【正文】 ? 蛋白質(zhì)生物合成的調(diào)控 ， 就是通過 mRNA本身 所固有的信號與可溶性蛋白因子或者與核糖體之間的相互作用而實現(xiàn)的 。 rRNA加工有兩個內(nèi)容？真核生物的 rRNA基因是如何轉(zhuǎn)錄的？ rRNA的化學(xué)修飾？ mRNA的加工成熟？ 真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性：知道簡單轉(zhuǎn)錄單位和復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位； 大致了解 翻譯水平的調(diào)控； 本節(jié)課所講述內(nèi)容： English Review Chapter 7。 ? 蛋白質(zhì)生物合成的調(diào)控 ， 就是通過 mRNA本身 所固有的信號與可溶性蛋白因子或者與核糖體之間的相互作用而實現(xiàn)的 。 ? 現(xiàn)已查明，網(wǎng)織紅細胞蛋白質(zhì)合成的抑制劑 HCI是受氯高鐵血紅素調(diào)節(jié)的 eIF2的激酶，可以使該因子的 α亞基磷酸化并由活性型轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔钚孕汀７欠g區(qū)中的 IRE也與 IREBP特異結(jié)合，有效地阻止了 TfR mRNA的降解，促進 TfR蛋白的合成。 ? IRE與 IRE結(jié)合蛋白（ IREBP） 相互作用控制了這兩個mRNA的翻譯效率。 ? 例 2： ? 轉(zhuǎn)運鐵蛋白受體（ TfR） 和鐵蛋白負責(zé)鐵吸收和鐵解毒。高等真核生物迅速生長的細胞中 mRNA的半衰期平均約為 3小時。 ? 二 ． mRNA翻譯的控制 ? 三 ． mRNA的結(jié)構(gòu)和翻譯的效率 ? 四 ． 翻譯的起始調(diào)節(jié) ? 五 ． 選擇性翻譯 ? 六 ． 反義 RNA調(diào)控 ? 七 ． 翻譯的自我調(diào)節(jié) mRNA的穩(wěn)定性與基因表達調(diào)控 真核生物能否長時間、及時地利用成熟 的 mRNA分子翻譯出蛋白質(zhì)以供生長、發(fā)育的需要，是與 mRNA的穩(wěn)定性以及屏蔽狀態(tài)的解除密切相關(guān)的。 雖然原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的蛋白質(zhì)編碼區(qū)和 3’末端都相同，不同的 5’ 末端卻導(dǎo)致了分泌型和胞內(nèi)型蛋白的產(chǎn)生，其中分泌型蔗糖酶是可調(diào)節(jié)的，而胞內(nèi)型則是組成型的。 P S 外顯子 S P L 外顯子 L 外顯子 2 外顯子 3 D N A 5 0 b 2 8 0 0 b p 1 6 1 b p 4 5 0 0 b p 2 0 5 b p 3 2 7 b p 初始轉(zhuǎn)錄本： 在唾腺中轉(zhuǎn)錄 成熟 m R NA ： 1 6 6 3 n t 初始轉(zhuǎn)錄本： 在肝中轉(zhuǎn)錄 成熟 m R NA ： 1 7 7 3 n t 圖 1 8 5 7 小鼠淀粉酶 ( a m y ) 基因利用不同啟動子產(chǎn)生兩個不同的 m R NA②利用多個加多聚（ A） 位點和不同的剪接方式產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。 含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組織和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因，它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以外，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過多種不同方式加工成兩個或兩個以上的 mRNA。 第三種簡單轉(zhuǎn)錄單位包括 α和 β珠蛋白基因及許多細胞蛋白基因，這些基因雖然都有內(nèi)含子，需要進行轉(zhuǎn)錄后加工剪接，還要加多聚（ A）， 但它們只產(chǎn)生一個有功能的 mRNA， 所以仍然是簡單轉(zhuǎn)錄單位。