第十四章 蛋白质的生物合成 中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。 翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。

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1 第十四章 蛋白质的生物合成 中心法则指出，遗传信息的表达最终是合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质，这种以mRNA上所携带的遗传信息,到多肽链上所携带的遗传信息的传递，就好象以一种语言翻译成另一种语言时的情形相似，所以称以mRNA为模板的蛋白质合成过程为翻译(translation)。 翻译过程十分复杂，需要mRNA、tRNA、rRNA和多种蛋白因子参与。在此过程中mRNA为合成的模板，tRNA为运输氨基酸工具，rRNA和蛋白质构成核糖体，是合成蛋白质的场所，蛋白质合成的方向为N—C端。

2 DNA 遗传信息流动示意图 mRNA 核糖体 tRNA

3 第一节 蛋白质合成体系 第二节 蛋白质合成的机理 第三节 肽链合成后的折叠与加工 第四节 蛋白质定位

4 第一节 蛋白质合成体系 一、mRNA和遗传密码 蛋白质合成体系的组分 二、t RNA 三、核糖体 四、辅助因子

5 m R N A mRNA 原核生物和真核生物mRNA的比较
(messenger RNA)是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。 mRNA 原核生物和真核生物mRNA的比较

6 遗 传 密 码 遗传密码字典 三联体密码的破译 遗传密码的性质
遗 传 密 码 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。 遗传密码字典 三联体密码的破译 遗传密码的性质

7 三联体密码的破译 1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸
 1961年Crick 等用遗传学方法也证实三联体密码子学说是正确的  Nirenberg以均聚物共聚物为模板指导多肽的合成,寻找到了破译遗传密码的途径  Khorana以共聚物指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐

8 缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变 CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAC ATC ATC ATC ATC
CAT CAC AXT CAT CAT CAT CAX TXC ATX CAT CAT CAT -1 -1, +1 +3

9 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

10 以特定的共聚物为模板指导多肽的合成 （1）以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽 ,如以Poly UG 为模板，合成产物为Poly Lys-Val。 （2）以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨 基酸组成的多肽。

11 核糖体结合技术 分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA 技术要点： 以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA 保温 硝酸纤维滤膜过滤

12 遗传密码字典 第二位 第一位（5ˊ） 第三位（3ˊ） U C A G UCAG U UCAG C UCAG A UCAG G

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14 64种密码中，61种是Aa的密码子，AUG和 GUG的特殊性
肽链内部Met的密码子 AUG 原核生物编码甲酰甲硫氨酸 起始密码 真核生物编码甲硫氨酸

15 另有三种是终止密码（标点密码子、无意义密码子），
UAA（琥珀密码子） UAG （乳石密码子） UGA （赭石密码子）

16 遗传密码的性质 1、密码是无标点符号的且相邻密码子互不重叠。
2、密码的简并性：由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现象称为简并性（ dogeneracy），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(Synonymous codon)。密码的简并性可以减少有害突变 。 3、密码的摆动性（变偶性）：密码的专一性主要是由第一第二个碱基所决定，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对时，密码子的第一、二位碱基是严格的，第三位碱基可以有一定的变动。Crick称这一为变偶性（wobble）. 4、密码的通用性和变异性 5、 64组密码子中，AUG既是Met的密码，又是起始密 码；有三组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子：UAG、UAA、UGA。

17 密码子是不重叠的并且无标点： A B C D E F G H I J K H Aa1 Aa2 Aa3 Aa4

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19 反密码子与密码子之间的碱基配对 反密码子第一位碱基 密码子第三位碱基 A U C G U C G A G U U C A I

20 1966年Crick根据立体化学原理提出： （1）mRNA上的密码子的第一、第二个碱基 与tRNA上 的反密码子相应的碱基形成强的配对；密码的专一 性主要是由这两个碱基对的 作用。 （2）有些反密码子的第一个碱基（按5-3  ）决定了该tRNA识别密码子的数目。 （3）当一种氨基酸有几个密码子时，只要他们的第一 和第二个碱基中有一个不同，则需要不同的tRNA 来识别。

21 人线粒体中变异的密码子 密码子 正常情况下编码 线粒体DNA编码 UGA 终止信号 Trp AUA Ile Met AGA Arg 终止信号
AGG Arg 终止信号

