最新7第十三章蛋白质的生物合成汇总
第十三章蛋白质的生物合成(共91张PPT)
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖 先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时， 只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与 密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢核蛋白体大小亚基分离；
➢mRNA在小亚基定位结合；
➢起始氨基酰-tRNA的结合；
➢核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的 肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带 的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨 基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可 促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码 的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特 异性。
第十三蛋白质的生物合成
64个密码子中只有61个密码代表相应的氨基酸
6
第六页，编辑于星期二：十八点 四十五分。
遗 传 密 码 表
7
第七页，编辑于星期二：十八点 四十五分。
起动信号与终止信号
AUG
UAA UAG UGA
蛋氨酸（真核生物）／甲酰蛋氨酸（原 核生物）
4
第四页，编辑于星期二：十八点 四十五分。
一、mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
mRNA的作用：翻译的直接模板
mRNA
碱基语言
(4字符)
?
遗传密码
蛋白质
氨基酸语言
(20字符)
5
第五页，编辑于星期二：十八点 四十五分。
遗传密码 ——mRNA上的密码语言
在mRNA分子上，从5’端→3’端，每相邻的3个核 苷酸组成一组，在蛋白质合成时，对应某一种氨基
codon 1 codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7
protein methionine glycine serine isoleucine glycine alanine
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止密码子 翻译具有方向性的
14
C.蛋氨酸密码子
D. Val密码子
(A，C)
4. 关于密码子，错误的叙述是
(A)
A. AUG表示蛋白质生物合成的启动
B.密码子AUG代表甲酰蛋氨酸
C.除AUG外，有时GUG是原核生物的启动信号
D.并非所有的AUG都是启动信号
E. 密码子AUG代表蛋氨酸
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第十六页，编辑于星期二：十八点 四十五分。
生物化学判断题
第一章蛋白质化学1、蛋白质的变性是其构象发生变化的结果。
T2、蛋白质构象的改变是由于分子共价键的断裂所致。
F3、组成蛋白质的20种氨基酸分子中都含有不对称的α-碳原子。
F4、蛋白质分子的亚基就是蛋白质的结构域。
F5、组成蛋白质的氨基酸都能与茚三酮生成紫色物质。
F6、Pro不能维持α-螺旋，凡有Pro的部位肽链都发生弯转。
T7、利用盐浓度的不同可提高或降低蛋白质的溶解度。
T8、蛋白质都有一、二、三、四级结构。
F9、在肽键平面中，只有与α-碳原子连接的单键能够自由旋转。
T10、处于等电点状态时，氨基酸的溶解度最小。
T11、蛋白质的四级结构可认为是亚基的聚合体。
T12、蛋白质中的肽键可以自由旋转。
F第二章核酸化学1、脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。
F2、若双链DNA中的一条链碱基顺序为CTGGAC，则另一条链的碱基顺序为GACCTG。
F3、在相同条件下测定种属A和种属B的T m值，若种属A的DNA T m 值低于种属B，则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。
T4、原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。
F5、核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。
