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1、翻译的直接模板酶：酶：氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶 转肽酶转肽酶蛋白质因子：蛋白质因子：IF、EF、RF能量：能量：ATP、GTP无机离子：无机离子：Mg2+参与蛋白质生物合成的物质参与蛋白质生物合成的物质目目 录录目目 录录目目 录录u mRNA是遗传信息的携带者和传递者是遗传信息的携带者和传递者u是蛋白质生物合成的直接模板是蛋白质生物合成的直接模板mRNA种类多，大小不一，半衰期短种类多，大小不一，半衰期短占占RNA总量总量12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真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止

2、密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG-5 3 蛋白质蛋白质目目 录录一段一段mRNA编码几种功能相关的蛋白质编码几种功能相关的蛋白质一段一段mRNA仅编码一种蛋白质仅编码一种蛋白质目目 录录u mRNA上存在遗传密码上存在遗传密码mRNA分分子子上上从从5 至至3 方方向向，由由AUG开开始始，每每3个个核核苷苷酸酸为为一一组组，决决定定肽肽链链上上某某一一个个氨氨基基酸酸或或决决定定肽肽链链合合成成的的起起始始、终终止止信信号号，称为称为三联体密码三联体密码（triplet coden）。起始密码起始密码（initiation coden）:AUG 终止密码终止密码（t

3、ermination coden）:UAA，UAG，UGA 编码氨基酸的密码子：编码氨基酸的密码子：61种种遗遗传传密密码码表表目目 录录目目 录录从从mRNA 5 端端起起始始密密码码子子AUG到到3 端端终终止止密密码码子子之之间间的的核核苷苷酸酸序序列列，各各个个三三联联体体密密码码连连续续排排列列编编码码一一个个蛋蛋白白质质多多肽肽链链，称称为为开开放放阅阅读读框框（open reading frame,ORF）。目目 录录目录目录u遗传密码的特点遗传密码的特点1.1.方向性方向性（directional）（directional）翻译时遗传密码的阅读方向是翻译时遗传密码的阅读方向是5

4、3，即读，即读码从码从mRNA的起始密码子的起始密码子AUG开始，按开始，按53的方向逐一阅读，直至终止密码子。的方向逐一阅读，直至终止密码子。NC肽链延伸方向肽链延伸方向53读码方向读码方向目目 录录2.连续性连续性（commaless）编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码从从5 5 3 3连续阅读，密码间既连续阅读，密码间既无间断无间断也也无交叉无交叉。5.5.A U GA U G G C AG C A G U AG U A C A UC A U U A AU A A 3 3AlaValHisMet终止密码终止密码目目 录录u基因损伤引起基因损伤引起mR

5、NA阅读框架内的碱基发生插入阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致移码突变或缺失，可能导致移码突变（frameshift mutation）。缬缬 脯脯 苏苏 天冬天冬缬缬 丙丙 酪酪 甘甘缬缬 丙丙 丝丝 精精（3N1）或者（）或者（3N2）个碱基的插入或者缺失）个碱基的插入或者缺失 可以导致可以导致移码突变移码突变。3.简并性简并性（degeneracy）遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至个或多至6个三联体密码子为其编码。个三联体密码子为其编码。目目 录录多个密码子编码一个多个密码子编

6、码一个AAAA的，这些密码子称为的，这些密码子称为简并简并密码子密码子或或同义密码子同义密码子 一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。编码，这一特性称为遗传密码的简并性。同义密码子减少基因突变对蛋白质功能的影响同义密码子减少基因突变对蛋白质功能的影响简并性简并性（degeneracy）目目 录录目目 录录4.通用性通用性（universal）蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。人类都通用。已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物

7、细胞的叶绿体。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密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。一祖先。目目 录录5.摆动性摆动性（wobble）转转运运氨氨基基酸酸的的tRNA的的反反密密码码子子通通过过碱碱基基互互补补与与mRNA上上的的遗遗传传密密码码反反向向配配对对结结合合，但但反反密密码码与与密密码码间间不不严严格格遵遵守守常常见见的的碱碱基基配配对对规规律律，称称为为摆动配对摆动配对。U摆动配对摆动配对目目 录录反密码反密码第一位第一位与与密码密码第三位不严第三位不严格配对格配对U目目 录录密码子、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tRNA反密码

8、子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U,C,AA,GU,CUG目目 录录二、核蛋白体是多肽链合成的场所二、核蛋白体是多肽链合成的场所36种种核核蛋蛋白白体体的的组组成成目目 录录原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位：氨基酰位位：氨基酰位（aminoacyl site）P位：肽酰位位：肽酰位（peptidyl site）E位：排出位位：排出位（exit site）目目 录录转肽酶酶（肽酰转移酶肽酰转移酶）活性部位活性部位目目 录录目目 录录反反密码环密码环氨基酸臂氨基酸臂三、三、tRNAtRNA是氨基酸的运载工具及蛋白

