蛋白质生物合成翻译和翻译后过程专家讲座.pptx

翻译及其调控翻译及其调控蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第1页将存在于将存在于将存在于将存在于mRNAmRNA上代表一个多肽核苷酸残基序列转换为上代表一个多肽核苷酸残基序列转换为上代表一个多肽核苷酸残基序列转换为上代表一个多肽核苷酸残基序列转换为多肽链氨基酸残基序列过程多肽链氨基酸残基序列过程多肽链氨基酸残基序列过程多肽链氨基酸残基序列过程nn氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、ATPATP、GTPGTP翻译（翻译（Translation）蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第2页蛋白质生物合成体系蛋白质生物合成体系1.三种三种三种三种RNAmRNARNAmRNA、rRNArRNA、tRNAtRNA2.2020种氨基酸（种氨基酸（种氨基酸（种氨基酸（AAAA）作为原料）作为原料）作为原料）作为原料3.酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如酶及众多蛋白因子，如IFIF、eIFeIF4.ATPATP、GTPGTP、无机离子、无机离子、无机离子、无机离子蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第3页CAACAACUGCUGCAGCAGACAACAUAUUAUAUGAUGAUAAUACAACAAUUUUUUGAUGAUCAGCAGUAUUAU5533-GlnGln-Leu-Leu-GlnGln-Thr-Thr-TyrTyr-Met-Met-IleIle-Gln-Gln-PhePhe-Asp-Asp-GlnGln-Tyr-Tyr-一、生物合成模板一、生物合成模板mRNA遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码(geneticcode)(geneticcode)能编码蛋白质氨基酸序列能编码蛋白质氨基酸序列能编码蛋白质氨基酸序列能编码蛋白质氨基酸序列基因中核苷酸体系基因中核苷酸体系基因中核苷酸体系基因中核苷酸体系蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第4页mRNAmRNA分子上从分子上从分子上从分子上从5 5 3 3 方向，由方向，由方向，由方向，由起始密码子起始密码子起始密码子起始密码子AUGAUG开始，每开始，每开始，每开始，每3 3个核苷酸个核苷酸个核苷酸个核苷酸组成三联体，决定肽链上某一个氨组成三联体，决定肽链上某一个氨组成三联体，决定肽链上某一个氨组成三联体，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成起始、终止信号，基酸或蛋白质合成起始、终止信号，基酸或蛋白质合成起始、终止信号，基酸或蛋白质合成起始、终止信号，称为三联体密码。称为三联体密码。称为三联体密码。称为三联体密码。遗传密码遗传密码起始密码：起始密码：起始密码：起始密码：AUGAUG终止密码：终止密码：终止密码：终止密码：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第5页遗传密码特点遗传密码特点1.方向性：方向性：方向性：方向性：mRNAmRNA分子中遗传密码阅读方向是分子中遗传密码阅读方向是分子中遗传密码阅读方向是分子中遗传密码阅读方向是5 5 3 32.连续性连续性连续性连续性：mRNAmRNA读码方向从读码方向从读码方向从读码方向从5 533，两个密码子之间，两个密码子之间，两个密码子之间，两个密码子之间无任何核苷酸隔开无任何核苷酸隔开无任何核苷酸隔开无任何核苷酸隔开.3.吞并性吞并性吞并性吞并性：指一个氨基酸含有：指一个氨基酸含有：指一个氨基酸含有：指一个氨基酸含有2 2个或个或个或个或2 2个以上密码子个以上密码子个以上密码子个以上密码子4.摆动性摆动性摆动性摆动性：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从：密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从碱基配对规律情况，称为遗传密码摆动现象碱基配对规律情况，称为遗传密码摆动现象碱基配对规律情况，称为遗传密码摆动现象碱基配对规律情况，称为遗传密码摆动现象5.