翻译后加工
原核生物和真核生物基因表达调控复制、转录、翻译特点的比较
原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。
真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。
原核生物基因以操纵子的形式存在。
转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。
翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。
真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。
蛋白质翻译后修饰与加工
VS
信号转导
在信号转导过程中，蛋白质的翻译后修饰 可以影响蛋白质与其他信号分子或受体的 结合，从而调控信号转导通路的激活或抑 制。
蛋白质构象变化
构象变化
某些蛋白质在翻译后经过特定的化学修饰， 如磷酸化、乙酰化等，这些修饰可以改变蛋 白质的构象，从而影响蛋白质的功能。
结构域运动
蛋白质的结构域之间可以发生相对运动，这 种运动可以影响蛋白质与其他分子的结合或 构象变化，从而调控蛋白质的功能。
糖基化
总结词
糖基化是一种在蛋白质翻译后发生的修饰，通过将糖链连接到蛋白质的特定氨基酸残基上，影响蛋白质的结构和 功能。
详细描述
糖基化分为两种类型：N-糖基化和O-糖基化。N-糖基化发生在新生蛋白的N-端，而O-糖基化发生在丝氨酸或苏 氨酸残基上。糖基化可以影响蛋白质的稳定性、分泌和细胞间的相互作用，参与多种生物学过程，如细胞识别、 信号转导和免疫应答等。溶酶体途径Fra bibliotek溶酶体
是一种细胞器，内部含有多种水解酶，能够分解各种生物大分子。
溶酶体途径
是指通过溶酶体降解细胞内物质的过程。
04
蛋白质定位与转运
核定位信号
01
02
03
04
核定位信号（NLS）
是一种特殊的氨基酸序列，能 够引导蛋白质进入细胞核。
核输出信号（NES）
存在于某些蛋白质中，能够将 蛋白质从细胞核输出到细胞质 。
酶的激活
某些蛋白质在翻译后经过特定的化学 修饰，如磷酸化、乙酰化或甲基化等， 这些修饰可以改变酶的构象或电荷分 布，从而激活酶的活性。
酶的失活
某些蛋白质经过特定的化学修饰后， 如泛素化或糖基化等，会导致酶的活 性降低或完全失活，从而调控蛋白质 的降解或功能。
分子生物学-蛋白质生物合成和翻译后加工
分子生物学-蛋白质生物合成和翻译后加工(总分：283.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：15，分数：30.00)1.密码子(codon)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(mRNA上桕邻的三个核苷酸在蛋白质合成时代表一种氨基酸，称为密码子。
共有64组密码，其中AUG是起始密码，也是Met的密码子，UAG、UGA、UAA是终止密码子。
)解析：2.反密码子(anticodon)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(tRNA反密码环上的三联体核苷酸残基序列。
在翻译期间，反密码子与mRNA上的密码子反向互补。
)解析：3.密码子的摆动性(wobbling)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(密码子第三位碱基与反密码子第一位碱基配对时，不一定完全遵循A-U、G-C的配对原则，可有一定的变动，称为密码子的摆动性(wobbling)。
)解析：4.密码子的简并性(degeneracy)（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(在编码氨基酸的61组密码子中，除Met和Trp只有一组密码子外，其余氨基酸均有2组或2组以上，同一种氨基酸有两组或更多密码子的现象称为密码子的简并性。
以“前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程”为例说明蛋白质翻译后的加工
以“前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程”为例说明
蛋白质翻译后的加工
胰岛素由A、B两个肽链组成.人胰岛素(Insulin Human)A链有11种21个氨基酸,B链有15种30个氨基酸,共16种51个氨基酸组成。
其中A7-B7、A20-B19半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键,使A、B两链连接起来.此外A链中A6与A11之间也存在一个二硫键。
胰岛素受体是由两个α亚单位和两个β亚单位构成的四聚体,为跨膜糖蛋白.胰岛素受体本身具有酪氨酸蛋白激酶活性,胰岛素与受体结合可激活该酶,使受体内的酪氨酸残基发生磷酸化,这对跨膜信息传递、调节细胞的功能起着十分重要的作用。
