第12章 蛋白质生物合成

第十二章蛋白质生物合成DNA—mRNA—蛋白质翻译：以mRNA为模板合成蛋白质的过程称为翻译。蛋白质的合成非常复杂蛋白质合成的速度非常惊人蛋白质的合成要消耗大量的能量一、遗传密码遗传密码：mRNA中核苷酸排列序列与蛋白质中氨基酸排列序列的关系。mRNA中的4种核苷酸，氨基酸有20种，核苷酸怎样的组合才能满足20种氨基酸的要求？三联体密码（密码子）怎样知道密码子与氨基酸间的关系？1.人工合成的多核苷酸2.核糖体结合技术3.共聚多核苷酸遗传密码利用酶法或化学法合成有特定序列的均聚核苷酸、共聚核苷酸及核糖体技术等方法，仅用4年时间于1966年完全弄清20种天然氨基酸的60多种密码子。64个密码子中有61种是氨基酸的密码，每种氨基酸有1-6种密码，其中AUG不仅是Met的密码，也是起始密码。UAA、UAG、UGA是终止密码。多肽合成不是从5，-末端的第一个核苷酸开始，而是位于5，-末端第25个核苷酸残基开始。SD序列：起始密码子上游约10个核苷酸处通常有一段富含嘌呤的序列称为SD序列。由Shine-Dalgaino首先发现，它可与小亚基16SrRNA3‘-末端的序列互补，使mRNA与小亚基结合。4、遗传密码的特性无逗号不重叠简并性摆动性通用性防错系统二、核糖体1.核糖体是蛋白质合成的部位2.核糖体的组成和结构(1)原核细胞：直径：18nm，重量：2.8×106；S：70s,含有60-65%rRNA和30-35%蛋白质；存在方式：自由存在或与mRNA缔合；数量：15000个或更多。(2)真核细胞：直径：20-22nm，重量：4.0×106，S：77-80s,含有55%左右的rRNA和45%蛋白质；存在方式：自由存在或与粗面内质网结合；数量：106-107个。当多个核糖体与mRNA缔合时称为多聚核糖体。核糖体的组成核糖体由大小不同的两个亚基组成。30S23SrRNA5SrRNA34种蛋白质16SrRNA21种蛋白质50S真核细胞（80S）大肠杆菌（70S）60S40S28SrRNA、5.8SrRNA、5SrRNA大约50种蛋白质18SrRNA33种蛋白质3.核糖体的功能参与多肽链的启动、延长、终止和“移动”含有遗传信息的模板mRNA。核糖体上有三个tRNA结合位点：肽酰结合位：P位，主要位于小亚基上氨酰接受位：A位，主要位于大亚基上出口部位：E位。大小亚基接合成为起始复合物时接合面有一相当大的空隙，空隙内有一个结合mRNA的位点。在50S亚基上还有一个GTP水解的位点。三、转移RNA的功能天然蛋白质的20种氨基酸都有自己特定的tRNA,一般一种氨基酸常有数种tRNA，所以tRNA的种类可达数十种。它们在ATP提供能量和酶的作用下，可分别与特定的氨基酸结合。实验表明tRNA必须具备倒“L”型的三级结构才具有携带氨基酰的功能。tRNA分子上与蛋白质生物合成有关的位点至少有4个：3，-端CCA上的氨基酸接受位点识别氨酰tRNA合成酶的位点核糖体识别位点反密码子位点四、蛋白质生物合成的分子机制蛋白质的生物合成过程大致分为5个阶段：氨基酸的激活；肽链合成的起动；肽链的延长；肽链合成的终止和释放；肽链的折叠和加工处理。1.氨基酸的激活2.在核糖体上合成多肽－－核糖体循环：3.肽链合成后的加工处理4.蛋白质合成所需的能量。2.在核糖体上合成多肽－－核糖体循环1)肽链合成的起始：需要30S亚基、mRNA、N－甲酰甲硫氨酸－tRNA、起始因子（IF1、IF2、IF3）、GTP起始复合物的形成：3步(1）形成30S·mRNA·IF1·IF3复合体(2）形成30S·mRNA·IF1·IF3与GTP及fMet-tRNA·IF2更大的复合物。(3）与50S大亚基结合后，fMet-tRNA进入核糖体上的P位，A位空着准备接受下一个氨酰tRNA。2)肽链的延长延长因子：EF-Tu、EF-Ts、EF-G能量：GTP延长方式：进位、转肽、移位3)肽链合成的终止和释放终止包含：(1)在mRNA上识别终止密码(2)水解所合成肽链与tRNA间的酯键而释放出新的蛋白质。终止密码子为：UAA、UAG、UGA终止辅助因子：R1、R2、R3。