简述原核生物蛋白质的生物合成过程
生物化学简答题及答案
1．说明动物体内氨的来源、转运和去路。
答:（一）体内氨的来源1.氨基酸脱氨氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。
2.肠道吸收的氨一是肠道细菌通过腐败作用分解蛋白质和氨基酸产生氨，二是血中尿素扩散入肠道后经细菌尿素酶作用下水解产生氨。
3.肾小管上皮细胞分泌氨在肾小管上皮细胞内，谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺水解生成谷氨酸和氨。
肠道和原尿中的pH对氨的来源有一定的影响，NH3易吸收入血，NH+4不易透过生物膜，在碱性环境中，NH+4易转变为NH3，所以肠道pH 偏碱时，氨的吸收增加。
（二）氨的转运1.丙氨酸一葡萄糖循环肌肉中的氨基酸经转氨基作用将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，丙氨酸经血液运到肝。
在肝中，丙氨酸通过联合脱氨基作用，释放出氨，用于合成尿素。
转氨基后生成的丙酮酸可经糖异生途径生成葡萄糖，葡萄糖由血液输送到肌组织，沿糖分解途径转变成丙酮酸，后者再接受氨基而生成丙氨酸。
这一途径称为丙氨酸一葡萄糖循环。
通过这个循环，即使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。
2.谷氨酰胺的生成作用在脑、心脏及肌肉等组织中，谷氨酸与氨由谷氨酰胺合成酶催化生成谷氨酰胺。
谷氨酰胺生成后可及时经血液运向肾、小肠及肝等组织，以便利用。
在肾由谷氨酰胺酶水解为谷氨酸与氨，氨被释放到肾小管腔中和肾小管腔的H’以增进机体排泄多余的酸。
所以，谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输的形式。
（三）氨的去路1.尿素合成这是氨的主要代谢去路。
肝是合成尿素最主要的器官，通过鸟氨酸循环过程完成的。
首先NH3和CO2在ATP、Mg2+及N\|乙酰谷氨酸存在时，合成氨基甲酰磷酸，氨基甲酰磷酸在线粒体中与鸟氨酸氨在鸟氨酸氨基甲酰基转移酶催化下，生成瓜氨酸，然后瓜氨酸与另一分子的氨结合生成精氨酸，最后在精氨酸酶的作用下，水解生成尿素和鸟氨酸。
鸟氨酸再重复上述反应。
尿素合成是一个耗能过程，每生成一分子尿素需要4个高能键，尿素中的两个氮原子，一个来自氨基酸脱氨基生成的氨，另一个则来自天冬氨酸。
蛋白质生物合成
There are sporadic alterations of the universal code
Changes in the genetic code in mitochondria can be traced in phylogeny. The minimum number of independent changes is generated by supposing that the AUA=Met and the AAA=Asn changes each occurred independently twice, and that the earlyAUA=Met change was reversed in echinoderms.