這類基因轉(zhuǎn)錄后加工有 3種不同形式 第一種簡單轉(zhuǎn)錄單位，如組蛋白基因，它們沒有內(nèi)含子，因此不存在轉(zhuǎn)錄后 加工問題，其 mRNA 3’末端沒有多聚（ A）， 但有一個保守的回文序列作為轉(zhuǎn)錄終止信號。 (1) 簡單轉(zhuǎn)錄單位。 ． 真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性 真核生物的基因可以按其轉(zhuǎn)錄方式分為兩大類：即簡單轉(zhuǎn)錄單位和復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。 ⑤ hnRNA 3’末端也帶有多聚（ A）。 這些標記的 RNA大部分位于核內(nèi)，只有 10%進入細胞質(zhì)，所以認為它們是 mRNA的 前體。 ② hnRNA很不穩(wěn)定，半衰期只有 5～ 15min， 而真核生物 mRNA的半衰期一般都比較長，這說明 hnRNA不可能是轉(zhuǎn)錄的最終產(chǎn)物 ，而只能是中間產(chǎn)物。 與 rRNA、 tRNA相同，編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄時首先生成前體 premRNA（ 或稱核不均一 RNA， hnRNA）， 然后再加工剪接為成熟 mRNA。 這些加工主要包括在 mRNA的 5’ 末端加“ 帽子 ” ，在其 3’ 末端加上多聚（ A），進行 RNA的剪接以及核苷酸的甲基化修飾等。 ． mRNA的加工成熟 編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 mRNA。 tRNA基因轉(zhuǎn)錄時也可能先生成前體 tRNA， 然后再進行加工成熟。 rRNA基因轉(zhuǎn)錄主要在細胞核仁內(nèi)進行，初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 45S前體 rRNA很快就會被加工降解，生成不同相對分子質(zhì)量的成熟 rRNA。 ． rRNA和 tRNA的加工成熟 rRNA加工有兩個內(nèi)容，一個是分子內(nèi)的切割，另一個是化學(xué)修飾。 激素受體對各自特定的激素具有高度特異的識別能力及親和力，激素到達靶細胞時能迅速與受體結(jié)合生成激素 受體復(fù)合物，誘導(dǎo)生理生化效應(yīng)。經(jīng)修飾的受體與激素復(fù)合物通過核膜進入細胞核內(nèi)，并與染色質(zhì)的特定區(qū)域相結(jié)合，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的起始或關(guān)閉。 激素及其基因調(diào)控 許多類固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮質(zhì)激素和雄激素 ）以及一般代謝性激素（如胰島素）的調(diào)控作用都是通過啟始基因轉(zhuǎn)錄而實現(xiàn)的。 細胞受刺激以后，通過蛋白質(zhì)磷酸化及一系列級聯(lián)放大過程將胞外信號轉(zhuǎn)化為細胞內(nèi)信號，從而引 起廣泛的生理反應(yīng)。被磷酸化的是底物的酪氨酸殘基。這類蛋白激酶使底物蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化。 被磷酸化的主要氨基酸殘基： 絲氨酸 、 蘇氨酸 和 酪氨酸 。 蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內(nèi)普遍存在的信息傳導(dǎo)調(diào)節(jié)方式，幾乎涉及所有的生理及病理過程，如糖代謝、光合作用、細胞的生長發(fā)育、神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放甚至癌變等等。與 TRE序列一樣， GRE也 屬于增強子范疇。位于 MT基因 5’上游 240～260bp處的 GRE， 是固醇類激素受體的結(jié)合位點。