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第7章 蛋白质翻译 (Protein Translation)
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概述 第一节 基本元件 第二节 遗传密码(Genetic code) 第三节 肽链的合成 第四节 准确翻译的机制 第五节 蛋白质前体的加工与转运机制
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概述 ★ 蛋白质翻译是基因表达的第二步 ★ tRNA 在翻译过程中起“译员”的作用
★ 蛋白质翻译是基因表达的第二步 ★ tRNA 在翻译过程中起“译员”的作用 ★ 参与翻译的RNA 除 tRNA外,还有rRNA 和 mRNA ★ tRNA 既是密码子的受体,也是氨基酸的受体 ★ tRNA 接受AA要通过氨酰 tRNA 合成酶及其自身的 paracodon 的作用才能实 现
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★ tRNA 通过其自身的 anticodon而识别 codon
★ 密码子有自身的特性 三联体 前两个重要 通用性 摇摆性 有一定的使用效率 ★ 多种翻译因子组成翻译起始复合物,完成翻译的起始、 延伸和终止,并且保证其准确性
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第一节 基本元件
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一、 tRNA 最小的 RNA,4S,70 ~ 80个base 1、 tRNA的高级结构
Holly. R. 鉴定出 tRNAphe 的二级结构为三叶草 形(77个NT) (1) 三叶草结构 (5个臂 4个环) a、氨基酸接受臂(aa accept arm) • tRNA 的5’与3’-末端碱基配对形成 • 3’ 端永远为不配对的CCA序列 • 最后的A的 3’ 或 2’-OH可以被氨酰化
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b、另外是 D (DHU环 双氢脲嘧啶)环 D臂
反密码子环 反密码子臂(anti—codon arm) 附加臂(extra arm)TψC环 TψC臂 其中 附加臂通常是可变的 c、 含丰富的稀有碱基(约70余种 碱基 核糖残基) 反密码子 3 ’ 端邻近部位……….. 根据其特性可将tRNA分为两大类 第一类 只含有 3 ~5 个NT extra arm 占75% 第二类 常含有 13 ~ 21 个NT(臂、环) 反密码子 3 ’ 端邻近部位稀有碱基出现的频率高,对于维持反密码环的稳定性、密码子和反密码子之间的配对很重要
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aa接受臂 TψC环 DHU环 附加环 反密码子环
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(2) “ L”形三级结构 a、 “L”构型的结构力 • 二级结构中的碱基堆积力和氢键 • 二级结构中未配对碱基形成的氢键 b、 “L”结构域的功能 ---aa accept arm 位于“L”的一端,契合于核糖体的肽基 转移酶结合位点 P A, 以利肽键的形成 ---anti-codon arm 位于”L”另一端,与结合在核糖体 小亚基上的 codon of mRNA配对
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--- TΨC loop & DHU loop 位于“L”两臂的交界处, 利于“L”结构的稳定 ---“L”结构中碱基堆积力大 使其拓扑结构趋于稳定 wobble base 位于“L”结构末端 堆积力小 自由度大 使碱基配对摇摆
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Prok中, 携带甲酰甲硫氨酸(fMet) Euk中, 携带甲硫氨酸(Met)
2、 tRNA 的种类 (1) 起始tRNA和延伸tRNA 起始tRNA: Prok中, 携带甲酰甲硫氨酸(fMet) Euk中, 携带甲硫氨酸(Met) 延伸tRNA: 其他tRNA….. (2) 同工tRNA(isoaccepting tRNAs) 起始tRNA: 能特异识别mRNA模板上起始密码子的tRNA 携带AA相同而反密码子不同的一组tRNA • 不同的反密码子识别AA的同义密码 • 结构上能被AA– tRNA合成酶识别的共性
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(3) 校正tRNA 错义抑制tRNA 要和正常的tRNA去竞争,因此成功率50%
无义抑制----也会造成对正常终止密码子的通读,产生比野生型长的蛋白质
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实验证实—模板mRNA只能识别特异的tRNA而不是AA
• 为肽建的合成提供能量 • 执行遗传信息的解读 实验证实—模板mRNA只能识别特异的tRNA而不是AA [14C]-Cys-tRNACys Ni [14C]-Ala-tRNACys • 为肽建的合成提供能量,tRNA的氨酰化需要ATP • 准许肽建形成时,codon 与 anti--codon反平行配对,执行遗传信息的解读 网织红细胞无细胞体系中进行蛋白质合成 (2) AA– tRNA合成酶(AARS) ★ 需要三种底物 AA tRNA ATP
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氨酰基与tRNA的 3’端A的 2’/3’—OH结合
★ 因此有三个位点 aa binding site tRNA binding site ATP site ★ 反应为 AA + tRNA + ATP AARS AA– tRNA + AMP + ppi 氨酰tRNA合成酶负责tRNA对氨基酸的负载 YP 催化域(ATP和AA结合位点)、tRNA受体螺旋结合域、tRNA反密码子结合域 氨酰基与tRNA的 3’端A的 2’/3’—OH结合
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Aminoacyl--氨酰基
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化学校正 动力学校正 氨酰-tRNA合成酶结合错误氨基酸的校正 氨酰- tRNA合 成酶结 合tRNA 的校正 增加了负载前水解掉的机会
AARS和tRNA参与校对主要有动力学校对---AARS对错误AA形状的识别、构象校对---氨酰基腺苷酸生成后,tRNA的进入引起酶构象的变化,若已氨酰基腺苷酸不符合进一步生成氨酰基--tRNA的要求而水解之,,化学校对---错误的氨基酸已接载到tRNA上之后,被合成酶的tRNA结合位点所发现,而水解之 Adenylation----腺苷化 aminoacyl 氨酰基 cognate---同源的、相关的 当合成酶结合了不正确的氨基酸时,校正功能要求结合同源的tRNA ,因此或者由于构象的变化使氨酰基腺苷水解,或者把AA转移到RNA上而水解 增加了负载前水解掉的机会
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★ Prok中AARS有20种,对AA专一(同工受体) ★ Prok和Euk有一定的差别 ★ 可分为两类 反应机制的差别:
