•蛋白质的靶向输送(protein targeting) 蛋白质合成后需要经过复杂机制，定 向输送到最终发挥生物功能的细胞靶部位， 这一过程称为蛋白质的靶向输送。
蛋白质结构中存在N末端特异氨基酸序列
第五节
P317
蛋白质生物合成的干扰和抑制 抗生素(antibiotics) 是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌 的一类药物。抑制细菌代谢过程或基 因信息传递特别是翻译过程。
第四节
蛋白质翻译后修饰和靶向输送
Posttranslational Modification and Targeting Transfer of Protein
从核糖体释放出的新生多肽链不具备蛋白 质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加工 过程才转变为天然构象的功能蛋白。
主要包括
• 加工与修饰(肽链一级结构) • 折叠与组装(高级结构修饰) • 靶向输送
• 遗传密码（genetic codon）
mRNA链上由3个连续碱基组成的三联体，决 定一个氨基酸，称为遗传密码或密码子。
遗传密码表（P292）
遗传密码表
密码子：64
起始密码: AUG
终止密码:
UAA，UAG，UGA
目录
•遗传密码的特点
（一） 遗传密码的方向性(direction) （二）连续性（commaless） （三）简并性（degeneracy） （四）摆动性（wobble） (五) 通用性（universal）
• 氨基酸运载体：tRNA
• 场所：核糖体
• 酶：氨基酰-tRNA合成酶、 转肽酶 • 蛋白质因子：IF、EF、 RF • 能量（ATP、GTP） • 无机离子（Mg2+、Mn2+）
一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板

mRNA的基本结构
End Tail
Start of genetic message Cap
小亚基上16srRNA 3’-端富含嘧啶序列结合，稳固了
mRNA与小亚基的结合。
3. 起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到 小亚基
IF-2 GTP
5' IF-3
AUG
3' IF-1
目录
4. 核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成
GTP IF-2 GDPPi
5' IF-3
AUG
3' IF-1
原 核 肽 链 合 成 终 止 过 程
P３０６
多聚核糖体 (polysome)
1条mRNA模板链都可附着 10～100个核糖体，这些核 蛋白体依次结合起始密码子 并沿5′→3′方向读码移动， 同时进行肽链合成，这种 mRNA与多个核糖体形成的 聚合物称为多聚核糖体 (polysome) 。
——使蛋白质合成 高速、高效进行。
• 蛋白质的生物合成，即翻译，就是将mRNA中 4
种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破 译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的 排列顺序 。
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
Protein Biosynthesis System
参与蛋白质生物合成的物质包括
• 模板： mRNA
• 原料：20种编码氨基酸
起始肽链合成的氨基酰-tRNA
真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAifMet
N-甲酰甲硫氨酰-tRNA
第三节 P298
肽链的生物合成过程
The Biosynthesis Process of Peptide Chain
翻译过程从5´-AUG开始，按mRNA模
板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密
目录
Pi GTP IF-2 -GTP GDP
5' IF-3
AUG
3' IF-1
目录
二、肽链合成延长
指根据mRNA密码序列的指导，次序添加 氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止 的过程。 • 肽链延长在核糖体上连续性循环式进行，又称 为核糖体循环(ribosomal cycle)，每次循环增 加一个氨基酸，包括以下三步：
• 进位(registration)
• 成肽(peptide bond formation)
• 转位(translocation)
• 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子 (elongation factor, EF) 原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts) EF-G 真核生物：EF-1 、EF-2
过程需要多种起始因子的参与。
。
（一）原核生物翻译起始复合物形成 • 核蛋白体大小亚基分离； • mRNA在小亚基定位结合； • 起始氨基酰-tRNA的结合；
