2. 模板：mRNA
3. 适配器：tRNA
4. 装配机：核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、 转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质：ATP、GTP 7. 无机离子：Mg2+、 K+
二、遗传密码及其特点
密码子（codon）
在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
一、 氨基酸活化形成氨基酰-tRNA

反应过程
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 ATP AMP＋PPi
氨基酰- tRNA

氨基酰-tRNA合成酶
结构 氨基酰－tRNA合成酶有3个结合位点： tRNA 结合位点、氨基酸结合位点、ATP结合位点

特性

氨基酰-tRNA合成酶对2个底物氨基酸和tRNA 都有高度特异性。 氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。
反应过程
（1）氨基酸的活化 （2）肽链的生物合成 （3）肽链形成后的加工和靶向输送
生物学意义
（1）维持多种生命活动 （2）适应环境的变化 （3）参与组织的更新和修复
第一节
蛋白质生物合成体系
Protein Biosynthesis System
一、蛋白质生物合成体系
1. 基本原料：20种编码氨基酸
而呈现毒性，如白喉毒素是真核细胞蛋白质
合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，可使
eEF-2 发生 ADP糖基化共价修饰，生成 eEF-2
释放因子为eRF
参与原核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
种类
起始因子 IF-1
生物学功能
占据A位防止结合其他tRNA
IF-2
IF-3 延长因子
促进起始tRNA与小亚基结合
促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA的 敏感性
EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位，结合并分解GTP EF-Ts 调节亚基 EF-G 有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移 至P位，促进tRNA卸载与释放
（五）质膜蛋白质的靶向输送由囊泡转移到细胞膜
（六）线粒体蛋白质以其前体形式在胞液合成后靶向输入线 粒体 （七）细胞核蛋白质在胞液中合成后经核孔靶向输送入核
第五节
蛋白质生物合成的干扰和抑制
InteProtein Biosynthesis
一、许多抗生素通过抑制蛋白质 生物合成发挥作用
质。这种基因表达的调节方式称为mRNA编辑 （mRNA editing）。
3. 简并性(degenerate)
一种氨基酸可具有 2个或2个以上的密码 子为其编码。这一特性称为遗传密码的简并 性。 除色氨酸和甲硫氨酸仅有 1 个密码子外， 其余氨基酸有 2、 3、 4个或多至 6个三联体为 其编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称 为简并性密码子，也称同义密码子 。
•影响转位的抗生素
常用抗生素抑制蛋白质生物合成的原理与应用
抗生素 伊短菌素 作用位点 原核、真核核蛋白体 小亚基 作用原理 阻碍翻译起始复合物的形成 抑制氨基酰-tRNA与小亚基 结合 改变构象引起读码错误、抑 制起始 抑制转肽酶、阻断肽链延长 使肽酰基转移到它的氨基上 后脱落 抑制转肽酶、阻断肽链延长 抑制EF-G、阻止转位 阻止转位 应用 抗肿瘤药 抗菌药 抗菌药 抗菌药 抗肿瘤药 医学研究 抗菌药 抗菌药
C
2. 连续性(non-punctuated)
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间 既无间隔也无交叉。
5’…….A U G G C A G U A C A U …… U A A 3’
Met Ala Val His 终止密码
基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发
所编码的氨基酸。
原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别
原核生物 mRNA 真核生物 一条mRNA编码几种蛋白质（多顺反子） 一条mRNA编码一种蛋白质（单顺反子） 转录后很少加工 转录、翻译和mRNA的降解可同时发生 转录后进行首尾修饰及剪接 mRNA在核内合成，加工后进入胞液，再 作为模板指导翻译
核蛋白体 30S小亚基＋50S大亚基 ↔ 70S核蛋白体
起始阶段 起始氨基酰-tRNA为fMet-tRNAfMet
40S小亚基＋60S大亚基 ↔ 80S核蛋白体
起始氨基酰-tRNA为Met-tRNAiMet
核蛋白体小亚基先与mRNA结合,再与 fMet-tRNAfMet结合
mRNA中的S-D序列与16S rRNA 3-端的 一段序列结合 有3种IF参与起始复合物的形成
4. 通用性(universal)
从简单的病毒到高等的人类，几乎使用 同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这 套“通用密码”基本上适用于生物界的所有 物种，具有通用性。
密码的通用性进一步证明各种生物进化 自同一祖先。
5. 摆动性(wobble) 反密码子与密码子之间的配对有时并不
严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称 为摆动配对(wobble base pairing)。
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 起始密码子和终止密码子： 起始密码子(initiation codon)：AUG 终止密码子(termination codon) ：UAA、UAG、UGA
遗传密码的特点
方向性(directional)
连续性(non-punctuated)
核蛋白体小亚基先与Met-tRNAiMet结合， 再与mRNA结合
mRNA中的帽子结构与帽子结合蛋白复合 物结合 有至少10种eIF参与起始复合物的形成
延长阶段 延长因子为EF-Tu、EF-Ts和EF-G
终止阶段 释放因子为RF-1、RF-2和RF-3
延长因子为eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2

