第12章蛋白质生物合成七版
2022年医学院生化课知识点汇总-12章 蛋白质的生物合成
第12章蛋白质的生物合成学习要求1．掌握参与蛋白质生物合成的体系；原核生物蛋白质生物合成的基本过程及重要概念。
2．熟悉真核生物蛋白质合成过程；蛋白质合成后的加工修饰；蛋白质合成所需的各种因子；信号肽的概念及组成特点。
3．了解抗生素对翻译的抑制；干扰蛋白质生物合成的生物活性物质。
基本知识点蛋白质的生物合成即翻译，是以20种编码氨基酸为原料，mRNA为模板，tRNA为运载工具，核糖体提供场所，酶、蛋白质因子、能源物质及无机离子参与的反应过程。
蛋白质生物合成分三个阶段，即氨基酸的活化、肽链形成和肽链形成后的加工和靶向输送。
氨基酸的活化是氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程，由氨基酰-tRNA 合成酶催化。
原核生物起始的氨基酰tRNA是fMet-tRNA fMet，真核生物是Met-tRNAi Met。
肽链的生物合成过程也称核糖体循环，分起始、延长和终止三个阶段。
原核生物蛋白质生物合成起始阶段由mRNA与核糖体小亚基先结合，之后fMet-tRNA fMet与核糖体小亚基结合，最后结合了mRNA、fMet-tRNA fMet的小亚基再与核糖体大亚基结合共同组装成翻译起始复合物，需要IF-1、2和3参与。
真核生物翻译起始与原核生物相似，区别在于核糖体小亚基先结合Met-tRNAi Met，再结合mRNA。
原核生物肽链延长过程经进位、成肽、转位三个步骤不断反复，使肽链从N端到C端不断延长。
当核糖体A位上出现终止密码时，原核生物由RF-1、2和3，真核生物由eRF识别并与之结合，肽链合成终止。
翻译后加工是使新生多肽链经加工后转变为具有天然构象的功能蛋白质。
翻译后修饰包括多肽链折叠、一级结构和空间结构的修饰等。
蛋白质的靶向输送使合成的蛋白质前体定向输送到相应细胞部位发挥作用。
在真核细胞胞液合成的分泌型蛋白、溶酶体蛋白、内质网蛋白、线粒体蛋白、质膜蛋白和细胞核蛋白等前体肽链中特有的信号序列引导蛋白通过不同机制而被靶向输送。
生化-第12章-蛋白质的生物合成(20150512)
2．方向性（direction） 起始密码子总是位于编码区5′-末端， 而终止密码子位于3′-末端，每个密码子的 三个核苷酸也是按照5′→3′方向阅读，不能 倒读。
5′ 读码方向 3′
N
肽链延伸方向
C
3．简并性（degeneracy） 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸 仅有一个密码子外，其余氨基酸均有2
参与核糖体循环的起始因子
原核生物蛋白质合成起始阶段
• • • • 起始三元复合物的形成； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨基酰-tRNA定位在P位； 起始复合物的形成。
1．起始三元复合物的形成
2．mRNA在小亚基定位结合
SD序列（Shine-Dalgarno sequence） ： 在mRNA起始密码子的上游8~13个核苷酸处有一 段4~9个核苷酸组成的富含嘌呤核苷酸的序列，以 AGGA为核心，它可与核糖体小亚基中的16S rRNA 3′-端富含嘧啶的序列（UCCU）互补。
二、肽链合成的起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA与核蛋白体共 同构成起始复合物 。这一过程需要起始因子 （IF）、GTP和镁离子参与。 起始氨基酰-tRNA的表示方法：tRNAiMet
真核生物： Met-tRNAiMet
原核生物： fMet-tRNAifMet
甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰
原核生物中的起始因子有3种： IF1直接结合到小亚基A位，阻止tRNA过早与A 位结合； IF2具有GTP酶活性，催化fMet-tRNAifMet结合 至小亚基，并阻止其它负载tRNA与小亚基结合。 IF3结合于小亚基E位，阻止小亚基与大亚基的 结合，并促进fMet-tRNAifMet结合至核糖体的P位。
NH2 A1 A2A3A4……Anp……………….Amp…………….Aup……………COOH
生物化学第十二章-蛋白质的生物合成
第十二章蛋白质的生物合成一、蛋白质生物合成体系：生物体内的各种蛋白质都是生物体利用约20种氨基酸为原料自行合成的。
蛋白质的生物合成过程，就是将DNA传递给mRNA的遗传信息，再具体的解译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，这一过程被称为翻译（translation)。
参与蛋白质生物合成的各种因素构成了蛋白质合成体系，该体系包括：1.mRNA：作为指导蛋白质生物合成的模板。
mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，此三联体就称为密码。
共有64种不同的密码。