• 核蛋白体大亚基结合。
原核生物起始复合物的生成
1. 核蛋白体亚基的分离
2. mRNA在核蛋白体小亚基上就位
3. fmet-tRNA的结合
70S
5´
3´
三、肽链合成的终止
当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成 停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核 糖体等分离，这些过程称为肽链合成终止。 终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF)
原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3
释放因子的功能 一是识别终止密码 二是诱导转肽酶改变为酯酶活性
1.方向性 (direction )
2. 连续性(commaless)
各个三联体密码连续阅读，密码子间既 无间断也无交叉。
3. 简并性(degeneracy)
61 编码密码子： 编码氨基酸： 20
目录
4. 通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到 人类都通用。
• 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植 物细胞的叶绿体。 UGA 色氨酸 • 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同 一祖先。
目录
原核生物翻译过程中核糖体结构模式:P296
mRNA
5’
5’ 5’
3’
5’
A site 氨基酰位 3’ 3’ 3’
E site
排出位
N
氨基酸 新生肽链 肽酰位P site
第二节、氨基酸的活化 P297
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸+tRNA +ATP
Mg2+ 氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA+ AMP+ppi
氨基酰-tRNA合成酶具有绝对专一性，对氨基酸、 tRNA 两种底物都能高度特异性地识别。
P297
第二节、氨基酸的活化 氨基酰-tRNA合成酶
5’ ATP
Mg2+
5’
氨基酰-tRNA合成酶
C C A 3’ OH HO R C C O NH2
氨基酰-tRNA合成酶具有绝对 专一性，对氨基酸、tRNA 两种 底物都能高度特异性地识别。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正 活性(proofreading activity) 。
4. 核蛋白体大亚基结合
1. 核蛋白体大小亚基分离
P３０１
IF-1 IF-3
目录
2. mRNA在小亚基定位结合
5' IF-3
AUG
3' IF-1
目录
SD序列 P299：原核生物mRNA翻译起始子AUG的 上游4~13个核苷酸之前有富含嘌呤的序列。这一序 列以AGGA为核心，称之为SD序列。该序列与30s
5
3
5’-端非翻译区
开放阅读框架
3’-端非翻译区
从mRNA 5-端起始密码子AUG到3-端终止密 码子之间的核苷酸序列，称为开放阅读框架 (open reading frame, ORF)。
翻译模板mRNA及遗传密码
• 翻译方向
P292
mRNA的翻译方向从5’ → 3’方向，从起始密码 到终止密码的序列，决定了肽链的合成方向从N 端 到C 端。
5. 摆动性(wobble)
三、 tRNA与氨基酸的转运 P295
密码子 反密码子 氨基酸臂
反密码环
反密码子
密码子
密码的摆动性
mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互辨认，大多数情况下
是遵从碱基配对规律的。但也可出现不严格的配对，这种现象就是遗传
密码的摆动性。尤其是密码子的第三位碱基和反密码子的第一位碱基之 间常出现摆动现象。tRNA分子上有相当多的稀有碱基，其中次黄嘌呤
放线菌酮
氯霉素
嘌呤霉素
链霉素和卡那霉素
常用抗生素对翻译过程的作用位点P318
四 环 素 族
第 十 二 章 蛋白质生物合成
• 翻译 • mRNA、tRNA、rRNA的结构特点 及生物学功能
• 遗传密码的五个特点 (起始密码、终止密码)
• S-D序列 ，核糖体循环
• 抗生素对蛋白翻译过程的作用位点
（一）进位（注册）
指根据mRNA下
一组遗传密码指导，
使相应氨基酰-tRNA 进入核糖体A位。
（二）成肽
是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键
形成过程。
（三）转位 由转位酶（translocase；活性存在于
EF-G ）催化，核糖体向mRNA的3’端移动相
当于一个密码子的距离，原有带肽链的tRNA
由A位转移至P位, mRNA分子第三个密码子定
位于A位，空着的A位等待接受下一个氨基酰tRNA
（三）转位
*肽链延伸方向：N端
C端
进 位
核糖体 循环 转 位
成肽
肽链的延长
进位
1 1 2
肽键形成
1 2
5 ´
GTP 3´ (Tu\Ts)
GTP
N-端 C-端
移位
（EF-G）