分子生物学：第六章 蛋白质翻译
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教学课件蛋白质翻译
释放因子的功能 一是识别终止密码 二是诱导转肽酶改变为酯酶活性
• 多聚核糖体（polyribosome或polysome）：多个核糖体结合 在1条mRNA链上所形成的聚合物。多聚核糖体的形成可以使 肽链合成高速度、高效率进行。
多聚核糖体
第四节
蛋白质合成后的加工和靶向输送
Processing and Targeting of Synthesized Proteins
●通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整 套密码，从原核生物 到人类都通用。
• 已发现少数例外，如 动物细胞的线粒体、 植物细胞的叶绿体。
• 密码的通用性进一步 证明各种生物进化自 同一祖先。
二、tRNA是氨基酸和密码子之间的特异衔接子
氨基酸臂 3-CCA-OH与活化的氨基酸 结合，形成氨基酰-tRNA， 从而携带氨基酸 DHU环 与氨基酰-tRNA合成酶结合 反密码环 与mRNA密码子识别配对 TψC环 与核糖体上的rRNA识别结合
遗传密码
➢密码子（codon） 在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。
A、U、G、C四种核苷酸可组成64个密码子
➢ 起始密码子和终止密码子
起始密码子（initiation codon）：AUG 终止密码子（termination codon）：UAA、UAG、UGA
反应过程
氨基酸 + tRNA
氨酰-tRNA合成酶 Mg2+ 氨酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
氨基酸与tRNA连接的专一性由氨酰-tRNA合成酶决定。 氨酰-tRNA合成酶具有高度专一性，既能识别特异的氨基酸，又能 辨认应该结合该种氨基酸的tRNA。 因此，氨酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。
• 多聚核糖体（polyribosome或polysome）：多个核糖体结合 在1条mRNA链上所形成的聚合物。多聚核糖体的形成可以使 肽链合成高速度、高效率进行。
多聚核糖体
第四节
蛋白质合成后的加工和靶向输送
Processing and Targeting of Synthesized Proteins
●通用性(universal)
• 蛋白质生物合成的整 套密码，从原核生物 到人类都通用。
• 已发现少数例外，如 动物细胞的线粒体、 植物细胞的叶绿体。
• 密码的通用性进一步 证明各种生物进化自 同一祖先。
二、tRNA是氨基酸和密码子之间的特异衔接子
氨基酸臂 3-CCA-OH与活化的氨基酸 结合，形成氨基酰-tRNA， 从而携带氨基酸 DHU环 与氨基酰-tRNA合成酶结合 反密码环 与mRNA密码子识别配对 TψC环 与核糖体上的rRNA识别结合
遗传密码
➢密码子（codon） 在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。
A、U、G、C四种核苷酸可组成64个密码子
➢ 起始密码子和终止密码子
起始密码子（initiation codon）：AUG 终止密码子（termination codon）：UAA、UAG、UGA
反应过程
氨基酸 + tRNA
氨酰-tRNA合成酶 Mg2+ 氨酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
氨基酸与tRNA连接的专一性由氨酰-tRNA合成酶决定。 氨酰-tRNA合成酶具有高度专一性，既能识别特异的氨基酸，又能 辨认应该结合该种氨基酸的tRNA。 因此，氨酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。
分子生物学-蛋白质的翻译课件
详细描述
核糖体通过识别mRNA上的起始密码子与mRNA结合，形成 翻译起始复合物。这个过程需要消耗能量，以确保核糖体正 确地定位在起始密码子上。
起始复合物的形成
总结词
起始复合物的形成是翻译过程的重要步骤，它涉及到多个蛋白质和RNA分子的相互作 用。
详细描述
起始复合物的形成涉及多个步骤。首先，核糖体与mRNA结合后，需要招募翻译起始 因子，如IF3和IF2。这些因子帮助核糖体正确地定位在起始密码子上，并确保翻译的准 确性。随后，氨酰-tRNA结合到核糖体的A位点上，准备开始多肽链的合成。至此，起