22 原核细胞mRNA的结构特点 5´ 3´ 特点 顺反子 顺反子 顺反子 SD区 插入顺序 插入顺序 末端顺序 先导区 半衰期短
AGGAGGU 插入顺序 插入顺序 末端顺序 先导区 特点 半衰期短 许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在 AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。

23 真核细胞mRNA的结构特点 m7G-5´ppp-N-3 ´ p 5´ “帽子” PolyA 3´ 帽子结构功能 AAAAAAA-OH
顺反子 5´ “帽子” PolyA 3´ 帽子结构功能 使mRNA免遭核酸酶的破坏 使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质 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

24 （1）tRNA的接头(adaptor)作用 3´-端上的氨基酸接受位点  识别氨酰- tRNA合成酶的位点 核糖体识别位点
（transfer ribonucleic asid）在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中mRNA模板上。 tRNA 1、tRNA的结构特征 2、tRNA的功能 （1）tRNA的接头(adaptor)作用 3´-端上的氨基酸接受位点  识别氨酰- tRNA合成酶的位点 核糖体识别位点  反密码子位点 （2）tRNA的突变与校正基因 (回复突变，reverse mutation)

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26 3 密码子与反密码子的配对关系 5 tRNA 反密码子 mRNA 3 5 A U C 密码子

27 基因间的校正突变 Glu 第一个突变：由于DNA突变使mRNA分子中GAG变为UAG
H2N Glu COOH GAG(Glu) UAG（终止密码） 基因间的校正突变 第一个突变：由于DNA突变使mRNA分子中GAG变为UAG H2N COOH Tyr H2N COOH 第二个突变： tRNA Tyr的反密码子GUA突变成CUA 突变tRNATyr可以将终止密码 UAG读作Tyr 3-A-U-C- 5 5-U-A-G- 3 突变tRNA Tyr 的反密码子（正常时应为3-A-U-G- 5） 此终止密码被读作Tyr

28 核 糖 体 是由rRNA（ribosomal ribonucleic asid）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。 核糖体 1、核糖体的结构和组成 2、核糖体的功能

29 核糖体的组成 原核生物核糖体的组成 50S subunit 34 protein 50S subunit 30S subunit
23S RNA S RNA 16S RNA 50S subunit 70S ribosome 30S subunit 原核生物核糖体结构示意图 30S subunit 50S subunit 核糖体的组成

30 核糖体的功能 小亚基：结合mRNA及tRNA反密码区段 功能 大亚基：结合tRNA其它区段 A位—氨酰tRNA 进入部位
核糖体的活性中心 P位—与正在延伸的肽酰 tRNA结合部位

31 原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图
A位（结合或接受AA- tRNA的部位） 50S 5 3 mRNA 30S 与mRNA结合部位

32 多聚核糖体 在一个mRNA分子中结合一定数目的单位核糖体称为多聚核糖体。

33 真核和原核细胞参与翻译的蛋白质因子 阶段 原核 真核 功 能 IF1 IF2 eIF2 参与起始复合物的形成 IF3 eIF3、eIF4C
阶段　原核　 真核 功 能 　　　IF1 　　　IF2　　 eIF 参与起始复合物的形成　 　　　IF3　　 eIF3、eIF4C 起始　　　　　CBP I 与mRNA帽子结合 　　　　　　　eIF4A B F 参与寻找第一个AUG 　　　　　　　eIF 协助eIF2 、 eIF3、eIF4C的释放 　　　　　　　eIF 协助60S亚基从无活性的核糖体上解离 　　　EF-Tu　 eEF1 协助氨酰-tRNA进入核糖体 延长　EF-Ts　 eEF1  帮助EF-Tu 、 eEF1周转 　　　EF-G　 eEF 移位因子 　　　RF-1 终止　 eRF 释放完整的肽链 　　　RF-2

34 第二节 蛋白质合成的机理 一、氨基酸的活化 二、原核生物多肽链的合成过程 三、多核糖体与核糖体循环 四、真核生物多肽链的合成

35 氨基酸的活化 氨基酸的活化 ATP + PPi E-AMP E 氨基酸 第一步：氨酰－tRNA合成酶识别它所催
合． 第二步：氨酰－tRNA合成酶将氨基酸连 接到tRNA3,端的核糖上． 　　 氨酰－tRNA合成酶之间在识别 tRNA的部位上有所不同．一些特异形成 3,形式的酯 ，有的形成2,形式的酯 ，有 的还可能形成混合物．一旦结合到最末 端的核糖上后，氨酰基团还能在2，或3， 的羟基之间进行交换，但只有形tRNA3, 形式的酯，才能参于在核糖体催化下的 转肽反应． ATP + 氨基酸的活化 氨基酸的活化 第一步 PPi E-AMP 氨酰腺苷酸 第二步 AMP E 3-氨酰-tRNA

