华南师范大学：《基础生物化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十一章 蛋白质的生物合成

第十一章蛋白质的生物合成 第一节中心法则 解释、说明遗传信息的流动、传递过程 包括: Replication Transcription Translation 基因的功能: 遗传—DNA自我复制 基因表达—活性蛋白质 三种RNA在蛋白质合成中的功能 mRNA-模板 trNa 氨基酸载体 rRNA-场所

第十一章 蛋白质的生物合成 第一节 中心法则 解释、说明遗传信息的流动、传递过程。 包括：Replication Transcription Translation 基因的功能： – 遗传——DNA自我复制 – 基因表达——活性蛋白质 三种RNA在蛋白质合成中的功能： mRNA -- 模板 tRNA -- 氨基酸载体 rRNA -- 场所

自我复制 转录 翻译 DNA RNA Protel 反转录 蛋白质 自我复制 Central dogma ( Crick, 1958)

自我复制 转录 反转录 自我复制 翻译 蛋白质 Central dogma (Crick, 1958)

Gene expression TuGECACAscaciGu Template一 strand transcript mRNA UG c a c u Translation Protein (amino Met Leu A acid chain) Methionine Proline Leucine Alanine Arginine

第二节遗传密码 遗传单位密码单位 什么是遗传密码? 指mRNA中核苷酸的排列顺序。 密码子— -codon/ Triplet code mRNA上三个相邻的核苷酸序列。→WHY? 实验证据:( Nirenberg1961) 以1←C标记的氨基酸为原料, poly U→>由Phe组成的多肽 poly U-G> Cys-Val相间排列的多肽 poly A-C—>Trp-His相间排列的多肽

第二节 遗传密码 一、遗传单位/密码单位 • 什么是遗传密码？ 指mRNA中核苷酸的排列顺序。 • 密码子——Codon / Triplet code mRNA上三个相邻的核苷酸序列。→WHY? 实验证据：(Nirenberg, 1961) 以14C标记的氨基酸为原料， – poly U——>由Phe组成的多肽 – poly U-G——>Cys-Val相间排列的多肽 – poly A-C——>Trp-His相间排列的多肽

第二节遗传密码 遗传单位/密码单位 密码子编码什么?(或:密码子的含义) 氨基酸除Met外,其它氨基酸都有多个密码子。→WHY? 终止信号UAG、UAA、UGA NB起始密码:AUG(还表示Met,原核与真核生物有所不同) 判断正误:相邻3个碱基代表1个氨基酸?

第二节 遗传密码 一、遗传单位/密码单位 密码子编码什么？(或：密码子的含义) • 氨基酸——除Met外，其它氨基酸都有多个密码子。→WHY? • 终止信号——UAG、UAA、UGA NB 起始密码：AUG （还表示Met，原核与真核生物有所不同） 判断正误：相邻3个碱基代表1个氨基酸？

第二节遗传密码 二、遗传密码的基本特性(p294-297) 读码方向:5-P端→3-OH端 「连续性:密码子之间无间隔——若丢失或插入1个碱基,会移码突变 不重叠:少数 Colin的密码子例外 简并性:多种密码子编码同一种氨基酸(able11-1)→WHY? 变偶性\摆动性:密码子的第3个碱基与反密码子配对时专一性较小→? 通用性:有个别例外(eg人的线粒体mRNA密码子与通用的有所不同) Table 11-2、11-3) 特殊密码子: 起始密码子:AUG、GUG(仅限于某些低等生物) 终止密码子:不编码任何氨基酸

第二节 遗传密码 二、遗传密码的基本特性 (p 294-297) • 读码方向：5’-P端→ 3’-OH端 • 连续性：密码子之间无间隔——若丢失或插入1个碱基，会移码突变 • 不重叠：少数E coli的密码子例外 • 简并性：多种密码子编码同一种氨基酸(Table 11-1)→WHY? • 变偶性\摆动性：密码子的第3个碱基与反密码子配对时专一性较小→? • 通用性：有个别例外(e.g. 人的线粒体mRNA密码子与通用的有所不同) (Table 11-2、11-3) 特殊密码子： • 起始密码子：AUG、GUG (仅限于某些低等生物) • 终止密码子：不编码任何氨基酸

第三节核糖体 、结构组成(已讲) 形成过程(略讲) 三、功能 与mRNA结合:(小亚基) Amino acyl site:与氨基酰tRNA结合 Peptidyl site:与肽基-tRNA结合 肽基转移酶活性:催化肽键形成 ·与辅助蛋白结合:(起始因子、延长因子和终止因子)

第三节 核糖体 一、结构组成(已讲) 二、形成过程(略讲) 三、功能 • 与mRNA结合：(小亚基) • Amino acyl site：与氨基酰-tRNA结合 • Peptidylsite：与肽基- tRNA结合 • 肽基转移酶活性：催化肽键形成 • 与辅助蛋白结合：（起始因子、延长因子和终止因子）

第四节蛋白质合成 、肽链延长方向:N→C 二、氨基酸的活化 1.活化:a.+ATP+E→ aa-AMP-E+pp1→a活化需要能量! 2.氨酰-RNA合成 aa-AMP-E+trna aa-tRNA+AMP+E 对于原核生物:Met- tRNAf-N10.甲酷F, fMet-tRNAf NB a接到什么样的tRNA上去?由氨酰-tRNA合成酶决定 a.接到肽链的什么地方去?—由 codon- anticodon决定

第四节 蛋白质合成 一、肽链延长方向：N→C 二、氨基酸的活化 1. 活化：aa. + ATP + E → aa-AMP-E + ppi →aa活化需要能量！ 2. 氨酰-tRNA合成： aa-AMP-E + tRNA→ aa-tRNA + AMP + E 对于原核生物：Met-tRNAf N10 -甲酰FH4 fMet-tRNAf NB • aa.接到什么样的tRNA上去？——由氨酰-tRNA合成酶决定 • aa.接到肽链的什么地方去？——由codon-anticodon决定

第四节蛋白质合成 蛋白质多肽链的合成 1.起始密码子识别:AUG(少数为GUG 真核生物中,起始与中间的AUG均代表Met 原核生物中,起始AUG代表et(甲酰甲硫氨酸),中间的AUG代表Met 2.合成过程 起始( Initiation) 肽链延伸( elongation):进位、转肽、移位 终止与释放( termination& release):

第四节 蛋白质合成 三、蛋白质多肽链的合成 1. 起始密码子识别：AUG (少数为GUG) 真核生物中，起始与中间的AUG均代表Met 原核生物中，起始AUG代表fMet(甲酰甲硫氨酸)，中间的AUG代表Met 2. 合成过程 • 起始(initiation) • 肽链延伸(elongation)：进位、转肽、移位 • 终止与释放(termination & release)：

5 3 5 核糖体 trNA (a)起始复合物的形成 (b)肽键生成 tRNA ③mRNA (c)tRNA脱离 (d移位作用 蛋白质多肽链的合成

核糖体 (c) tRNA脱离 tRNA (b)肽键生成 (d)移位作用 (a)起始复合物的形成 tRNA mRNA 蛋白质多肽链的合成