★ 可分为两类 反应机制的差别: Type Ⅰ类酶 先将氨酰基转移到 tRNA 3’ 端A的 2’-OH 然后通过转酯反应转移到 3’ –OH上 TypeⅡ类酶 直接将氨酰基转移至 3’ –OH 上 Prok和Euk有一定的差别(单、二、四聚体) 可分为两类(初级结构、三级结构和反应机制的差异)
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两类酶与tRNA反应时--接近模式不同 合成酶与tRNA相互束缚的普通模型提出: 蛋白沿L型分子的一侧束缚tRNA(tRNA的两端被束缚)
1型与tRNA的D-环结合,识别其受体臂的小沟 2型在另一侧结合,识别可变环和受体臂的大沟
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tRNA中的特定序列与AARS 的tRNA binding site的特异基团间的分子契合
(3)Paracodon (副密码子)的概念; tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码 tRNA中的特定序列与AARS 的tRNA binding site的特异基团间的分子契合 AARS tRNA binding site aa binding site 氨酰tRNA合成酶识别正确的tRNA和AA涉及到三种因子的相互作用 Paracodon of tRNA 装载 Amino Acid(R)
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a、 Schimmel 和侯雅明 G3 : U70 是决定tRNA 负 载 Ala 的特异密码信息 b、 schumman L. 证明;tRNAmetf 的paracodon 位于anti-codon
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c、 paracodon 的特征 --- 为同一种AARS 所识别的一组同功受体具有相同的 副密码子 tRNA Ala(GGC)
tRNA Ala(UGC) 具有G3 :U70 paracodon --- paracodon 是为AARS(特定氨基酸)所识别的若干 碱基(并非均为一对核苷酸) --- AARS 对paracodon 的识别与结合是通过氨基酸与 碱基之间的连接实现的。属于生物 II 型空间密码
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d、按氨基酸序列将AARS分为两类 type I 包括 Val,Arg,Gln,Glu,Ile,Leu,Met,Trp,Tyr
paracodon 大多位于反密码子臂 type II type II paracodon 大多位于氨基酸接受臂,个别还同时在附加臂上有相应碱基 paracodon 大多位于氨基酸接受臂 个别还同时在附加臂上有相应碱基
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二、 mRNA 单顺反子mRNA(monocistronic mRNA): 只编码一个蛋白质的….. 部分Prok 所有Euk的mRNA
多顺反子mRNA(polycistronic mRNA ): mRNA 分子的组成: • 编码区 起始AUG到终止密码子 编码多个蛋白质的….. • 前导序列 AUG之前的 5’ 端非编码区(5’UTR) • 尾巴 终止密码子之后,不翻译的 3’ 端
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spacer: 各顺反子之间(基因之间)的非编码区 长度变化很大
1、 原核生物mRNA的特征 (1) 大部分为多顺反子 spacer: 各顺反子之间(基因之间)的非编码区 长度变化很大 因此,多顺反子的mRNA翻译有两种情况: a、spacer较长时,下一个基因的产物合成起始是独立的 b、spacer长度较短时,两个顺反子使用相同的核糖体或小 亚基( 相当…………,有S-D 序列的特征) spacer长度较短时,两个顺反子使用相同的核糖体或小亚基( 相当于正常的S-D序列到起始密码子的距离,有S-D 序列的特征) 所以-----Prok中多顺反子mRNA中各基因的产物数量不一 定相等
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Spacer 较长时 Spacer 较短时
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上节课内容回顾: 1、tRNA 三级结构、种类 2、氨酰tRNA合成酶(AARS) 氨酰tRNA合成执行双重功能
3、副密码子 特征 4、mRNA
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(2) 其他特征 a、 5’ 端有300个左右NT的leader(A/G----AUG) b、 AUG作为起始密码子(GUG、UUG) c、 AUG前有 S – D 序列 S – D序列(Shine-Dalgarno sequence): 位于 AUG上游 4 ~13 个NT处的富含嘌呤的 3 ~9 个NT的共同序列,其一致序列为 AGGAGG
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• 可受核糖体结合并保护 • 与核糖体小亚基内16S rRNA 的 3’端富含嘧啶的序列 3’------UCCUCC-----5’互补,使 tRNA正确定位于起始 codon
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(3) Prok.mRNA转录、翻译和降解周期
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2、 真核生物mRNA的特征 (1) 一般为单顺反子 (2) 5’ 端的帽子对翻译有增强作用,且 5’ 帽子和 3’polyA尾对翻译效率的调节有协同作用 (3) “第一AUG规律” 即----- 绝大部分以AUG作为起 始codon
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a、 其合适“上下文”为 (Kozak等人)
(4) 起始AUG有如下特点 a、 其合适“上下文”为 (Kozak等人) C C A C C AUG G -3 +1 +4 只有 5 ~10%的情况下……… b、 -3位的A和+4位的G…..至关准确翻译 (5) 双功能mRNA 许多病毒都具有 如SV40的衣壳蛋白VP2和VP3 如果mRNA上有两个AUG可被利用,若为同框,则合成出两个长短不同的蛋白质;若不同框,则合成出两个序列完全不同的蛋白质------这样一条mRNA可以合成两种蛋白质,因此称为双功能mRNA(bifunctional mRNA)----重叠基因???????? 许多病毒都具有双功能mRNA,如SV40 的衣壳蛋白VP2和VP3
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三、核糖体及rRNA的结构 ● 是翻译进行的场所 ,含大小亚基 ● Prok. protein 约占细胞的10%,RNA占总RNA的 80%,Euk中相对比例小些 ● 细菌中常以多聚核糖体的形式 Euk中大多与细胞骨架和内质网膜结合在一起 (游离、多聚)
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小亚基 16SRNA 21种proteins S1-------S21
