密码子UAA和UGARF-3：一种依赖于核糖体的GTPase，RF-3先与GTP结合，然后能促进RF-1和RF-2与核糖体结合六、翻译3.终止（termination）（2）释放因子（releasefactors，RFs）在真核生物中，释放因子有eRF1和eRF3eRF1能识别3种终止密码子eRF3是一种依赖于核糖体的GTPase，能促进eRF