通用性通用性通用性通用性：除个别细胞器特殊密码子外，蛋白质生物合：除个别细胞器特殊密码子外，蛋白质生物合：除个别细胞器特殊密码子外，蛋白质生物合：除个别细胞器特殊密码子外，蛋白质生物合成整套密码，从简单生物到人类都通用成整套密码，从简单生物到人类都通用成整套密码，从简单生物到人类都通用成整套密码，从简单生物到人类都通用蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第6页蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第7页阅读框架阅读框架(readingframes)开放阅读框开放阅读框开放阅读框开放阅读框(openreadingframe,ORF):(openreadingframe,ORF):从起始密码从起始密码从起始密码从起始密码AUGAUG到终止密码处正确可阅读序列到终止密码处正确可阅读序列到终止密码处正确可阅读序列到终止密码处正确可阅读序列蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第8页原核生物原核生物mRNA特点特点S-DS-D序列：序列：序列：序列：原核生物原核生物原核生物原核生物mRNAmRNA起始密码起始密码起始密码起始密码AUGAUG上游上游上游上游4747核苷酸处，存核苷酸处，存核苷酸处，存核苷酸处，存在一段在一段在一段在一段5-UAAGGAGG-35-UAAGGAGG-3保守序列，称为保守序列，称为保守序列，称为保守序列，称为S-DS-D序列。是序列。是序列。是序列。是mRNAmRNA与核蛋白体识别、结合位点与核蛋白体识别、结合位点与核蛋白体识别、结合位点与核蛋白体识别、结合位点蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第9页真核生物真核生物mRNA特点特点真核生物没有真核生物没有真核生物没有真核生物没有S-DS-D序列，序列，序列，序列，靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体靠帽子结构识别核糖体真核生物起始密码位于真核生物起始密码位于真核生物起始密码位于真核生物起始密码位于KozakKozak序列序列序列序列（CCACCCCACCAUGAUGGG）中，中，中，中，增加翻译起始效率增加翻译起始效率增加翻译起始效率增加翻译起始效率蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第10页特点特点特点特点原核生物原核生物原核生物原核生物真核生物真核生物真核生物真核生物半衰期半衰期半衰期半衰期数分钟数分钟数分钟数分钟数小时数小时数小时数小时/天天天天翻译模板翻译模板翻译模板翻译模板多顺反子多顺反子多顺反子多顺反子单顺反子单顺反子单顺反子单顺反子55帽子帽子帽子帽子无无无无有，保护有，保护有，保护有，保护mRNAmRNA及蛋白合成正确起始及蛋白合成正确起始及蛋白合成正确起始及蛋白合成正确起始33尾巴尾巴尾巴尾巴无无无无ppoly A，与mRNA半衰期及核到浆转运相关内含子内含子内含子内含子无无无无有有有有SDSD序列序列序列序列有有有有无无无无稀有碱基稀有碱基稀有碱基稀有碱基无无无无有，但极少有，但极少有，但极少有，但极少生成方式生成方式生成方式生成方式边转录边翻译边转录边翻译边转录边翻译边转录边翻译前体前体前体前体hnRNAhnRNA修饰后转入胞质修饰后转入胞质修饰后转入胞质修饰后转入胞质原核生物与真核生物原核生物与真核生物mRNA区分区分蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第11页二、生物合成场所二、生物合成场所核蛋白体核蛋白体(Ribosomes)蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第12页原核生物原核生物原核生物原核生物真核生物真核生物真核生物真核生物核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基核蛋核蛋核蛋核蛋白体白体白体白体小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基S S70S70S30S30S50S50S80S80S40S40S60S60SrRNArRNA16S-rRNA16S-rRNA5S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA5.8S-rRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质rpS21rpS21种种种种rpL36rpL36种种种种rpS33rpS33种种种种rpL49rpL49种种种种核蛋白体蛋白及核蛋白体蛋白及rRNA组成特点组成特点蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第13页原核生物核糖体亚基及位点分布原核生物核糖体亚基及位点分布1.1.容纳容纳容纳容纳mRNAmRNA部位部位部位部位2.2.结合氨基酰结合氨基酰结合氨基酰结合氨基酰tRNAAtRNAA位（受位）位（受位）位（受位）位（受位）3.3.结合肽酰结合肽酰结合肽酰结合肽酰tRNAPtRNAP位（给位）位（给位）位（给位）位（给位）4.4.tRNAtRNA排出位排出位排出位排出位E E位位位位5.5.肽基转移酶所在部位肽基转移酶所在部位肽基转移酶所在部位肽基转移酶所在部位6.6.