《植物生理学》课程教学资源（PPT课件）第九章 蛋白质的生物合成与分解

蛋白质的生物合成 ■第一节蛋白质合成体系的重要组成部分 第二节蛋白质的合成过程 ■第三节蛋白质合成后的运送 合心

蛋白质的生物合成 第一节 蛋白质合成体系的重要组成部分 第二节 蛋白质的合成过程 第三节 蛋白质合成后的运送

知识要点 (-)蛋白质生物合成体系的重要组分 蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括mRNA tRNA、rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子。其 中,mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。tRNA的作 用体现在三个方面:3′CCA接受氨基酸;反密码子 别mRNA链上的密码子;连接多肽链和核糖体。 rRNA和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所棗核糖体。 遗传密码的特点:无标点性、无重叠性;通用性和例 外;简并性;变偶性。 合心

（一）蛋白质生物合成体系的重要组分 蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括mRNA 、 tRNA 、rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子。其 中，mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。tRNA的作 用体现在三个方面：3ˊCCA接受氨基酸；反密码子 识别mRNA链上的密码子；连接多肽链和核糖体。 rRNA和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所棗核糖体。 遗传密码的特点：无标点性、无重叠性；通用性和例 外；简并性；变偶性。 知识要点

(二)蛋白质白质生物合成的过程 蛋白质生物合成的过程分四个步骤:基酸活 肽链合成的起始、延伸、终止和释放。其中,氨基 酸活化即氨酰tRNA的合成,反应由特异的氨酰 tRNA合成酶催化,在胞液中进行。氨酰tRNA合成 酶既能识别特异的氨基酸,又能辩认携带该氦酰基 的一组同功受体tRNA分子。肽链合成的起始对于大 肠杄菌等原核细胞来说,是70S起始复合物的形成。 合心

（二）蛋白质白质生物合成的过程 蛋白质生物合成的过程分四个步骤：氨基酸活化、 肽链合成的起始、延伸、终止和释放。 其中，氨基 酸活化即氨酰tRNA的合成，反应由特异的氨酰 tRNA合成酶催化，在胞液中进行。氨酰tRNA合成 酶既能识别特异的氨基酸，又能辩认携带该氨酰基 的一组同功受体tRNA分子。 肽链合成的起始对于大 肠杆菌等原核细胞来说，是70S起始复合物的形成

它需要核糖体30S和50S亚基、带有起始密码子 AUG的mRNA、 fMet-tRNAf、起始因子IF1、IF2 IF3(分子量分别为10000、80000和21000的蛋 白质)以及GTP和Mg2+的参加。肽链合成的延伸 需要705起始复合物、氨酰-tRNA、三种延伸因子 种是热不稳定的EF和u,另一种是热稳定的EF-Ts 第三种是依赖GTP的EG以及GTP和Mg2+。肽链 合成的终止和释放需要三个终止因子RF1、RF2 RF3蛋白的参与。比较真核细胞蛋白质生物合成与 原核细胞的不同。 合心

它需要核糖体30S和50S亚基、带有起始密码子 AUG的mRNA、fMet-tRNAf 、起始因子IF1、IF2、 IF3（分子量分别为10 000、80 000和21 000的蛋 白质）以及GTP和Mg2+的参加。 肽链合成的延伸 需要70S起始复合物、氨酰-tRNA、三种延伸因子： 一种是热不稳定的EF-Tu，另一种是热稳定的EF-Ts， 第三种是依赖GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。 肽链 合成的终止和释放需要三个终止因子RF1、RF2、 RF3蛋白的参与。 比较真核细胞蛋白质生物合成与 原核细胞的不同

(三)蛋白质合成后的修饰 氨基未端的甲酰甲 硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、 切去一段肽链。 蛋白质合成的场所是核糖体,原料是20种L氨 基酸,反应所需能量由ATP、GTP提供,此外还 有Mg2+、K+等金属离子参与。 蛋白质合成体系主要由mRNA、tRNA rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子组成。 合心

（三）蛋白质合成后的修饰 蛋白质合成后的几种修饰方式：氨基末端的甲酰甲 硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、 切去一段肽链。 蛋白质合成的场所是核糖体,原料是20种L-氨 基酸，反应所需能量由ATP、GTP提供，此外还 有Mg2+、K+ 等金属离子参与。 蛋白质合成体系主要由mRNA、tRNA、 rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子组成

Nucleus EDNA mRNA Transcription A烟m小非 G Mature mRNA o Protein ser a er ribosome 合心

A G C C T G U C G G A C Ser Asp Ser

1,翻译( translation):在蛋白质合成期间,将存在于 mRNA上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换为多肽链 氨基酸残基序列的过程。 2,遗传密码( genetic code):核酸中的核苷酸残基序列 与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。;连续 的3个核苷酸残基序列为一个密码子,特指一个氨基酸。 标准的遗传密码是由64个密码子组成的,几乎为所有生 物通用。 3,起始密码子( iniation codon):指定蛋白质合成起始 位点的密码子。最常见的起始密码子是蛋氨酸密码: AUG序列,该序列编码着一个指定的氨基酸,tRNA的 反密码子与mRNA的密码子互补 合心