遗传密码具有以下特点：①连续性；②简并性；③通用性；④方向性；⑤摆动性；⑥起始密码：AUG；终止密码：UAA、UAG、UGA。
2.tRNA：在氨基酸tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可与相应的氨基酸结合，生成氨基酰tRNA，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。
tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体，可以识别mRNA上相应的密码，此三联体就称为反密码。
反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原则，即A—U，G—C配对。
但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原则，这种配对称为不稳定配对。
能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA称为起动tRNA。
在原核生物中，起动tRNA是tRNAfmet；而在真核生物中，起动tRNA是tRNAmet。
3．rRNA和核蛋白体：原核生物中的核蛋白体大小为70S，可分为30S小亚基和50S大亚基。
真核生物中的核蛋白体大小为80S，也分为40S小亚基和60S大亚基。
核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能：⑴小亚基：可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。
⑵大亚基：①具有两个不同的tRNA结合点。
A位——受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA 结合；P位——给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合。
②具有转肽酶活性。
在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上，同时进行翻译。
第七版生物化学名词解释
第七版生物化学名词解释第一章蛋白质的结构与功能(1)肽键：蛋白质中前一氨基酸的α-羧基与后一氨基酸的α-(2)(3)肽键平面：肽键中的C-N键具有部分双键的性质，不能旋转，因此，肽键中的C、O、N、H(4)蛋白质分子的一级结构：蛋白质分子的一级结构是指构成蛋白质分子的氨基酸在多肽链中的排列顺序和连接方式(5)(6)蛋白质的等电点：在某-pH溶液中，蛋白质分子可游离成正电荷和负电荷相等的兼性离子，即蛋白质分子的净电荷等于零，此时溶液的pH⑺蛋白质变性：在某些理化因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物学活性的丧失的现象。
⑻协同效应:一个亚基与其配体结合后，能影响另一亚基与配体结合的能力。
(正、负)如血红素与氧结合后，铁原子就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。
⑼变构效应:蛋白质分子因与某种小分子物质（效应剂）相互作用而致构象发生改变，从而改变其活性的现象。
⑽分子伴侣：分子伴侣是细胞中一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。
细胞至少有两种分子伴侣家族——热休克蛋白和伴侣素。
第二章核酸的化学结构与功能(1)核酸变性：在某些理化因素的作用下，核酸双链间氢键断裂，双螺旋解开，变成无规则的线团，此(2)DNA的复性作用：变性的DNA在适当的条件下，两条彼此分开的多核苷酸链又可重新通过氢键连接，形成原来的双螺旋结构，并恢复其原有的理化性质，此即DNA的复性。
(3)杂交：两条不同来源的单链DNA，或一条单链DNA，一条RNA，只要它们有大部分互补的碱基顺序(4)增色效应：DNA变性时，A260(5)解链温度：在DNA热变性时，通常将DNA变性50%时的温度叫解链温度用Tm表示。
(6)DNA的一级结构：DNA的一级结构是指DNA链中，脱氧核糖核苷酸的组成，排列顺序第三章酶学(1)辅酶：与酶蛋白结合的较松，用透析等方法易于与酶分开。
辅基：与酶蛋白结合的比较(2)酶的活性中心：必需基团在酶分子表面的一定区域形成一定的空间结构，直接参与了将作用物转变为产物的反应过程，这个区域叫酶的活性中心。
第十二章生物化学试题
第十二章蛋白质的生物合成（翻译）【测试题】一、名词解释1.翻译2.密码子3.反密码子4.密码的摆动性5.核蛋白体循环6.移码突变7.信号肽8.SD序列9.翻译后加工10.多核蛋白体11.密码的简并性12.起始者tRNA13.干扰素14.抗生素15.转肽酶16.转位酶17.核蛋白体的A位18.核蛋白体的P位19.蛋白质的靶向输送20.SRP二、填空题21.在蛋白质生物合成中，mRNA起____作用，tRNA起____作用，由rRNA与蛋白质组成的核蛋白体起____.22.合成蛋白质的原料是____ ,有____种。