转位酶位点转位酶位点转位酶位点转位酶位点蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第14页核糖体核糖体RNA功效功效pp原核生物核糖体小亚基原核生物核糖体小亚基原核生物核糖体小亚基原核生物核糖体小亚基16SrRNA16SrRNA与与与与mRNAS-DmRNAS-D序列反序列反序列反序列反向互补向互补向互补向互补pp原核生物核糖体大亚基原核生物核糖体大亚基原核生物核糖体大亚基原核生物核糖体大亚基23SrRNA23SrRNA、真核生物大亚基、真核生物大亚基、真核生物大亚基、真核生物大亚基28SrRNA28SrRNA含有肽基转移酶活性含有肽基转移酶活性含有肽基转移酶活性含有肽基转移酶活性蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第15页三、蛋白质合成搬运工具三、蛋白质合成搬运工具tRNA1.1.33端端端端CCACCA氨基酸结合位点氨基酸结合位点氨基酸结合位点氨基酸结合位点2.2.氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰tRNAtRNA合成酶识别位点合成酶识别位点合成酶识别位点合成酶识别位点3.3.核糖体识别位点核糖体识别位点核糖体识别位点核糖体识别位点4.4.密码子识别位点（反密码子）密码子识别位点（反密码子）密码子识别位点（反密码子）密码子识别位点（反密码子）ACC氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂氨基酸臂反密码环反密码环蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第16页氨基酸活化与氨基酰氨基酸活化与氨基酰-tRNA合成酶合成酶氨基酰氨基酰氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶合成酶合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)(aminoacyl-tRNA synthetase)：对底物氨基酸和对底物氨基酸和对底物氨基酸和对底物氨基酸和tRNAtRNA都含有高度特异性都含有高度特异性都含有高度特异性都含有高度特异性含有校正活性，水解错配氨基酸，加载与反密码子对含有校正活性，水解错配氨基酸，加载与反密码子对含有校正活性，水解错配氨基酸，加载与反密码子对含有校正活性，水解错配氨基酸，加载与反密码子对应氨基酸应氨基酸应氨基酸应氨基酸氨基酸氨基酸+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAATP AMPPPi氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第17页蛋白质合成过程蛋白质合成过程1.翻译起始翻译起始翻译起始翻译起始：mRNAmRNA、起始氨基酰、起始氨基酰、起始氨基酰、起始氨基酰-tRNA-tRNA子在起始因子子在起始因子子在起始因子子在起始因子参加下，分别与核糖体结合形成翻译起始复合物参加下，分别与核糖体结合形成翻译起始复合物参加下，分别与核糖体结合形成翻译起始复合物参加下，分别与核糖体结合形成翻译起始复合物2.肽链延伸肽链延伸肽链延伸肽链延伸：在在在在mRNAmRNA密码序列指导下，由特异密码序列指导下，由特异密码序列指导下，由特异密码序列指导下，由特异tRNAtRNA携携携携带对应氨基酸转运至核糖体受位，使肽链依次从带对应氨基酸转运至核糖体受位，使肽链依次从带对应氨基酸转运至核糖体受位，使肽链依次从带对应氨基酸转运至核糖体受位，使肽链依次从NN端端端端向向向向C C端逐步延伸。需要端逐步延伸。需要端逐步延伸。需要端逐步延伸。需要GTPGTP及延长因子及延长因子及延长因子及延长因子3.翻译终止翻译终止翻译终止翻译终止：识别终止密码，释放肽链、：识别终止密码，释放肽链、：识别终止密码，释放肽链、：识别终止密码，释放肽链、tRNAtRNA、mRNAmRNA，核糖体大、小亚基解离，核糖体大、小亚基解离，核糖体大、小亚基解离，核糖体大、小亚基解离蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第18页（一）、翻译起始（一）、翻译起始(initiation)核糖体小亚基结合起始氨基酰核糖体小亚基结合起始氨基酰核糖体小亚基结合起始氨基酰核糖体小亚基结合起始氨基酰-tRNA-tRNA在在在在mRNAmRNA上找到适当起始密码上找到适当起始密码上找到适当起始密码上找到适当起始密码大亚基与已经形成复合物小亚基、起始氨基酰大亚基与已经形成复合物小亚基、起始氨基酰大亚基与已经形成复合物小亚基、起始氨基酰大亚基与已经形成复合物小亚基、起始氨基酰-tRNA-tRNA、mRNAmRNA结合结合结合结合起始因子参加起始因子参加起始因子参加起始因子参加蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第19页起始因子起始因子IF和和eIF 原核：原核：原核：原核：IF-lIF-l、2 2和和和和3 3 真核：真核：真核：真核：eIFeIF 1 1）IF-3 IF-3：结合核蛋白体：结合核蛋白体：结合核蛋白体：结合核蛋白体30S30S亚基，使大、小亚基拆离亚基，使大、小亚基拆离亚基，使大、小亚基拆离亚基，使大、小亚基拆离 2 2）IF-1IF-1：帮助：帮助：帮助：帮助IF-3IF-3结合和亚基拆离结合和亚基拆离结合和亚基拆离结合和亚基拆离 3 3）IF-2IF-2：含有：含有：含有：含有GTPaseGTPase活性，促进活性，促进活性，促进活性，促进fMet-tRNAfMet-tRNA结合结合结合结合mRNAmRNA及核蛋白体及核蛋白体及核蛋白体及核蛋白体蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第20页原核生物翻译起始原核生物翻译起始1.