一些概念、定义 1，翻译（translation）：在蛋白质合成期间，将存在于 mRNA上代表一个多肽的核苷酸残基序列转换为多肽链 氨基酸残基序列的过程。 2，遗传密码（genetic code）：核酸中的核苷酸残基序列 与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。；连续 的3个核苷酸残基序列为一个密码子，特指一个氨基酸。 标准的遗传密码是由64个密码子组成的，几乎为所有生 物通用。 3，起始密码子（iniation codon）：指定蛋白质合成起始 位点的密码子。最常见的起始密码子是蛋氨酸密码： AUG序列，该序列编码着一个指定的氨基酸 ，tRNA 的 反密码子与mRNA的密码子互补

4,终止密码子( termination codon):任何tRNA分子都 不能正常识别的,但可被特殊的蛋白结合并引起新合成 的肽链从翻译机器上释放的密码子。存在三个终止密码 子:UAG,UAA和UGA。 5,密码子( condon):mRNA(或DNA)上的三联体 核苷酸残基 6,反密码子( anticodon):tRNA分子的反密码子环上 的三联体核苷酸残基序列。在翻译期间,反密码子与 mRNA中的互补密码子结合。 7,简并密码子( degenerate codon):也称为同义密码 子。是指编码相同的氨基酸的几个不同的密码子 合心

4，终止密码子（termination codon）：任何tRNA分子都 不能正常识别的，但可被特殊的蛋白结合并引起新合成 的肽链从翻译机器上释放的密码子。存在三个终止密码 子：UAG ,UAA和UGA。 5，密码子（condon）：mRNA（或DNA）上的三联体 核苷酸残基 6，反密码子（anticodon）：tRNA分子的反密码子环上 的三联体核苷酸残基序列。在翻译期间，反密码子与 mRNA中的互补密码子结合。 7，简并密码子（degenerate codon）：也称为同义密码 子。是指编码相同的氨基酸的几个不同的密码子

8,氨基酸臂( amino arm):也称为接纳茎。tRNA分 子中靠近3端的核苷酸序列和5端的序列碱基配对,形 成的可接收氨基酸的臂(茎) 9,TvC臂( TyC arm):tRNA中含有胸腺嘧啶核苷酸 假尿嘧啶核苷酸-胞嘧啶核苷酸残基序列的茎-环结构 10,氨酰-RNA( aminoacyl-tRNA):在氨基酸臂的3 端的腺苷酸残基共价连接了氨基酸的tRNA分子 11,同工tRNA( isoacceptor tRNA):结合相同氨基酸 的不同的tRNA分子。 合心

8，氨基酸臂（amino arm）：也称为接纳茎。tRNA分 子中靠近3ˊ端的核苷酸序列和5ˊ端的序列碱基配对，形 成的可接收氨基酸的臂（茎）。 9，TψC臂（TψC arm）：tRNA中含有胸腺嘧啶核苷酸 -假尿嘧啶核苷酸-胞嘧啶核苷酸残基序列的茎-环结构。 10，氨酰-tRNA（aminoacyl-tRNA）：在氨基酸臂的3ˊ 端的腺苷酸残基共价连接了氨基酸的tRNA分子。 11，同工tRNA（isoacceptor tRNA）：结合相同氨基酸 的不同的tRNA分子

12,摆动( wobble):处于密码子3端的碱基与之互 补的反密码子5端的碱基(也称为摆动位置),例如I 可以与密码子上3端的U,C和A配对。由于存在摆动 现象,所以使得一个tRNA反密码子可以和一个以上的 mRAN密码子结合 13,氨酰RNA合成酶( aminoacy- RNA synthetase): 催化特定氨基酸激活并共介结合在相应的tNA分子3 端的酶。 14,翻译起始复合物( translation initiation complex): 由核糖体亚基,一个mRNA模板,一个起始的tRNA分 子和起始因子组成并组装在蛋白质合成起始点的复合 物 合心

12，摆动（wobble）：处于密码子3ˊ端的碱基与之互 补的反密码子5ˊ端的碱基（也称为摆动位置），例如I 可以与密码子上3ˊ端的U，C和A配对。由于存在摆动 现象，所以使得一个tRNA反密码子可以和一个以上的 mRAN密码子结合。 13，氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）： 催化特定氨基酸激活并共介结合在相应的tRNA分子3ˊ 端的酶。 14，翻译起始复合物（translation initiation complex）： 由核糖体亚基，一个mRNA模板，一个起始的tRNA分 子和起始因子组成并组装在蛋白质合成起始点的复合 物