二、真核生物起始氨基酰-tRNA是 Met-tRNAiMet
真核生物
起始氨基酰-tRNA: Met-tRNAiMet 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet
原核生物
起始氨基酰-tRNA: fMet-tRNAfMet 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet
tRNA反密码子 第1位碱基
mRNA密码子 第3位碱基
I
U
G
A
C
U, C, A
A, G
U, C
U
G
摆 动 配 对
3 2
1
U
1 2 3
第二节
氨基酸的活化
Activation of Amino Acids
氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的
过程称为氨基酸的活化。
参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶。
一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白 质折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成， 而需要其他酶和蛋白质辅助。 1. 分子伴侣 2. 蛋白质二硫键异构酶
3. 肽-脯氨酰顺反异构酶
二、蛋白质一级结构修饰主要是 肽键水解和化学修饰
（一）肽链末端的修饰
eIF-4E
eIF-4G
eIF-4F复合物成分，结合mRNA 5´帽子
eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E、eIF-3和PolyA 结合蛋白
延长因子
eIF-5 eIF-6 eIF1-α
eIF1-βγ eIF-2
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基 促进核蛋白体分离成大小亚基
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTP，相当于EF-Tu 调节亚基，相当于EF-Ts 有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位，促进 tRNA卸载与释放，相当于EF-G 识别所有终止密码子，具有原核生物各类RF的功能
简并性(degenerate)
通用性(universal)
摆动性(wobble)

遗传密码的特点
1. 方向性(directional) 翻译时遗传密码的阅读方向是5’→3’，即读
码从mRNA的起始密码子AUG开始，按5’→3’
的方向逐一阅读，直至终止密码子。
5′
读码方向
3′
N
肽链延伸方向
第三节
肽链的生物合成过程
The Biosynthesis Process of Peptide Chain
肽链的生物合成过程是翻译的中心环节。 翻译时，从 mRNA 的起始密码子 AUG 开始，
按5ˊ→3ˊ方向逐一读码，直至终止密码子。
合成中的肽链从起始甲硫氨酸开始，从 N- 端
→ C- 端延长，直至终止密码子前一位密码子
释放因子
eRF
第四节
蛋白质翻译后修饰和靶向输送
Posttranslational Modification and Targeting Transfer of Protein
新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂的加工过程
才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这一加工过程称为翻译后 修饰(posttranslational modification)。
翻译后修饰包括：
①多肽链折叠为天然的三维构象； ②对肽链一级结构的修饰、
③空间结构的修饰等。
翻译后修饰使得蛋白质组成更加多样化，从而使蛋白质结构上呈现 更大的复杂性。
蛋白质合成后被定向输送到其发挥作用的
靶位点的过程称为蛋白质的靶向输送
(protein targeting)。
一、多肽链折叠为天然构象的蛋白质
四环素、土霉素 原核核蛋白体小亚基 链霉素、新霉素、原核核蛋白体小亚基 巴龙霉素 氯霉素、林可霉 原核核蛋白体大亚基 素、红霉素 嘌呤霉素 放线菌酮 原核、真核核蛋白体 真核核蛋白体大亚基