延伸因子Tu(EF-Tu)的循环
肽键的形成
大肠杆菌核糖体上蛋白质合成延伸阶段
3. 终止
没有tRNA形式可以正常识别终止密码子
三种释放因子 RF1 RF2 RF3 RF1识别UAA、UAG RF2识别UAA、UGA
大肠杆菌核糖体上蛋白质合成的终止过程Βιβλιοθήκη 二、真核生物的蛋白质生物合成
真核生物与原核生物蛋白质合成许多不同机制主要发生在起始阶段 真核起始tRNA不需甲酰化
80S起始复合物 [40S·60S·mRNA·Met-tRNAi]
延伸
延伸因子 eEF-1 eEF-1 eEF-1和eEF-2
终止
只有一种释放因子eRF识别所有三种终止密码子
两种校阅机制提高蛋白质合成的精确性
氨酰tRNA合成酶的水解作用除去错误氨基酸 Kinetic proofreading机制用于提高密码子与反密码子配对的精确性
作用机制，从而为揭开核糖体这一具有30多亿年历史的 古老的高度复杂的分子机器的运转奥秘迈出了极重要的 一步。
大肠杆菌16SrRNA的二级结构
16S rRNA的折叠结构
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能分析
核糖体上具有一系列与蛋白质 合成有关的结合位点与催化位点
在蛋白质合成中肽酰转移酶的活性研究
原核生物蛋白质合成通过甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMettRNAf)起始
mRNA
eIF-4A
eIF-4B
ATP
eIF-4F
Pi+ADP
eIF-1
40S起始复合物
[40S·mRNA·eIF-4A·eIF-4B·eIF-4F·eIF-1]
60S·eIF-6
GTP eIF-5
GDP+Pi
eIF-6
eIF-2(GDP)、eIF-3 eIF-4A 、eIF-4B eIF-4F、eIF-1
核糖体上Kinetic Proofreading校阅示意图
三、真核生物翻译的控制
一个蛋白质激酶的调控：Heme Controlled Inhibitor(HCI)是一个蛋白 质激酶，它使起始因子(eIF-2)磷酸化，从而不能起始蛋白质合成
干扰素诱导产生两种酶：蛋白质激酶和2’-5’-寡腺苷酸合成酶 蛋白质激酶磷酸化eIF-2，阻断蛋白质合成 2’-5’-寡腺苷酸合成酶催化形成2’-5’-An，后者激活一个内切酶 RNaseL，导致mRNA和rRNA的降解
数个或数十个核糖体同时在一条mRNA上进行翻译而联系 在一起的结构
细胞通过多核糖体的方式合成蛋白质，大大提高了mRNA的效率 原核生物中转录和翻译是紧密偶联的。在转录完成之前， 核糖体就从mRNA5’末端开始翻译。
真核生物转录的mRNA加工为成熟mRNA， 从核转运到细胞质开始翻译
多核糖体
多核糖体电镜图
70s起始复合物的形成
一些细菌和病毒mRNA中S.D顺序比较
16SrRNA与蛋白质起始区S.D位点的碱基配对
大肠杆菌核糖体上蛋白质合成的起始
2. 延伸
延伸因子 EF-Tu EF-Ts EF-G
延伸的三个步骤 结合 氨酰-tRNA与A位点的结合 延伸因子(EF-Tu和EF-Ts)参与结合反应的循环过程 转肽 肽键的形成(23s rRNA催化) 移位 肽基-tRNA从A位转移到P位 无负载tRNA释放 mRNA上下一个密码子进入A位 EF-G因子参与
二、核糖体的结构
蛋白质合成过程中很多重 要步骤与50S核糖体大亚单位相关
涉及的多数因子为G蛋白(具有GTPase活性)，核糖体上 与之相关位点称为GTPase相关位点。
最近人们成功地制备L11-rRNA复合物的晶体，获得了 其空间结构高分辨率的三维图象。
这一结果证实了前人用各种实验技术所获得的种种结论 提出直观、可靠且比人们的预料更为精巧复杂和可能的
生命是自我复制的体系
三种生物大分子，只有RNA既具有信息载体 功能又具有酶的催化功能。因此，推测RNA 可能是生命起源中最早的生物大分子。
核酶(ribosome)：具有催化作用的RNA。 由RNA催化产生了蛋白质
真核生物蛋白质起始被eIF2磷酸化阻断
干扰素处理细胞后引起翻译起始抑制和mRNA降解
四、新生蛋白质的修饰与加工(翻译后修饰)
氨基末端和羧基末端的修饰 信号肽酶从新生蛋白质除去信号肽 蛋白酶水解 二硫键形成 氨基酸残基修饰 前胰岛素原的加工 前胶原的加工
前胰岛素原的加工
前胶原加工(前肽切除)
细胞生物学
第十一章
核糖体
ribosome
第一节 一、核糖体的基本类型与成分
核糖核蛋白体,简称核糖体(ribosome) 基本类型 多聚核糖体 游离核糖体 70S的核糖体 80S的核糖体 主要成分 r蛋白质：40%，核糖体表面 rRNA:60%,，核糖体内部
原核生物核糖体组成
真核生物核糖体组成
多核糖体(Polyribosome)
❖ 核糖体在mRNA上阅读方向5’
3’
❖ 蛋白质合成方向从氨基
羧基
一、原核生物蛋白质合成的三个过程 起始、延伸、终止
1. 起始：起始因子IF1、IF2和IF3
mRNA上的核糖体结合位点(RBS)也称Shine-Dalgarno顺序 (S.D顺序)使核糖体与mRNA在特定位点结合，形成30s起始 复合物
tRNAfMet识别肽链起始密码子AUG
tRNAmMet识别肽链内部AUG(Met的密码子)
甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成
tRNAfMet接受臂茎部与反密码环结构特点可能决定对起始AUG 和链内AUG的识别
甲酰甲硫氨酰-tRNA的形成
大肠杆菌tRNAfMet三叶草结构中的核苷酸顺序
第二节 蛋白质合成
真核40s核糖体亚基结合在mRNA的5’-帽子区，沿mRNA扫描直至 找到合适的AUG
真核生物使用更为复杂起始因子系统(至少有九种起始因子与起始 相关)
eIF-3
40S
40S·eIF-3
eIF-2(GTP)+Met-tRNAi
40S预起始复合物
[40S·eIF-3·eIF-2(GTP)·Met-tRNAi ]
前胶原加工(氨基酸修饰)
蛋白质生物合成的抑制剂
抗生素(四环素、氯霉素、链霉素等)
嘌呤霉素
白喉毒素
嘌呤霉素的结构
ADP-核糖从NAD＋转移到白喉酰胺
白喉毒素作用机制
第三节、RNA在生命起源中的地位及其演化过程
❖ 生命是自我复制的体系 ❖ DNA代替了RNA的遗传信息功能 ❖ 蛋白质取代了绝大部分RNA酶的功能