核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离核糖体大小亚基分离起始因子起始因子起始因子起始因子 IF3 IF3 、IF1IF1介导，利介导，利介导，利介导，利于小亚基与于小亚基与于小亚基与于小亚基与mRNAmRNA，fMet-tRNAfMetfMet-tRNAfMet结合结合结合结合2.mRNAmRNA与小亚基定位结合与小亚基定位结合与小亚基定位结合与小亚基定位结合经过经过经过经过5 5端端端端S-DS-D序列序列序列序列(AGGA)(AGGA)配对结合到核蛋白体小亚基上配对结合到核蛋白体小亚基上配对结合到核蛋白体小亚基上配对结合到核蛋白体小亚基上16S-rRNA16S-rRNA近近近近3-3-末端处末端处末端处末端处(UCCU)(UCCU)3.起始起始起始起始fMet-tRNAifMet-tRNAifMetfMet就位就位就位就位fMet-tRNAifMetfMet-tRNAifMet和和和和IF-2IF-2及及及及GTPGTP形成复合物形成复合物形成复合物形成复合物4.核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合70S70S起始复合物形成起始复合物形成起始复合物形成起始复合物形成蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第21页蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第22页真核生物翻译起始真核生物翻译起始核糖体大小亚基分离：核糖体大小亚基分离：核糖体大小亚基分离：核糖体大小亚基分离：eIF-2B eIF-2B、eIF-3eIF-3与小亚基结合，在与小亚基结合，在与小亚基结合，在与小亚基结合，在eIF-6eIF-6参参参参加下，使核糖体解聚为大、小亚基加下，使核糖体解聚为大、小亚基加下，使核糖体解聚为大、小亚基加下，使核糖体解聚为大、小亚基Met-tRNAi Met-tRNAi MetMet就位：就位：就位：就位：Met-tRNAi Met-tRNAi MetMet与与与与eIF-2eIF-2、GTPGTP结合成为三元结合成为三元结合成为三元结合成为三元复合物，在结合于小亚基复合物，在结合于小亚基复合物，在结合于小亚基复合物，在结合于小亚基P P位位位位mRNAmRNA与小亚基结合：在帽结合复合物帮助下，与与小亚基结合：在帽结合复合物帮助下，与与小亚基结合：在帽结合复合物帮助下，与与小亚基结合：在帽结合复合物帮助下，与mRNAmRNA帽子结帽子结帽子结帽子结构结合构结合构结合构结合80S80S起始复合物形成：起始复合物形成：起始复合物形成：起始复合物形成：eIF-5eIF-5作用下，大亚基结合形成翻译起始复作用下，大亚基结合形成翻译起始复作用下，大亚基结合形成翻译起始复作用下，大亚基结合形成翻译起始复合物合物合物合物蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第23页metmet40S40S60S60SMeMet tMetMet40S40S60S60SmRNAmRNAeIF-2BeIF-2B、eIF-3eIF-3、eIF-6elF-3elF-3GDP+Pi各种各种各种各种elFelF释放释放释放释放elF-5ATPADP+PielF4E,elF4G,elF4A,elF4B,PABMetMet-tRNAMet-tRNAi iMetMet-elF-2-elF-2-GTPGTP真核生物翻译起始复真核生物翻译起始复合物形成过程合物形成过程蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第24页（二）、肽链延伸（二）、肽链延伸pp依据依据依据依据mRNAmRNA密码序列指导，次序添加氨基酸从密码序列指导，次序添加氨基酸从密码序列指导，次序添加氨基酸从密码序列指导，次序添加氨基酸从NN端向端向端向端向C C端延伸肽链，直到合成终止过程端延伸肽链，直到合成终止过程端延伸肽链，直到合成终止过程端延伸肽链，直到合成终止过程pp以核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环以核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环以核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环以核糖体上连续性循环式进行，又称为核糖体循环(ribosomal cycle)(ribosomal cycle)，每次循环分为，每次循环分为，每次循环分为，每次循环分为3 3个阶段：个阶段：个阶段：个阶段：进位进位进位进位(entrance)/(entrance)/注册（注册（注册（注册（registrationregistration）、成肽）、成肽）、成肽）、成肽(peptide(peptide bond formation)bond formation)、转位、转位、转位、转位(translocation)(translocation)。