1、 核糖体的结构 (1) Prok E.coli 小亚基 16SRNA 21种proteins S S21 大亚基 23SRNA 5SRNA 34种proteins L1---- L34 Euk 大亚基 28SRNA 5SRNA 5.8SRNA 49种proteins 小亚基 18SRNA 33种proteins (2) 核糖体的装配 a、 核糖体蛋白质按一定顺序与rRNA及蛋白质结合 b、 rRNAs是亚基中的骨架 c、 蛋白质和rRNA必须形成完整的核糖体结构才能发挥各自的功能 核糖体蛋白质+rRNA----- 按一定的顺序形成完整的核糖体
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3、核糖体的活性位点 30S小亚基 头部 基底部 中间有一豁口 50S大亚基 三个突起
Ridge--脊背 stalk--茎、柄 protuberance--隆起 30S小亚基 头部 基底部 中间有一豁口 50S大亚基 三个突起
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b、S1 (可防止mRNA 链内碱基对的形成) (与S18和S21--mRNA、起始tRNA IF3)
(Prok.与 Euk.之间互有异同) • 根据功能将核糖体上的活性部位分为两类 ♪ 翻译区域 7个活性位点 占2/3 ♪ 逐出位点 2个位点(多肽的逐出) 占1/3 (1) mRNA结合位点 a、位于30S 亚基的头部 S1以及S18、S21组成的结构域负责与mRNA、起始tRNA和IF3因子的结合 b、S1 (可防止mRNA 链内碱基对的形成) (与S18和S21--mRNA、起始tRNA IF3)
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c、 16S rRNA 3’端是mRNA 与小亚基初始结合不可 缺少的
(2) P位点: 肽酰-tRNA位点 a、 大部分在小亚基内 ,小部分在大亚基内 16SrRNA的3‘末端、L2等蛋白 b、 能够与起始 tRNA (fMet--tRNAf)相结合,且P 位点会影响A位点的活性 P位点上涉及的主要蛋白有L2、L27以及L14 、L18、L24 、L33,此外16SrRNA的3‘端区域也是P位点不可缺少的组成成分
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(3) A位点: 氨酰基 tRNA 位点 a、 主要在大亚基上 b、 A位点内mRNA 表面只对特定的 aa—tRNA 分子 表现出特异性,且A位点结合aa—tRNA 要求在P 位点上必须有肽酰tRNA存在 (4) 肽基转移酶活性位点 活性中心在大亚基上,位于P位点和A位点的连接处 靠近 tRNA的接受臂
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(5) 5s rRNA位点(与tRNA进入有关)
(6) EF—Tu位点 位于大亚基内,与氨酰基 tRNA的结合有关 (7) EF—G 转位因子结合位点 大亚基靠近小亚基的界面处 (8) E 位点(包括两个:脱酰基tRNA和多肽的逐出位点) • E1为脱酰基tRNA 离开核糖体提供出口 5s rRNA位点靠近肽基转移酶位点,5SrRNA与tRNA的T4C环的互补可能与tRNA进入有关,但还缺乏有力证据 • E1对蛋白质合成的准确性起重要作用 • E2为多肽离开核糖体提供出口(占核糖体1/3)
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Peptidyl transferase EF-Tu site 肽基转移酶位点---Peptidyl transferase
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膜 E2 位点 fMet--tRNAmetf (Met--tRNAmeti) way in P site
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脱酰基tRNA转移至E位点使A位点出现有利于新的氨酰-tRNA结合的构象(空间结构改变);当新的氨酰-tRNA与A位点结合后,使E位点结构改变,脱酰基-tRNA脱离E位点
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第二节 遗传密码 (Genetic code)
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一、 通用的三联体密码 DNA遗传信息 遗传密码 蛋白质 mRNA 1、 Codon 的特征 a、概念: mRNA上连续排列的三个NT序列,编码一个 AA信息的遗传单位 b、 具有四大生物系统(病毒、细菌、动植物)的通用 性和保守性(Mt除外) C、 一个基因序列中,有不重叠性和无标点性
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2、 密码子破译 实验基础: Ⅰ 蛋白质体外合成的实验基础 ♪ E. coli 的无细胞体系(DNA、mRNA、tRNA、 核糖体、AA—tRNA合成酶) ♪ 破坏掉DNA、耗尽mRNA后 ♪ 加入模板(外源mRNA或人工合成的多聚NT) 加入ATP、GTP、AA等成分合成新的肽链 推知编码某些AA的密码(比较………)
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Ⅱ 1955 Grunberg-Mango 和 Ochoa 从细菌中分离出
的多核苷酸磷酸化酶 ♪ 催化合成RNA而不需要模板DNA或RNA ♪ 合成各异的多聚核苷酸 poly(A)、poly(AU)……… (依据所加核苷二磷酸的比例不同)
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poly U-----UUU-------编码 Phe
(1) 以均聚物为模板指导多肽的合成 1961 Nirenberg 和 Matthaei poly U-----UUU 编码 Phe poly C Pro poly A Lys (2) 用 tRNA 结合法破译 codon 1964 Nirenberg 和 Leder 1961 Nirenberg 和 Matthaei 用人工合成的 poly U, 体外合成多肽破译了UUU 编码 Phe • 没有蛋白质合成所需的全部因子存在时,特异 AA—tRNA也能与核糖体---mRNA复合物结合
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• 于是作如下实验 ♪ 人工合成多种三核苷酸(UUU、UCU、UGU等) 为模板 ♪ 与含核糖体、20种 AA—tRNA和适当离子强度的反应 液保温 ♪ 使反应液通过硝酸纤维素滤膜,其中只有核糖体或结 合AA—tRNA的核糖体能留在滤膜上
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SerC14 、Leu、Lys、Arg………….(20种)
实验为20组: SerC14 、Leu、Lys、Arg………….(20种) Ser 、LeuC14、Lys、Arg…………. Ser 、Leu、LysC14、Arg…………. …………………… 分析留在滤膜上的核糖体中的AA—tRNA和其 相应的模板 每组都有20种 AA—tRNA,但只有一种AA用14C标记 此方法未能破译全部的codon ,因有些核苷 酸的结合效率非常低 • 此方法未能破译全部的codon (结合效率)
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Ser-C14…. Leu-C14 …. Lys-C14 …. Gly-C14 ….
