生物化学第14章翻译讲解
生物化学第十四章物质代谢调节
难点：
酶的诱导和阻遏的调节机制
第一节 物质代谢的调节类型特点
一. 神经系统的调节作用
在中区神经的控制下，通过神经递质对效应器发生 直接影响；或者改变某些激素的分泌，再通过各种激 素的相互协调，对整个代谢进行综合调 节。
特点：
短而快 具整体性 直接调 节代谢的作用 多数通过激素发挥作用
二. 激素水平的调节
第五节细胞水平的诱导与阻遏调节机制
一、构成酶与适应酶
根据酶的合成对环境影响的反应不同:
1.构成酶/组成酶
2.适应酶 诱导酶 阻遏酶
二、酶合成的诱导机制---乳糖操纵子
(一）阻遏蛋白的负调控
1. 关闭(无乳糖)
调节基因 操纵 启动子 基因 lacZ lacY
lacA
mRNA
蛋白质 阻遏蛋白 (有活性) Z: -半乳糖苷酶 Y: -半乳糖苷透过酶
通过改变生物体细胞代谢物的浓度,也可以改变某些 酶的活性或含量从而影响代谢反应的速度。
具组织特异性和效应特异性 缓慢而持久 特点： 局部性调 节部分代谢 由神经系统控制分泌
三. 细胞水平的调节
通过代谢物的浓度的改变,来调 节某些酶促反应的速度。 又称酶水平的调节 酶的活性 特点： 酶的数量
细胞水平的调节类型：
3.沉寂子（silencer）
最早在酵母中发现，以后在T淋巴细胞的T抗原受体基因的 转录和重排中证实沉寂子的作用的存在。 作用特点： 负调控顺式元件 可不受序列方向的影响 距离发挥作用 并可对异源基因的表达起作用
如： UAS（upstream acticity sequence） CAATbox（－70～－80） GC BOX（－80～－110）
(放大效应)
激素与受体结合 激活腺苷酸环化酶
生物化学试题及答案(14
生物化学试题及答案〔14〕第十四章基因重组与基因工程[测试题]一、名词解释：1.基因工程〔geneticengineering〕。
2.接合作用(conjugation)。
3.转化作用(transforation)。
4.转导作用(transduction)。
5.转座(transposition)。
6.转座子(transposons)。
7.同源重组(homologousrecombination)。
8.全然重组(generalrecombination)。
9.DNA克隆〔DNAcloning〕。
10.复制子(replicon)。
11.限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease)。
12.回文结构〔palindrome〕。
13.配伍末端〔compatibleend〕。
14.目的DNA〔targetDNA〕。
15.互补DNA(complementaryDNA；cDNA)。
16.克隆载体(cloningvector)。
17.表达载体(expressionvector)。
18.质粒(plasmid)。
19.α—互补(alphacomplementation)。
20.基因组DNA文库(genomicDNAlibrary)。
21.标志补救(markerrescue)。
22.转染〔transfection〕。
23.基因组DNA〔genomicDNA〕。
24.感受态细胞〔competentcell〕。
25.聚合酶链反响(polymerasechainreaction)。
26.cDNA文库(cDNAlibrary)。
27.保守性转座(conservativetransposition)。
28.复制性转座(duplicativetransposition)。
29.溶菌生长途径(lysispathway)。
30.溶源生长途径(lysogenicpathway)。
二、填空题：31.自然界的常见基因转移方式有____、____、____、____。
生物化学》ppt课件14.第十四章-基因表达调控
1.操纵子的结构与功能
一个操纵子=调节序列+启动序列+操纵序列+编码序列
⑴调节序列(inhibitor,I):编码一种阻遏蛋白(repressor) 。 ⑵启动序列(promoter,P):结合RNA聚合酶，启动转录。 ⑶操纵序列(operator,O):阻遏蛋白的结合位点。 ⑷编码序列(coding sequence):编码功能性蛋白，2~6个。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过
转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白 质分子的过程。
(二)基因表达的时间性及空间性