由胰腺分泌.胰岛素合成的控制基因在第11对染色体短臂上.基因正常则生成的胰岛素结构是正常的；若基因突变则生成的胰岛素结构是不正常的,为变异胰岛素.在β细胞的细胞核中,第11对染色体短臂上胰岛素基因区DNA向mRNA 转录,mRNA从细胞核移向细胞浆的内质网,转译成由105个氨基酸残基构成的前胰岛素原.前胰岛素原经过蛋白水解作用除其前肽,生成86个氨基酸组成的长肽链——胰岛素原（Proinsulin）.胰岛素原随细胞浆中的微泡进入高尔基体,经蛋白水解酶的作用,切去31、32、60精氨酸连接的链,断链生成没有作用的C肽,同时生成胰岛素,分泌到B细胞外,进入血液循环中.未经过蛋白酶水解的胰岛素原,一小部分随着胰岛素进入血液循环,胰岛素原的生物活性仅有胰岛素的5%。
胰岛素半衰期为5－15分钟.在肝脏,先将胰岛素分子中的二硫键还原,产生游离的AB链,再在胰岛素酶作用下水解成为氨基酸而灭活.。
转录和转录水平的调控要点
SECTION 5转录和转录水平的调控重点：转录的反应体系，原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特点，RNA的转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。
真核RNA的转录后加工，包括各种RNA前体的加工过程。
基因表达调控的基本概念、特点、基本原理.乳糖操纵子的结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SOS反应。
难点:转录模板的不对称性极其命名，原核生物及真核生物的转录起始，真核生物的转录终止，mRNA前体的剪接机制（套索的形成及剪接），第Ⅰ、Ⅱ类和第Ⅳ类内含子的剪接过程,四膜虫rRNA前体的加工,核酶的作用机理。
真核基因及基因表达调控的特点、顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类和特点. 以及它们在转录激活中的作用。
一．模板和酶：要点1．模板RNA的转录合成需要DNA做模板，DNA双链中只有一股链起模板作用，指导RNA合成的一股DNA链称为模板链（template strand），与之相对的另一股链为编码链（coding strand），不对称转录有两方面含义：一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上.2．RNA聚合酶转录需要RNA聚合酶。
原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ’称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。
α2ββ'σ称为全酶，转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。
真核生物RNA聚合酶有RNA-pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA 和tRNA。
3.模板与酶的辨认结合转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。
在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子.典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。
真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列（酵母细胞）、增强子等等。
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。
蛋白质生物合成—翻译及翻译后过程
A
C
C
氨基酸臂
反密码环
氨基酸的活化
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi 氨基酰-AMP-E ＋ tRNA→ 氨基酰-tRNA＋ AMP ＋ E
翻译中运输过程 （信号肽假说）
信号肽(Signal sequence) —能启动蛋白质运转的任何一 段多肽
使核蛋白体与内质网上的受体结合，合成的肽链进入 内质网内腔运至靶器官，信号肽酶切除信号肽，使成熟 的蛋白质释放至胞外
原核延长因子
生物功能
对应真核延长 因子
EF-Tu EF-Ts EFG
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合 分解GTP
调节亚基
有转位酶活性，促进mRNA-肽酰tRNA由A位前移到P位，促进卸载 tRNA释放
EF-1-α EF-1-βγ
EF-2
（一）进位
又称注册(registration)
指根据mRNA下一 组遗传密码指导，使相 应氨基酰-tRNA进入核 蛋白体A位。
过氧化体蛋白 溶酶体蛋白
信号序列或成分 信号肽 信号肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列) N端靶向序列（20～35氨基酸残基） 核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-， SV40 T抗原） -Ser-Lys-Leu-（PST序列） Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）