（一）三联子密码定义
遗传密码: DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白质 中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。 密码子(codon)：mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白 质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密 码子或三联体密码(triplet coden) 。
mRNA
5’ GCU AGU ACA AAA CCU 3’
CAT
CAT
CAT
CAT
ATC
CAT CAC ATC CAT CAC AXT
ATC ATC CAT
CAT CAT
CAX
TXC
ATX
CAT
CAT
CAT
以均聚物为模板指导多肽的合成
Poly U 为模板，产生的多肽链为Poly Phe
Poly C 为模板，产生的多肽链为Poly Pro Poly A 为模板，产生的多肽链为Poly Lys
甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为
第十五章 蛋白质的生物合成-翻译
二、tRNA
tRNA是氨基酸的搬运工具。 tRNA是多肽链和mRNA之间的 重要转换器。 每一种氨基酸可以有一种以上 tRNA作为运载工具。 能够携带相同氨基酸而反密码子 不同的一组tRNA分子称为氨基 酸的同工受体tRNA （isoaccepting tRNA） 。
tRNA须具备的功能 • 与氨基酸结合（3’末端） • 识别特异的氨酰-tRNA合成酶（D环） • 识别mRNA链上密码子 • 与核糖体结合，使延长中的肽链附着于核糖体上（TψC环）
蛋白质生物合成过程包括： 1. 氨基酸的活化； 2. 合成起始； 3. 肽链延伸：进入、转肽、移位； 4. 终止合成。
一、氨基酸的活化
二、合成的起始阶段
核糖体大小亚基分离； mRNA在小亚基定位结合； 起始氨酰tRNA的结合； 核糖体大亚基结合。
1. 核糖体大、小亚基分离 IF1和IF3与30S小亚基结合，促进核糖体大、小
翻译过程实际上就是由tRNA携带着氨基酸，逐一识别 mRNA上的密码子，并将氨基酸依密码子的排序相互 连接的过程。核糖体是翻译的场所。
一、mRNA模板和遗传密码
• mRNA是翻译的直接模板。 （一）遗传密码的破译
mRNA上四种核苷酸→组成蛋白质的20种aa
核苷酸与氨基酸对应关系？
3个相邻的核苷酸→1个aa， 有43种排列→64种密码子
• 核糖体可以看作是一个大分子的机构，它具有许多精密的 配合部分，来挑选并管理参与蛋白质合成的各个组分。它 参与多肽链的启动、延伸和终止的各种因子的识别。
原核生物核糖体
5S rRNA， 23S rRNA 50S
34种蛋白质 70S
16S rRNA 30S
21种蛋白质
真核生物核糖体
5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA 60S
蛋白质的生物合成过程
六、释放因子（RF） 原核生物中有4种，在真核生物中只有1种。 其主要作用是识别终止密码，协助多肽链的 释放。
七、氨基酰tRNA合成酶
该酶存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及 氨基酰tRNA的合成有关。
每种氨基酰tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨基 酸的数种tRNA具有高度特异性，这是保证tRNA能 够携带正确的氨基酸对号入座的必要条件。 目前认为，该酶对tRNA的识别，是因为在tRNA的 氨基酸臂上存在特定的识别密码，即第二套遗传密 码。
五、延长因子（EF）
原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS， EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。其 作用主要促使氨基酰tRNA进入核 蛋白的受体， 并可促进移位过程。
EFTU（GTPase） EFT 原核 EFTS EFG（转位酶） 真核 α （GTPase） EF1 β γ EF2（转位酶）
一、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 (coden) 。共有 64种不同的密码。 原核生物的转录与翻译同步进行 无义突变 蛋白质的合成是N端——C端
密码的连续性
二、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，生成氨基酸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(anticoden)。 反向互补