人金屬硫蛋白基因 5’上游 40～ 160處含有 4個 MRE序列。該基因 5’端調(diào)控區(qū)除了含有 TATA區(qū)和 GC區(qū)外，還有兩個序列類似于增強子的本底水平調(diào)控元件（ basal level element， BLE）， 它 們共同參與了該基因本底水平的表達。 端調(diào)控區(qū)有著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包含許多調(diào)控元件，可以同時受幾種轉(zhuǎn)錄因子的影響。 hsp的這一基本特征保證了它們一旦起始轉(zhuǎn)錄不需剪接就可產(chǎn)生出成熟 mRNA以適應(yīng) hsp大量快速表達的需要，防止嚴重的熱休克影響 mRNA前體的剪接。熱休克蛋白參與靶蛋白活性和功能的調(diào)節(jié)，卻不是靶蛋白的組成部分，因此，一般稱它為分子伴侶或伴侶蛋白（ chaperonine）。 真核細胞的熱休克蛋白可能具有機體保護功能并在細胞的正常生長和發(fā)育中起重要作用， HSP70的主要功能是參與蛋白質(zhì)的代謝，而泛素的的主要功能是清除細胞內(nèi)的變性蛋白質(zhì)。 許多生物在最適溫度范圍以上，能受熱誘導(dǎo)合成一系列熱休克蛋白（ heat shock protein）。 根據(jù) GTP能影響激素與受體結(jié)合并進而影響腺苷酸環(huán)化酶活性的現(xiàn)象，認為該酶系統(tǒng)至少存在 3個活性部位，即激素 受體結(jié)合部位、 Mg2+ATP作用中心和核苷酸調(diào)節(jié)部位。 研究腺苷酸環(huán)化酶和胰高血糖素受體發(fā)現(xiàn)，受體與酶之間可能通過膜脂耦聯(lián)在一起。 當(dāng)激素與受體結(jié)合時，激素 受體復(fù)合物可在膜內(nèi)移動并與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，激活環(huán)化酶，引發(fā)后續(xù)效應(yīng)。 激素受體對各自特定的激素具有高度特異的識別能力及親和力，激素到達靶細胞時能迅速與受體結(jié)合生成激素 受體復(fù)合物，誘導(dǎo)生理生化效應(yīng)。 科學(xué)家認為，激素、受體與順式作用元件的結(jié)合位點三者缺一不可，其中無論是受體蛋白與激素的結(jié)合，還是激素本身，都不是與 DNA結(jié)合并激活轉(zhuǎn)錄所必須的。該區(qū)的具體功能不詳，但它的存在保證了轉(zhuǎn)錄的高效進行。 靶細胞中含有大量激素受體蛋白，而非靶細胞中沒有或很少有這類受體，這是激素調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄組織特異性的根本原因。經(jīng)修飾的受體與激素復(fù)合物通過核膜進入細胞核內(nèi)，并與染色質(zhì)的特定區(qū)域相結(jié)合，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的起始或關(guān)閉。 激素及其影響 許多類固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮質(zhì)激素和雄激素 ）以及一般代謝性激素（如胰島素）的調(diào)控作用都是通過啟始基因轉(zhuǎn)錄而實現(xiàn)的。 包括三個結(jié)構(gòu)域：胞外的配體結(jié)合區(qū)，細胞內(nèi)部具有酪氨酸蛋白激酶活性的區(qū)域和連接這兩個區(qū)域的跨膜結(jié)構(gòu)。表皮生長因子（ EGF）、 胰島素樣生長因子（ IGF）、成纖維細胞生長因子（ FGF）、 神經(jīng)生長因子（ NGF）、 血小板衍生生長因子（ PDGF） 和血管內(nèi)皮細胞生長因子（ VEGF） 受體都擁有定位于胞內(nèi)的酪氨酸激酶功能區(qū)域和膜外區(qū)。 MAP激酶 激酶本身能被 MAP激酶 激酶 激酶所磷酸化激活，后者能同時被 C激酶或酪氨酸激酶家族的 Ras蛋白等激活，從而在信息傳導(dǎo)中發(fā)揮功能。 