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生物化学蛋白质的生物合成ppt

一、概述
基因的遗传信息在转 录过程中从DNA转移 到mRNA,再由mRNA将 这种遗传信息表达为 蛋白质中氨基酸顺序 的过程叫做翻译。 合成体系:20种氨基 酸,mRNA、tRNA、核 蛋白体、酶和因子, 以及无机离子、ATP 、 GTP 合成方向:N→C 端。

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3. mRNA
携带着DNA的遗传信息,是 多肽链的合成模板 在原核细胞内,存在时间 短,在转录的同时翻译 在真核细胞内,较稳定

蛋白质合成时,mRNA结合 于核糖体小亚基上,大亚 基结合带氨基酸的tRNA, tRNA的反密码子与mRNA密 码子配对,ATP供能,合成 蛋白质。
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P位 点
A位 点
来自 中国最大的资料库下载 核糖体移动方向
进位
肽链的形成
核糖体移位
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肽基转移酶
延长过程中肽链的生成
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以mRNA为模板,氨基酸经活化获得的氨酰tRNA为原料, GTP、ATP供能,在核糖体中完成。
1.氨基酸的活化


tRNA 在氨基酰 -tRNA 合成酶的帮助下,能够识别相应 的氨基酸,并通过tRNA氨基酸臂的 3'-OH 与氨基酸的 羧基形成活化酯-氨基酰-tRNA。 氨基酰-tRNA的形成是一个两步反应过程:第一步是氨 基酸与 ATP 作用 , 形成氨基酰腺嘌呤核苷酸; 第二 步是氨基酰基转移到 tRNA 的 3'-OH 端上, 形成氨基 酰-tRNA。
二、参与蛋白质合成的三类RNA及核糖体
1.rRNA
与蛋白质一起构成核糖体——蛋白质合成“工厂” 核糖体结构组成 核糖体的基本功能
结合mRNA,在mRNA上选择适当的区域开始翻译 密码子(mRNA)和反密码子(tRNA)的正确配对 肽键的形成
存在
核糖体可游离存在,真核中,也可同内质网结合,形成粗糙的内 质网。原核中,与mRNA形成串状——多核糖体

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氨基酸的活化
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2.在核糖体上合成肽链

氨基酰 -tRNA 通过反密码臂上的三联体反密码 子识别mRNA上相应的遗传密码,并将所携带的 氨基酸按mRNA遗传密码的顺序安臵在特定的位 臵,最后在核糖体中合成肽链。
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遗传密码
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遗传密码子的特点
无标点、不重叠 密码子是不重叠的,每个三联体中 的三个核苷酸只编码一个氨基酸,核苷酸不重叠使用噬 菌体x174中某些基因之间有重叠现象

简并(degeneracy) 几种密码子对应于相同一种氨基酸。 这些密码子为同义密码子
通用性 绝大多数密码子对各种生物都适用,某些线 粒体中遗传密码有例外 终止信号 UAG、UAA、UGA


起始信号 AUG(真核中起始为Met、原核中起始为fMet, 翻译中间为Met)和氨酸的密码子(GUG)(极少出现)
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四、蛋白质生物合成过程
肽链的合成过程(以原核为例) 起始 延伸 终止与释放
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肽链合成的起始
起始密码的识别 首先辨认出mRNA链上的起 始点(AUG),核糖体小 亚基上的16S rRNA和mRNA 的SD序列(位于起始位点 上游4-13个核苷酸)结 合 N-甲酰甲硫氨酸-tRNA 的活化形成
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原核生 物核糖 体组成
真核生 物核糖 体组成
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2. tRNA
结合氨基酸:一种氨基酸 有几种tRNA携带,结合 需要ATP供能,氨基酸结 合在tRNA3‘-CCA的位臵。 反密码子:每种tRNA的反 密码子,决定了所带氨 基酸能准确的在mRNA上 对号入座 。 反密码子与mRNA的第三个 核苷酸配对时,不严格 遵从碱来自 中国最大的资料库下载
肽链的延长
进位 (氨酰tRNA进入A位点)
参与因子:延长因子EFTu(Tu)、EFTs(Ts)、 GTP、氨酰tRNA
肽链的形成
肽酰基从P位点转移到A位点,形成新的肽链
移位(translocase) 在移位因子(移位酶)EF-G的作用下,核糖体沿 mRNA(5’-3’)作相对移动,使原来在A位点的肽酰 -tRNA回到P位点
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氨基酸活化图示
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氨基酸活化的总反应式是:

氨基酰-tRNA 合成酶 氨基酸 + ATP + tRNA + H2O 氨基酰-tRNA + AMP + PPi
每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰 -tRNA 合成酶。它 既催化氨基酸与 ATP 的作用 , 也催化氨基酰基转移到 tRNA。 氨基酰-tRNA 合成酶具有高度的专一性。 每一种氨基酰 tRNA 合成酶只能识别一种相应的 tRNA。 tRNA 分子能接受相应的氨基酸 , 决定于它特有的碱基顺 序, 而这种碱基顺序能够被氨基酰-tRNA 合成酶所识别。
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三、遗传密码子

为一个氨基酸编码进入蛋白质多肽链特定线性位 臵的三个核苷酸单位称为密码子(Coden)或三联 体密码。
密码子的发现
统计学方法 人工合成仅由一种核苷酸组成的多聚核苷酸,推测由哪一 种氨基酸合成的多肽 核糖体结合试验 1965年,Nirenberg用poly u加入C14 标记的20种aa,仅有苯丙氨酸的寡肽,UUU=苯丙氨酸,用此 法破译了全部密码,编出遗传密码表。
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