原核生物mRNA的特点
S-D序列：原核生物mRNA起始密码AUG上游8~13核苷酸 处，存在一段5′-UAAGGAGG-3′的保守序列，称为S-D 序列。是mRNA与核蛋白体识别、结合的位点
原核生物和真核生物基因表达调控复制、转录、翻译特点的比较
原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。
真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。
原核生物基因以操纵子的形式存在。
转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。
翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TA TA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。
真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。
蛋白质翻译后加工及其生物学意义
羧基化
一些蛋白质的谷氨酸 天冬氨酸可发生羧化作用 一些蛋白质的谷氨酸和天冬氨酸可发生羧化作用 谷氨酸和
例如： 例如： 血液凝固蛋白酶 原的谷氨酸在翻 译后羧化成γ 译后羧化成γ-羧 基谷氨酸， 基谷氨酸，后者 可以与Ca2+螯合 螯合。 可以与Ca2+螯合。 这依赖于羧化酶 这依赖于羧化酶 的催化作用
糖基化
在多肽链合成过程中或在合成之后常以共价 键与单糖或寡糖侧链连接，生成糖蛋白 糖蛋白。 键与单糖或寡糖侧链连接，生成糖蛋白。这些糖可 连接在天冬酰胺的酰胺上(N 连接寡糖)或连接在丝 天冬酰胺的酰胺上(N连接在天冬酰胺的酰胺上(N-连接寡糖)或连接在丝 氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基上(O-连接寡糖) 的羟基上(O 氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基上(O-连接寡糖)
方式： 方式：通过多萜醇作为寡聚糖供体把整个 寡聚糖转移到肽链上
4、新生肽链中非功能片段切除
不少多肽类激素和酶的前体 不少多肽类激素和酶的前体 需要经过加工才能变为活性分 子 如：胰蛋白酶原经过加工切去 部分肽段才能成为有活性的胰 蛋白酶。 蛋白酶。
5、亚单位的聚合
有许多蛋白质是由二个以上亚基构成的， 有许多蛋白质是由二个以上亚基构成的， 二个以上亚基构成的 这就需这些多肽链通过非共价键聚合 非共价键聚合成多 这就需这些多肽链通过非共价键聚合成多 聚体才能表现生物活性。 聚体才能表现生物活性。
伴侣蛋白与疾病
伴侣蛋白可以导致疾病的发生。如蛋白产物极细微的折 伴侣蛋白可以导致疾病的发生。 叠异常，虽然对活性影响不大，却可以被“质控系统” 叠异常，虽然对活性影响不大，却可以被“质控系统”滞留 在内质网，不能实现正常的转位、转运或分泌， 在内质网，不能实现正常的转位、转运或分泌，导致疾病发 生。
分子生物学-25
分子生物学-25(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、选择题(总题数：40，分数：100.00)1.信号肽的特点不包括：（分数：2.50）A.与细胞质中的信号识别颗粒结合B.在蛋白质分拣完成后被信号肽酶切除C.一段疏水性氨基酸残基序列D.N端一小段富含亲水性氨基酸的序列√解析：2.翻译后加工不包括：（分数：2.50）A.氨基酸残基的共价修饰B.亚基的聚合C.由分子伴侣辅助折叠成空间构象D.新生多肽链从核糖体离开通道释放√解析：[解析] 新生多肽链从核糖体离开通道释放属于翻译终止阶段的事件，不属于翻译后加工。
3.由细胞核DNA编码的膜蛋白是在______上合成的。
（分数：2.50）A.与核膜结合的核糖体B.高尔基体C.与内质网结合的核糖体√D.游离核糖体解析：[解析] 细胞核基因编码的膜蛋白通过共翻译途径定向和分拣，在与内质网结合的核糖体上合成。
4.能够引起细胞内蛋白质降解的反应是：（分数：2.50）A.泛素化√B.去泛素化C.磷酸化D.去磷酸化解析：[解析] 泛素化蛋白质可以由蛋白酶体降解。
5.参与蛋白质降解的酶是：（分数：2.50）A.转移酶B.蛋白酶√C.连接酶D.引发酶解析：[解析] 蛋白酶催化蛋白质降解。
6.不属于翻译后加工的是：（分数：2.50）A.赖氨酸N-乙酰化B.丝氨酸O-磷酸化C.天冬氨酰N-糖基化D.甲硫氨酸N-甲酰化√解析：[解析] 甲硫氨酸N-甲酰化是原核生物翻译起始复合物形成时发生的反应。
7.信号识别颗粒(SRP)是一种______。
（分数：2.50）A.含有RNA和蛋白质的核糖核蛋白√B.含有糖的糖蛋白C.含有DNA的蛋白质D.含有脂类的蛋白质解析：8.细胞核运输的方向性受Ran蛋白状态直接控制，______存在于细胞核内。
（分数：2.50）A.RanB.Ran-GTP √C.Ran-GDPD.Ran-GMP解析：[解析] Ran-GTP负责将输入素13转运出核，在细胞质中GTP酶活性被激活，水解成GDP结合形式。