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，但每两个相邻 核蛋白之间存在一定的间隔，形成念球状结构。
由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽 链的翻译所形成的念球状结构称为多核蛋白体。
第十一章 蛋白质的生物合成复习题-带答案
第十一章蛋白质的生物合成一、名词解释126、翻译答案：（translanion）以mRNA为模板，氨酰—tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
127、密码子答案：（codon）mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的，mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。
128、密码的简并性答案：（degeneracy）一个氨基酸具有两个以上密码子的现象。
129、同义密码子答案：（synonym codon）为同一种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码子。
130、反密码子答案：(anticodon)指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程中通过碱基配对,识别并结合到mRNA的特殊密码子上.131、多核糖体答案：（polysome）mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。
二、填空题158、在细菌细胞里，独立于染色体之外的遗传因子叫，它是一个状双链DNA，在基因工程中，它作为。
答案：质粒；环；基因载体159、hnRNA加工过程中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列叫，不在mRNA上出现，不代表蛋白质的DNA序列叫。
答案：外显子；内含子160、蛋白质的生物合成是以mRNA为模板，以为原料直接供体，以为合成场所。
答案：氨酰-tRNA；核糖体161、生物界共有个密码子，其中个为氨基酸编码，起始密码子为，终止密码子为，，。
答案：64；61；AUG；UAA、UAG、UGA162、原核生物的起始tRNA以表示，真核生物的起始ｔRNA以表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以表示。
答案：tRNA f；tRNAi；tRNAm163、植物细胞中蛋白质生物合成可在，和三种细胞器中进行。
答案：核糖体、线粒体、叶绿体164、原核生物中的释放因子有三种，其中RF—1识别终止密码子，；RF—2识别，；真核中的释放因子只有一种。
蛋白质生物合成
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 合物，是一种GTP结合蛋 白，可促进核糖体与RF-1 和RF-2的结合。
RF1 or RF2
UAA
终止密码子
5．多聚核糖体（polyribosome, or polysome）
原核生物的EF有EF-T和EF-G两类:
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。
密码子
UGA UGG
通用编码
终止信号 色氨酸
人线粒体编码
色氨酸 色氨酸
AUA
AUG AGA AGG
异亮氨酸
甲硫氨酸 精氨酸 精氨酸
甲硫氨酸
甲硫氨酸 终止信号 终止信号
二、核糖体（ribosome）－蛋白质合成的场所 • 核糖体像一个能沿mRNA模板移动的工 厂，执行着蛋白质合成的功能。它是由 几十种蛋白质和几种核糖体RNA （ribosomal RNA，rRNA）组成的亚细胞 颗粒。一个细菌细胞内约有20000个核糖 体，而真核细胞内可达106个，在未成熟 的蟾蜍卵细胞内则高达1012。核糖体和 它的辅助因子为蛋白质合成提供了必要 条件。
1.氨基酸的活化： 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
• 蛋白质合成的真实性主要决定于AA- tRNA合 成酶是否能使氨基酸与对应的tRNA相结合。 AA-tRNA合成酶既要能识别tRNA，又要能识 别氨基酸，它对两者都具有高度的专一性。 不同的tRNA有不同碱基组成和空间结构，容 易被tRNA合成酶所识别，困难的是这些酶如 何识别结构上非常相似的氨基酸。
蛋白质合成机制
4 磷酸化 近年来，已经发现由蛋白激酶和蛋白磷酸化酶催化的蛋白质磷 酸化/去磷酸化在原核生物中十分普遍。磷酸化/去磷酸化的意 义还不太清楚。目前只知在细菌趋化性和氮代谢调空中有瞬间 的磷酸化作用。
（一）翻译起始 真核生物核蛋白体为80S（60S + 40S）。10种起始因子， 生 成起始复合物步骤 IF eIF 亚基分离起始tRNA就位mRNA就位 大亚基结合 IF-3、IF-1IF-2、IF-1核酸-核酸、核酸-蛋白质之间 的辨认结合各种IF脱落，GTP水解 eIF-3、eIF-3A、 eIF-4CeIF-2、eIF2B、eIF- 3、eIF-4CeIF-4、eIF-4A、eIF-4B、 eIF-4E 、eIF-4F