转录激活域
谷氨酰胺富含域 脯氨酸富含域
蛋白质-蛋白质结合域 (二聚化结构域)
1.同源结构域
2.锌指
3.碱C
H
C
Cys
H
His
其他氨基酸
(四)真核生物基因表达调控模式
1.真核生物基因表达调控较复杂，除转录起始阶段 受到调节外，在转录后水平、翻译水平及翻译后水平 等均受调控。
2.真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的 转录起始复合物。
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
生物化学(人卫版)名词解释整理
生物化学名词解释整理版章节根据人民卫生出版社第7版《生物化学》划分参考教学PPT、各教辅术后习题及试卷标准答案整理录入/清水秋香第一章蛋白质结构与功能isoelectric point, pI：氨基酸的等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。
此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。
Peptide bond：肽键。
由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的酰胺键。
Glutathione,GSH：谷胱甘肽。
由谷氨酸，半胱氨酸，甘氨酸组成的三肽。
是体内重要的还原剂。
peptide unit：肽单元。
参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元。
peptide plane:肽平面。
肽链主链的肽键C-N具有部分双键的性质，因而不能自由的旋转，使连接在肽键上的六个原子共处于一个平面上，此平面称为肽单位平面，又称酰胺平面。
通常是反式的。
α-helix:α-螺旋。
常见的蛋白质二级结构之一。
为具有最大氢键联系的右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm。
motif：模体。
在一个或几个蛋白质中出现的2个或2个以上二级结构元件的不同折叠形式，又称折叠或超二级结构。
也是在DNA中对特殊序列的描述。
zinc finger：锌指结构。
一种常见的模体。
由1个α-螺旋和2个反平行的β-折叠共3个肽段组成,形似手指, 能够结合锌离子,锌指具有结合DNA的功能。
Domain：结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。
Molecular chaperon：分子伴侣。
是细胞内一类可识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质正确折叠的保守蛋白质。
生物化学第14章翻译
第二步反应：酶找相应的tRNA
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
氨基酰tRNA合成酶的活性是绝对
专一性的，酶同时对氨基酸和tRNA 高度特异地识别。
氨基酰tRNA合成酶有20种，分别特异
Met f fMet-tRNAi
大肠杆菌起始密码子编码的met须甲酰化
CH3 S 转甲酰基酶 CH2 N10-CHO-FH4 CH2 O H2N CH COO tRNAfMet H-C-HN CH3 S CH2 CH2 CH COO tRNAfMet
真核细胞起始密码子编码的met不须甲酰化
20/56
合成原料：20种有遗传密码的氨基酸
能源：
ATP主要参与氨基酸的活化； GTP提供翻译起始、延长、终止阶段 所需能量
参与的蛋白质因子、酶及酶的辅助因子：
如起始阶段的起始因子、延长阶段的延 长因子、终止阶段的释放因子，转肽酶、
氨基酰-tRNA合成酶。
一、翻译模板mRNA及遗传密码
mRNA是遗传信息的携带者
3. 蛋白质的靶向输送
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA
–mRNA（messenger RNA, 信使RNA）
–rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA）
–tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
终止密码(termination coden):
UAA，UAG，UGA
遗 传 密 码 表
《生物化学》第十四章PPT
二、血浆蛋白的功能
（一）维持血浆胶体渗透压