循环一次，循环一次，循环一次，循环一次，肽链增加一个氨基酸肽链增加一个氨基酸肽链增加一个氨基酸肽链增加一个氨基酸蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第25页延伸过程所需蛋白因子延伸过程所需蛋白因子延长因子延长因子(elongation factor,EF)原核延长因子原核延长因子原核延长因子原核延长因子p生物功效对应真核延长因对应真核延长因对应真核延长因对应真核延长因子子子子EF-TuEF-Tu促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰促进氨基酰-tRNA-tRNA进入进入进入进入A A位，结合分位，结合分位，结合分位，结合分解解解解GTPGTPEF-1-EF-1-EF-TsEF-TspGTP交换蛋白，使EF-Tu上GDP交换成GTPEF-1-EF-1-EFGEFG有有有有转位酶活性转位酶活性转位酶活性转位酶活性，促进，促进，促进，促进mRNA-mRNA-肽酰肽酰肽酰肽酰-tRNAtRNA由由由由A A移到移到移到移到P P位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载位，促进卸载tRNAtRNA释放释放释放释放EF-2EF-2蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第26页1.1.进位进位指依据指依据mRNA下一下一组遗传密码指导，使对组遗传密码指导，使对应氨基酰应氨基酰-tRNA进入核进入核糖体糖体A位。位。蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第27页延长因子延长因子延长因子延长因子EF-TEF-T催化进位（原核生物）催化进位（原核生物）催化进位（原核生物）催化进位（原核生物）蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第28页2.成肽成肽 肽基转移酶（原核肽基转移酶（原核肽基转移酶（原核肽基转移酶（原核生物中位于大亚基生物中位于大亚基生物中位于大亚基生物中位于大亚基23S 23S rRNA,rRNA,真核生物位于真核生物位于真核生物位于真核生物位于大亚基大亚基大亚基大亚基28S rRNA28S rRNA ）催）催）催）催化肽键形成化肽键形成化肽键形成化肽键形成蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第29页3.转位转位 延长因子延长因子延长因子延长因子EF-GEF-G有转位有转位有转位有转位酶活性，结合并水解酶活性，结合并水解酶活性，结合并水解酶活性，结合并水解GTPGTP，使核蛋白体向，使核蛋白体向，使核蛋白体向，使核蛋白体向mRNA3mRNA3侧移动侧移动侧移动侧移动蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第30页进进位位转转位位成肽成肽蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第31页（三）、翻译终止（三）、翻译终止1.1.终止密码识别终止密码识别终止密码识别终止密码识别2.2.肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰肽链从肽酰-tRNA-tRNA水解下来。水解下来。水解下来。水解下来。3.3.mRNA mRNA从核糖体中脱离及从核糖体中脱离及从核糖体中脱离及从核糖体中脱离及大小亚基解离大小亚基解离大小亚基解离大小亚基解离4.4.终止过程需释放因子终止过程需释放因子终止过程需释放因子终止过程需释放因子(RF(RF）。）。）。）。蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第32页释放因子释放因子释放因子释放因子(release factor,RF)(release factor,RF)：与肽链合成终止：与肽链合成终止：与肽链合成终止：与肽链合成终止相关蛋白因子相关蛋白因子相关蛋白因子相关蛋白因子1.1.识别终止密码，如识别终止密码，如识别终止密码，如识别终止密码，如RF-1RF-1特异识别特异识别特异识别特异识别UAAUAA、UAGUAG；而；而；而；而RF-2RF-2可识可识可识可识别别别别UAAUAA、UGAUGA2.2.诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到诱导转肽酶改变为酯酶活性，催化肽酰基转移到-OH-OH上，上，上，上，使肽链从核蛋白体上释放。使肽链从核蛋白体上释放。使肽链从核蛋白体上释放。使肽链从核蛋白体上释放。