肽链的延长
01
02
03
肽键的形成
氨基酸在加入到肽链中后， 通过肽键的形成相互连接， 形成多肽链。
转肽酶的作用
转肽酶在肽键形成过程中 起催化作用，促进氨基酸 之间的连接。
核糖体的移动
随着肽链的延长，核糖体 沿着mRNA移动，确保下 一个密码子被正确识别和 翻译。
终止密码子的识别
终止密码子的种类
终止密码子有UAA、UAG和UGA三种，它们作为翻译终止的信号 被核糖体识别。
翻译的起始
02
起始密码子
总结词
起始密码子是mRNA上的一个特定 序列，用于标记蛋白质合成的起始位 置。
详细描述
起始密码子是mRNA上的三个连续的 核苷酸，通常为AUG。它不仅标记了 翻译开始的位点，还决定了从这里开 始合成多肽链的方向。
核糖体与mRNA的结合
总结词
核糖体是负责蛋白质合成的细胞器，它通过与mRNA的结合 开始翻译过程。
无意义校正是指当mRNA上的终止密码子提前出现时，核 糖体会提前终止多肽链的合成。这种机制有助于减少多肽 链的错误合成。
《蛋白质翻译》PPT课件
60
终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF)
原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 真核生物释放因子：eRF
释放因子的功能
• 识别终止密码，如RF-1特异识别UAA、UAG； 而RF-2可识别UAA、UGA。
• 诱导转肽酶改变为酯酶活性，使肽链从核蛋
白体上释放。
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51
延长因子EF-T催化 进位（原核生物）
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52
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53
Tu TGsTP
Tu GDP
Ts GTP
5'
AUG
3'
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54
（二）成肽
是由转肽酶（transpeptidase）催化的肽 键形成过程。
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55
（三）转位
延长因子EF-G有转位酶（translocase ） 活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋 白体向mRNA的3’侧移动。
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP AMP＋PPi
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28
第一步反应
氨基酸＋ATP＋E —→氨基酰-AMP-E＋AMP ＋ PPi
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29
第二步反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
AMP ＋
E
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30
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参与起始过程的蛋白质因子称起始 因子（initiation factor，IF）。
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38
参与起始过程的蛋白质因子称起始因 子（initiation factor，IF）。原核生物起 始因子有三种：
名词解释蛋白质的翻译
名词解释蛋白质的翻译蛋白质的翻译是细胞中一个非常重要的过程，它与维持细胞活动、构建细胞结构以及遗传信息的传递密切相关。
在生物学中，蛋白质被视为生命的基石，是所有生物体内各种功能和活动的主要参与者。
本文将对蛋白质的翻译过程进行解释，并探讨其在细胞中的作用。
蛋白质是生命体中的基本分子之一，它们由氨基酸单元组成。
细胞内蛋白质的合成主要通过翻译过程实现。
翻译的开始是由于特定的mRNA（信使RNA）分子的存在。
mRNA是一种由DNA模板合成的分子，它携带了编码蛋白质合成顺序的信息，被称为编码序列。