• 因血浆白蛋白的分子量小，在血浆内的总含量大、摩尔浓度高，血浆胶体渗 透压的 75%～80% 由它维持。当血浆蛋白的浓度，尤其是血浆白蛋白的浓度 过低时，血浆胶体渗透压下降，可导致水分在组织间隙潴留，出现水肿。
（二）调节血浆 pH，维持酸碱平衡
• 蛋白质为两性电解质，血浆蛋白质的等电点大部分在 pH 4.0～7.3 之间，多以 负离子形式存在。血浆蛋白盐与相应的血浆蛋白组成缓冲对参与血浆 pH 的调 节。
-7-
第一节 血浆蛋白
一、血浆蛋白的分类与性质
（二）血浆蛋白的性质
1
2
3
45Leabharlann 6血浆蛋白质绝大 血浆蛋白质为分 部分由肝脏合成。 泌型蛋白质。
血浆蛋白质几乎 都是糖蛋白。
各种血浆蛋白质 都具有其特征性 的循环半衰期。
许多血浆蛋白质 有多态性。
急性炎症或组织 损伤时，某些血 浆蛋白水平增高。
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第一节 血浆蛋白
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第一节 血浆蛋白
一、血浆蛋白的分类与性质
2．电泳法
由于血浆蛋白分子量大小、表面电荷性 质及多少不同，它们在电场中的泳动速 度不同，采用电泳法可将血浆蛋白加以 分离。用等电聚焦电泳与聚丙烯酰胺电 泳组合的双向电泳，分辨力更高，可将 血浆蛋白分成一百余种。目前临床较多 采用简便快速的醋酸纤维薄膜电泳法。
生物化学
第十四章 血液的生化
目录页
Contents Page
第一节 血浆蛋白 第二节 血液凝固 第三节 红细胞的代谢
学习目标
Learning objectives
掌握血浆蛋白的功能；了解血浆蛋白的分类 和性质。
生物化学整理
生物化学整理——名词解释第6章酶1、寡聚酶：是由2个或2个以上相同或不同的亚基以非共价键相连组成的酶2、结合酶：由蛋白质和非蛋白质两部分组成的酶3、酶的必需基团：酶分子中与酶的活性密切相关的基团4、酶的活性中心：必需基团在酶蛋白一级结构上可能相距甚远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
这一区域称为酶的活性中心或称活性部位5、酶的特异性：酶对其所催化的底物具有严格的选择性。
即一种酶仅作用于一种或一类化合物，或作用于一种化学键，以催化一定的化学反应转变为产物6、立体异构特异性：一种酶仅作用于立体异构体中的一种，而对另一种则无作用7、必需激活剂：使酶由无活性转变为有活性的激活剂8、不可逆抑制剂作用：凡抑制剂与酶的必需基团以共价键结合引起酶活性散失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活的作用9、可逆性抑制作用：抑制剂以非共价键与酶或酶—底物复合物的特定区域结合，从而使酶活性降低或丧失，采用透析或超滤的方法，可将抑制剂除去，使酶恢复活性。
因此这类抑制是可逆的，被称为可逆性抑制作用10、竞争性抑制作用：抑制剂与底物结构相似，两者竞争与酶的活性中心结合，当抑制剂与酶结合后，可以阻碍酶与底物的结合，从而抑制酶活性的作用11、非竞争性抑制作用：抑制剂与活性中心以外的必需基团相结合，使酶的构象改变而失去活性的作用12、关建酶：在一系列连续的酶促反应中，只能催化单向反应，且速度较慢的酶，调节该酶活性可以影响整个代谢速度甚至改变代谢方向，这类酶被称为关建梅也称调节酶13、别构调节：某些代谢物能与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性。
这种调节称为酶的别构调节或变构调节14、化学修饰调节：酶蛋白肽链上的一些基团可在另一种酶的催化下发生化学修饰，使共价结合或脱去某些化学基团从而改变酶的活性，这种调节方式也称共价修饰调节15、酶原：有些酶在细胞内刚合成或初分泌时，是没有活性的酶的前体16、酶原的激活：酶原在一定条件下被水解掉部分肽段，并使剩余肽链构象改变而转变成有活性的酶17、同工酶：是指能催化相同化学反应，但酶分子的组成、结构、理化性质乃至免疫学性质或电泳行为均不同的一组酶第7章维生素1、维生素：维生素是维持正常人体代谢和生理功能所必需的一类低分子有机化合物2、维生素缺乏病：维生素在体内不断的代谢失活或直接排出体外，因此当维生素缺乏时可引起机体代谢失调，出现各种各样的疾病，严重者危及生命，此为维生素缺乏病3、水溶性维生素：根据溶解特性，将易溶于水的维生素，包括B族维生素4、脂溶性维生素：根据溶解特性，将不溶于水而易溶于脂肪及有机溶剂的维生素，主要包括维生素A、D、E、K5、维生素A