《蛋白质的合成过程》PPT课件

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1、二.蛋白质的合成过程（大肠杆菌）氨基酸的活化肽链合成的起始肽链的延伸肽链合成的终止与释放蛋白质合成的机制要比DNA复制和转录复杂的多。它大约需要300多种生物大分子，其中包括三类核糖核酸、可溶性蛋白质因子等参加的协同作用。其合成过程大致分为5个阶段：氨基酸的激活、肽链合成的启动、肽链的延长、肽链合成的终止和释放、肽链的折叠和加工处理。（一）氨基酸的活化与转运氨基酸在掺入肽链之前必须活化（activition）以获得额外的能量。活化反应是在氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNAsynthetase）催化下进行的。活化了的氨基酸与tRNA形成氨酰-tRNA。这一

2、反应可在可溶性细胞质内完成。活化反应分两步进行：1、氨基酸-AMP-酶复合物的形成：反应如下：ATP+氨基酸+酶——→氨基酸-AMP-酶+PPi反应需要Mg2+或Mn2+，并且是ATP水解释放能量供复合物的形成。在复合物中，氨基酸的羧基通过酸酐键与AMP上的5’-磷酸基相连接,形成高能酸酐键,从而使氨基酸的羧基得到活化。2、氨基酸从复合物上面转移到相应的tRNA上面：氨基酸-AMP-酶+PPi——→氨酰-tRNA+AMP+酶1、活化：AA-AMP-E复合物的形成E-CR1-C-O~P-O-CH2=OOH-O腺嘌呤OHOHONH2AA+ATP+EAA-AMP-E+PPiM

3、g2+Mn2+2、转移AA-AMP-E+tRNA氨酰-tRNA+AMP+EPPPCCA高能酸苷键OC-C-ROHNH3+OH2-OH连接AA，影响下一步肽键形成氨基酸活化的总反应式是：氨基酸+ATP+tRNA+H2O氨酰-tRNA+AMP+PPi20种氨基酸中每一种都有各自特异的氨酰-tRNA合成酶。氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性，它既能识别相应的氨基酸（L-构型），又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子；即使AA识别出现错误，此酶具有水解功能，可以将其水解掉。这种高度的专一性保证了氨基酸与其特定的tRNA准确匹配，从而使蛋白质的合成具有一定的保真

4、性。氨酰-tRNA合成酶tRNAIle——携带Ile的tRNAIle-tRNAIle——异亮氨酰-tRNAIle氨酰-tRNA合成酶和之相对应的tRNA分子被称为遗传密码第二重要性（二）大肠杆菌中肽链合成的起始1、起始密码子（起始信号）：细菌中多肽的合成并不是从mRNA5’端的第一个核苷酸开始的。被转译的头一个密码子往往位于5’端的第25个核苷酸以后。mRNA上的起始密码子常为AUG，少数情形下也为GUG。对起始密码子附近的核苷酸序列进行分析后发现，在距离起始密码子上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列（称为Shine-Dalgarno序列，简称SD序列）。它

5、与16SrRNA3’端的核苷酸序列形成互补。下图为一些原和生物的SD序列和SD序列于16SrRNA3’端片段之间的互补关系：现在已经知道作为多肽合成起始信号的密码子有两个，即甲硫氨酸的密码子(AUG)和缬氨酸的密码子(GUG)(极少出现)。在大肠杆菌中,起始密码子AUG所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸。fMet-tRNAf的形成Met-tRNAf+N10-甲酰FH4fMet-tRNAf+FH4甲酰化酶真核生物：Met-tRNAMet。真核生物无甲基化过程，起始氨基酸是Met,起始tRNA为Met-tRNAMetfMet-tRNAifMet2、起始复合物

6、的形成：原核细胞中的起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，而不是甲硫氨酸，它是在甲酰化酶作用下形成的。但需注意的是这种酶只能催化甲硫氨酸-tRNAf转化为甲酰甲硫氨酸-tRNA(fMet-tRNA），而不能催化游离的甲硫氨酸或Met-tRNAm的甲酰化。这就是说细胞内有两种携带甲硫氨酸的tRNA。即tRNAf用来与fMet相结合，参与原核生物肽链的合成的起始；而tRNAm携带正常的甲硫氨酸掺入肽链。起始复合物的形成可分三个步骤进行：首先始30S的亚基与起始因子3（IF3）结合以阻止30亚基与50S亚基重新结合；然后30S亚基与mRNA结合成30S·mRNA·IF3复合物（组分比例1

7、:1:1)。第二步是30S·mRNA·IF3与已经含有结合态GTP及甲酰甲硫氨酰-tRNA的起始因子IF1和IF2结合形成更大的复合物。第三步是此复合物释放出IF3后就与50S大亚基结合，同时与IF2结合的GTP水解生成GDP及磷酸释放出来。IF1及IF2也离开此复合物，形成具有起始功能的起始复合物，即30S·mRNA·50S·fMet-tRNA。这时fMet·tRNA占据了核糖体上的肽基部位（P位），空着的氨酰tRNA部位（A位）准备接受下一个氨酰tRNA。至此肽链延长的准备工作已经完成。起始复合物形成过程中。起始因子IF2具有GTP酶