【正文】 蛋白質生物合成的干擾和抑制 Interference and Inhibition of Protein Biosynthesis 目錄 ?蛋白質生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點。 （二） 定位于內質網的蛋白質 C端含有滯留信號序列 目錄 （三） 大部分線粒體蛋白質在細胞液合成后靶向輸入線粒體 ?線粒體雖然含有 DNA 、 核糖體 、 mRNA 及tRNA等 ， 可以進行蛋白質的生物合成 ， 但絕大部分線粒體蛋白質是由核基因組編碼 、 在胞液中的游離核蛋白體上合成后釋放 、 靶向輸送到線粒體中的 。它們的 N端都有 信號肽（ signal peptide）結構 ，由數(shù)十個氨基酸殘基組成。 蛋白質的靶向輸送與翻譯后修飾過程同步進行 。 目錄 二、肽鏈的肽鍵水解生成活性蛋白質或功能肽 （一）合成后肽鏈的末端被水解加工 ?新生肽鏈的 N端的甲硫氨酸殘基，在肽鏈離開核糖體后，大部分即由特異的蛋白水解酶切除。 ?二硫鍵異構酶在內質網腔活性很高，可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接，最終使蛋白質形成熱力學最穩(wěn)定的天然構象。封閉后的桶狀空腔提供了能完成該肽鏈折疊的微環(huán)境。 目錄 HSP70 輔助肽鏈折疊 目錄 人類細胞中 HSP蛋白質家族可存在于胞漿、內質網腔、線粒體、胞核等部位 涉及多種細胞保護功能：如使線粒體和內質網蛋白質保持未折疊狀態(tài)而轉運、跨膜，再折疊成功能構象； 通過類似上述機制，避免或消除蛋白質變性后因疏水基團暴露而發(fā)生的不可逆聚集，以利于清除變性或錯誤折疊的多肽中間物等。 大腸桿菌的 HSP70 (DnaK) ATP酶 肽鏈結合結構域 H2N EEVDCOOH Grp E 結合部位 DnaJ/HSP40 結合部位 目錄 ? 大腸桿菌的 HSP40 (Dna J)可激活 Dna K中的 ATP酶 ， 生成穩(wěn)定的 Dna J Dna KADP被折疊蛋白質復合物 ， 以利于 Dna K發(fā)揮分子伴侶作用 。熱休克蛋白可促進需要折疊的多肽折疊為有天然空間構象的蛋白質。 ? 實際上 ， 細胞中大多數(shù)天然蛋白質折疊都不是自發(fā)完成的 ， 其折疊過程需要其他酶或蛋白質的輔助 ， 這些輔助性蛋白質可以指導新生肽鏈按特定方式正確折疊 ， 它們被稱為 分子伴侶 （ molecular chaperone） 。 其中 ， 有的蛋白質駐留于細胞液 ， 有的被運輸?shù)郊毎骰蜩偳度爰毎?， 還有的被分泌到細胞外 。 目錄 多聚核糖體的形成可以使蛋白質生物合成以高速度、高效率進行。 終止密碼子不被任何氨基酰 tRNA識別，只有釋放因子 RF能識別終止密碼子而進入 A位，這一識別過程需要水解 GTP。 移位的結果是：① 成肽后位于 P 位的 tRNA所攜帶的氨基酸或肽在反應中交給了 A位上的氨基酸，空載的 tRNA從核糖體直接脫落；② 成肽后位于 A位的帶有合成中的肽鏈的 tRNA（肽酰 tRNA）轉到了 P位上；③ A位得以空出，且準確定位在mRNA的下一個密碼子，以接受一個新的對應的氨基酰 tRNA進位。 二、在核糖體上重復進行的三步反應 延長肽鏈 目錄 1. 進位 (positioning)/注冊 (registration) 2. 成肽 (peptide bond formation) 3. 轉位 (translocation) ? 肽鏈延長在核糖體上連續(xù)循環(huán)式進行 ， 又稱為核糖體循環(huán) (ribosomal cycle)， 包括以下三步： ? 每輪循環(huán)使多肽鏈增加一個氨基酸殘基 。 目錄 IF3 IF1 A U G 539。 目錄 IF3 IF1 IF2 GTP 3. fMettRNAfMet結合在核糖體 P位 A U G 539。 一條多順反子mRNA序列上的每個基因編碼序列均擁有各自的 SD序列和起始 AUG。 1. 核糖體大小亞基分離； 2. 核糖體小亞基結合于 mRNA的起始密碼子附近； 3. fMettRNAfMet結合在核糖體 P位 ； 4. 核糖體大亞基結合形成起始復合物。 ?原核生物 ?起始氨基酰 tRNA: fMettRNAfMet 目錄 fMettRNAfMet的生成是一碳化合物轉移和利用的過程之一 ， 反應由轉甲酰基酶催化 ， 甲?；鶑?N10甲酰四氫葉酸轉移到甲硫氨酸的 α氨基上 。起始密碼子只能辨認 MettRNAiMet。 目錄 ? 反應過程 一、 氨基酰 tRNA合成酶識別特定氨基酸和 tRNA 氨基酸 + tRNA 氨基酰 tRNA ATP AMP＋ PPi 氨基酰 tRNA合成酶 氨基酸與 tRNA連接的專一性由氨基酰 tRNA合成酶保證。 目錄 原核生物 真核生物 核蛋白體 小亞基 大亞基 核蛋白體 小亞基 大亞基 S值 70S 30S 50S 80S 40S 60S rRNA 16SrRNA 23SrRNA 5SrRNA 18SrRNA 28SrRNA 5SrRNA 蛋白質 rpS 21種 rpL 36種 rpS 33種 rpL 49種 不同細胞核蛋白體的組成 核蛋白體的組成 目錄 ? 核糖體在翻譯中的功能部位 目錄 四、 肽鏈生物合成需要酶類和 蛋白質因子 ?氨基酰 tRNA合成酶 (aminoacyl tRNA synthetase)，催化氨基酸的活化； ?轉肽酶 (peptidase)， 催化核蛋白體 P位上的肽酰基轉移至 A位氨基酰 tRNA的氨基上 ， 使酰基與氨基結合形成肽鍵 。 密碼的通用性進一步證明各種生物進化自同一祖先。 除色氨酸和甲硫氨酸僅有 1個密碼子外 ，其余氨基酸有 4個或多至 6個三聯(lián)體為其編碼 。 N C 肽鏈延伸方向 5? 3? 讀碼方向 目錄 2. 連續(xù)性 (nonpunctuated) 編碼蛋白質氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼子及密碼子的各堿基之間既無間隔也無交叉。 翻譯 是指在多種因子輔助下 ， 由 tRNA攜帶并轉運相應氨基酸 ， 識別 mRNA上的三聯(lián)體密碼子 ， 在核糖體上合成具有特定序列多肽鏈的過程 。 在這一過程中 ， mRNA上來自 DNA基因編碼的核苷酸序列信息轉換為蛋白質中的氨基酸序列 ， 故稱為 翻譯（ translation） 。 起始密碼子 (initiation codon)： AUG 終止密碼子 (terminati