原：即β胡萝卜素，食入的β胡萝卜素在小肠黏膜从中间断开，被转化成视黄醛，故将β胡萝卜素称为维生素A原6、维生素D原：麦角固醇和7—脱氢胆固醇分别为维生素D2和维生素D3的前体物质，被统称为维生素D原7、视紫红质：是指存在于视网膜杆状细胞内，由11—顺视黄醛和视蛋白组成的感受弱光的物质第8章糖代谢1、糖酵解：糖酵解是指葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下，分解为乳酸同时产生少量能量的过程2、糖的有氧氧化：糖的有氧氧化是指葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放大量能量的过程3、三羧酸循环：此过程从2碳的乙酰辅酶A与4碳的草酰乙酸缩合生成6碳的柠檬酸开始，经过多次脱氢和脱羧等反应，又生成4碳的草酰乙酸进入下一轮循环。
生物化学名词解释
生物化学名词讲解第一章蛋白质的结构与功能1.肽键：一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基经过脱去水分子后所形成的酰胺键称为肽键。
2.等电点：在某一pH溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，成点中性，此时溶液的pH称为该氨基酸或蛋白质的等电点。
3.模体：在蛋白质分子中，由两个或两个以上拥有二级结构的肽段在空间上相互凑近，形成一个特其他空间构象，并发挥特其他功能，称为模体。
4.结构域：分子量较大的蛋白质三级结构常可切割成多个结构亲近的地域，并执行特定的功能，这些地域被称为结构域。
5.亚基：在蛋白质四级结构中每条肽链所形成的完满三级结构。
6.肽单元：在多肽分子中，参加肽键的4个原子及其两侧的碳原子位于同一个平面内，称为肽单元。
7.蛋白质变性：在某些理化因素影响下，蛋白质的空间构象破坏，进而改变蛋白质的理化性质和生物学活性，称之为蛋白质变性。
1/14第二章核酸的结构与功能1.DNA变性：在某些理化因素作用下，DNA分子牢固的双螺旋空间构象破环，双链解链变成两条单链，但其一级结构仍完满的现象称DNA变性。
2.Tm：即溶解温度，或解链温度，是指核酸在加热变性时，紫外吸取值达到最大值50%时的温度。
在Tm时，核酸分子50%的双螺旋结构被破坏。
3.添色效应：核酸加热变性时，由于大量碱基裸露，使260nm处紫外吸取增加的现象，称之为添色效应。
4.HnRNA：核内不均一RNA。
在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA分子大得多，称为核内不均一RNA。
hnRNA在细胞核内存在时间极短，经过剪切成为成熟的mRNA，并依赖特其他体系转移到细胞质中。
5.核酶：也称为催化性RNA，一些RNA拥有催化能力，能够催化自我拼接等反应，这种拥有催化作用的RNA分子叫做核酶。
6.核酸分子杂交：不相同本源但拥有互补序列的核酸分子按碱基互补配对原则，在合适条件下形成杂化双链，这种现象称核酸分子杂交。
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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 反向配对 结合，但反密码与密码间不 严格遵守常见的碱基配对规律，称为 摆动配对。
摆动配对
U
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA 反密码子 第1位碱基
(adaptor) 的作用。
密码子—tRNA反密码子—氨基酸是对号入座。
如：密码子GGU--携带反密码子ACC的tRNA--Gly
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? 氨基酸的活化
（一）氨基酰-tRNA 合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase)
氨基酸 + tRNA 氨基酰-tRNA 合成酶 氨基酰- tRNA
?合成原料：20种有遗传密码的氨基酸
?能源： ATP 主要参与氨基酸的活化； GTP 提供翻译起始、延长、终止阶段
所需能量
?参与的蛋白质因子、酶及酶的辅助因子：
如起始阶段的起始因子、延长阶段的延 长因子、终止阶段的释放因子，转肽酶、
氨基酰-tRNA 合成酶。
一、翻译模板mRNA及遗传密码
? mRNA 是遗传信息的携带者
5? PPP
3?
真核生物的单顺反子
5? mG - PPP
蛋白质
3?