翻译的过程可以分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。
在起始阶段，细胞核中的mRNA与核糖体结合，并通过扫描编码序列上的起始密码子来确定合成蛋白质的起始点。
起始密码子通常是AUG，对应着编码氨基酸甲硫氨酸。
随后，延伸阶段开始，细胞内的转运RNA（tRNA）分子通过与mRNA上的密码子的互补碱基配对来逐渐引入氨基酸。
每个tRNA携带着特定的氨基酸，它们能够通过与mRNA上的密码子的互补配对来识别正确的位置。
这种配对是通过RNA 分子之间的碱基亲和性实现的。
随着tRNA的不断增加，翻译复合物沿着mRNA链逐渐滑动，将氨基酸连接在一起，形成新的蛋白质链。
这个过程是高度精确的，需要特定的酶、辅助因子和能量。
最后一个阶段是终止阶段，它发生在翻译到达终止密码子时。
终止密码子是UAA，UAG或UGA，并不编码任何氨基酸。
在终止阶段，特定的蛋白质因子识别终止密码子，此时翻译复合物解离，新合成的蛋白质从核糖体中释放出来。
蛋白质的翻译在细胞中是一个非常重要的过程，因为它决定了细胞中的蛋白质组成和功能。
蛋白质是细胞中许多生物学反应的媒介和催化剂，它们通过与其他分子相互作用来实现各种细胞功能，包括细胞信号传导、结构支持、代谢调控等。
此外，蛋白质的翻译还与细胞发育和分化密切相关。
在胚胎发育过程中，蛋白质的翻译调控起着关键作用，决定了细胞的特殊化和组织的形成。
分子生物学知识：蛋白质翻译的过程及调控
分子生物学知识：蛋白质翻译的过程及调控蛋白质是生物体内最重要的基本分子之一，翻译是蛋白质合成的第二步，是DNA变成蛋白质的过程，也是分子生物学领域研究的一个重要方向。
本文将详细介绍蛋白质翻译的过程和调控机制。
一、蛋白质翻译的基本过程蛋白质翻译是利用mRNA编码信息合成相应氨基酸序列的核糖体的过程。
它包括：识别mRNA上的起始密码子，启动翻译，不断读取mRNA 上的密码子，带有相应氨基酸的tRNA进入到核糖体中，形成肽键，不断合成肽链，显示蛋白质的三维结构，合成终止信号序列，终止翻译。
蛋白质翻译的过程是一个高度精密和高效的生物学过程，涉及到多个组分的协同作用。
其中，核糖体大小会影响识别mRNA上的起始密码子，载体和氨基酸修饰酶与氨基酸配对会影响tRNA的选择，异戊二烯基腺嘌呤和三磷酸腺苷在翻译的实时调控中扮演重要角色，参与调控的成分还包括反式作用元件，转录因子和小分子抑制剂等。
二、蛋白质翻译的调控1.核糖体大小有些原核生物通过改变核糖体大小来对蛋白质翻译进行调控。
多种感受器和蛋白质参与这一过程，如当环境营养缺乏时，Hfq蛋白可促进核糖体70S向50S的转化，从而抑制蛋白质合成。
此外，原核生物还能利用梭菌素等类似物质的抗生素来抑制蛋白质的合成。
2.tRNA的选择tRNAs中含有反式作用元件，这类元件会抑制或促进某些tRNA和核糖体间的接合。
例如ppGpp可作为氨基酸饥饿的信号，抑制酰-tRNA 合成酶，并促进详尽起始密码子使用不同的tRNA。
3.氨基酸与酰化酶配对氨基酸合成的过程包括转化、进入、修饰、以及由活化氨基酸转化而成的酰化实体等，这一过程中，一些特殊酰化实体可作为信号调控翻译速度，例如当丙氨酸浓度较低的时候，一些细菌会使用一个二氢叶酸-腰凝酶作为丙氨酸，同时可以调控不同tRNA对于不同氨基酸的选择。
4.mRNA的选择mRNA上的核糖体启动区，其中以AUG国际起始密码子为中心的25个核苷酸序列，是蛋白质翻译始动的重要标志。
蛋白质翻译
蛋白质的生物合成(翻译)
Protein Biosynthesis (Translation)
蛋白质的生物合成过程就是将 mRNA分子中由碱基序列组成的遗传信 息，通过遗传密码破译的方式转变成 为蛋白质中的氨基酸排列顺序，因而 称为翻译（translation)。
•mRNA结构简图
真核细胞mRNA的结构特点
• 根据这样的推测，在无细胞系统中以这种比例合成的mRNA 产生的氨基酸的比例也应是相应的，这样可以推测出密码子 的组成。
起始密码的确定：
Nirenberg的三联体结合试验是在体外进行的试验， 合成时能从任何一个密码子开始，可以合成任意一 个氨基酸开头的多肽链。分不清哪个是起始密码子
1966年，剑桥分子研究中心A.J.Clark等发现在体内 进行合成的多肽链，其开头在细菌都为甲酰甲硫氨 酸，在真核生物都为甲硫氨酸，且都是从AUG这个 密码子开始，因此，把AUG定为起始密码子。
遗传密码的破译：体外翻译系统
尼伦伯格 (.M.W .Nirenberg)
ATP、GTP、AA＊
在体外无细胞蛋白质合成体系中加入人工合成的polyＵ 开创了 破译遗传密码的先河