F6、mRNA是细胞内种类最多，含量最丰富的RNA。
F7、基因表达的最终产物都是蛋白质。
F8、核酸变性或降解时，出现减色效应。
F9、酮式与烯醇式两种互变异构体碱基在细胞中同时存在。
T10、毫无例外，从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。
F11、目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。
T12、核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。
T13、核酸变性过程导致对580nm波长的光吸收增加。
F14、核酸分子中的含氮碱基都是嘌呤和嘧啶的衍生物。
T15、组成核酸的基本单位叫做核苷酸残基。
T16、RNA和DNA都易于被碱水解。
F17、核小体是DNA与组蛋白的复合物。
T第三章糖类化学1、单糖是多羟基醛或多羟基酮类。
T2、蔗糖由葡萄糖和果糖组成，它们之间以α(1→6)键连接。
第十三章蛋白质的生物合成
11111111111111111111
三、 转移RNA的功能
天然蛋白质的20种氨基酸都有自己特定的tRNA，而且 一种氨基酸常有数种tRNA，所以tRNA的种类可达数 10种。它们在ATP提供能量和酶的作用下，可分别与特 定的氨基酸结合。实验表明，tRNA必须具备倒L型的 三级结构才具有携带氨基酰的功能。
将微粒体用去污剂处理，可以使核糖体 从内质网上分离出来，离心后即可获得 纯化的核糖体。将核糖体与放射性标记 氨基酸、ATP、Mg2+和大白鼠肝脏的胞 浆上清液部分一起保温，就可以进行肽 链的合成。此后又发现许多其他的细胞， 如网织红细胞、大肠杆菌等均可使氨基 酸掺人核糖体。上述一系列实验结果清 楚地指出：核糖体是细胞内蛋白质合成 的部位。
上述遗传密码虽然是用大肠杆菌为实验材料所得的结果， 但是后来证明生物的遗传密码是通用的，即不论病毒、 原核生物还是真核生物都用同一套密码。但1980年底， 有的实验室报导酵母链孢霉和哺乳动物线粒体的遗传密 码有的不同于标准密码。如在线粒体中UGA不是终止 密码而是色氨酸的密码。AUA是甲硫氨酸的密码，而 不再是异亮氨酸的密码，CUA应是亮氨酸的密码，但是 在线粒体中却是苏氨酸的密码。由此看来，细胞核和亚 细胞的密码子略有不同。这到底是进化结果还是突变的 产物，尚没有统一的认识。
总之，利用酶法或化学法合成有特定序 列的均聚核苷酸，共聚核苷酸及核糖体 结合技术等方法，仅仅用了4年时间，于 1965年完全弄清了20种天然氨基酸的多 组密码子(表13-1)。
遗传密码
64种密码子，有61种是氨基酸的密码。每种氨基酸可 以有1—6种密码。其中AUG不仅是甲硫氨酸的密码， 也是“起始”密码。UAA，UAG，UGA是终止密码， 也就是蛋白质合成的终止信号。
生化习题及参考答案
生化习题及参考答案（附一份真题）第一章蛋白质的结构与功能一、选择题（Ａ型题）1．各种蛋白质平均含氮量约为( )A. 0.6%B. 6%C. 16%D. 26E. 36%2．关于蛋白质结构的下列描述,其中正确的是( )A.至少有100个以上的氨基酸组成的高分子化合物B.每一蛋白质都含有2条以上的多肽链C.每种蛋白质都有种类不同的辅基D.不同蛋白质分子的氨基酸组成基本相同E.组成蛋白质一级结构主键的是肽键3．蛋白质一级结构中的主要化学键是( )A. 氢键B. 盐键C. 肽键D. 疏水键E. 范德华引力4．蛋白质的等电点是（）A.蛋白质溶液的pH等于7时溶液的pH值B.蛋白质溶液的pH等于7.4时溶液的pH值C.蛋白质分子呈正离子状态时溶液的pH值D.蛋白质分子呈负离子状态时溶液的pH值E.蛋白质的正电荷与负电荷相等时溶液的pH值5. 食物蛋白质的消化产物氨基酸，最主要的生理功能是（）A.合成某些含氮化合物B.合成蛋白质C.氧化供能D.转变为糖E.转变为脂肪6．蛋白质变性不包括( )A.氢键断裂B.肽键断裂C.疏水键断裂D.盐键断裂E.二硫键断裂7．蛋白质分子中,生理条件下,下列那种氨基酸残基的侧链间可形成离子键:A.天冬氨酸,谷氨酸B.苯丙氨酸,酪氨酸C.赖氨酸,天冬氨酸D.天冬氨酸,苯丙氨酸E.亮氨酸,精氨酸8．蛋白质高级结构取决于( )A.蛋白质肽链中的氢键B.蛋白质肽链中的肽键C. 蛋白质肽链中的氨基酸残基组成和顺序D.蛋白质肽链中的肽键平面E.蛋白质肽链中的肽单位9．下列提法中错误者是（）A.所有的蛋白质分子都具有一级结构B.蛋白质的二级结构是指多肽链的局部构象C.蛋白质的三级结构是整条肽链的空间结构D.所有的蛋白质分子都有四级结构E.蛋白质四级结构中亚基的种类和数量均不固定10．肽链中有下列哪种氨基酸时易发生β-转角( )A.HisB.AlaC.GluD.ProE.Arg11．