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(3) Khorana、Nirenberg和Ochoa等又进一步确定和验证 了全部密码子
Nirenberg 和 Khorana 因破以遗传密码的贡献而 获 Nobel 奖(1966) (3) 用重复共聚物确定codon Khorana 用一定的方法合成已知顺序的含 2、3、4种碱基的共聚物 (4) 用随机共聚物指导多肽的合成而证实codon Nirenberg Ochoa等用各种随机共聚物作模板合成多肽 如 A、C任意排列可出现八种密码子 即 CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA 获得由 Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等六种AA组成的多肽
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二、 密码子的简并现象(Degeneracy of codon)
1、简并现象的概念: 一种AA受两个以上codon 编码的遗传现象 同义codon : 密码子家族(codon family):编码一个AA的4个 密码子中 ,仅第三个NT不同 ★ codon 的简并可把突变对生物体的影响降到最小 同义codon : 代表同一种AA的codon 只有三个codon的第三位碱基有意义,即AUG、UGG和UGA,因此第三位的C和U在任何codon中均没有特殊意义,A在AA的codon中也是如此----即密码子的第三位碱基有一定的灵活性 2、简并现象的机理 (1) 同工tRNA(isoaccepting tRNAs)
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(2) 摇摆假说(Wobble hypothesis)
Crick 提出 又称 “变偶假说” 内容: codon 的前两位碱基和反密码子配对时遵循 Watson—Crick 原则,而第三位碱基有一定的灵活性 即 codon 的3rd-Nt 与 anti-codon 的1st-Nt(Nt34) mRNA 5’…CGU...CGC...CGA…CGG…AGA…AGG…3’ 摆动 tRNA GCG 3’→5’ GCU 5’ UCU 5’
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摇摆碱基--- anti-codon 的1st-Nt
(3)摇摆碱基的摇摆配对原则 摇摆碱基--- anti-codon 的1st-Nt 摇摆配对原则 I 次黄嘌呤 anti-codon 的 1st-Nt A、密码子的专一性主要由前两个碱基决定 b、反密码子的第一个碱基决定一个tRNA所能解读的密码子数目 C、编码同一个氨基酸的密码子的前两个碱基有任何差异时,所涉及的tRNA不同 codon 的 3rd-Nt
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b、 anti-codon 的1st-Nt( 摇摆位点)被修饰的频率很高, 导致配对范围增大
(4) 摇摆碱基摇摆配对的机理 a、 由tRNA 反密码子环的 空间结构所决定 ♪ 摇摆位点 34th-Nt 处 于堆积碱基的末端, 所受堆积力较小,有 较大的自由度来进行 选择配对 ♪ tRNA 分子的拓扑结构中,相邻碱基间存在着碱基堆积力 ♪ 摇摆位点 34th-Nt 处于堆积碱基的末端,所受堆积力较小,有较大的自由度来进行选择配对 b、 anti-codon 的1st-Nt( 摇摆位点)被修饰的频率很高, 导致配对范围增大
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生物GC%不等→ → 各种codon出现的频率不等
三、 tRNA丰度和密码子的使用频率 生物GC%不等→ → 各种codon出现的频率不等 因此 ♪ 识别同一AA的不同tRNA---同工tRNA量不等 ♪ 不同生物间同一同工tRNA 的量不等 如噬菌体 · X174 基因组中 A24%,C22%,G23%,T31%,,所以其密码子的第三位出现U的机率最多 中度重复基因tRNA的拷贝数与codon使用频率的对应 ☻ tRNA 的丰度和 codon 的使用频率是进化过程中形 成的基因表达调控机制之一
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1、 tRNA 丰度与 codon 的使用频率正相关
如:核糖体蛋白质 Rec A蛋白质 b、 需要量少的蛋白质,有关codon 的使用频率低, 相应的 tRNA 的量少 2、 codon 的使用频率与 codon 与 anti-codon 间的作用 强度有关 需要量少的蛋白质, mRNA 转录速率较低时除外 即-----同义 codon中,其使用频率有一定差异(明显)
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原因: a 、 适中的作用强度有利于翻译的进行 b、 弱配对作用形成的 aa—tRNAaa需要较长的时间进 入A位点 c、 强配对作用形成的 aa—tRNAaa需要较长的时间从 核糖体的P位点卸载 因此,进化过程中自然选择 codon/anti-codon 间结合 强度适度的codon以保证最佳的 protein 合成速率
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四、线粒体密码的特殊性 1、 线粒体中具有与通用密码不同的编码信息 (1) 具体不同 (2) 线粒体的codon表排列的比较整齐 均为2、4、6
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起始 Ile Arg
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(3) 线粒体中“三中读二”方式可减少 tRNA
a、 识别一个密码子家族的tRNA的anti-codon的摇摆碱基 均为U U U、A、C、G b、 两个一组的密码子,其相应 tRNA的 anti-codon 的摇 摆碱基配对情况分别为: G → C/U (Py) U*(经过修饰) → G/A(Pu) 线粒体密码的整齐划一性质与其tRNA数目少相一致 G与嘧啶配对,经过修饰的 U与嘌呤配对
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第三节 肽链的合成 基因概念的多样性
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一、合成的起始 蛋白质合成速度很快 Prok. 15AAs/S ( 37◦C ) Euk. 低些 (血红蛋白…….. 2AA/S)
合成方向…… N 端 → C 端 一、合成的起始 ★ 指A的第一次进位以前 ★ 核糖体结合于mRNA→ → → 起始复合物的形成 ( 包括第一个 aa-tRNA) 相对缓慢 指第一个肽键形成以前的各步反应
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★ 核糖体亚基…..游离存在的和终 止后核糖体解离的亚基
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转甲酰酶 1、 起始 tRNA 与起始密码子的识别 (1) 细菌 • tRNAMetf 能识别 AUG、GUG
(1) 细菌 • tRNAMetf 能识别 AUG、GUG • tRNAMetf +Met………. fMet---tRNAf 转甲酰酶 formyl---甲羧基 methionyl----甲硫氨酰 cofactor---辅因子
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• tRNAMetm识别内部的AUG,内部GUG由tRNAVal识别
(2) Euk 中 tRNAMeti tRNAMetm (3) 线粒体中 Met甲酰化 (4) tRNAMetf 和tRNAMetm 结构上存在差异 • tRNAMetf接受臂的两个碱基均为不配对状态 • tRNAMetf .....TψCA,而tRNAMetm …..TψCG 线粒体中 Met甲酰化 两种 tRNA……… 内部AUG AUA 起始AUN • 反密码子的3’端临位 tRNAMetf …A tRNAMetm…烷基化的A
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起始 tRNA 的结构 G-C G 烷基化的A