原核生物释放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1RF-1，RF-2RF-2，RF-3 RF-3 真核生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRF eRF 蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第33页核蛋白体循环核蛋白体循环多聚核蛋白体多聚核蛋白体(polysome)1.1.细胞内一条细胞内一条细胞内一条细胞内一条mRNAmRNA链上结合着多个核糖体链上结合着多个核糖体链上结合着多个核糖体链上结合着多个核糖体2.2.每个核糖体都独立完成一条多肽链合成每个核糖体都独立完成一条多肽链合成每个核糖体都独立完成一条多肽链合成每个核糖体都独立完成一条多肽链合成 3.3.蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行蛋白质合成高速、高效进行蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第34页蛋白质合成与药品蛋白质合成与药品1.1.抗生素类抗生素类抗生素类抗生素类大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素、大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素、大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素、大环内酯类、氯霉素、氨基糖苷类、四环素、林可霉素、放线菌酮、嘌呤霉素林可霉素、放线菌酮、嘌呤霉素林可霉素、放线菌酮、嘌呤霉素林可霉素、放线菌酮、嘌呤霉素蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第35页抗生素抑制蛋白质生物合成原理抗生素抑制蛋白质生物合成原理抗生素抗生素作用位点作用位点作用原理作用原理四环素族四环素族原核核糖体小亚基原核核糖体小亚基p抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合，妨碍氨基酰-tRNA进位氨基糖苷类氨基糖苷类原核核糖体小亚基原核核糖体小亚基p改变构象引发读码错误、抑制肽链合成起始氯霉素、林可霉氯霉素、林可霉素素原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基抑制肽基转移酶、阻断肽链延长抑制肽基转移酶、阻断肽链延长红霉素红霉素原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基抑制转位酶、妨碍转位抑制转位酶、妨碍转位梭链孢酸梭链孢酸原核核糖体大亚基原核核糖体大亚基与与EFG-GTP结合，抑制肽链延长结合，抑制肽链延长放线菌酮放线菌酮真核核糖体大亚基真核核糖体大亚基抑制肽基转移酶、阻断肽链延长抑制肽基转移酶、阻断肽链延长嘌呤霉素嘌呤霉素真核、原核核糖体真核、原核核糖体p氨基酰-tRNA类似物，进位后引发未成熟肽链脱落，中止肽链合成蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第36页2.2.干扰素（干扰素（干扰素（干扰素（interferon,IFNinterferon,IFN）诱导诱导诱导诱导eIFeIF2 2磷酸化而失活磷酸化而失活磷酸化而失活磷酸化而失活间接活化核酸内切酶使间接活化核酸内切酶使间接活化核酸内切酶使间接活化核酸内切酶使mRNAmRNA降解降解降解降解蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第37页3.3.3.3.毒素毒素毒素毒素-白喉毒素、植物毒素白喉毒素、植物毒素白喉毒素、植物毒素白喉毒素、植物毒素白喉毒素白喉毒素A亚基使辅酶亚基使辅酶I（NAD+）与真核生物延长因子）与真核生物延长因子eEF-2反应，反应，使使eEF-2失活失活蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第38页蛋白质合成后折叠与加工蛋白质合成后折叠与加工折叠折叠折叠折叠(folding):(folding):蛋白质可凭借相互作用在细胞环境蛋白质可凭借相互作用在细胞环境蛋白质可凭借相互作用在细胞环境蛋白质可凭借相互作用在细胞环境（特定酸碱度、温度等）下，进行自我组装（特定酸碱度、温度等）下，进行自我组装（特定酸碱度、温度等）下，进行自我组装（特定酸碱度、温度等）下，进行自我组装1.蛋白质自发取得成熟构型蛋白质自发取得成熟构型蛋白质自发取得成熟构型蛋白质自发取得成熟构型自我装配自我装配自我装配自我装配2.需要辅助蛋白帮助需要辅助蛋白帮助需要辅助蛋白帮助需要辅助蛋白帮助分子伴侣、蛋白质二硫键异分子伴侣、蛋白质二硫键异分子伴侣、蛋白质二硫键异分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶、肽构酶、肽构酶、肽构酶、肽-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第39页1.分子伴侣分子伴侣(molecularchaperones)一类在序列上没有相关性但有共同功效蛋白质。