UUUUUUUU… 苯丙氨酸
UUU是苯丙氨酸的密码子
ACACACAC…苏氨酸和组氨酸的多聚体 CAACAACAA…谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体 ACA是苏氨酸的密码子，CAC为组氨酸的密码子
2. 运输工具：tRNA和反密码子 (anticodon)
tRNA
3. 合成原料：活化的20种氨基酸
幼年肾结石
第五节 异常情况下核糖体的变化
多聚核糖体的解聚：是指多聚核糖体分散为 单体,失去正常有规律排列，孤立地分散在胞质 中或附在粗面内质网膜上。一般认为，游离多 聚核糖体的解聚将伴随着内源性蛋白质生成的 减少。 脱粒是指粗面内质网上的核糖体脱落下来， RER上核糖体的解聚和脱粒将伴随外输蛋白合 成的减少。 电镜下，多聚核糖体的解聚和粗面内质网的 脱粒都可看作是蛋白质合成降低或停止的一个 形态指标。
氨基酸+ tRNA+ATP
氨基酰 - tRNA合成酶
氨基酰 - tRNA复合物
密码子、反密码子、氨基酸
Ala
密码子：5’-GCA-3’ 反密码子：5’-UGC-3’
CGU GCA
氨基酸：丙氨酸
4. 合成场所：核糖体上的四个活性部位
1、供体部位（P） 5' P 小亚基上，肽酰基部位 mRNA 位A 位 2、受体部位（A） 大亚基上，氨酰基部位 转肽酶 移位酶 3、转肽酶部位 大亚基上，多肽链转移酶（肽合成酶） 4、移位酶部位 大亚基上，GTP酶活性部位
5′ 1
2 3 4 5
细 胞 质
内质网膜 内 质 网 腔
3′
信号肽酶 (signal peptidase)
5′ 1
2 3 4 5 6 3′
细 胞 质
内质网膜 内 质 网 腔
5′
1
2 3 4 5 6 7
细 胞 质
内质网膜 内 质 网 腔
核糖体大、小亚基识别起始密码后 与mRNA结合，开始多肽链的合成
信号识别颗粒与信号识 别颗粒受体的相互作用
信号肽(Signal Peptide) 外输性蛋白特有，15－30个氨基酸 信号识别颗粒(Signal Recognition Particle, SRP) 位于细胞质基质中，识别信号肽 信号识别颗粒受体(SRP-R) 位于内质网的膜上，与SRP结合 通道蛋白(移位子, Translocon) 位于内质网的膜上的蛋白质复合体 是蛋白质穿越内质网的通道
普遍存在于真核细胞、原核细胞中源自(除哺乳类红细胞外) 分布于细胞质、核质、线粒体。
第一节 核糖体的超微结构
一、形态结构： 电镜下，不规则颗粒,含大、小亚基
超微结构要点
由大、小二个亚基组成。 大小亚基凹陷部位彼此对应相结 合,形成特殊的“间隙结构”。 大亚基内部有“中央管结构”
二、分布和类型
生物学意义
提高了蛋白质合成的速率
减轻了细胞核的负荷
第二节
核糖体的理化性质
核糖核蛋白体（核糖体）= rRNA+蛋白质
核糖体RNA(rRNA) 约占60% 蛋白质(r蛋白质)约占40% 嗜碱性
原核细胞70S 真核细胞80S
rRNA 3种 4种
蛋白质 52 种 83 种
大亚基 小亚基 50S 30S 60S 40S
普遍存在于真核细胞和原核细胞内 （除哺乳动物成熟的红细胞外） 分布于细胞质、线粒体、细胞核
两种类型：游离核糖体和附着核糖体
游离核糖体
附着核糖体
内质网
三、核糖体的存在形式： 大、小亚基
单体
多聚核糖体
多聚核糖体(polyribosome ) 在多肽链合成中，常常3-5个甚至几十个核糖
体由mRNA 串联在一起，形成螺纹状或念珠状结 构，它是合成多肽链的功能形式，当肽链合成终 止后，多聚核糖体重新解离成单体。
3'
发现RNA具有酶的功能 具有酶活性的RNA 被称为核酶(Ribozyme)
（二）蛋白质合成的简要过程
1、起始
（1）氨基酸的激活和转运：
氨基酰tRNA合成酶 氨基酰-tRNA 氨基酸 + tRNA 复合物 ATP
（2）起始复合物的形成
原核细胞： 70S-mRNA-fMet-tRNA 真核细胞： 80S-mRNA-Met-tRNA fMet：甲酰蛋氨酸 Met：蛋氨酸
20种氨基酸，三种RNA
1.编码模板：mRNA和密码子(codon)