蛋白质合成的一般过程
(一) 翻译起始
（1）小亚基与mRNA结合
（2）起始氨酰tRNA进入P位点，它的反密码子与mRNA上的 起始密码子AUG碱基配对。
（3）大亚基与小亚基结合形成起始复合物。
(二) 延伸
方向：mRNA 5/
3/
新生肽： N/
C/
（1）就位：第二个氨酰tRNA通过密码子—反密码子的配对 作用进入核糖体的A位点（氨基位点）。
1
蛋白质合成的一般过程
2 原核生物蛋白质合成的过程
3 真核生物蛋白质合成的过程
4 蛋白质合成机制的研究前景
蛋白质合成的机理
真核生物和原核生物在蛋白质合成 方面有许多共同之处，因此，我们 先学习蛋白质合成的一般过程，然 后分别看一下原核和真核蛋白质合
成的具体过程。
1 蛋白质合成的一般过程
分生简答题
一、名词解释：第二信使，受体，G蛋白，PKA，IP3、DAG、CaM，受体型酪氨酸蛋白激酶，Ras蛋白，STAT，配体，G 蛋白，细胞信号转导，衔接蛋白，钙调蛋白，G 蛋白偶联受体；基因工程，限制性核酸内切酶，粘性末端，cDNA文库，基因组文库，质粒，感受态细胞，癌基因，抑癌基因，原癌基因。
二、问答/简答题1. 简述跨膜信号转导途径的一般过程。
（一）通过具有特殊感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导1．化学（配体）门控通道2．电压门控通道3．机械门控通道（二）由膜的受体-G蛋白-效应器酶共同完成的跨膜信号转导1．如肾上腺素→相应膜受体→Gs蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP →生物学效应2．受体→G蛋白→磷脂酶C→二酰甘油（DG）>→生物学效应三磷酸肌醇（IP3）（三）由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导2. 膜受体介导的信号转导途径有哪些？细胞外信号分子与靶细胞膜表面受体的结合来触发细胞内的信号转导过程。
细胞外传递特异信号的信号分子称为第一信使，细胞内传递信号的小分子物质（如cAMP、cGMP、Ca2+ 、DAG、IP3）及TPK等称为第二信使（一）环核苷酸信号转导途径，以cAMP或cGMP作为第二信使，通过细胞内环核苷酸浓度的改变来进行信号转导。
（二）脂类衍生物信号转导途径磷脂类化合物是构成生物膜的重要成分，由各种磷脂酶催化其水解后生成的若干衍生物，常常也是细胞信号转导的第二信使，（三）Ca2+信号转导途径由于细胞内许多生物大分子，如酶、蛋白因子、结构蛋白等对Ca2+有依赖性，胞浆[Ca2+]的改变将会引发细胞若干生理功能的变化，因此Ca2+是细胞内一种重要的信号物质。
Ca2+信号转导途径以胞浆[Ca2+]的升高为特征，其级联反应包括：电信号或化学信号→钙通道→胞浆[Ca2+]→CaM→CaM-PK→底物蛋白/酶→生理效应。
3.说明受体的种类及其与配体结合或相互作用的主要特点。
分类：细胞膜受体和细胞内受体两大类。
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简述原核生物蛋白质的生物合成过程
原核生物蛋白质的生物合成是一个复杂而又有趣的过程，它源自于原核生物的信使RNA（mRNA）以及重组酶。
将mRNA的信息合成蛋白质的过程有一套完整而精确的步骤，也就是翻译细胞机器，其中包括选择进入细胞外生产蛋白质的mRNA，将其置于编码酶（称为核糖体）上，以及将信使RNA的信息传输给酶。
简单来说，原核生物蛋白质的生物合成过程可以分为四个主要部分：信使RNA的产生，宿主细胞的准备，信使RNA的翻译，以及蛋白质的后处理。
首先，信使RNA（mRNA）产生是负责传输蛋白质信息（二级结构）的基础。
早期研究表明，它主要是从DNA中翻译出来的，然后在某些特定情况下将其吞噬。
最近的研究结果表明，蛋白质合成还可以受到外界因素（比如水平、应激因子、药物、生物因素等）的影响。
其次，宿主细胞准备如何控制细胞内的蛋白质合成。
它需要提供足够的资源，以便支持mRNA的运行，并保证细胞中其他重要的代谢作用的正常运行。
接下来，信使RNA的翻译是核糖体结合到mRNA上的过程，它是把DNA信息转换成蛋白质的基础。
这个过程是由核糖体和载脂蛋白组成的转录结构进行的，该结构非常重要，因为它决定着原核生物蛋白质合成是如何发生的。
最后，蛋白质的后处理要求运用蛋白质修饰酶，这意味着蛋白质需要在被放入细胞前进行处理，以便让它在细胞中正常运作。
也需要进行折叠，以及聚集，以便准备参与细胞里的活动以及维持正确的结构和功能。
总而言之，原核生物蛋白质的生物合成是一个复杂的过程。
它的核心是mRNA翻译，这又是由核糖体转录结构负责的。
除此之外，宿主
细胞准备和蛋白质后处理也是必不可少的组成部分，因为它们都可以影响蛋白质在中的表现和功能。