一类在序列上没有相关性但有共同功效蛋白质。一类在序列上没有相关性但有共同功效蛋白质。一类在序列上没有相关性但有共同功效蛋白质。可识别肽可识别肽可识别肽可识别肽链非天然构象，促进各种功效域和整体蛋白质正确折叠、链非天然构象，促进各种功效域和整体蛋白质正确折叠、链非天然构象，促进各种功效域和整体蛋白质正确折叠、链非天然构象，促进各种功效域和整体蛋白质正确折叠、组装及跨膜运输组装及跨膜运输组装及跨膜运输组装及跨膜运输。1.蛋白合成开始时，预防新生肽链在未完成折叠之前相蛋白合成开始时，预防新生肽链在未完成折叠之前相蛋白合成开始时，预防新生肽链在未完成折叠之前相蛋白合成开始时，预防新生肽链在未完成折叠之前相互聚合，帮助蛋白质取得最初正确结构互聚合，帮助蛋白质取得最初正确结构互聚合，帮助蛋白质取得最初正确结构互聚合，帮助蛋白质取得最初正确结构2.封闭所暴露出来疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰封闭所暴露出来疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰封闭所暴露出来疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰封闭所暴露出来疏水区段，为蛋白质折叠创造无干扰隔离环境隔离环境隔离环境隔离环境3.识别错误折叠变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠变性新蛋白，帮助复性或使其降解识别错误折叠变性新蛋白，帮助复性或使其降解4.参加蛋白质跨膜转运参加蛋白质跨膜转运参加蛋白质跨膜转运参加蛋白质跨膜转运蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第40页热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白7070家族（家族（家族（家族（heat-shock protein heat-shock protein 7070）：参加蛋白质从头折叠、跨膜运输、：参加蛋白质从头折叠、跨膜运输、：参加蛋白质从头折叠、跨膜运输、：参加蛋白质从头折叠、跨膜运输、错误折叠多肽降解及其调控过程错误折叠多肽降解及其调控过程错误折叠多肽降解及其调控过程错误折叠多肽降解及其调控过程热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白6060家族家族家族家族:含有独特双层环状含有独特双层环状含有独特双层环状含有独特双层环状结构寡聚蛋白，以依赖结构寡聚蛋白，以依赖结构寡聚蛋白，以依赖结构寡聚蛋白，以依赖ATPATP方式方式方式方式为非自为非自为非自为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形整天然空发性折叠蛋白质提供能折叠形整天然空发性折叠蛋白质提供能折叠形整天然空发性折叠蛋白质提供能折叠形整天然空间构象微环境间构象微环境间构象微环境间构象微环境分子伴侣分类及作用分子伴侣分类及作用蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第41页2.蛋白质二硫键异构酶：蛋白质二硫键异构酶：蛋白质二硫键异构酶：蛋白质二硫键异构酶：存在于存在于存在于存在于内质网中含有巯基酶。催化错内质网中含有巯基酶。催化错内质网中含有巯基酶。催化错内质网中含有巯基酶。催化错配二硫键断裂并形成正确二硫配二硫键断裂并形成正确二硫配二硫键断裂并形成正确二硫配二硫键断裂并形成正确二硫键，最终使蛋白质形成热力学键，最终使蛋白质形成热力学键，最终使蛋白质形成热力学键，最终使蛋白质形成热力学最稳定天然构象最稳定天然构象最稳定天然构象最稳定天然构象3.肽肽肽肽-脯氨酰顺反异构酶：脯氨酰顺反异构酶：脯氨酰顺反异构酶：脯氨酰顺反异构酶：催化催化催化催化肽酰肽酰肽酰肽酰-脯氨酸顺式与反式旋转脯氨酸顺式与反式旋转脯氨酸顺式与反式旋转脯氨酸顺式与反式旋转体相互转变，使多肽在各脯氨体相互转变，使多肽在各脯氨体相互转变，使多肽在各脯氨体相互转变，使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠酸弯折处形成准确折叠酸弯折处形成准确折叠酸弯折处形成准确折叠 蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第42页蛋白质合成后加工蛋白质合成后加工 新和成多肽只有经过细胞内各种修饰处理后才新和成多肽只有经过细胞内各种修饰处理后才能成为有活性成熟蛋白质能成为有活性成熟蛋白质翻译后加工翻译后加工1.肽链一级结构修饰肽链一级结构修饰肽链一级结构修饰肽链一级结构修饰2.肽链空间结构修饰肽链空间结构修饰肽链空间结构修饰肽链空间结构修饰3.