提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖 体、酶、离子）
保温
蛋白质合成停止
poly U，ATP，GTP，氨基酸 多聚苯丙氨酸 （UUU是苯丙氨酸的密码子）
终止密码子的推测：
Nirenberg 、Khorana的试验都发现UAA、UAG、UGA 三个密码子不能代表任何的氨基酸。
1965年剑桥分子研究中心的Brenner,发现E.coli 一些无义突变型是在色氨酸位置上变化,由 UGG变成UGA，把UGA定为终止密码子 在酪氨酸位置上变化，由UAC 、UAU变成UAA、UAG， 所以把UAA、UAG码子也定为终止密码子
Protein Biosynthesis (Translation)
蛋白质的生物合成过程就是将 mRNA分子中由碱基序列组成的遗传信 息，通过遗传密码破译的方式转变成 为蛋白质中的氨基酸排列顺序，因而 称为翻译（translation)。
•mRNA结构简图
真核细胞mRNA的结构特点
• 根据这样的推测，在无细胞系统中以这种比例合成的mRNA 产生的氨基酸的比例也应是相应的，这样可以推测出密码子 的组成。
起始密码的确定：
Nirenberg的三联体结合试验是在体外进行的试验， 合成时能从任何一个密码子开始，可以合成任意一 个氨基酸开头的多肽链。分不清哪个是起始密码子
1966年，剑桥分子研究中心A.J.Clark等发现在体内 进行合成的多肽链，其开头在细菌都为甲酰甲硫氨 酸，在真核生物都为甲硫氨酸，且都是从AUG这个 密码子开始，因此，把AUG定为起始密码子。
遗传密码的破译：体外翻译系统
尼伦伯格 (.M.W .Nirenberg)
ATP、GTP、AA＊
在体外无细胞蛋白质合成体系中加入人工合成的polyＵ 开创了 破译遗传密码的先河
提取液（DNA、mRNA、tRNA、核糖 体、酶、离子）
保温
蛋白质合成停止
poly U，ATP，GTP，氨基酸 多聚苯丙氨酸 （UUU是苯丙氨酸的密码子）
终止密码子的推测：
Nirenberg 、Khorana的试验都发现UAA、UAG、UGA 三个密码子不能代表任何的氨基酸。
1965年剑桥分子研究中心的Brenner,发现E.coli 一些无义突变型是在色氨酸位置上变化,由 UGG变成UGA，把UGA定为终止密码子 在酪氨酸位置上变化，由UAC 、UAU变成UAA、UAG， 所以把UAA、UAG码子也定为终止密码子
蛋白质翻译生物化学
翻译过程受到多种因素的调控，如mRNA的稳定 性、蛋白质合成酶的活性等，这些调控机制有助 于细胞对环境变化和信号刺激作出适应性反应。
疾病发生与治疗
蛋白质翻译的异常与多种疾病的发生和发展密切 相关，如癌症、神经退行性疾病等。因此，对蛋 白质翻译的研究有助于深入理解疾病机制，为疾 病治疗提供新的思路和靶点。
激素调控
一些激素如生长激素和胰岛素可以影响氨基 酸的合成。
05
蛋白质合成的调控
蛋白质合成的调控机制
转录水平调控
通过调节基因的转录，控制蛋白质合成的数量。
转录后水平调控
通过控制mRNA的稳定性、翻译和降解，影响蛋白质的合成。
翻译后水平调控
通过蛋白质的磷酸化、乙酰化等修饰，影响蛋白质的功能。
蛋白质合成的抑制剂
蛋白质翻译的未来展望
1 2 3
新技术发展
随着新技术的发展和应用，蛋白质翻译的研究将 更加深入和精确，有望发现更多未知的蛋白质翻 译机制和功能。
跨学科融合
蛋白质翻译涉及到多个学科领域，未来将有更多 的跨学科融合，推动蛋白质翻译研究的发展和应 用。
个性化医疗
随着个性化医疗的兴起，蛋白质翻译的研究有望 为个体化诊断和治疗提供更精确和有效的方案。
02
遗传密码与tRNA
遗传密码的特性
简并性
遗传密码具有简并性，即一种密码子只能决定一种氨基酸，但一 种氨基酸可能由一种或多种密码子决定。
通用性
遗传密码在不同生物中具有通用性，即生物界中的绝大多数生物都 使用相同的遗传密码。
连续性
遗传密码的阅读具有连续性，即从左到右按照三联体密码的顺序逐 个读取。
蛋白质翻译在医学研究中的应用
疾病诊断与治疗
蛋白质翻译的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，通 过对蛋白质翻译的研究可以为疾病诊断和治疗提供新的思 路和方法。
疾病发生与治疗
蛋白质翻译的异常与多种疾病的发生和发展密切 相关，如癌症、神经退行性疾病等。因此，对蛋 白质翻译的研究有助于深入理解疾病机制，为疾 病治疗提供新的思路和靶点。
激素调控
一些激素如生长激素和胰岛素可以影响氨基 酸的合成。
05
蛋白质合成的调控