36 N-甲酰甲硫氨酰-tRNAiMet的形成
+H2N-CH-COO-tRNA CH2 S COO- CHO-HN-CH-COO-tRNA CH2 S COO- 转甲酰酶 N10-CHO-FH4 FH4 Met-tRNAiMet fMet-tRNAtMet

37 氨酰- tRNA合成酶特点  对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。
b、校对作用：许多氨酰- tRNA合成酶似乎含有第二个活性部位，用于的水解错误活化的氨基酸。例如，对于偶尔生成的Val-tRNAIle： Val-tRNAIle+H2O Val+tRNAIle

38 氨酰-tRNA合成酶识别氨基酸与tRNA
　　尽管不同氨酰-tRNA合成酶之间在分子大小、亚基组成上有所差异，但它们都有一些共同特征．酪氨酰－tRNA合成酶与反应中间物酪氨酰－腺苷酸复合物晶体结构的解析表明：反应中间物结合在酶分子的一个深沟里，二者之间形成11个氢键．6个氢键涉及AMP部分，5个涉及酪氨酰部分． 　　每一种氨酰－tRNA合成酶既能够识别相应的氨基酸，又能够识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA分子．

39 原核生物多肽链的合成过程 1、肽链合成的起始 2、肽链的延长 3、肽链合成的终止及释放
原核生物多肽链的合成分为三个阶段：肽链合成的起始、肽链的延伸、肽链合成的终止和释放。 1、肽链合成的起始 2、肽链的延长 3、肽链合成的终止及释放

40 30S• mRNA • GTP- fMet –tRNA- IF2- IF1复合物
肽链合成的起始 mRNA +30S亚基-IF3 IF1 30S亚基• mRNA IF3- IF1复合物 IF2-GTP-fMet-tRNA IF3 IF-3的功能是使前面已结束蛋白质合成的核糖体 的30S和50S亚基分开，而IF-1和IF-2的功能则是促 进fMet-tRNAifMet及mRNA与30S小亚基的结合． 当30S小亚基结合上fMet-tRNAifMet及mRNA形成 复合物后，IF-3就解离下来，以便50S大亚基与复 合物结合．这一结合使得IF-1及IF-2离开核糖体， 同时使结合在IF-2上的GTP发生水解． 30S• mRNA • GTP- fMet –tRNA- IF2- IF1复合物 50S亚基 IF2+ IF1+GDP+Pi 70S起始复合物

41 mRNR上的SD序列可与小亚基上16S rRNA的3，进行碱基配对，起始密码子AUG可与起始tRNA上的反密码子进行配对．

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43 肽链的延长 进位 肽键形成 移位 进位 肽键形成 （EF-G） GTP (Tu\Ts) GTP N-端 C-端 3´ 5´ 5´ 3´ 1
2 1 2 进位 肽键形成 GTP 3´ (Tu\Ts) GTP 移位 （EF-G） N-端 2 3 5´ 3´ C-端 2 3 2 3 进位 肽键形成

44 进位：由mRNA所决定的新的氨基酸-tRNA进入A位；
转肽：转肽酶作用下转肽（GTP供能）； 1992，Holler认为由23SrRNA催化； 脱落：新肽合成后，P位上tRNA脱落； 移位：核糖体向mRNA3，端移位，带有肽链的tRNA进入P位，空出A位再接受下一个氨基酸-tRNA（GTP供能）； 上述过程重复进行，直到终止密码为止。

45 氨基酸-tRNA的结合由氨酰-tRNA结合因子催化，在细菌中写为EF-Tu，在真核系统中为EF-1．这个因子可与结合有氨酰-tRNA和GTP的核糖体形成四元复合物，同时偶联上GTP的水解．
第二个延长因子EF-Ts则负责催化EF-Tu-GTP复合物的再生成，为结合下一个氨酰-tRNA作准备． 　　EF-1是一个多亚基的蛋白，同时具备了EF-Tu及EF-Ts的性质．