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2、 起始复合物的生成 起始复合物: 核糖体、mRNA、aa-- tRNA三元复合物 (1) 起始因子及 30S 亚基与mRNA的结合 ♦ Prok.的三种起始因子(initiation factor IF) 参与蛋白质合成起始的可溶性蛋白因子--辅助 三种IF分别为: IF1 IF2 IF3 IF 加强IF2、IF3的酶活
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IF2--------- 促使 fMet---tRNAMETf选择性的结合在
30S亚基上 IF 促使 30S亚基结合于 mRNA 起始部位,阻 止30S亚基与50S亚基的结合,或者说促进 70S核糖体的解离 a、 30S亚基与 mRNA 的结合 IF3 + 30S 30S---IF3 + mRNA 30S + IF3 + mRNA(30S复合物)
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☆ IF3--赋予30S 亚基与mRNA 结合的能力 (30S亚基没有与mRNA主动结合的能力)
SD与16S rRNA的 3’ 端……… ☆ SD序列控制起始复合物形成的频率……翻译产物数量 ☆ IF3 使30S 亚基不能与50S亚基结合(形状…..) (30S亚基有选择转译起始点的能力,但没有主动结合的能力) 30S 亚基与mRNA 的结合 mRNA 5’ 端的SD序列与小亚之内的16S rRNA的 3’ 端……… mRNA 分子的折叠、 30S 亚基蛋白质 ☆ 30S 复合物中,起始 codon 正好位于P位点,且只有 fMet—tRNAMetf才能进入
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(2) 起始 tRNA 的结合 IF2 + fMet---tRNAf IF2---fMet---tRNAf GTP + 30S---IF3---mRNA 30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTP ◆ IF2与起始 tRNA 之间作用严格专一 很强的GTP酶活性
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(3) 70S 起始复合物的形成 a、 IF3游离 30S---IF3---mRNA---IF2---fMet---tRNAf---GTP 与50S亚基的结合导致(IF3与50S亚基的竞争) b、 70S 起始复合物形成 50S亚基的结合激活IF2 的GTP酶活性,水解 GTP并解离下来(IF1) GTP水解释放的能量改变两者的构象 形成 S---mRNA---fMet---tRNA---50S IF---辅助因子
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IF2---fMet---tRNAf结合上来
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c、 Met的甲酰基的除去…..合成到15~30个AA
◎ 去甲酰基酶(细菌、线粒体) ◎ 氨肽酶去除Met 3、 Euk 蛋白质合成的起始 (1) 机制与Prok.基本相同,差异主要是所涉及的因素 本身的差异所导致
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a、 核糖体较大 b、 mRNA 是单顺反子 c、 其mRNA 具有m7GpppNp帽子结构,从而导致起始时 识别信号的差异 d、 Met---tRNAMet不甲酰化 e、 有较多的起始因子 (2) Euk蛋白质合成的起始因子
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Met—tRNAi 核糖体 AUG上下文特点 eIF –2作用 eIF-4F
(3) 起始机制 对AUG的识别涉及: * 密码子与反密码子的配对 * 起始AUG上下文结构特点的作用 Euk 蛋白质合成起始中的重要参与者: Met—tRNAi 核糖体 AUG上下文特点 eIF –2作用 eIF-4F 即 起始复合物在识别信号 5’帽子处形成后,沿mRNA 移动,移到起始密码子时,组装成80S核糖体进行蛋白质的合成
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eIF-2 Met Met Ternary---三重的 Met
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二、 肽链的延伸 Prok肽链的延伸以氨酰-tRNA 进入70S 起始复合物 的A位为标志(第一个进位过程) 1、 进位 (1) 三元复合物生成 EF—Tu + GTP EF—Tu--GTP 三元复合物 + 氨酰基--tRNA 起始 tRNA 不能结合,保证了……..
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(2) 三元复合物进入A位 § 要求P位点被起始 氨酰tRNA 或肽酰-tRNA占据 § 同时,EF-Tu催化GTP水解,释放 EF—Tu—GDP (3) Ts循环 (Tu—Ts 循环) EF—Ts 能够使 EF—Tu—GDP转变为 EF—Tu—GTP 因为----- EF—Tu—GDP 不能有效地结合氨酰基—tRNA 循环过程: EF—Tu—GDP EF--Ts EF—Tu—EF--Ts GTP 取代 EF—Tu--GTP
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(1) 肽酰转移酶 (peptidyl transferase)
2、 肽键生成(转肽反应) (1) 肽酰转移酶 (peptidyl transferase) ☆ 位于核糖体大亚基,催化肽键生成 ☆ 若干蛋白质、 23S rRNA 、5S rRNA (2) 形成过程: 把两个氨酰-tRNA 定位于调准的位置 肽基转移酶---6个L蛋白质 23SrRNA、5SrRNA 1992 Noller发现 催化肽键生成的不是肽酰转移酶,而是---23S rRNA与其他临界生物学机能的ribozyme所催化 将处于P位的甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移到A位的氨酰基-tRNA 的氨基上形成肽键 肽链延伸一个AA
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⊙ 肽键生成后,核糖体沿mRNA 向前移动一个密码子的距离
3、 移位(translocation) ⊙ 肽键生成后,核糖体沿mRNA 向前移动一个密码子的距离 (1) 需要GTP 和 延伸因子 EF—G a、 过程: EF—G 和 GTP 结合 核糖体中具有GTP酶活性 的蛋白GTP水解 A位生成的肽基转移到P位,P 位空载的 tRNA 进入E位 (此过程 mRNA 移动了一个密码子) EF-G---依赖于核糖体的GTP酶活性---阎隆飞????????? ◎ 延伸的实质: 即核糖体沿 mRNA 移动的实质 -----tRNA 的移动
101
tRNA和mRNA以相同的方向沿核糖体移动
脱酰基tRNA转移至E位点使A位点出现有利于新的氨酰-tRNA结合的构象(空间结构改变);E位被正确的脱酰基tRNA占据时,A位对不正确的氨酰tRNA的结合可降低---E位的校正功能 当新的氨酰-tRNA与A位点结合后,使E位点结构改变,脱酰基-tRNA脱离E位点
102
b、 EF—G和 GDP 必须释放→→→下一个三元复合物进位 抗生素甾酸酶素(fusidic acid)实验证实
b、 下一个氨酰基-tRNA 三元复合物进入A位要求EF—G 和 GDP 必须释放 c、 抗生素甾酸酶素(fusidic acid)能使核糖体停在移位后的状态(其稳定了EF-G与GDP核糖体的构象) d、 移位是核糖体固有的性质,但可被 EF—G 所催化 实验表明:EF—G 不存在时核糖体也可以发生移位 b、 EF—G和 GDP 必须释放→→→下一个三元复合物进位 抗生素甾酸酶素(fusidic acid)实验证实 c、 核糖体固有的移位性质可被 EF—G 所催化
103
Elongation Nascent---出生的
105
4、 两类延伸因子的交替作用使肽键生成 和移位有条不紊的进行
★ EF—G 和 GTP 的结合要求EF—Tu离开核糖体,新的氨酰基-tRNA进入A位要求EF-G离开核糖体 ★ 氨酰基—tRNA 三元复合物(EF--Tu)进入A位点必须要求P位点被肽酰—tRNA 占据而A位点空载 EF—G 和 GTP 结合……..只有在肽键生成后,肽基转移到A位、P位 tRNA 空载 ★ 两种延伸因子交替与核糖体发生相互作用,使肽键生成 和移位有条不紊的进行 Kirromycin---黄色霉素