蛋白质合成的调控机制
转录水平调控
通过调节基因的转录，控制蛋白质合成的数量。
转录后水平调控
通过控制mRNA的稳定性、翻译和降解，影响蛋白质的合成。
翻译后水平调控
通过蛋白质的磷酸化、乙酰化等修饰，影响蛋白质的功能。
蛋白质合成的抑制剂
蛋白质翻译的未来展望
1 2 3
新技术发展
随着新技术的发展和应用，蛋白质翻译的研究将 更加深入和精确，有望发现更多未知的蛋白质翻 译机制和功能。
跨学科融合
蛋白质翻译涉及到多个学科领域，未来将有更多 的跨学科融合，推动蛋白质翻译研究的发展和应 用。
个性化医疗
随着个性化医疗的兴起，蛋白质翻译的研究有望 为个体化诊断和治疗提供更精确和有效的方案。
02
遗传密码与tRNA
遗传密码的特性
简并性
遗传密码具有简并性，即一种密码子只能决定一种氨基酸，但一 种氨基酸可能由一种或多种密码子决定。
通用性
遗传密码在不同生物中具有通用性，即生物界中的绝大多数生物都 使用相同的遗传密码。
连续性
遗传密码的阅读具有连续性，即从左到右按照三联体密码的顺序逐 个读取。
蛋白质翻译在医学研究中的应用
疾病诊断与治疗
蛋白质翻译的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，通 过对蛋白质翻译的研究可以为疾病诊断和治疗提供新的思 路和方法。
分子生物学 第六章
摆动性
• 反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照 碱基互补规律，称为摆动配对。
二、tRNA
（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构
四环： 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环 一臂： 氨基酸接受臂
2.三级结构——“倒L型”
（二）起始tRNA
密码子 氨基酸 表示方法
（二）延伸
1.进位 • 氨酰-tRNA 按照mRNA 分子的编码 信息进入并 结合到核糖 体A位。
（二）延伸
2.成肽
• 转肽酶催化 肽酰-tRNA 上的肽酰基 转移到A位 氨酰-tRNA 上的氨基酸 α-氨基上。
（二）延伸
3.转位
• 转位酶催化核 糖体沿mRNA 的3‘方向移动 一个密码子的 距离，使 mRNA上的下 一个密码子进 入A位，肽酰tRNA由A位移 入P位。
三、修饰
（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸 基被转移到蛋白质特定位点上的过程。 通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定 氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。 • 糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型 连接两种方式。
终止密码子： 琥珀石（UAG） 赭石（UAA) 卵白石(UGA)
起始密码子： AUG（甲硫氨酸）
2.特性
(1)完整性：有始有终 (2)方向性：5’到3’ (3)连续性：不中断、无重叠 (4)简并性：多对一 (5)统一性：万物统一 (6)摆动性：：3’位可变 (7)偏爱性：使用频率各异
简并性
• 一种氨基酸具有 两个或两个以上 的密码子为其编 码，这一特性称 为遗传密码的简 并性。
一、mRNA （一）结构特点
原核 生物
真核 生物
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第六章 蛋白质翻译
本章重点
1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。 2.遗传密码的特性。 3.原核生物肽合成的过程。 4.真核生物与原核生物肽合成的异同。 5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。
本章内容 第一节 蛋白翻译系统 第二节 肽合成的过程 第三节 蛋白质的加工 第四节 蛋白质的定位
第一节 蛋白翻译系统
IF-3
IF-1
PA
30S 亚基 起始密码子
5&
mRNA 3'
IF-2
fMet
GTP
fMet
t RNA
UAC
IF-2 UAC
GTP
5'
AUG
3'
P IAF-1
IF-3
50S 亚基
GDP + P i IF-1 + IF-2 + IF-3
50S 亚基 5'
fMet
E UAC
原核生物 AUG 甲酰甲硫氨酸 fMet –tRNAi