蛋白质肽键的提法何者是正确的( )A.肽键是典型的单键B.肽键是典型的双键C.肽键带有部分双键的性质D.肽键平面可以扭转E.可由任何氨基和羧基缩合形成12．蛋白质在溶液中带负电荷时，溶液的PH为( )A.酸性B.碱性C.PH=PID.PH>PIE.PH<PI13．蛋白质一级结构的化学键主要是( )A.肽键B.盐键C.二硫键D.氢键E.疏水键14．蛋白质变性时( )A.肽键断裂B.二硫键断裂C.次级键断裂D.普遍发生沉淀E.生物学功能可能增减15．蛋白质对紫外光的最大吸收峰是由于含有下列哪些氨基酸所引起的( )A.甘氨酸和赖氨酸B.谷氨酸和精氨酸C.色氨酸和酪氨酸D.丝氨酸和胱氨酸E.丙氨酸和苏氨酸16．在下列各种pH的溶液中使清蛋白（等电点4.7）带正电荷的是A. pH4.0B. pH5.0C. pH6.0D. pH7.0E. pH8.017．稳定蛋白质二级结构的化学键主要是( )A.肽键B.氢键C.疏水键D.二硫键E.范氏力18．在具有四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是( )A.辅基B.辅酶C.亚基D.寡聚体E.肽单位19. 下列哪种氨基酸含有苯环( )A.PheB.ArgC.ThrD.AspE.His20. 下列哪种氨基酸属于碱性氨基酸( )A.精氨酸B.丙氨酸C.苏氨酸D.亮氨酸E.甘氨酸二、填空题1. 在镰刀状红细胞贫血中血红蛋白的β亚基的第六位___ _ 残基变异成 __ _。
《生物化学》分章重点总结
生物化学分章重点总结第一章蛋白质的结构与功能蛋白质的四级结构及维持的力（考到问答题）一级：多肽链中AA残基的排列顺序，维持的力为肽键，二硫键。
二级：Pr中某段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及AA碱基侧链的构象，维持的力为氢键。
三级：整条多肽链全部AA残基的相对空间位置，其形成和稳定主要靠次级键—疏水作用，离子键(盐键)，氢键，范德华力。
四级：Pr中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，维持的力主要为疏水作用，氢键、离子键(盐键)也参与其中。
第二章核酸的结构与功能DNA一级结构：DNA分子中脱氧核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。
RNA的一级结构：RNA分子中核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。
hnRNA:核内合成mRNA的初级产物，比成熟mRNA分子大得多，这种初级mRNA分子大小不一被称为核内不均一RNA。
基因：DNA分子中具有特定生物学功能的片段。
基因组：一个生物体的全部DNA序列称为基因组。
第三章酶酶抑制剂：使酶催化活性降低但不引起酶蛋白变性的物质。
酶激活剂：使酶从无活性到有活性或使酶活性增加的物质。
酶活性单位：衡量酶活力大小的尺度，反映在规定条件下酶促反应在单位时间内生成一定量产物或消耗一定底物所需的酶量。
变构酶：体内一些代谢产物可与某些酶分子活性中心以外部位可逆结合，使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节方式为变构调节，受变构调节的酶为变构酶。
酶的共价修饰：酶蛋白肽链上一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合从而改变酶活性的过程。
阻遏作用：转录水平上减少酶生物合成的物质称辅阻遏剂，辅阻遏剂与无活性的阻遏蛋白结合影响基因的转录的过程第四章糖代谢糖代谢的基本概况葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应，在不同类型细胞内的代谢途径有所不同，分解代谢方式还在很大程度上受氧供状况的影响：有氧氧化彻底氧化成CO2和水、糖酵解生成乳酸。
另外，G也可以进入磷酸戊糖途径等进行代谢。
生物化学第十三章蛋白质生物合成习题含答案
一、判断题一、判断题 1． 细胞中三种主要的多聚核苷酸tRNA 、mRNA 和rRNA 都参与蛋白质生物合成。
都参与蛋白质生物合成。
2． 蛋白质分子中的氨基酸顺序是由氨基酸与mRNA 携带的密码子之间互补作用决定的。
携带的密码子之间互补作用决定的。
3． fMet －tRNA fMet 是由对fMet 专一的氨酰tRNA 合成酶催化形成的。
合成酶催化形成的。
4． 一条新链合成开始时，fMet －tRNA fMet 与核糖体的A 位结合。
位结合。
5． 每一个相应的氨酰tRNA 与A 位点结合。
都需要一个延伸因子参加并需要消耗一个GTP 。