107
﹡ 真菌------ eEF—3 参与(维持翻译的准确性)
5、 Euk 肽链的延伸 (1) 与 Prok 相似 ﹡ eEF—1 取代 EF—Tu 和 EF—Ts ﹡ eEF—2 取代 EF—G ﹡ 真菌 eEF—3 参与(维持翻译的准确性) (2) eEF—1 大多数由 α、β、γ、δ 四个亚基 真菌中还要求 eEF—3 的参与维持翻译的准确性 eEF--1α----与GTP结合 ﹡ 酵母中过量表达可导致翻译忠实性的提高、果蝇 中可延长其寿命
108
﹡ 衰老过程中,eEF—1 α 活性下降 因此 衰老过程中可能伴随着翻译忠实性的下降 ﹡ 大量表达还可以提高细胞的生长能力 一些影响细胞生长的因素也可以引起细胞内eEF—1 α的 大量表达, 如:癌基因v—fos 的诱导 (3) 有些资料表明: eEF—2 并不是延伸所必须,只起到加 速的作用
109
6、 GTP 的作用 (1) 使各种翻译因子与 tRNA 或核糖体易于以非共价键结合; 水解成 GDP 和 Pi 的反应是释放结合因子的信号 Prok IF2、 EF—Tu 、 EF—G Euk eIF—2、 eEF—1 、 eEF—2 ☆ GTP 是一种变构因子 (2) GTP 水解释放的能量提高核糖体结合氨酰-tRNA 和移 位的能力 (3) GTP 还有使翻译准确的功能 (为去除A位不正确的氨酰-tRNA提供能量)
111
三、 多肽链合成的终止
112
1、 所需条件 (1) 终止信号:终止密码子 Prok 和 Euk 都是:UAA、UAG、UGA (2) 释放因子: a、RF Prok中,RF 识别 UAA 和 UAG RF 识别 UAA 和 UGA RF 刺激RF1 和 RF2 的活性
113
Euk 中 只有 eRF ----- 识别三种终止密码子
b、 RRf(ribosome releasing factor) 核糖体释放因子 2、 终止机制 (1) Prok a、 RF 作用于A 位点(需要 P 位被肽酰-tRNA 所占据) b、 体外实验证实,RF 与终止密码子之间特异的相互作 用,类似于反密码子和密码子之间的碱基配对的相互 作用 RF 作用于A 位点(需要 P 位被肽酰-tRNA 所占据) 体外实验证实,RF 与终止密码子之间特异的相互作用,类似于tRNA的反密码子和密码子之间的碱基配 对的相互作用
114
c、 RF 的某种作用改变肽基转移酶的肽基转移特性
将P位上的肽基转移到水分子上而并不形成新的肽键,导 致肽基 – tRNA的水解 d、 RF3 与 GTP 结合为肽基转移及随后的核糖体释放提供 能量 e、 RRF 使核糖体与 mRNA 和脱酰基-tRNA 与终止因子分 离(GTP、EF--G)
118
第四节 准确翻译 的机制
119
一、 氨基酸与tRNA间的负载专一性 1、 氨酰tRNA合成酶(AARS)对氨基酸的特异识别与结合
AARS: AA binding site, tRNA binding site, ATP site (1) AA binding site 对结构相似的氨基酸的双筛作用 例;Cys HS—CH2—CH—COOH NH2 结构相似 错误识别 错误负载 错误翻译 Ala-RS Ala H—CH2—CH—COOH NH2
120
体外 Ile & Val 浓度相等的情况下 Ile-RS Ile H COOH CH3—CH2—C—CH CH3 NH2 200X
∨ Val-tRNAIle 错误负载机率 1/200 ! Val H COOH CH3—C—CH CH3 NH2
121
体内 Val : Ile = 5:1 Val-tRNAIle 错误负载机率 1/40 !! 但实际测定的错译机率仅为1/3000 ?!
122
aa’-tRNAaa aa binding site How ? aa’ + ATP
AARS aa’ + ATP Mis-activation aa’-AMP + tRNAaa Mis-loading AARS aa’-tRNAaa aa binding site 具有结合位点(B)和水解位点(H) (双筛位点)
123
a、进入aa-binding 时的双筛 Ile / Val 进入B 位点 与酶发生诱导契合 Ile 分子构型大于Val H 位点柔性部位小
AARS和tRNA参与校对主要有动力学校对---AARS对错误AA形状的识别、构象校对---氨酰基腺苷酸生成后,tRNA的进入引起酶构象的变化,若已氨酰基腺苷酸不符合进一步生成氨酰基--tRNA的要求而水解之,,化学校对---错误的氨基酸已接载到tRNA上之后,被合成酶的tRNA结合位点所发现,而水解之 Ile进入B 位点但不能进入H 位点 Val进入B 位点并进入H 位点而被降解
124
b、aa-tRNA loading时的双筛
H B H I I I I aa-tRNA loading B H B H V V V Val—AMP
125
(2)无相似结构的氨基酸间 其特异AARS分子无双筛位点 例; aa site of Tyr-RS 只能与Tyr发生诱导契合, 无双筛位点
tRNA 的副密码子(paracodon) 对aa 的准确负载
126
二、anti-codon对codon 的准确识别
三、对第一个 Met (AUG)的准确起译 1、Prok. • SD序列(AGGAGG)与16S rRNA 3’端富含嘧啶序 列的准确识别 ( SD 与 AUG间隔区 ±2NT 富含AT) 2、 Euk. • eIF4F 对5’ 帽子的准确识别及对CCACCAUGG的扫描
127
3、IF2(eIF2)和Tu(EF1)酶的专效性
a、 Prok IF2与fMet—tRNAfMet 间有严格的专一性 Euk eIF2与Met—tRNAiMet间……………….. b、Prok EF—Tu识别Met—tRNAmMet Euk EF1 原因也在于两种tRNA之间存在明显的结构差异 Euk. 中 EF1的作用类似于EF--Tu
128
四、对A 位 aa—tRNAaa 的两次校对(成肽前)
Φ EF—Tu 的酶的专效作用的第一次校对 Prok. EF—Tu催化GTP水解后,错配的氨酰tRNA 将从核糖体中剔除 Euk EF1 Φ 密码子和反密码子结合能力的第二次校对 A位上的正确的密码子和反密码子的结合能力比错误 的高3000倍 EF—Tu--aa—tRNAaa—GTP 三元复合物进入A位后,靠 EF—Tu 的酶的专效作用的第一次校对
129
第五节 蛋白质前体的 加工与转运机制
130
一、蛋白质前体加工 初级产物多肽链 天然蛋白质 残基的去除、AA侧链的修饰、多肽链折叠成二级、三级甚至四级结构 前胰岛素原的加工
AA侧链的修饰--乙酰化、甲基化、磷酸化、糖基化、泛素化、ADP-核糖基化等等 Preproinsulin--前胰岛素原 proinsulin--胰岛素原 insulin---胰岛素 A链--21肽 B链--30肽
131
蛋白质的体内折叠 1、 邹承鲁假说:体内蛋白质折叠存在与肽链合成同步进行 (co-translation) 实验证据:肽链合成尚未结束的β-半乳糖苷酶具有 免疫原性和酶的活性 对邹氏模型的有力支持 酶蛋白的N端--天然肽的结构与功能 2、参与蛋白质折叠的两类蛋白质--助折叠蛋白 a、酶: 如蛋白质二硫键异构酶---加速正确二硫键的生成 肽酰脯氨酰顺反异构酶---催化肽-脯氨酰间肽键的旋转反应
132
b、分子伴侣(molecular chaperone)
Laskey等人提出 组蛋白+核质素→→核小体 指一类在细胞内帮助新生肽链正确组装成为成熟蛋白 质,而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成成分的分 子,称为…… 3、分子伴侣的功能和种类 (1)功能 a、同一个分子伴侣可促进多种多肽链的折叠(无专一性) b、或者阻止多肽的错误折叠, 如防止初始翻译的疏水端的错误折叠(成熟蛋白质的空间结构是疏水性基团在分子内部,亲水性基团在分子的外部,使蛋白质分子具有水溶性,因此防止疏水端的错误折叠而导致的沉淀) b、或者阻止多肽的错误折叠 如防止初始翻译的疏水端的错误折叠
133
◎ 热休克蛋白Hsp70(heat shock protein , Hsp70) E.coli DnaK
(2)目前研究最多的两个蛋白质家族 ◘ 胁迫-70 家族 (stress-70) ◘ 分子伴侣家族 (chaperonin) Prok.和Euk. ◎ 热休克蛋白Hsp70(heat shock protein , Hsp70) E.coli DnaK 参与蛋白质折叠、组装、跨膜、分泌与降解 Figure8.5 Chaperone families have eukaryotic and bacterial counterparts(named in parentheses) 研究最多的胁迫-70家族成员之一---Hsp70 Heptameric—七孔??