起始密码 AUG
UAA
UAG 终止 密码 UGA 密码子的兼并性
遗传密码的破译——大胆的预言
1944年，理论物理学家Erwin Schriodinger在《什么是生命》一
书中大胆地预言，染色体是由一些
同分异构的单体分子连续所组成。 这种连续体的精确性组成了遗传密 码。
内 膜 系 统
线 粒 体
核 糖 体
第六章 核糖体与蛋白质的生物合成
Ribosome and Biosynthesis of Proteins
细胞组分分离技术和电子显微镜
George Palade
1955年发现
George Palade
Overview
非膜性结构的细胞器
细胞中已知的最小的细胞器
红霉素
复习思考题
名词解释： 多聚核糖体 、 分泌性蛋白质 结构蛋白质 问答题： 糖蛋白（分泌性蛋白质）是怎样合 成和分泌的（细胞的整体性）？
28S
18S
核糖体的组装
第三节 核糖体与蛋白质的生物合成
核糖体是细胞内合成蛋白质的重要场所
放 H3-AA 射 性 标 记 技 术
匀 浆
分
离
核 糖 体
一、合成蛋白的类型
结构蛋白：又称“内源性蛋白”，用于细 胞本身或组成自身结构的蛋白质，主要在 游离核糖体上合成，如细胞质中的蛋白等。 输出蛋白：又称“分泌性蛋白质”，主 要在附着核糖体上合成，分泌到细胞外
5′ 1 3′ 2
信号识别颗粒
小亚基 大亚基 3′
细 胞 质
信号肽 (signal peptide) 信号识别颗粒受体(SRP-R)
内质网膜 内 质 网 腔
移位子(translocon)
5′ 1
2 3
细 胞 质
内质网膜 内 质 网 腔
3′
5′ 1
2 3 4 3′
细 胞 质
内质网膜 内 质 网 腔
发挥作用，如抗体蛋白、蛋白类激素等。
二、蛋白质的生物合成
（一）参与蛋白质合成的主要成员
主要原料 运输工具 编码模板（图纸） 合成场所（制造车间） 20种氨基酸 tRNA (转运RNA) mRNA (信使RNA) 核糖体
其它必需“材料”：蛋白因子及酶、ATP和GTP等
主要原料 运输工具
合成场所
编码模板
在急性药物中毒性(四氯化碳)肝炎和 病毒性肝炎后，以及肝硬化病人的肝细 胞中，大量多聚核糖体解聚呈离散单体 状，附着多聚核糖体脱落, 导致分泌蛋白 合成减少，所以病人血浆白蛋白含量降 低。 一些药物、致癌物可直接抑制蛋白 质合成的不同阶段。
四环素
5' mRNA P 位 转肽酶 3'
A 位
转位酶
氯霉素
核糖体的功能
为多肽链合成提供场所；稳定 mRNA和保护合成的肽链
细胞内多肽链的“装配机”
第四节 蛋白质合成的细胞内定位
一、蛋白质的定位
核糖体 胞质溶胶
N端 螺旋信号
C端 KDEL
内质网
C端 三肽信号
跨膜 螺旋信号
高尔基体
线粒体
过氧化物酶体 M-6-P
核输入信号
细胞核
溶酶体
细胞表面
二、多肽链穿越内质网的移位机理 ——信号学说
物 质 进 出 细 胞 膜
穿膜 运输
简单扩散 被动运输 离子通道扩散 易化扩散
主动运输 离子泵
伴随运输 吞噬作用 胞吞作用 胞饮作用 膜泡 胞吐作用 受体介导胞吞 运输 穿胞吞吐作用
易化扩散
离子泵/伴随运输
受体介导胞吞
细 胞 器 转运小泡 细胞质 过氧化物酶体 溶酶体 高尔基复合体 线粒体 内质网 核被膜 附着核糖体 细胞核 细胞膜 游离核糖体 膜 性 细 胞 器 非 膜 性 细 胞 器
合成信号肽(30 氨基酸)
SRP识别、结合
与ER上的SRP-R结合
SRP、SRP-R分离
核糖体与内质网上的移位子结合 多肽链穿越内质网
多肽链继续合成，信号肽被剪切
三、信号肽相关疾病
primary hyperoxaluria(原发性高草酸盐尿症)
信号肽突变
丙氨酸-乙醛酸氨基转移酶 “异位”至线粒体
2、延伸
活化tRNA进入A位 转肽酶 P位肽链与A位氨基酸结合 移位酶 核糖体移位 新的密码子和相应的活化 tRNA进入A位 肽链延伸
PA
PA
PA
PA
3、终止与释放
mRNA上出现终止密码子 UAG,UAA和UGA 释放因子识别终止密码子
释放因子进入A位, 抑制转肽酶作用 多肽链从大亚基中央管 全部释放出 核糖体大小亚基与mRNA分离