23.密码子有____个，其中编码氨基酸的密码子有____个，起始密码子是____，终止密码子是____、____、____。
24.密码子的阅读方向是____，多肽链合成的方向是____。
25.翻译的延长包括____、____和____三个连续的步骤。
26.原核生物和真核生物翻译起始复合物生成区别在于第二步，原核生物先生成____，真核生物先生成____。
27.翻译延长的注册也称进位，是指____进入____位。
28.转肽酶位于核蛋白体的____上，该酶催化____键的形成，另外还有____酶活性。
29.密码子为AUG，与其对应的反密码子是5′____3′。
30.蛋白质生物合成终止需要____因子和____因子，能辨认终止密码，促使肽链从核蛋白体上释放下来的是____ 因子，能把mRNA从核蛋白体上释放出来的是____因子。
31.信号肽结构的N-端是____ 区，中部是____区，Ｃ-端是____区。
32.肽链的延长包括____、____和____，其中____和____各消耗1分子GTP。
33.氨基酸活化需要____酶催化，使氨基酸的____ 基与____之间以____键相连，产物是____。
此反应消耗____个高能磷酸键。
34.密码子的第____位碱基与反密码子的第____位碱基常出现不稳定配对，称____配对。
生物化学第12章 核酸代谢与蛋白质的生物合成
课外练习题一、名词解释1、嘌呤核苷酸的从头合成途径；2、嘧啶核苷酸的补救合成途径；3、半保留复制；4、冈崎片段；5、逆转录；6、复制；7、转录；8、外显子；9、内含子；10、翻译；11、反密码子；12、密码的简并性。
二、符号辨识1、IMP；2、PRPP；3、SSB；4、cDNA；三、填空1、核苷酸的合成包括（）和（）两条途径。
2、脱氧核苷酸是由（）还原而来。
3、DNA的复制方向是从（）端到（）端展开。
4、体内DNA复制主要使用（）作为引物，而在体外进行PCR扩增时使用人工合成的（）作为引物。
5、DNA损伤可分为（）损伤和（）损伤两种类型，造成DNA损伤的因素有（）因素和（）因素。
6、基因转录的方向是从（）端到（）端。
7、第一个被转录的核苷酸一般是（）核苷酸。
8、蛋白质的生物合成是以（）作为模板，以（）作为运输氨基酸的工具，以（）作为合成的场所。
9、细胞内多肽链合成的方向是从（）端到（）端，而阅读mRNA的方向是从（）端到（）端。
10、某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为（）和（）。
11、原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是（）。
12、DNA拓补异构酶（）能够切开DNA的1条链，而DNA拓补异构酶（）能同时切开DNA的2条链。
13、大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是（）。
14、从IMP合成GMP需要消耗（），而从IMP合成AMP需要消耗（）作为能源物质。
15、在大多数DNA修复中，牵涉到四步序列反应，它们的次序是（）、（）、（）和（）。
四、判别正误1、嘌呤核苷酸是从磷酸核糖焦磷酸开始合成的。
（）2、核苷酸生物合成中的甲基一碳单位供体是S-腺苷蛋氨酸。
（）3、所有核酸的复制过程中，新链的形成都必须遵循碱基配对的原则。
（）4、所有核酸合成时，新链的延长方向都是从5`→3`。
（）5、生物体中遗传信息的流动方向只能由DNA→ RNA，决不能由RNA→DNA。
（）6、DNA复制时，先导链是连续合成，而后随链是不连续合成的。
临床医学《生物化学》教学大纲
《生物化学》教学大纲(供临床医学专业本科教学使用)蚌埠医学院生物化学与分子生物学教研室制定二OO九年五月蚌埠医学院《生物化学》课程（第7版）教学大纲课程编号：课程名称：生物化学英文名称：Biochemistry课程类型:学科基础课程总学时：93理论课学时：72实验学时：21适用对象:临床医学本科课程简介：生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应的科学，从分子水平探讨生命的本质。
当代生物化学主要研究生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节、遗传信息传递及其调控。
它与医学的发展密切相关、相互促进。
医学生物化学主要研究人体的生物化学，是医学的重要组成部分。
在临床医学中，运用生物化学的理论和技术可对疾病进行预防、诊断和治疗。
作为医学生，学好生物化学知识具有重要而深远的意义。
一、课程性质、目的和任务《生物化学》是医学教育中重要的基础课程，其研究内容已从五十年代的新陈代谢为中心转移到分子生物学为重点。
为了适应当今基础医学各学科及临床医学的需要，除了解与医学有关的物质代谢，如糖代谢、脂代谢等能量代谢之外，更重要的是学好分子生物学的主要理论，如核酸、蛋白质等生物大分子的结构和功能，代谢调节机制，基因表达及其调控等，同时联系临床的常见疾病，重点在分子水平上认识其病因，加深对其治疗原理的理解。