真核生物 AUG 甲硫氨酸 Met –tRNAi
三、核糖体
（一）结构 1.原核生物
（一）结构
2.真核生物
（二）功能
三个重要位点： 氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点
四、氨酰-tRNA合成酶
（一）功能 催化tRNA与氨基酸结合 形成氨酰-tRNA。
一、mRNA （一）结构特点
原核 生物
真核 生物
mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！
（二）开放阅读框
mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密 码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开 放阅读框。
（三）遗传密码
1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一 个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。
1.进位 eEF1α （EF－Tu）, eEF1βγ （EF－Ts）
2.成肽 3.转位
eEF2 （EF－G）
（三）终止
• 与原核生物的步骤相似。
原核生物与真核生物释放因子的区别
I型
II型
原核生物 真核生物
RF1（UAA、UAG） RF2（UAA、UGA） RF3
eRF1（UAA、UAG、UGA）
信号序列
前胰岛素 原的剪切
B链
C链 A链
（二）内含肽的切除
• 指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的 肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除 肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的 肽段称为内含肽。
胃蛋白酶 原的激活
自我催化
胃酸激活
N-端序列封闭
活性位点
胃蛋白酶原
切除 N-端序列
活性位点暴露
胃蛋白酶
（二）延伸
1.进位 •氨酰-tRNA 按照mRNA 分子的编码 信息进入并 结合到核糖 体A位。
（二）延伸
2.成肽
•转肽酶催化 肽酰-tRNA上 的肽酰基转 移到A位氨酰 -tRNA上的氨 基酸α-氨基 上。
（二）延伸
3.转位
•转位酶催化核 糖体沿mRNA 的3‘方向移动 一个密码子的 距离，使 mRNA上的下 一个密码子进 入A位，肽酰tRNA由A位移 入P位。
（一）起始
1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体； 2.mRNA与43S复合体形成48S复合体； 3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。
帽子和尾巴
• 5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。
• 3’尾巴能提高翻译的效率。
（二）延伸
• 与原核生物的步骤相似。 • 分三步：
延伸因子
延伸因子
转肽酶
• 催化核糖体P位上的肽酰 基与A位氨酰-tRNA上氨 基酸的氨基之间形成肽 键的酶，叫转肽酶。
肽的合成是从N端到C端。
（三）终止
1. 释放因子释放多肽。 2. 核糖体循环因子进入A位点。 3. 转位酶使核糖体循环因子转位。 4. 核糖体解离。
释放因子
二、真核生物的肽合成
A UG
PA
3'
第二个 密码子
1.起始二元复合物的形成
mRNA＋30S小亚基
2.30S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi
3.70S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi+50S大亚基
起始因子
SD序列
• 原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含 有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16S rRNA 的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮 助mRNA从AUG处开始翻译。
三、修饰