前体蛋白加工前体蛋白加工前体蛋白加工前体蛋白加工蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第43页（一）一级结构修饰（一）一级结构修饰新生肽链新生肽链新生肽链新生肽链N N端端端端fMetfMet或或或或MetMet切除切除切除切除特定氨基酸共价修饰：特定氨基酸共价修饰：特定氨基酸共价修饰：特定氨基酸共价修饰：甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及甲基化、糖基化、磷酸化及乙酰化乙酰化乙酰化乙酰化二硫键形成：二硫键形成：二硫键形成：二硫键形成：经过两个半胱氨酸氧化作用生成经过两个半胱氨酸氧化作用生成经过两个半胱氨酸氧化作用生成经过两个半胱氨酸氧化作用生成多蛋白加工：多蛋白加工：多蛋白加工：多蛋白加工：一条已合成多肽链经翻译加工后生成一条已合成多肽链经翻译加工后生成一条已合成多肽链经翻译加工后生成一条已合成多肽链经翻译加工后生成不一样活性蛋白质或多肽不一样活性蛋白质或多肽不一样活性蛋白质或多肽不一样活性蛋白质或多肽前体蛋白加工：前体蛋白加工：前体蛋白加工：前体蛋白加工：切除前体蛋白一端肽段；去除蛋白切除前体蛋白一端肽段；去除蛋白切除前体蛋白一端肽段；去除蛋白切除前体蛋白一端肽段；去除蛋白内含子内含子内含子内含子蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第44页蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第45页（二）空间结构修饰（二）空间结构修饰1.亚基聚合：含有四级结构蛋白质由亚基聚合：含有四级结构蛋白质由亚基聚合：含有四级结构蛋白质由亚基聚合：含有四级结构蛋白质由2 2条以上肽链经过非条以上肽链经过非条以上肽链经过非条以上肽链经过非共价键聚合成寡聚体。共价键聚合成寡聚体。共价键聚合成寡聚体。共价键聚合成寡聚体。2.辅基连接：结合蛋白质与非蛋白部分连接辅基连接：结合蛋白质与非蛋白部分连接辅基连接：结合蛋白质与非蛋白部分连接辅基连接：结合蛋白质与非蛋白部分连接 蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第46页蛋白质转运与定位蛋白质转运与定位1.1.1.1.核孔运输核孔运输核孔运输核孔运输胞质中合成蛋白质穿过胞质中合成蛋白质穿过胞质中合成蛋白质穿过胞质中合成蛋白质穿过胞核内外膜形成核孔进入细胞核胞核内外膜形成核孔进入细胞核胞核内外膜形成核孔进入细胞核胞核内外膜形成核孔进入细胞核2.2.2.2.跨膜运输跨膜运输跨膜运输跨膜运输胞质中合成蛋白质进入胞质中合成蛋白质进入胞质中合成蛋白质进入胞质中合成蛋白质进入到内质网、线粒体、叶绿体和过氧到内质网、线粒体、叶绿体和过氧到内质网、线粒体、叶绿体和过氧到内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等经过跨膜机制进行运输。化物酶体等经过跨膜机制进行运输。化物酶体等经过跨膜机制进行运输。化物酶体等经过跨膜机制进行运输。需要消耗能量需要消耗能量需要消耗能量需要消耗能量3.3.3.3.小泡运输小泡运输小泡运输小泡运输蛋白质从内质网转运到蛋白质从内质网转运到蛋白质从内质网转运到蛋白质从内质网转运到高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶高尔基体以及从高尔基体转运到溶酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外等是由小泡介导等是由小泡介导等是由小泡介导等是由小泡介导蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第47页蛋白质运输方式蛋白质运输方式1.1.翻译中运输翻译中运输翻译中运输翻译中运输:由与内质网结由与内质网结由与内质网结由与内质网结合核糖体完成。新生肽链在合核糖体完成。新生肽链在合核糖体完成。新生肽链在合核糖体完成。新生肽链在合成过程中，由信号肽引导合成过程中，由信号肽引导合成过程中，由信号肽引导合成过程中，由信号肽引导插入到内质网上特殊通道，插入到内质网上特殊通道，插入到内质网上特殊通道，插入到内质网上特殊通道，然后转移入内腔然后转移入内腔然后转移入内腔然后转移入内腔 2.2.翻译后运输翻译后运输翻译后运输翻译后运输:由游离核糖体由游离核糖体由游离核糖体由游离核糖体完成。在多肽链合成后，由完成。在多肽链合成后，由完成。在多肽链合成后，由完成。在多肽链合成后，由导肽引导从细胞质转移到线导肽引导从细胞质转移到线导肽引导从细胞质转移到线导肽引导从细胞质转移到线粒体或叶绿体粒体或叶绿体粒体或叶绿体粒体或叶绿体蛋白质生物合成翻译和翻译后过程第48页靶向输送蛋白靶向输送蛋白靶向输送蛋白靶向输送蛋白p信号序列或成份分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白信号肽信号肽信号肽信号肽内质网腔蛋白内质网腔蛋白内质网腔蛋白内质网腔蛋白信号肽，信号肽，信号肽，信号肽，C C端端端端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL(KDEL序列序列序列序列)线粒体蛋白线粒体蛋白线粒体蛋白线粒体蛋白N N端靶向序列（端靶向序列（端靶向序列（端靶向序列（20203535氨基酸残基）氨基酸残基）氨基酸残基）氨基酸残基）核蛋白核蛋白核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-，SV40TSV4