《生物化学》分为理论教学和实验教学。
理论教学内容包括：生物大分子的结构与功能、物质代谢及其调节、基因信息的传递和专题篇四部分。
通过生物化学课程学习，使学生掌握蛋白质、核酸、酶等生物大分子的结构、性质及功能；物质代谢途径及其调控的规律；生物能量的产生及生物大分子前体的合成；遗传信息的储存、传递及表达等基本理论知识。
学会初步运用生物化学知识论述或解释与人类健康、疾病相关的医学实践问题；培养科学思维、观察分析问题的能力；训练严谨、求实的科学态度。
为学习其它基础和临床医学课程、毕业后的医学实践工作及继续教育、辅助医学各学科的科研工作等奠定基础。
第十二章 蛋白质的生物合成(翻译)
密码专一性由头2个碱基决定，三中读二；生物学意义：减少突变的有害效应。
不同生物对密码子具有偏爱性。
3）摆动性：翻译过程氨基酸的正确加入，需靠mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互以碱基配对辨认。
大小亚基共同组成核糖体。
核蛋白体蛋白(rps，rpl)种类繁多，其中有些就是参与蛋白质合成的酶和各种因子，靠这些蛋白质、rRNA，还有mRNA、 tRNA等特异性的、准确的相互配合，使氨基酸按mRNA上的遗传密码指引依次聚合为肽链。
原核生物转录过程电镜下看到的羽毛状模型，在长短不一的尚未转录完成的mRNA上，已附着了若干个核蛋白体。
(二) 起始肽链合成的氨基酰-tRNA
密码子AUG可编码甲硫氨酸，同时作为起始密码。
氨基酰-tRNA书写规则：Arg-tRNAarg；AA—tRNAaa；
原核生物：起始密码（AUG、GUG、UUG）——编码甲酰蛋氨酸fMet、tRNAfMet，
fMet—tRNAifMet；
真核生物：起始密码Met、Met-tRNAiMet；延长过程： Met、Met-tRNAeMet
一、肽链合成起始 （熟悉）
翻译起始是把带有甲硫氨酸的起始tRNA连同mRNA结合到核蛋白体上，生成翻译起始复合物(translational inition complex)。此过程需多种起始因子参加。原核生物与真核生物所需的起始因子不相同，氨基酰-tRNA、mRNA结合到核蛋白体上的步骤，大致上是一样的。
第二节 蛋白质生物合成过程
RNA的碱基序列是从5’-端自左至右书写至3’端，对应肽链的氨基酸序列从 N-端自左至右书写至 C端。翻译过程从读码框架的5’-AUG……开始，按mRNA模板三联体的顺序延长肽链，直至终止密码出现。终止密码前一位三联体，翻译出肽链 C—端氨基酸。翻译过程也可分起始、延长、终止阶段来描述。氨基酰-tRNA的合成，是伴随着起始、延长阶段不断地进行和配合着的。此外，蛋白质合成后，还需要加工修饰。
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第12章蛋白质生物合成七版
翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按 mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至 终止密码出现。
5'---AUGACACCAGCAAUGCAGGUA……UCAUAA---3'
整个翻译过程可分为 ： ❖ 翻译的起始(initiation) ❖ 翻译的延长(elongation) ❖ 翻译的终止第1(2章t蛋e白r质m生i物n合成a七t版ion )
n（－氨基酸） 蛋白质合成“装配
蛋白质
机”rRNA
供能物质ATP、GTP
其它必需因子
第12章蛋白质生物合成七版
一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板
1.碱基排列顺序决定了氨基酸的排列顺序
第12章蛋白质生物合成七版
2. mRNA上存在遗传密码 * 遗传密码概念：mRNA分子上从5至3方向， 每相邻的3个核苷酸为一组，代表一种氨基酸 或其它信息，这样的三个核苷酸称为三联体密 码(triplet coden)
tRNA二级结构与功能的关系？
第12章蛋白质生物合成七版
四、翻译需要的酶类、蛋白质因子 ➢转肽酶：核糖体大亚基上一个蛋白质组分
形成肽键
➢氨基酰-tRNA合成酶：催化氨基酸活化 ➢蛋白因子：起始、延长、释放因子
第12章蛋白质生物合成七版
转肽活性： 将P位上的肽酰基转给A位 上的氨基，生成肽键
第12章蛋白质生物合成七版
rRNA + 蛋白质
核蛋白体
第12章蛋白质生物合成七版
蛋白质合 成的场所
1.核蛋白体组成及结构
大亚基
小亚基
第12章蛋白质生物合成七版
原核生物
真核生物
2.核糖体上功能结合位点 *有结合各种蛋白因子的部位 *小亚基上有容纳mRNA的部位 *有P位、A位、E位 *有形成肽键的部位
P、A之间有转肽酶
第12章蛋白质生物合成七版
P位：肽酰位 (peptidyl site)
A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
