第十五章蛋白质的合成解析.doc

蛋白质的合成 第一节 mRNA 一、 原核生物mRNA的结构 二、 真核生物mRNA的结构 第二节 遗传密码 一、 遗传密码的破译 二、 遗传密码的特点 第三节 核糖体 一、 核糖体的结构与组成 二、 rRNA与核糖体蛋白的结构与功能 (一)、 rRNA的结构与功能 (二)、 核糖体蛋白的结构与功能 第四节 蛋白质合成的机理 一、 氨酰tRNA合成酶：氨基酸的活化和氨酰tRNA的合成 (一)、 活化 (二)、 连接 二、 蛋白质合成的一般过程 (一)、 翻译起始 (二)、 延伸 (三)、 终止 (四)、 翻译后加工 三、 原核生物的蛋白质合成 (一)、 翻译起始 (二)、 延伸 1、 新氨酰tRNA入位 2、 肽键形成（转肽） 3、 核糖体移位。 (三)、 终止 (四)、 原核生物的翻译后加工 1、 切除加工 2、 糖基化 3、 甲基化 4、 磷酸化 (五)、 原核生物的翻译调控 四、 真核生物的蛋白质合成 (一)、 翻译起始 (二)、 延伸 1、 入位 2、 肽键形成（转肽） 3、 移位 (三)、 终止 (四)、 真核生物的翻译后加工 1、 切除加工 2、 糖基化 3、 羟基化 4、 磷酸化 5、 亲脂修饰 6、 甲基化 7、 二硫键形成 (五)、 真核生物的翻译调控 1、 mRNA向细胞质的运输 2、 mRNA的稳定性 3、 翻译的负调控 4、 起始因子磷酸化。 5、 translational frameshifting 五、 蛋白质合成后的定向转运 (一)、 信号肽: 翻译转运同步机制 (二)、 翻译后转运机制（posttranslational translocation） 六、 蛋白质的折叠 对于终产物为RNA的基因，只要进行转录及转录后的处理，就完成了基因表达的全过程。而对于终产物是蛋白质的基因，还必须将mRNA翻译成蛋白质。 因此，蛋白质是基因表达的最终产物（基因表达的最终产物还包括tRNA、rRNA及其他RNA），蛋白质的生物合成过程实质上也是基因表达的一个过程，它包括转录和翻译。从化学的角度讲，蛋白质的合成就是20种基酸按照特定地顺序聚合成多肽并按照一定的折叠机制折叠成最终的活性构象状态。那么，我们要问，在生物体内是谁直接决定着蛋白质合成的氨基酸顺序从而最终主宰了它的高级结构和功能的呢？mRNA。 根据中心法则，DNA特定的碱基次序A、T、G、C就象一串密码（称为遗传密码），首先经过转录作用，DNA的A、T、G、C碱基序列严格按照碱基配对原则被复制成mRNA的A、U、G、C序列，于是mRNA就直接充当了蛋白质合成的模板，mRNA的A、U、G、C序列被转变成蛋白质的氨基酸序列，这种转变是一个质的飞跃，称为翻译，就好象把一种语言（碱基序列）翻译成另一种语言（氨基酸序列）。 那么在翻译过程中就有两个关键性地问题：（1）遗传密码（碱基序列）到底是怎样决定氨基酸序列的呢？也就是说什么样的碱基序列决定什么样的氨基酸序列呢？（2）通过什么样的方式或机制实现碱基序列到氨基酸序列的转变？因为氨基酸不能与碱基配对，因此一个碱基序列显然不能象转录一样简单地直接转换成氨基酸序列，而必须通过一种中间分子（又称接头分子）的媒介作用来实现，而且这种接头分子要能同时识别碱基序列和它所决定的氨基酸序列。这种接头就是tRNA分子。 需要指出的是蛋白质的合成是一个复杂的过程，包括翻译、翻译后加工和定向输送以及正确折叠，而且到现在为止，其中的许多重要方面仍在研究之中。 真核生物蛋白质的合成，需要300多种生物大分子协同工作：核糖体RNA及结合蛋白、各种酶、各种tRNA、加工修饰酶等。 蛋白质合成的场所：标记各种a.a，注入大鼠体内，在不同时间取出肝脏，匀浆，离心分离各种亚细胞器，分析放射性蛋白的分布，证实蛋白质的合成是在核糖体上进行的。 首先认识一下mRNA、遗传密码、和核糖体，然后再深入学习蛋白质合成的细节过程。 mRNA mRNA的概念首先是由F.Jacob和J.Monod1965年提出来的．因为当时已经知道编码蛋白质的遗传信息载体ＤＮＡ是在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中，于是就推测，应该有一种中间信使在细胞核中合成后携带上遗传信息进入细胞质中指导蛋白质的合成，后来经过众多科学家的实验，发现了除rRNA和tRNA之外的第三种RNA,它起着这种遗传信息传送的功能, 称为信使RNA(mRNA)。mRNA的半衰期很短,很不稳定,一旦完成其使命后很快就被水解掉。 原核生物和真核生物mRNA的结构差异教大，尤其是在5’端。 原核生物mRNA的结构 5’端SD序列 P404-P405 在起始密码子AUG上游9-13个核苷酸处，有一段可与核糖体16S rRNA配对结合的、富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为AGGA，此序列称SD序列。