134
DnaJ协助DnaK的结合-----有利于新生肽的折叠 GrpE解离复合物而反复循环
伴侣分子包括很多蛋白,这些蛋白不仅存在于那些个别的获得构象的蛋白,还存在于高分子结构的集合里。一个主要的亚群包括三族蛋白,在个别蛋白接受正确构象时需要这三族蛋白。像表1.5描述的那样。这三种集团被以热振荡蛋白(heat stock proteins)命名为热振荡蛋白70、60和90(Hsp70,Hsp60,Hsp90)。 Figure 10.5 DnaJ协助DnaK(Hsp70)的结合,这种结合有利于新生肽的折叠。在ATP水解的作用下,GrpE把复合物从底物上解离下来。连接与解离的多循环在蛋白质折叠中频频发生。 热振荡蛋白70这一族无处不在,在细菌、真核细胞液中、内质网、叶绿体和线粒体中都能找到它们。热振荡蛋白70与另外两种组分连同起来,在细菌中表现出DnaJ和GrpE的特性,图10.5描述了DnaJ和DnaK(Hsp70的细菌形式)在一个新生蛋白形成时结合上去的情形。当蛋白质链增长的时候,DnaK会脱离结合点,然后与另一个结合,这样,释放底物蛋白的一部分,使它正确而有序地折叠,最后,完整的蛋白从核糖体上释放出来,折叠成它成熟的构象,释放DanK是在DnaJ和GrpE帮助下完成的。DnaJ和GrpE可以激活振荡蛋白70的ATP酶。 热振荡蛋白70的真核变种以同样的方式发生作用。它们可能要在Hsp40的帮助下进行(相当于DnaJ)。不同的Hsp70作用在相应的靶蛋白上。胞液蛋白作用于从核糖体新生的蛋白。在内质网变种、线粒体或是染色质中对蛋白质产生更简单的作用,就像它们穿过膜而到达器官内部一样。 8.3 The Hsp70 family is ubiquitous Figure 8.6 DnaJ assists the binding of DnaK (Hsp70), which assists the folding of nascent proteins. ATP hydrolysis drives conformational change. GrpE displaces the ADP; this causes the chaperones to be released. Multiple cycles of association and dissociation may occur during the folding of a substrate protein. DnaJ协助DnaK的结合-----有利于新生肽的折叠 GrpE解离复合物而反复循环
135
二、蛋白质的转运 机制-- 易位与分泌 ( secretion) 两种途径(Euk.): 共翻译易位 翻译后易位
Figure 8.1 Overview: proteins that are localized post-translationally are released into the cytosol after synthesis on free ribosomes. Some have signals for targeting to organelles such as the nucleus or mitochondria. Proteins that are localized cotranslationally associate with the ER membrane during synthesis, so their ribosomes are "membrane-bound". The proteins pass into the endoplasmic reticulum, along to the Golgi, and then through the plasma membrane, unless they have signals that cause retention at one of the steps on the pathway. They may also be directed to other organelles, such as endosomes or lysosomes. Vesicle------囊、泡、小泡 真核细胞是一个高度有序的结构,比如说从卵子到最后分化出的细胞中蛋白质的定位。在一些物种的卵母细胞里,初期不对称的蛋白质分布是后来生物体发育的条件。特殊细胞的功能常被特殊蛋白质的高分子集团所决定。定位是真核细胞内部结构的主要因素。结构的主要决定因素是个体蛋白能否定位在正确的空间,我们能根据蛋白质合成的位点和基本的位置来区分它们。 ◆ 胞质蛋白不会定位在任何细胞器上,它们在胞质内合成并且留在那儿。作为催化中心作用于溶解在胞液中的代谢产物。 ◆ 细胞液中的蛋白质(以及一些别的结合物和组成部分)构成的高分子结构可能位于胞质中一些特殊的位点。例如中心体就连结在有丝分裂后会成为纺锤体的板柱的位置上。 ◆ 核蛋白必然从细胞液中它们的合成位点穿过核膜搬运进核。很多核蛋白是染色质的组成部分,而另外一些核蛋白则是特殊核结构的组成部分。 ◆ 胞质中的器官包含一些在细胞液中合成并被搬运到(穿过)器官外膜的蛋白。例如,运至线粒体或(植物细胞中的)叶绿体。线粒体和叶绿体也具有合成蛋白质的能力。一些在这种器官中合成的蛋白留在这些器官里。(24章将讨论蛋白质的器官内合成) ◆ 细胞质包含一系列的膜结构体,包括内质网膜、高尔基体、核内体和溶酶体。它们被称作“网状内皮体系”,存在于这些组成部分中的蛋白质嵌入内质网膜,再通过高尔基体的搬运体系直接进入它们的特殊位置。 ◆ 蛋白质巧妙地从细胞搬运至原生质膜,然后穿过它到达外部。它们与蛋白质连入网状内皮以同样的方法开始合成。只是彻底穿过该体系,而不是停留在该体系上的一些特殊位点。 插入或是穿过一个膜的过程被称作蛋白质的移位(protein translocation)。与膜结合的蛋白质一般遵循两条路线。线粒体和叶绿体的蛋白质被释放进入细胞液,然后同膜上器官相结合与包含有使之与正确的膜器官结合信号的蛋白在自由核糖体上的合成。因为这一过程在蛋白质完全合成以后发生,所以被叫做后翻译移位(post-translocation 网状内皮中的蛋白质一边被合成,一边进入内质网膜。这个过程被称作同时释放移位(co-translational translocation)。因为在这些蛋白的合成过程中,核糖体结合在内质网膜上,并且被发现是细胞的膜的成份,它们有时被描述为“膜界限”。沿着起初和目标的联系,一个蛋白被引导进入别的膜。这种成功地穿过膜体系而到达最终目的地的过程被叫做蛋白质的整理(protein sorting)或蛋白质的运输(protein trafficking)。