E位：排出位 (exit site)
第12章蛋白质生物合成七版
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:
第12章蛋白质生物合成七版
核糖体的功能： 蛋白质合成的场所，由大小亚基组成，
小亚基与mRNA结合，核糖体上有P位 和A位，是形成肽键的中心
第12章蛋白质生物合成七版
遗 传 密 码 表
64个密码子：61个代表20种氨基酸；
第12章蛋白质生物合成七版
3个不表示氨基酸，表示终止信号，称终止密码
*遗传密码的特点： 1. 方向性
三联体密码的阅读方向是5 3。
5'
3'
第12章蛋白质生物合成七版
2. 连续性
第12章蛋白质生物合成七版
起始密码：AUG
第12章蛋白质生物合成七版
* 开放读码框架（open reading frame, ORF) 从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子之间 的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一 个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架
5'----AUGACACCAGCAAUGCAGGUA……UCA----3'
tRNA反密码子 第1位碱基
I
U G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A A, G U, C U G
第12章蛋白质生物合成七版
mRNA的功能： 蛋白质合成的直接模板，碱基顺序按三
联密码决定了氨基酸排列顺序，密码的阅 读方向为5‘→3’
第12章蛋白质生物合成七版
二、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所
第二节 氨基酸的活化
第12章蛋白质生物合成七版
一、氨基酸活化形成氨基酰-tRNA
* 活化的部位：α-COOH
* 活化的形式：氨基酰-tRNA * 能量：-2ATP
Tyr-tRNATyr
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
* 酶对氨基酸和 tRNA第都12章有蛋白高质生度物合特成七异版 性
第十二章
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis，Translation
第12章蛋白质生物合成七版
第12章蛋白质生物合成七版
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
第12章蛋白质生物合成七版
蛋白质合成酶系
传递遗传信息的模板mRNA
总反应是式： 氨基酸转运及翻译“适配机”tRNA
5'----AUGACACCAGCAAUGCAGGUA……UCA----3'
第12章蛋白质生物合成七版
延长的甲硫氨酰-tRNA
tRNA携带氨基酸的关系： 一种tRNA--- 只能携带一种氨基酸 一种氨基酸--- 多种tRNA来携带 同工tRNA
第12章蛋白质生物合成七版
第三节 蛋白质生物合成过程
氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性
第12章蛋白质生物合成七版
糖原 DNA RNA 蛋白质
组成单位 合成原料（底物）
G
UDPG
dNMP
dNTP
NMP
NTP
AA
AA-tRNAAA
第12章蛋白质生物合成七版
二、起始肽链合成的氨基酰-tRNA 真核生物： Met-tRNAiMet 原核生物： fMet-tRNAfMet
第12章蛋白质生物合成七版
三、tRNA是氨基酸运载工具 和翻译的适配器
第12章蛋白质生物合成七版
氨基酸臂
第12章蛋白质生物合成七版
反密码环
第12章蛋白质生物合成七版
tRNA的三级结构示意图
第12章蛋白质生物合成七版
tRNA的功能： 通过3‘CCA-OH将氨基酸带到蛋白质合成
场所，通过反密码子将氨基酸正确就位.
到人类都通用。
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体
AUA：
甲硫氨酸和起始密码
AGA.AGG： 终止密码，
第12章蛋白质生物合成七版
5.摆动性(wobble) 发生于密码子的第三个碱基 和反密码的第一个碱基间 不严格遵守碱基配对原则
第12章蛋白质生物合成七版
第12章蛋白质生物合成七版
密码子、反密码子配对的摆动现象
多肽链刚合成出来： 真核，第一个AA总是甲硫氨酸 原核，第一个第A12A章总蛋白是质生甲物合酰成七甲版 硫氨酸
3.简并性(degeneracy) 一个氨基酸有二个以上的密码，这些密码
的一、二位碱基是相同的，而第三位碱基不同。
同义密码
第12章蛋白质生物合成七版
第12章蛋白质生物合成七版
4. 通用性 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物