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列
起始密码子
终止密码子
? mRNA上存在遗传密码
mRNA 分子上从5?至3?方向，由AUG开 始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一 个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号， 称为三联体密码(triplet coden) 。
?遗传密码的特点 1. 方向性
5?端 3?端
2. 连续性(commaless)
编码蛋白质氨基酸序列的 各个三联体密码连续阅读，密 码间既无间断也无交叉 。
?基因损伤引起mRNA 阅读框架内的碱 基发生插入或缺失，可能导致框移突 变(frameshift mutation) 。
3. 简并性(degeneracy)
核蛋 白体 S 70S
rRNA
蛋白 质
原核生物
小亚基 大亚基
30S
50S
核蛋 白体
80S
16S- 5S-rRNA rRNA 23S-rRNA
rpS 21 种
rpL 36 种
真核生物
小亚基 大亚基
40S
18SrRNA
rpS 33 种
60S 28S-rRNA 5S-rRNA
5.8SrRNA
rpL 49 种
第十四章
蛋白质的生物合成 （翻译）
Protein Biosynthesis ，Translation
?蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核 酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息， 通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质 一级结构中20种氨基酸的排列顺序 。
解决以下的几个问题：
1. 氨基酸的选择和参与
除Met、Trp 外，其余氨基酸均由2个 以上密码子编码。 同义密码子
但每一个密码子仅对应一个氨基酸。
不同物种对密码子有“偏爱性”。
3. 简并性(degeneracy)
4. 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。
原核生物翻译过程中核蛋白ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构模式:
P位：肽酰位 (peptidyl site)
A位：氨基酰位 (aminoacyl site)
E位：排出位 (exit site)
三、tRNA是蛋白质合成的搬运工具
氨基酸臂
反密码环
tRNA的功能： 1. 搬运氨基酸； 2. 活化氨基酸； 3. 在密码子与对应氨基酸之间起接合体
? 遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为 顺反子(cistron) 。
? 原核细胞中数个结构基因常串联为一个 转录单位，转录生成的 mRNA 可编码几 种功能相关的蛋白质，为多顺反子 (polycistron) 。
? 真核mRNA 只编码一种蛋白质，为 单顺 反子(single cistron) 。
原核生物的多顺反子
2. 合成的蛋白质如何从无活性 变得有活性？
3. 蛋白质的靶向输送
第一节
蛋白质合成体系
Protein Biosynthesis System
参与蛋白质生物合成的物质包括 ? 三种RNA
–mRNA （messenger RNA, 信使RNA） –rRNA （ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） –tRNA （transfer RNA, 转移RNA）
I
U G AC
mRNA 密码子 第3位碱基
U, C, A
A, G
U, C
U
G
二、核蛋白体是多肽链合成的装置
组成、结构与功能特点： 1. 结构复杂而精密 由数种rRNA（占60%左右） 及数十种蛋白质组成。
2. rRNA 起着主导的作用，蛋白质 协助维持rRNA 的功能区域。
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不同细胞核蛋白体的组成
真核生物：
Met-tRNA
Met i
原核生物：
fMet-tRNA
fMet i
大肠杆菌起始密码子编码的met 须甲酰化
CH 3
CH 3
S
转甲酰基酶
S
CH 2 CH 2 H2N CH COO
ATP
AMP ＋PPi
第一步反应：酶找相应的氨基酸
氨基酸 ＋ATP-E —→ 氨基酰 -AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应：酶找相应的tRNA
氨基酰 -AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰 -tRNA ＋
AMP ＋ E
?氨基酰tRNA 合成酶的活性是绝对 专一性的，酶同时对氨基酸和 tRNA 高度特异地识别。
?氨基酰tRNA 合成酶有20种，分别特异 性识别相应的 20种氨基酸 和相应的 tRNA. 。
?氨基酰-tRNA 合成酶具有校正活性 (proofreading activity) 。 ?氨基酰-tRNA 的表示方法：
Ala-tRNA Ala Ser-tRNA Ser Met-tRNA Met
（二）起始肽链合成的氨基酰 -tRNA
起始密码(initiation coden): AUG 终止密码(termination coden):
UAA，UAG，UGA
遗 传 密 码 表
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(open reading frame, ORF) 。