46 Ts-GDP Ts Tu\Ts循环

47 嘌呤霉素对蛋白质合成的抑制作用就发生在这一步上．嘌呤霉素的结构
肽键的形成 肽键的形成不需要任何蛋白因子的参与，而是依靠核糖自身催化完成的，它也是蛋白质合成过程中，核糖参与催化的唯一反应，实质上是使一个酯键变成了一个肽键． 嘌呤霉素对蛋白质合成的抑制作用就发生在这一步上．嘌呤霉素的结构 与氨酰-tRNA3，端上的确AMP残基的结构十分相似．肽酰转移酶也能促使氨基酸与嘌呤霉素结合，形成肽酰嘌呤霉素，但其连接不是酯键，而是酰氨键．肽酰-嘌呤霉素复合物很容易从核糖体上脱落，从而使蛋白质合成过程中断．

48 　　延长过程的最后一步叫做移位，由移位因子催化（原核生物和真核
生物中分别为EF-G和EF-2），此过程有GTP的水解．移位大目的是 使核糖体沿mRNA移动，使下一个密码子暴露出来以供继续翻译．

49 肽链合成的终止及释放 50S亚基 30S亚基 5 3 5 3 RF
UAG （1）释放因子RF1（UAA,UAG）或RF2（UAA,UGA）进入核糖体A位。 （2）多肽链的释放 （3）70S核糖体解离 RF 50S亚基 tRNA 5 3 UAG 30S亚基

50 当释放因子识别在A位点上的终止密码子后，将改变在大亚基上
的肽酰转移酶的专一性，使其能结合水用于亲核进攻，而不是识别通 常的底物氨酰-tRNA．也就是说，终止反应就是将肽酰转移酶的活性 转变为酯酶活性．

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53 多多核糖体与核糖体循环 核糖体循环 多核糖体 3ˊmRNA 延伸中的肽链 5ˊ 合成完毕的肽链

54 多核糖体 3´ 5´ mRNA 第一个编码区 起始 第二个编码区 终止 5´ 3´ mRNA 第一个编码区 第二个编码区 终止\起始

55 肽链合成的忠实性 A、氨基酸与tRNA的特异结合 氨酰-tRNA合成酶对AA和tRNA有底物专一性
B、延伸因子和GTP酶的活性对忠实性的影响 提供了密码子与反密码子相互作用的时机 C、错误的AA可由终止肽链合成来消除 D、能量上的昂贵

56 真核生物多肽链的合成（自学） 1、真核细胞核糖体比原核细胞核糖体更大更复杂； 2、起始氨基酸为Met，不是fMet；
3、肽链合成的起始：由40S核糖体亚基首先识别mRNA的5’端-帽子，然后沿mRNA移动寻找AUG； 4、起始因子有12种，但只有2种延长因子和1种终止因子； 5、真核细胞种线粒体、叶绿体的核糖体大小、组成及蛋白质合成过程都类似于原核细胞。

57 第三节 肽链合成后的折叠与加工 一. 肽链的折叠和多肽链折叠为天然构象的蛋白质
第三节　肽链合成后的折叠与加工 一. 肽链的折叠和多肽链折叠为天然构象的蛋白质 肽链折叠是指从多肽链的氨基酸序列形成具有正确三维空间结构的蛋白质的过程。 体内多肽链的折叠目前认为至少有两类蛋白质参与，称为助折叠蛋白: （1）酶：蛋白质二硫键异构酶（PDI）； （2）分子伴侣 Lasky于1978年首先提出分子伴侣（molecular chaperone）的概念，这是一类在细胞内能帮助新生肽链正确折叠与装配组装成为成熟蛋白质，但其本身并不构成被介导的蛋白质组成部分的一类蛋白因子，在原核生物和真核生物中广泛存在。

58 1. 分子伴侣 (1). 分子伴侣是细胞中一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的折叠．
(2).分子中至少有两种分子伴侣家族：1) 热休克蛋白；2) 伴侣素 (3).热休克蛋白 1) 属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白合成的增加． 2) 包括HSP70, HSP40和GreE三族，各种生物都有相应同源蛋白，有多种细胞功能． 3) HSP40结合待折叠多肽片段，并将多肽导向HSP70-ATP复合物，HSP40激活HSP70的ATP酶活性，水解ATP成ADP，产生稳定的HSP40-HSP70-ADP-多肽复合物． 4) GreE是核苷酸交换因子，与HSP40作用，促进ATP交换ADP，使复合物变为不稳定而迅速解离，释出该多肽链片段进行正确折叠． 5) 人细胞中HSP蛋白家族可存在于胞质、内质网腔、线粒体、胞核等部位，涉及多种细胞保护功能．如使线粒体和内质网蛋白保持未折叠状态转运、跨膜，再折叠成功能构象．