136
---核糖体附着在粗糙内质网 (rough endoplasmic reticulum RER)
蛋白质合成方式 ---游离的核糖体 蛋白质合成扩散在细胞质内 In Euk. ---核糖体附着在粗糙内质网 (rough endoplasmic reticulum RER) 合成蛋白质 进入顺式高尔基体 部分停留 反式高尔基体 选择, 加工,分泌,扩散 In Prok. --- 核糖体附着在细胞内膜(inner membrane) 游离型与分泌型合成蛋白质的核糖体在结构与功能上没有差别 留在细胞质中的蛋白质从核糖体上释放后即可行使其功能 内质网核糖体合成的蛋白质去向---1、停留在ER膜上 、运往高尔基体、分泌小泡、质膜或溶酶体 如E.coli(阴性菌)内膜(质膜)和外膜之间有周质(不同部位含功能不同的蛋白质) 合成蛋白质 穿过内膜进入间质(periplasm) 通过外膜 扩散到细胞外
137
信号肽(N端信号序列):分泌蛋白的N端15~30个AA的前 导序列为越膜信号 (signal sequence S.S.)
1、细菌中蛋白质的越膜 信号肽(N端信号序列):分泌蛋白的N端15~30个AA的前 导序列为越膜信号 (signal sequence S.S.) 1—10aa —20aa 15—30 aa 1—3 aa S.S.酶切割位点 富含Arg+, Lys 富含 Phe, Leu, Ile… 亲水螺旋 疏水螺旋 signal S. 带正电的区段与带负电的磷脂膜互作,引导蛋白质进入 inner M. 疏水区段嵌入磷脂膜内或形成αhelix, --- 并对磷脂双层膜产生扰动效应, --- 诱发形成非脂双层结构, 以保证Signal S. 所牵引的蛋白质顺利穿膜 反向平行,形成 hairpin 插入到膜中
138
作用机制: signal S. 带正电的区段与带负电的磷脂膜互作,引导蛋白质 进入内膜 疏水区段嵌入磷脂膜内或形成αhelix, --- 并对磷脂双层膜产生扰动效应, --- 诱发形成非脂双层结构, 以保证Signal S. 所牵引的蛋白质顺利穿膜
139
原核生物分泌性蛋白质穿膜的分子模式 α- α Helix hairping S.S. 酶 S.S.
140
a、S.S.在信号识别颗粒(signal recognition particle SRP )的帮助下插入到粗面内质网中
2、真核生物中蛋白质的越膜(共翻译易位) 信号肽序列(S.S.)和原核类似 (1)越膜机制: a、S.S.在信号识别颗粒(signal recognition particle SRP )的帮助下插入到粗面内质网中 Figure 8.21 The signal sequence of bovine growth hormone consists of the N-terminal 29 amino acids and has a central highly hydrophobic region, preceded or flanked by regions containing polar amino acids
141
SRP:RNA-蛋白质复合体 7SL RNA和6种蛋白
信号识别结构域(结合GTP) 延伸作用制动结构域 与核糖体结合使肽链的延伸暂时受阻(肽链约70个AA时) b、结合核糖体的SRP遇到内质网上的受体时不再阻止核 糖体翻译(SSR 信号序列受体) 停泊、坞蛋白 ( docking protein ) 与核糖体结合使肽链的延伸暂时受阻(肽链约70个AA时,此时S.S.才从核糖体中冒出) c、内质网上的S.S.受体和核糖体受体作用使新生肽进入 易位通道,随之S.S.被切除 ☀ SRP的负调控作用 分泌蛋白往往是降解酶类
143
(2)越膜后的加工 a、内质网中滞留 b、内质网中加工: 折叠、糖基化等 c、加工后的定位 和分泌 (蛋白中的信号补丁)
Figure 25.1 Proteins that enter the endoplasmic reticulum are transported to the Golgi and towards the plasma membrane. Specific signals cause proteins to be returned from the Golgi to the ER, to be retained in the Golgi, to be retained in the plasma membrane, or to be transported to endosomes and lysosomes. Proteins may be transported between the plasma membrane and endosomes. 反面高尔基体中完成糖基化同时进行分拣,分拣系统识别蛋白质中的信号补丁(sigmal patch 空间结构的某一区域而非一级结构) Glycosylation---糖基化
144
3、真核生物中游离核糖体合成蛋白质的易位 (翻译后易位) 进入不同的细胞器有各 自相应的信号 Peroxisom---过氧化物酶体
SKL:Ser-Lys-Leu
145
本章结束, 谢谢!
146
思考题 名词解释 单(多)顺反子mRNA S-D序列 副密码子 同工tRNA 同义密码子 密码子的简并性 分子伴侣 信号肽 简答题 1、解释Prok.多顺反子mRNA翻译的两种情况 2、说出核糖体的活性位点及其功能 3、解释同一种tRNA分子所识别的几种同义密码子使用频率差异 的原因。 4、简述Ts循环过程及意义 5、说出Prok.蛋白质翻译过程中的起始因子、延伸因子、终止因 子及各自功能。 6、简述Prok.延伸过程中的主要事件
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7、简要说明Prok.与Euk.的翻译起始过程的差别
8、tRNA三级结构有何与其功能相适应的特点 9、以Prok.为例,说明蛋白质翻译终止的机制 10、简要说明真核生物蛋白质的不同转运机制 11、说明Prok.和Euk.体内蛋白质的越膜机制
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