6． 蛋白质合成时从mRNA 的5′→3′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
′端阅读密码子，肽链的合成从氨基端开始。
7． tRNA fMet 反密码子既可以是反密码子既可以是pUpApC 也可以是也可以是 pCpApU 。
8． 人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
人工合成一段多聚尿苷酸作模板进行多肽合成时，只有一种氨基酸参入。
9． 氨酰tRNA 上的反密码子与mRNA 的密码子相互识别，以便把它所携带的氨基酸连接在正确位置上。
正确位置上。
10． 每个氨基酸都能直接与mRNA 密码子相结合。
密码子相结合。
11． 每个tRNA 上的反密码子只能识别一个密码子。
上的反密码子只能识别一个密码子。
12． 多肽或蛋白质分子中一个氨基酸被另一个氨基酸取代是由于基因突变的结果。
13． 蛋白质正确的生物合成取决于携带氨基酸的tRNA 与mRNA 上的密码子正确识别。
二、填空题二、填空题1． 原核细胞中新生肽链N 端的第一个氨基酸是端的第一个氨基酸是 ，必须由相应的酶切除。
，必须由相应的酶切除。
2． 当每个肽键形成终了时，增长的肽链以肽酰tRNA 的形式留在核糖体的的形式留在核糖体的 位 3． 在 过程中水解ATP 的两个高能磷酸酯键释放出的能量足以驱动肽键的合成。
蛋白质的生物合成PPT课件
第一步
氨PPi
基
E-AMP
酸
的 氨酰腺苷酸
活 第二步
AMP
E化
AA
E
tRNA
AA
E
AA
E
tRNA
AA
3-氨酰-tRNA
tRNA
E
活化反应方程式：
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPI
氨酰AMP-酶
氨酰tRNA + AMP + 酶
tRNA
一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键
氨酰- tRNA合成酶特点 专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生 命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基 础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命 。
遗 DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
tRNA的功能
（一）被特定的氨酰- tRNA合成酶识别， 使tRNA接受正确的活化氨基酸。
（二）识别mRNA链上的密码子。
（三）在蛋白质合成过程中，tRNA起着 连结生长的多肽链与核糖体的作用。
(一)、接受正确的活化氨基酸
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPi
氨酰AMP-酶
tRNA
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH
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四 蛋白质生物合成的分子机制
五 蛋白质合成的一般特征： 六 蛋白质生物合成的方向：N端→C端 mRNA的翻译方向：5ˊ→3ˊ 蛋白质合成除需要aa外，还需要ATP、GTP，一系
列酶 和许多辅助因子。 （一）氨基酸的激活
ATP + HOOCCH(NH2)R → A—PP—OCCH(NH2)R + PPi
在E.Coli和其它原核生物中与这起始密码 （AUG）相对应的tRNA是甲酰甲硫氨 酰—tRNA（fMet-tRNAf Met），这是起 始tRNA。
起始tRNA怎样形成？由甲硫氨酰-tRNA甲酰化
tRNA
Met
甲酰基
甲酰基转移酶 O
Met-tRNA
C Met tRNA
N10－甲酰FH4 FH4 H
inactive 70S ribosome
SD sequence
30S initiation complex
GDP + Pi
70S initiation complex
3. 肽链的延长：
肽链的延长需要一些延长因子或称延伸因子 （elongation factor,EF）
原核生物的EF有EF-T和EF-G两类:
（3）移位（translocation）
移位包括三种运动: ➢空载的tRNA离开P位。 ➢二肽基tRNA由A位移到P位
➢核糖体沿mRNA的5ˊ→3ˊ方向 移动一个密码子的距离。
移位需要EF-G和GTP。
4．肽链的终止与释放：
释放因子（release factor RF）能识别终止密码子与终止密码子结合。 ▪ RF-1：识别UAA和UAG ▪ RF-2：识别UAA和UGA ▪ RF-3：RF-3和GTP形成复