59 (4). 伴侣素 1) 包括E.coli的GroEL和GroES（真核细胞中同源物为HSP60和HSP10）等． 2) 主要作用：是为非自发性折叠蛋白质提供能折叠成天然空间构象的微环境． 3) 机制：GroEL由两组同亚基7聚体形成桶状空腔，组成未封闭的复合物．待折叠肽链进入该空腔后， GroES为同亚基7聚体，可作为盖子瞬时封闭GroEL复合物．封闭复合物内腔提供了能完成该肽链折叠的微环境． 4) 分子伴侣并未加快折叠反应速度，而是通过消除不正确折叠，增加功能性蛋白折叠产率促进天然蛋白质折叠．

60 2. 蛋白二硫键异构酶 (PDI) 3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (PPI)
1) 多肽链的几个半胱氨酸间可能出现错配二硫键，影响蛋白质的正确折叠． 2) 二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确的二硫键连接． 3) 最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象． 3. 肽-脯氨酰顺反异构酶 (PPI) 1) 脯氨酸为亚氨基酸，多肽链中肽酰-脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体． 2) 肽酰-脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换． 3) 肽酰-脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽链在各脯氨酸弯折处形成准确折叠．

61 二. 蛋白质的加工修饰 1、肽链末端的修饰： N-端fMet或Met的切除 2、信号序列的切除 3、二硫键的形成 4、部分肽段的切除
5、个别氨基酸的修饰 6、糖基侧链的添加 7、辅基的加入 实例：胰岛素原的加工

62 胰岛素原的加工 A链区 B链区 间插序列（C肽区） 信号肽 N C 核糖体上合成出无规则卷曲的前胰岛素原 C N S－S S 胰岛素原
HS SH 信号肽 N C 核糖体上合成出无规则卷曲的前胰岛素原 C N S－S S 胰岛素原 切除信号肽后折叠成稳定构象的胰岛素原 切除C肽后，形成成熟的胰岛素分子 S N C A链 B链 胰岛素

63 翻译后的加工主要有： 1、  水解剪切（N-端序列与信号肽） 　 脱甲酰酶 fMet-肽 甲酸+Met-肽（原核大多） 氨肽酶 Met-肽 Met+肽（真核、部分原核） （1-多个氨基酸）

64 3、化学修饰、某些氨基酸的侧链需进行特殊修饰 如： 胶原蛋白中Pro→Ho-Pro Lys→Ho-Lys
2、氧化作用形成-S-S- 3、化学修饰、某些氨基酸的侧链需进行特殊修饰 如： 　　胶原蛋白中Pro→Ho-Pro 　Lys→Ho-Lys 还有氨基酸残基的甲基化、乙酰化等其它修饰． 4、糖基化 糖蛋白中Asn、Ser、Thr侧链糖苷化（以共价键接上糖，这一过程在细胞内质网（N-糖苷键）及高尔基体中（O-糖苷键）完成．

65 5、激活 酶原激活 有些多肽合成后，要经过专一性蛋白酶水解，断裂出一部分肽链，才能成为有功能的蛋白质（例如：酶原激活）。
酶原在一定条件下经适当物质作用可转变成有活性的酶的过程，即活性中心形成或暴露的过程。 实例：胰岛素原的加工

66 酶原激活 概念: 酶原在一定条件下经适当物质作用可转变成有活性的酶的过程。 活性中心形成或暴露的过程。

67 　 H+或胃蛋白酶 胃蛋白酶原 胃蛋白酶 　 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶 　　 胰凝乳蛋白酶 　　 肠激酶 胰蛋白酶原 胰蛋白酶

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69 多条肽链及其它辅助成分构成的蛋白质（脂蛋白、核蛋白、细胞色素C蛋白），蛋白质与辅基的结合也是在翻译之后进行的。
6、加辅基（与脂、核酸、血红素等的缔合） 多条肽链及其它辅助成分构成的蛋白质（脂蛋白、核蛋白、细胞色素C蛋白），蛋白质与辅基的结合也是在翻译之后进行的。

