【文章內(nèi)容簡介】 s 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )tRNA既能識別 mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸 tRNA識別 mRNA上的密碼子： 反密碼子（ anticodon）的堿基互補配對作用。 tRNA攜帶特定氨基酸： 氨酰 tRNA合成酶催化。 ? 氨基酸的活化： 氨基酸與 ATP在氨酰 tRNA合成酶作用下形成氨酰 AMP。 ? 氨基酸與 tRNA的連接： 活化氨基酸的氨?；晦D(zhuǎn)移至 tRNA分子上形成氨酰 tRNA（ aminoacyltRNA）并釋放 AMP。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 一、遺傳信息翻譯的基本原理 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )tRNA既能識別 mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸 擺動性（ wobble）： 密碼子的前兩位堿基在和反密碼子配對時，遵循正常的堿基互補配對原則，而第三位堿基的配對具有一定的靈活性。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 一、遺傳信息翻譯的基本原理 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸機制示意圖 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 二 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的場所 —— 核糖體 核糖體是合成蛋白質(zhì)的機器，其功能是按照 mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質(zhì)。 (一 )核糖體是由 rRNA和蛋白質(zhì)組成的大分子復合物 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 核糖體立體結(jié)構(gòu)模型 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所 位于核糖體小亞基。 原核生物 30S小亞基通過 16S rRNA 的 3’端與 mRNA 5’端起始密碼子上游 SD序列（ ShineDalgarno sequence）配對結(jié)合。 真核生物中，核糖體 40S小亞基識別 mRNA的帽子結(jié)構(gòu)，使 mRNA與核糖體結(jié)合。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 二 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的場所 —— 核糖體 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所 （ peptidyltRNA site） 起始氨酰 tRNA和肽酰 tRNA結(jié)合的位置。 （ aminoacyl site） 氨酰 tRNA結(jié)合的位置。 （ transpeptidase）活性部位 位于 P位和 A位的連接處，催化肽鍵的形成。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 二 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的場所 —— 核糖體 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 核糖體上的主要功能位點 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 蛋白質(zhì)生物合成可分為五個階段： ?氨基酸的活化； ?多肽鏈合成的起始； ?肽鏈的延長； ?肽鏈的終止和釋放； ?蛋白質(zhì)合成后的加工修飾 。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (一 )氨基酸活化是蛋白質(zhì)生物合成的預備階段 氨基酸 +tRNA+ATP 氨基酰 tRNA+AMP+PPi 氨基酰 tRNA 合成酶 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )起始復合物是翻譯起始階段的“蛋白質(zhì)裝配機” 起始階段： 指大亞基、小亞基、 mRNA和具有啟動作用的起始氨基酰 tRNA裝配為起始復合物的過程。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 大腸桿菌細胞翻譯起始復合物的形成 大腸桿菌細胞翻譯起始復合物形成的過程： ① 核糖體 30S小亞基附著于 mRNA起始信號部位。 ② 30S前起始復合物的形成。 ③ 70S起始復合物的形成。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (三 )肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程 核糖體循環(huán)（ ribosome circulation）： 肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)進行，每經(jīng)過一個循環(huán)肽鏈增加一個氨基酸。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (三 )肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程 核糖體循環(huán)包括三個步驟： ?進位（ registration） ：特異的氨酰 tRNA進入 A位。 ?成肽（ peptide formation） ： P位上的氨基酸連接到 A位氨基酸的氨基，形成肽鍵。 ?轉(zhuǎn)位（ translocation） ：核糖體沿 mRNA 5’端向 3’端移動一個密碼子距離。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (三 )肽鏈延長是多因子 參與的核糖體循環(huán)過程 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 肽鏈合成的終止過程 (四 )肽鏈合成終止過程 當 A位上出現(xiàn)終止密碼時，釋放因子識別并結(jié)合到 A位上。 mRNA等從核糖體上釋出 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 三 ﹑ 蛋白質(zhì)合成的一般過程 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 多聚核糖體（ polyribosome）： 多個核糖體結(jié)合到一個mRNA分子上，成串排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能單位 。 多聚核糖體可以在一條mRNA鏈上同時合成多條相同的多肽鏈，大大提高了翻譯的效率。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 四、肽鏈合成后的加工修飾 (一 )一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成 N甲酰甲硫氨酸或甲硫氨酸的去除 ：甲?；?jīng)脫甲?；杆?，甲硫氨酸或者氨基端的一些氨基酸殘基由氨肽酶水解。 新生多肽鏈不具有生物活性，需經(jīng)過化學修飾和加工處理才能形成具有天然構(gòu)象和生物學活性的功能蛋白。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 四、肽鏈合成后的加工修飾 (一 )一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成 ： 磷酸化、糖基化、羥基化、甲基化、乙 ?；投蜴I形成等。 ? 前體蛋白水解產(chǎn)生活性蛋白； ? 多肽鏈經(jīng)水解后產(chǎn)生幾種不同的蛋白質(zhì)或多肽。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基 連接 亞基聚合： 許多蛋白質(zhì)由兩個以上亞基構(gòu)成，需要 各亞基通過非共價鍵聚合 成多聚體才能表現(xiàn)出完整的生物活性，如人血紅蛋白。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 四、肽鏈合成后的加工修飾 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 (二 )高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基 連接 多肽折疊： 新生肽鏈必須逐步 折疊成天然空間構(gòu)象 才能成為有活性的功能蛋白，折疊過程需要 分子伴侶 參與。 分子伴侶蛋白有兩類： ① 蛋白因子 ② 酶 輔基連接： 有些結(jié)合蛋白和帶輔基的酶，合成后需要結(jié)合相應輔基，才能成為天然功能蛋白質(zhì)。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 四、肽鏈合成后的加工修飾 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)不斷地被降解和被新合成的蛋白質(zhì)取代。蛋白的降解在細胞的生理活動中發(fā)揮著不可替代的作用。 真核細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解主要有兩種途徑： 1. 泛素 蛋白酶體（ ubiquitinproteasome）途徑 特點： 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)選擇性降解的重要途徑。 五、蛋白質(zhì)的降解 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 1. 泛素 蛋白酶體（ ubiquitinproteasome）途徑 過程： 五、蛋白質(zhì)的降解 ? E1激活泛素分子，需要 ATP 供能； ? E2 將泛素結(jié)合在被降解的蛋白質(zhì)上； ? E3 識別并釋放泛素化的蛋白質(zhì)； ? 蛋白酶體降解泛素化的蛋白質(zhì)。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 蛋白質(zhì)降解的泛素化反應 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 2. 溶酶體降解途徑 特點： 是非特異性蛋白質(zhì)降解途徑，蛋白質(zhì)在溶酶體通過 ATP非依賴途徑被降解 。 過程： ? 蛋白質(zhì)經(jīng)自噬形成自噬體，或內(nèi)吞作用進入細胞。 ? 經(jīng)溶酶體消化、分解為小分子氨基酸。 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 五、蛋白質(zhì)的降解 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 第四節(jié) 基因表達信息的調(diào)控 一、基因表達的一般特點 二、原核基因的表達調(diào)控 三、真核基因的表達調(diào)控 Transmission of Geic Information and Protein Synthesis 退 出 首 頁 第九章 基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成 基因表達的實質(zhì)： 通過基因的 轉(zhuǎn)錄 和 翻譯 ，產(chǎn)生具有特