9、质是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器生物合成的适配器tRNA的作用的作用运载氨基酸运载氨基酸充当充当“适配器适配器”目录目录四、蛋白质生物合成需要酶类、四、蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等蛋白质因子等（一）重要的酶类（一）重要的酶类氨基酰氨基酰-tRNA合成酶：合成酶：催化氨基酸的活化催化氨基酸的活化转肽酶转肽酶转位酶：转位酶：EF-G催化核蛋白体向催化核蛋白体向mRNA3mRNA3端移动一个密码子的距离端移动一个密码子的距离催化肽链和氨基酸间形成肽键催化肽链和氨基酸间形成肽键目录目录（二）蛋白质因子（二）蛋白质因子起始因子（起始因子（initiation factor，IF）延长

10、因子（延长因子（elongation factor，EF）释放因子（释放因子（release factor，RF）目录目录蛋白质生物合成的能源物质为蛋白质生物合成的能源物质为ATP和和GTP;参参与与蛋蛋白白质质生生物物合合成成的的无无机机离离子子有有Mg2+、K+等。等。（三）能源物质及离子（三）能源物质及离子目录目录第二节第二节氨基酸的活化氨基酸的活化Activation of Amino AcidsP208目目 录录催化催化tRNA的的3-末端末端CCA-OH与氨基酸羧基形成与氨基酸羧基形成酯酯键键，生成：氨基酰，生成：氨基酰-tRNA。氨基酸活化酶：氨基酰氨基酸活化酶：氨基酰-tRNA

11、合成酶合成酶氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶一、一、氨基酸活化形成氨基酰氨基酸活化形成氨基酰-tRNA第一步反应第一步反应氨基酸氨基酸 ATP-E 氨基酰氨基酰-AMP-E PPi 目目 录录第二步反应第二步反应氨基酰氨基酰-AMP-E tRNA 氨基酰氨基酰-tRNA AMP E目目 录录目目 录录目目 录录n氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶结构结构氨基酰氨基酰tRNA合成酶的合成酶的3个结合位点个结合位点氨基酸和氨基酸和ATP形成氨基酰形成氨基酰AMP AMP 氨基酰氨基酰转移到转移到tRNA上上tRNA负载了氨基酸负载了

12、氨基酸氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶对底物合成酶对底物氨基酸氨基酸和和tRNAtRNA都有高度特异性。都有高度特异性。tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶氨基酸氨基酸特性特性20种氨基酸种氨基酸,故有故有20种氨基酰种氨基酰-tRNA合成酶。合成酶。目目 录录氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶具有校正活性。合成酶具有校正活性。特性特性目目 录录氨基酰氨基酰-tRNA的表示方法的表示方法丙氨酰丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla精氨酰精氨酰-tRNA：Arg-tRNAArg甲硫氨酰甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet各种氨基酸和对应的各种氨基酸和对应的tRNA结合后形

13、成的结合后形成的氨基酰氨基酰-tRNA表示为：表示为：氨基酸的三字母缩写氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写氨基酸的三字母缩写 例如：例如：目目 录录真核生物真核生物：Met-tRNAiMet原核生物原核生物：fMet-tRNAifMet二、二、起始肽链合成的氨基酰起始肽链合成的氨基酰-tRNA参与肽链延长的甲硫氨酰参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet目目 录录蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程 The Process of Protein Biosynthesis 第第 三三 节节 目目 录录u蛋白质生物合成过程包括三大步骤：蛋白质生物合成过程包括三大步骤：氨

14、基酸的活化与搬运；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；多肽链合成后的加工修饰。u本节主要介绍活化氨基酸在核蛋白体上本节主要介绍活化氨基酸在核蛋白体上的缩合过程，这一过程包括多肽链合成的缩合过程，这一过程包括多肽链合成的的起始起始、延长延长和和终止终止三个阶段。三个阶段。目目 录录指指mRNA和和起起始始氨氨基基酰酰-tRNA分分别别与与核核蛋蛋白白体体结结合合而而形形成成翻翻译译起起始始复复合合物物（translational initiation complex）。一、肽链合成的起始一、肽链合成的起始目目 录录原核生物各种起始因子的生物功能原核生物各种起始因子的生物功能 促进大小亚基分离，提高促进

15、大小亚基分离，提高P P位对结合起始位对结合起始tRNAtRNA的敏感性的敏感性IF-3IF-3促进起始促进起始tRNAtRNA与小亚基结合与小亚基结合IF-2IF-2占据占据A A位防止结合其他位防止结合其他tRNAtRNA,促进大小亚基分离促进大小亚基分离IF-1IF-1生物学功能生物学功能种类种类目目 录录（一）原核生物翻译起始（一）原核生物翻译起始l核蛋白体大小亚基分离；核蛋白体大小亚基分离；lmRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；lfMet-tRNAfMet的的结合；结合；l核蛋白体大亚基结合。核蛋白体大亚基结合。目目 录录IF-3IF-11.核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离目目 录录起始因子起始因子IFIF3 3使大小亚基分离，使大小亚基分离，IFIF1 1协助协助70s70s核糖体核糖体30s30s小亚基小亚基+50s+