70 第四节 蛋白质定位 (一)、分泌蛋白的靶向定位 ● 信号肽假说简图 ● 分泌蛋白质的合成和胞吐作用 (二)、线粒体与叶绿体蛋白
第四节 蛋白质定位 (一)、分泌蛋白的靶向定位 ● 信号肽假说简图 ● 分泌蛋白质的合成和胞吐作用 (二)、线粒体与叶绿体蛋白 ● 蛋白质向线粒体定位的机制

71 游离型核糖体： 胞内蛋白、装配叶绿体和叶绿体膜的蛋白 粗糙内质网核糖体： 溶酶体蛋白、分泌到胞外蛋白、构成质膜骨架的蛋白。

72 1、信号肽（signal peptide）及信号肽的识别
信号肽：由编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的N端一段带有疏水氨基酸的多肽，它的主要作用是引导新生的多肽进入内质网腔，随后被信号肽酶水解。 1) N端侧碱性区含一个或几个带正电荷的碱性氨基酸，如Lys和Arg. 2) 中间较长为疏水核心区，约10-15残基，主要含疏水中性氨基酸，如Leu 、 Ile等． 3) C 端加工区多含极性、小侧链的Gly、Ala、Ser，紧接着是被信号肽酶裂解的位点．

73 一些真核细胞多肽链上N-端的信号肽的结构

74 2、分泌蛋白进入内质网 (1) 真核细胞胞液内存在信号识别颗粒（SRP），是由6个多肽亚基和1个7S-RNA组成的复合体，SRP可结合GTP，有GTP酶活性． (2) 内质网膜上一种膜蛋白称SRP受体，因可结合SRP又称为SRP对接蛋白（DP）． 核糖体受体也为ER膜蛋白，可结合核糖体大亚基使其与ER膜稳定结合． 还有肽转位复合物为多亚基跨ER膜蛋白，可形成新生肽链跨ER膜的蛋白通道． (5) 分泌蛋白进入内质网的过程 1) 在胞质游离核糖体上以mRNA为模板，合成出N端包括信号肽的最初约70个氨基酸残基． 2) SRP与新生肽链N端的信号肽和GTP结合，还结合核糖体使多肽合成暂停，SRP引导核糖体-多肽-SRP复合体，识别结合ER膜上的与GTP结合的SRP受体．通过水解GTP使SRP解离并再利用，多肽链开始继续延长．

75 3) 核糖体大亚基与核糖体受体结合，锚定ER膜上，水解GTP供能，诱导肽转位复合物开放跨ER膜通道，新生蛋白信号肽插入内质网．
5) 内质网腔HSP70消耗ATP，促进延伸多肽进入ER腔并折叠成功能构象． 信号肽假说简图 5ˊ 3ˊ mRNA SRP循环 内质网膜 内质网腔 信号肽 信号肽酶

76 分泌蛋白质的合成和胞吐作用 泡融入质膜 芽泡 泡 泡 核糖体 高尔基体 内质网

77 3. 线粒体蛋白的靶向输送 (1) 90%以上线粒体蛋白前体在胞液合成后输入线粒体，其中大部分定位于基质；
(2) 线粒体基质蛋白前体的N端有保守的20-35残基信号序列，称为导肽，富含Ser、Thr及碱性氨基酸． (3) 线粒体基质蛋白靶向输送过程 1) 胞质新合成的线粒体蛋白与分子伴侣HSP70或线粒体输入刺激因子（MSF）结合，以稳定的未折叠形式转运到线粒体； 2) 蛋白质先通过信号序列识别，结合线粒体外膜的受体复合物； 3) 再转运、穿过由线粒体外膜转运体（Tom）和外膜转运体（Tim）共同组成的跨内、外膜蛋白通道．以未折叠形式进入线粒体． 4) 蛋白质前体信号序列被蛋白酶切除，在分子伴侣作用下折叠成有功能的蛋白质．

78 带有导肽的线粒体蛋白质前体跨膜运送过程示意图
hsp70 内外膜接触位点的蛋白质通道 线粒体外膜 受体蛋白 线粒体hsp70 线粒体内膜 蛋白酶切除导肽