医学生物化学(第十四章)

第十四章蛋白质的生物合成—翻译参与蛋白质生物合成的物质蛋白质的合成过程翻译后加工蛋白质合成与医学翻译（translation）遗传信息由mRNA传递给新合成的蛋白质，即由核苷酸序列转换为蛋白质的氨基酸序列的过程第一节参与蛋白质生物合成的物质氨基酸mRNA(模板)tRNA（特异的搬运工）核糖体（装配机）酶（氨基酰tRNA合成酶及蛋白质因子）ATP、GTP无机离子一、mRNA与遗传密码1三联体密码与密码的简并三联体密码（triplet）简并（degenerate）遗传密码（geneticcode）每3个相邻核苷酸按其排列序列可体现一种氨基酸或体现蛋白质合成终止信号2起始信号与终止信号起始密码子AUG最适序列CCA(G)CC[AUG]G终止密码子UAA、UAG、UGA3方向性与无间隔性4通用性（universal）线粒体有特殊性二、氨基酸的“搬运工具”——tRNAtRNA带有反密码子（anticodon）1密码子与反密码子的摆动配对（wobblebasepair）反密码子的第1个碱基密码子的第3个碱基GC或UCGAUUA或GIA、U或C2起始tRNA与普通tRNA真核生物甲硫氨酰tRNAmeti原核生物甲酰甲硫氨酰tRNAmeti三、肽链合成的“装配机”——核糖体原核生物核糖体70S(30S+50S)真核生物核糖体80S(60S+40S)核糖体分类附着于粗面内质网分泌蛋白质合成游离固有蛋白质合成1给位与受位给位donorsiteP位（peptidylsite,肽位）受位acceptorsiteA位（aminoacylsite,氨基酰位）大亚基有转肽酶活性2多核糖体40aa/s第二节蛋白质的合成过程一、氨基酸的活化与转运1氨基酸的活化与转运是酶促需能反应氨基酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNAsynthetase）(1)中间复合体aa·AMP·E(2)氨基酰tRNA2氨基酰tRNA合成酶对氨基酸的高度专一性保证了翻译的准确性（fidelity）氨基酰tRNA合成酶结合位点水解位点二、肽链合成的起始参与原核生物核糖体循环的蛋白质因子作用阶段因子名称功能起始IF1协助IF3作用IF2GTP酶活性，促使甲酰甲硫氨酰tRNAmeti与小亚基结合IF3促进小亚基与mRNA特异结合终止阶段促使已脱落的核糖体解离为亚基肽链延长EFTu,EFTs促进氨基酰tRNA进入核糖体受位，GTP酶活性EFGGTP酶活性，促进移位，空tRNA从给位脱落终止释放因子识别终止信号，大亚基转肽酶活性水解释放多肽链（RF1,RF2,RF3）RF3作用需GTP130S起始复合物的形成Shine—Dalgarno(SD)序列30S起始复合物IF1IF3mRNA30S小亚基+IF2GTP甲酰甲硫氨酰tRNAmeti270S起始复合物的形成核糖体大、小亚基mRNA甲酰甲硫氨酰tRNAmeti（给位）三、肽链延长需要延长因子（elongationfactors）、GTP、Mg2+、K+1进位与70S起始复合物受位上mRNA密码子相对应的氨基酰tRNA进入受位三元复合物氨基酰tRNA—EFTu—GTP2转肽50S亚基转肽酶活性，需Mg2+、K+氨基酰tRNAN+1肽酰—tRNA/（受位）N肽酰（给位）3移位核糖体向mRNA3’移动一个密码子距离肽酰—tRNA受位至给位需肽链延长因子EFG（转位酶,translocase）Mg2+GTP4脱落A位进入新氨基酰tRNA后，空载tRNA从E位脱落肽链脱甲酰基酶+氨基肽酶甲酰甲硫氨酸脱落一个肽键消耗4个高能磷酸键氨基酸+tRNA+ATP氨基酰tRNA+AMP+PPi2GTP2GDP+2Pi四、肽链合成的终止需GTP、释放因子RF（releasefactor,终止因子）受位出现终止信号RF1识别UAA、UAGRF2识别UAA、UGARF3水解GTPRF使大亚基转肽酶活性水解tRNA——肽链的酯键肽链脱落RF、核糖体、tRNA脱落五、真核生物翻译的特点1翻译起始因子多2mRNA戴“帽”、有“尾”、，为单顺反子3核糖体大而复杂4起始tRNA不经过甲酰化5合成过程需ATP、起始因子多、延长因子少、释放因子少（1）40S复合物消耗ATP（2）延长因子EFT1（进入受位）EFT2（移位）（3）一种RF6线粒体存在独立的蛋白质合成体系第三节翻译后加工一、肽链的合成后加工与修饰1二硫键的形成2个别氨基酸残基的化学修饰磷酸化、乙酰化、甲基化、ADP—核糖化、羟化3蛋白质前体中不必要肽段的切除分泌型蛋白质带有“信号肽”，由15-30个氨基酸残基组成。在肽链合成结束前？已被切除4多蛋白的加工多蛋白（polyprotein）阿片促黑皮质激素原（pro-opio-melano-cortin,POMC）促肾上腺皮质激素（ACTH）、促脂素（lipotropin）内啡肽（endorphin）、促黑色细胞素（MSH）二、亚单位的聚合和复合蛋白质形成1亚单位的聚合蛋白质的各个亚单位相互聚合时所需要的信息，蕴藏在肽链的氨基酸序列之中，而且这种聚合过程往往又有一定顺序，前一步骤常可促进后一步骤的进行2结合蛋白质的合成结合蛋白质如糖蛋白、脂蛋白和色素蛋白分别要加糖、加脂、加辅基等才能成为活性蛋白质糖蛋白形成长萜醇—磷酸—磷酸——氨基乙酰葡萄糖—长萜醇—磷酸—磷酸+氨基乙酰葡萄糖——（寡糖链）糖蛋白新生肽链+糖蛋白第四节蛋白质合成与医学一、分子病分子病（moleculardiseases）蛋白质分子氨基酸序列异常的遗传病二、蛋白质生物合成的阻断剂1抗生素类阻断剂抗生素作用原理作用点四环素族阻碍氨基酰tRNA与小亚基结合30S40S链霉素、卡那霉素抑制起始，造成误译30S新霉素氯霉素抑制转肽酶，干扰mRNA与核糖体结合50S红霉素抑制转肽酶，妨碍移位等50S嘌呤霉素核糖体上肽链过早脱落50S60S环己酰亚胺抑制转肽酶，妨碍肽链延长60S链梭孢酸妨碍肽链延长、防止GTP水解后，延长因EFGEFT2子EFG（或EF2）与GDP复合物由核糖体上释下2作为蛋白质合成阻断剂的毒素（1）细菌毒素白喉毒素A、B链EFT2加工为白喉酰胺（diphthamide），组氨酸的衍生物（2）植物毒蛋白（foxoprotein）与核糖体60S结合，抑制肽链延长红豆碱（abrin）蓖麻蛋白（ricin）天花粉蛋白肥皂草素苦瓜素3作为蛋白质合成阻断剂的其他蛋白质类物质（1）干扰素（interferon）活化蛋白激酶间接活化核酸内切酶（2）eIF2蛋白激酶缺铁性贫血时网织红细胞蛋白质合成障碍