（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸 基被转移到蛋白质特定位点上的过程。 通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基 是发生磷酸化的位点。
（二）糖基化
• 是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定 氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。 • 糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型 连接两种方式。
eRF3
常用抗生素抑制多肽链合成的原理
第三节 蛋白质的加工
一、肽链的折叠 （1）折叠酶
二硫键异构酶
肽酰脯氨酰顺反异构酶
（二）分子伴侣
• 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构 象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白 质的总称。
大肠杆菌中的 HSP70循环
二、剪切
（一）前体的切除 一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分 泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才 能成为有活性的酶。
（二）机制
1.氨基酸活化
（二）机制
2.装载氨基酸
五、底物
六、蛋白因子
起始因子 延伸因子 释放因子
原核生物 IF
EF
RF
真核生物 eIF
eEF
eRF
第二节 肽合成的过程
一、原核生物的肽合成 （一）起始 是指mRNA、起始氨酰tRNA与核糖体的大、小 亚基结合形成翻译起始 复合物的过程。
（一）起始
摆动性
• 反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照 碱基互补规律，称为摆动配对。
二、tRNA
（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构
四环： 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环 一臂： 氨基酸接受臂
2.三级结构——“倒L型”
（二）起始tRNA
密码子 氨基酸 表示方法
终止密码子： 琥珀石（UAG） 赭石（UAA) 卵白石(UGA)
起始密码子： AUG（甲硫氨酸）
2.特性
(1)完整性：有始有终 (2)方向性：5’到3’ (3)连续性：不中断、无重叠 (4)简并性：多对一 (5)统一性：万物统一 (6)摆动性：：3’位可变 (7)偏爱性：使用频率各异
简并性
• 一种氨基酸具有 两个或两个以上 的密码子为其编 码，这一特性称 为遗传密码的简 并性。
本章重点
1.mRNA、tRNA、核糖体的结构与功能。 2.遗传密码的特性。 3.原核生物肽合成的过程。 4.真核生物与原核生物肽合成的异同。 5.分子伴侣、泛素化、信号肽的概念。
本章内容 第一节 蛋白翻译系统 第二节 肽合成的过程 第三节 蛋白质的加工 第四节 蛋白质的定位
第一节 蛋白翻译系统
IF-3
IF-1
PA
30S 亚基 起始密码子
5&
mRNA 3'
IF-2
fMet
GTP
fMet
t RNA
UAC
IF-2 UAC
GTP
5'
AUG
3'
P IAF-1
IF-3
50S 亚基
GDP + P i IF-1 + IF-2 + IF-3
50S 亚基 5'
fMet
E UAC
原核生物 AUG 甲酰甲硫氨酸 fMet –tRNAi
真核生物 AUG 甲硫氨酸 Met –tRNAi
三、核糖体
（一）结构 1.原核生物
（一）结构
2.真核生物
（二）功能
三个重要位点： 氨酰tRNA结合部位，即A位点 肽酰tRNA结合部位，即P位点 出位，即E位点
四、氨酰-tRNA合成酶
（一）功能 催化tRNA与氨基酸结合 形成氨酰-tRNA。
一、mRNA （一）结构特点
原核 生物
真核 生物
mRNA只有一部分区域可以被翻译，起始密码子不在第一个碱基！
（二）开放阅读框
mRNA中一个由起始密码子开始、以终止密 码子结束的一段连续的核苷酸序列，称为开 放阅读框。
（三）遗传密码
1.定义：由每3个连续的核苷酸决定蛋白质中一 个氨基酸顺序的核苷酸序列，称为遗传密码。
1.进位 eEF1α （EF－Tu）, eEF1βγ （EF－Ts）
2.成肽 3.转位
eEF2 （EF－G）
（三）终止
• 与原核生物的步骤相似。