A—PP—OCCH(NH2)R + tRNA →RCH(NH2)CO-tRNA + AMP
（二）在核糖体上合成多肽
1. 肽链合成的起始 2. 肽链的延长 3. 肽链合成的终止和释放 （三）肽链合成后的“加工处理” （四）蛋白质合成所需的能量 （五）活性肽合成的特征
E.Coli蛋白质的生物合成 : 1.氨基酸的活化：
16S rRNA 30S
21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA 60S
49种蛋白质 80S
18SrRNA 40S
33种蛋白质
三 tRNA的功能
tRNA分子上与蛋白质合成有关的位点： 1. 3′端-CCA上的氨基酸接受位点。 2. 识别氨酰-tRNA合成酶的位点。 3. 核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核 糖体上。 4. 反密码子位点。 第一套密码系统、第二套密码系统
EF-T:是由Tu和Ts两个亚基组成的二聚体， ▪ EF-Ts：s是stable的意思，是稳定蛋白质， ▪ EF-Tu: u是unstable，不稳定蛋白质。 EF-Tu直接参加了氨酰-tRNA与核糖体的结 合。
肽链的延长包括3步:
❖ 氨酰-tRNA进入核糖体的A位 ❖ 肽键的形成 ❖ 移位
（1）氨酰-tRNA进入核糖体的A位
Met
tRNAm Met
Байду номын сангаас
tRNAf Met
AMP/Mg2+ PPi
The same aaRS
Met-tRNAmMet
AMP/Mg2+P Pi
N10-Formyltetrahydrofolate
Met-tRNAfMet
Transformylase
fMet-tRNAfMet
肽链合成的起始除了需要起始密码、SD序 列、起始tRNA外还要三种起始因子（initiation factor），即IF-1， IF-2 和IF-3，还要消耗 GTP，还需核糖体大小亚基参与，形成一个 70S的真正起始复合物。
合成的起始。
（2）tRNAmMet带上Met后不能甲酰化，用于肽链的内 部，在肽
链延伸中起作用。 所以AUG和GUG是兼职密码子，它们既可以作 为起始密码子，作为肽链合成的起始信号，这时与之 对应的氨基酸是甲酰Met。另外也可作肽链内部相应 aa的密码，这时AUG编码Met,GUG编码val。
ATP/ Mg 2+ +
（fMet－tRNAf）
Structure of N-formylmethionyltRNA[Met]
Differences with other tRNAs
细胞内有2种可携带Met的tRNA，它们都识别同样的 AUG密码子，但它们的一级结构和功能不同。
（1）tRNAf Met 带上Met后能甲酰化，是起始tRNA，用 于肽链
由高度特异的氨酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)催化，反 应分两步
总反应式
2．肽链的起始：
➢mRNA中的起始密码是AUG，少数是GUG。 ➢起始密码子的上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列称 SD序列（Shine-Dalgarno序列），一般为3～10个核苷酸，它与核糖体 16srRNA 3ˊ端的核苷酸序列互补，可促使核糖体与mRNA的结合。
▪ EF-T：延伸因子“T”，开始误认为这类延 伸因子有肽基转
移酶的活性peptidyl transferase，所以取转 移酶的第一个字 母“T” 。 ▪
EF-G：这类延伸因子与核糖体结合时需要 GTP，当GTP水解时，这类延伸因子就从核 糖体上解离下来，总之涉及 GTP，所以用 GTP的第一个字母“G”，EF-G。
这是个比较复杂的过程，需Ts、Tu，还要 消 耗GTP。EF-Tu与GTP和氨酰-tNRA首先形成三元 复合物，才能进入A位。
（2）肽键的形成
通过一个转肽作用 （transpeptidation），由肽酰转移酶 （peptidyl transferase）催化，使一个 酯键变成了肽键，肽基转移酶的活性 由核糖体大亚基的23s rRNA承担（肽 基转移酶是一种ribozyme）。嘌呤霉 素对蛋白质的抑制作用就发生在肽键 形成这一步。
7第十三章蛋白质的生物合成
二 核糖体
（一）核糖体是蛋白质合成的部位 （二）核糖体的组成和结构
原核细胞的核糖体 真核细胞的核糖体 （三）核糖体的功能
核糖体上有两个tRNA结合位点：肽链结合 位（P位）和氨酰接受位（A位）。
原核生物核糖体
5S rRNA， 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S