MAP激酶的活性取決于該蛋白中僅有一個氨基酸之隔的酪氨酸、絲氨酸殘基是否都被磷酸化。 6. CaM激酶及 MAP激酶 Ca2+的細胞學(xué)功能主要通過鈣調(diào)蛋白激酶（ CaMkinase） 來實現(xiàn)，它們也是一類絲氨酸 /蘇氨酸激酶，但僅應(yīng)答于細胞內(nèi)Ca2+水平。 C激酶的活性也受磷脂酰絲氨酸的影響，原因是后者大大提高了 C激酶對于 Ca2+的親和力，從而使得 C激酶能被生理水平的 Ca2+離子所活化。 C激酶（ PKC） 是依賴于 Ca2+的蛋白質(zhì)激酶。 激素與其受體在肌肉細胞外表面相結(jié)合，誘發(fā)細胞質(zhì)cAMP的合成并活化A激酶，再將活化磷酸基團傳遞給無活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最終將糖原磷酸化，進入糖酵解并提供ATP。 R亞基對 C亞基具有抑制作用，所以， R和 C聚合后的全酶（ R2C2） 無催化活性。 全酶的分子量為 150170kD。這一酶活性代表了絕大多數(shù)細胞中 cAMP所引起的全部反應(yīng)。 根據(jù)是否有調(diào)節(jié)物來分又可分成兩大類： 信使依賴性蛋白質(zhì)激酶（ messengerdependent protein kinase）， 包括胞內(nèi)第二信使或調(diào)節(jié)因子依賴性蛋白激酶及激素（生長因子）依賴性激酶兩個亞類； 非信使依賴型蛋白激酶。 第三類是 “ 雙重底物特異性蛋白激酶（ dualspecificity protein kinase）， 既可使絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化又可使酪氨酸殘基磷酸化。 第二類為酪氨酸型。 2. 真核細胞主要跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 3. 蛋白激酶的種類與功能 根據(jù)底物蛋白質(zhì)被磷酸化的氨基酸殘基的種類可分為三大類： 第一類為絲氨酸 /蘇氨酸型。 被磷酸化的主要氨基酸殘基： 絲氨酸 、 蘇氨酸 和 酪氨酸 。與酶的重新合成及分解相比，這種方式能對外界刺激做出更迅速的反應(yīng)。與信號傳遞有關(guān)的蛋白激酶類主要受控于胞內(nèi)信使，如 cAMP， Ca2+， DG（ 二酰甘油， diacyl glycerol） 等，這種共價修飾調(diào)節(jié)方式顯然比變構(gòu)調(diào)節(jié)較少受胞內(nèi)代謝產(chǎn)物的影響。一般情況下，受體分子活化細胞功能的途徑有兩條：一是受體本身或受體結(jié)合蛋白具有內(nèi)源酪氨酸激酶活性，胞內(nèi)信號通過酪氨酸激酶途徑得到傳遞；二是配體與細胞表面受體結(jié)合，通過 G蛋白介異的效應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生介質(zhì)，活化絲氨酸 /蘇氨酸或酪氨酸激酶，從而傳遞信號。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在人體內(nèi)有多達 2022個左右的蛋白質(zhì)激酶和 1000個左右的蛋白質(zhì)磷酸酶基因。 蛋白質(zhì)的磷酸化是指由蛋白質(zhì)激酶催化的把 ATP或 GTP上 γ位的磷酸基轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程， 其逆轉(zhuǎn)過程是由蛋白質(zhì)磷酸酶催化的，稱為蛋白質(zhì)脫磷酸化。 復(fù)習(xí)上 節(jié)課所講述內(nèi)容： DNA甲基化抑制轉(zhuǎn)錄的機理 。 每個螺旋區(qū)長 15一 16個氨基酸 ， 其中有幾個氨基酸殘基是保守的 。 ?基序由 40—50個氨基酸組成 ， 含有 2個兩親的 (amphipathic， 既有極性基也有非極性基 )螺旋 ， 由 2個長度不等的連接區(qū) (環(huán) )相連 。 bHLH又分為兩類。 該調(diào)控區(qū)長約 50個 aa殘基，同時具有 DNA結(jié)合和形成蛋白質(zhì)二聚體的功能，其主要特點是可形成兩