原核生物与真核生物释放因子的区别
I型
II型
原核生物 真核生物
RF1（UAA、UAG） RF2（UAA、UGA） RF3
eRF1（UAA、UAG、UGA）
信号序列
前胰岛素 原的剪切
B链
C链 A链
（二）内含肽的切除
• 指前体蛋白的中间肽段被剪切下来，两侧的 肽链通过形成新的肽键而连接起来。被切除 肽段两侧的肽链称为外显肽，中间被切除的 肽段称为内含肽。
胃蛋白酶 原的激活
自我催化
胃酸激活
N-端序列封闭
活性位点
胃蛋白酶原
切除 N-端序列
活性位点暴露
胃蛋白酶
（二）延伸
1.进位 •氨酰-tRNA 按照mRNA 分子的编码 信息进入并 结合到核糖 体A位。
（二）延伸
2.成肽
•转肽酶催化 肽酰-tRNA上 的肽酰基转 移到A位氨酰 -tRNA上的氨 基酸α-氨基 上。
（二）延伸
3.转位
•转位酶催化核 糖体沿mRNA 的3‘方向移动 一个密码子的 距离，使 mRNA上的下 一个密码子进 入A位，肽酰tRNA由A位移 入P位。
（一）起始
1.Met-tRNAi与40S小亚基形成43S复合体； 2.mRNA与43S复合体形成48S复合体； 3.60S大亚基与48S复合体形成80S复合体。
帽子和尾巴
• 5’端甲基化帽子有助于识别起始因子开启翻译。
• 3’尾巴能提高翻译的效率。
（二）延伸
• 与原核生物的步骤相似。 • 分三步：
延伸因子
延伸因子
转肽酶
• 催化核糖体P位上的肽酰 基与A位氨酰-tRNA上氨 基酸的氨基之间形成肽 键的酶，叫转肽酶。
肽的合成是从N端到C端。
（三）终止
1. 释放因子释放多肽。 2. 核糖体循环因子进入A位点。 3. 转位酶使核糖体循环因子转位。 4. 核糖体解离。
释放因子
二、真核生物的肽合成
A UG
PA
3'
第二个 密码子
1.起始二元复合物的形成
mRNA＋30S小亚基
2.30S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi
3.70S起始复合物的形成
mRNA＋30S小亚基＋fMet－ tRNAi+50S大亚基
起始因子
SD序列
• 原核生物mRNA起始AUG上游10个碱基左右通常含 有一段称为SD的富含嘌呤的碱基序列（5‘AGGAGGU-3’），该序列可与30S亚基中16S rRNA 的3'端富含嘧啶碱基的反SD序列互补配对，以此帮 助mRNA从AUG处开始翻译。
三、修饰
（一）磷酸化 是指在蛋白激酶的催化作用下，ATP的γ-磷酸 基被转移到蛋白质特定位点上的过程。 通常蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基 是发生磷酸化的位点。
（二）糖基化
• 是指在糖基转移酶的作用下，蛋白质的特定 氨基酸残基被共价连接上寡糖链的过程。 • 糖链与氨基酸的连接主要有O型连接和N型 连接两种方式。
eRF3
常用抗生素抑制多肽链合成的原理
第三节 蛋白质的加工
一、肽链的折叠 （1）折叠酶
二硫键异构酶
肽酰脯氨酰顺反异构酶
（二）分子伴侣
• 分子伴侣是细胞内一类可识别肽链非天然构 象、帮助新生肽链正确折叠的一类保守蛋白 质的总称。
大肠杆菌中的 HSP70循环
二、剪切
（一）前体的切除 一些蛋白质以酶原或蛋白质前体的形式被分 泌出来，在细胞外被进一步加工剪切后，才 能成为有活性的酶。
（二）机制
1.氨基酸活化
（二）机制
2.装载氨基酸
五、底物
六、蛋白因子
起始因子 延伸因子 释放因子
原核生物 IF
EF
RF
真核生物 eIF
eEF
eRF
第二节 肽合成的过程
一、原核生物的肽合成 （一）起始 是指mRNA、起始氨酰tRNA与核糖体的大、小 亚基结合形成翻译起始 复合物的过程。
（一）起始
摆动性
• 反密码子与密码子之间的配对并不完全遵照 碱基互补规律，称为摆动配对。
二、tRNA
（一）结构特点 1.二级结构：三叶草结构
四环： 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 胸腺嘧啶假尿嘧啶胞嘧啶环 一臂： 氨基酸接受臂
2.三级结构——“倒L型”
（二）起始tRNA
密码子 氨基酸 表示方法
终止密码子： 琥珀石（UAG） 赭石（UAA) 卵白石(UGA)
起始密码子： AUG（甲硫氨酸）
2.特性
(1)完整性：有始有终 (2)方向性：5’到3’ (3)连续性：不中断、无重叠 (4)简并性：多对一 (5)统一性：万物统一 (6)摆动性：：3’位可变 (7)偏爱性：使用频率各异
简并性
• 一种氨基酸具有 两个或两个以上 的密码子为其编 码，这一特性称 为遗传密码的简 并性。