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第二十七章 蛋白质的生物合成

第二十七章 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。. 思考 .

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第二十七章 蛋白质的生物合成

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  1. 第二十七章 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。 思考 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  2. 复制 DNA 转录 逆转录 蛋白质 RNA 翻译 复制 遗传信息传递的 中心法则 生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上,表现为特定的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中,通过DNA复制把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代细胞的生长发育过程中,这些遗传信息通过转录传递给RNA,再由RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列顺序,由蛋白质执行各种各样的生物学功能,使后代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现,在宿主细胞中一些RNA病毒能以自己的RNA为模板复制出新的病毒RNA,还有一些RNA病毒能以其RNA为模板合成DNA,称为逆转录这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律,揭示遗传的分子基础,不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识,而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程,给人类的生产和生活带来了深刻的革命。

  3. 遗传信息流动示意图 DNA mRNA 核糖体 tRNA

  4. 目 录 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

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

  6. m R N A mRNA (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。 原核生物和真核生物mRNA的比较

  7. 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 遗传密码的破译 遗传密码性质 第二套密码系统

  8. 第二套密码系统,蕴含于tRNA分子中,这是自1988年5月份以来在分子生物学领域引人注目的新进展。 Christian de Duve提出了第二套密码系统的概念或学说。该学说认为:tRNA氨基酸接受柄有一辅密码区(Paracodon region),可以被氨基酰tRNA合成酶(aaRS)识别,并决定tRNA的特异性。他认为第二套密码系统蕴含于aaRS结构中作者将第二套密码系统的特征描述为:[1]与经典密码系统不同。辅密码子密码系统或第二套密码系统是非简并性的(nondegenerate)。可能只有20种aaRS,每种aaRS能够识别特异于某种氨基酸的所有tRNA,这种识别与该种特异tRNA的不同特征有关。[2]第二套密码系统比经典的密码系统对氨基酸更具有决定性,这与密码子和相应的氨基酸间的立体化学相互反应有关。认为辅密码仅与酶-氨基酰-腺苷酸(aaRS-aa-AMP)发生一个非常简单的反应,而tRNA则起着删除错误氨基酰的作用。[3]第二套密码系统比经典的密码系统更原始。一些作者猜测tRNA起源于携带氨苷酰的寡核苷酸,其原始形式能与氨基酸直接反应。

  9. 然而,de Duve认为第二套密码系统存在于aaRS结构中,并假定仅仅是辅密码子与aaRS-aa-AMP或aa-aaRS复合物的一个简单反应。酶是一种蛋白质,而蛋白质怎么能作为携带遗传信息的载体呢?aaRS上的某些区域含有一些残基可与辅密码子的核苷酸反应,但无法把所有氨基酸侧链与tRNA的核苷酸匹配起来。一些科学家提出RNA在原始时代具有多种功能,例如携带信息,催化活性和转移信息。在进化过程中,才形成分工负责,即RNA将携带信息的功能交给DNA,催化活性由酶(蛋白质)承担,RNA本身仅保留转递信息功能。至今上述三种功能仍不同程度残留于RNA的事实是对上述分子进化的强有力支持。据此认为:第二套密码系统存在于tRNA分子本身,而不应存在于aaRS结构中。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  10. 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  11. 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  12. 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 类似的实验不能证明GGG是何种氨基酸的密码子,因为polyG产生牢固的氢键结合,形成三股螺旋,而不与核糖体结合。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  13. 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。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  14. 核糖体结合技术 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 分析留在滤膜上的核糖体-AA-tRNA 确定与核糖体结合的AA

  15. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  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( degeneracy),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. 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

  18. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  19. 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。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  20. 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  21. 顺反子 顺反子 顺反子 插入顺序 插入顺序 末端顺序 原核细胞mRNA的结构特点 SD区 5´ 3´ AGGAGGU 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。

  22. 顺反子 5´“帽子” PolyA3´ 真核细胞mRNA的结构特点 • Poly(A)尾巴的功能 • 是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式 • 它大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性 m7G-5´ppp-N-3 ´ p • 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 A(50~200)-OH

  23. t RNA tRNA (transfer ribonucleic acid)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。 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)

  24. (1)3‘端含CCA-OH序列。  (2)TψC环(TψC loop)。 (3)额外环或可变环(extro variable loop)。 (4)反密码子环(anticodon loop)。  (5)二氢尿嘧啶环(dihydr-U loop或D-loop) (6)上述的TψC环,反密码子环,和二氢尿嘧啶分别连接在由4或5个碱基组成的螺旋区上,依次称为TψC茎,反密码子茎和二氢尿嘧啶茎。此外,15-16个固定碱基几乎全部位于这些环上。

  25. tRNA的三级结构 (1)tRNA的三维结构是和个"倒L形"。 (2)氨基酸接受臂CCA序列和反密码子处于倒L的两端,二者相距70A。 (3)D环和TψC环形成了倒L的角。 (4)许多三维结构的氢键形成涉及的都是固定碱基,说明tRNA具有相同的三维或三级结构。 (5)绝大多数形成的三级结构的氢键涉及的碱基种类不同于标准的A-U和G-C碱基对;少数三级结构反应涉及核糖体-磷酸骨架中的基团,包括核糖的2‘OH基。 (6)几乎所有的碱基均是定向排列的,以致成摞(stacking),因此在它们疏水平面之间有最大反应。 (7)只有少数几个三级结构氢键把的密码茎固定于分子的其它部位,因此反密码子区的相对方向,在蛋白质生物合成期间可以改变。

  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 1 2 3 密码子

  27. 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 Tyr H2N COOH 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 Glu H2N COOH 基因间的校正突变 GAG(Glu) UAG(终止密码) 第一个突变:由于DNA突变使mRNA分子中GAG变为UAG COOH H2N

  28. 核糖体 核 糖 体 是由rRNA(ribosomal ribonucleic acid)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。 1、核糖体的结构和组成 2、核糖体的功能 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  29. 原核生物核糖体的组成 50S subunit 23S RNA 5S RNA 34 protein 50S subunit 30S subunit 70S ribosome 16S RNA 原核生物核糖体结构示意图 30S subunit 21 protein 核糖体的组成

  30. RNA和蛋白质的分布相对集中,RNA主要定位于核糖体中央,蛋白质在颗粒外围。RNA和蛋白质的分布相对集中,RNA主要定位于核糖体中央,蛋白质在颗粒外围。 电子显微镜是研究核糖体形状和大体结构的最直接方法。小亚基是一扁平不对称颗粒,由头和体组成,分别占小亚基的1/3和2/3。在头和体之间的部分是颈,并有1-2个突起称为叶或平台。 大亚基呈半对称性皇冠状(quasi-symmetric "crown")和对称性肾状。大亚基由半球形主体和三个大小与形状不同的突起组成。中间的突起称为"鼻",呈杆状;两侧的突起分别称为柄(stalk)和脊(ridge)。柄含二种蛋白质L7/L12,向颗粒外伸出8-12 nm。脊含蛋白质L1,故脊又称为L1肩(L1 shoulder)。电镜下的70S核糖体大体是圆形颗粒,直径约23 nm。小亚基斜(45°角)卧在50S亚基的L1肩和中心突之间。

  31. 现在一般认为,核糖体的基本功能依赖于其中的rRNA,核糖体蛋白质起着加强rRNA功能的作用。核糖体最初由rRNA构建,在进化过程中一些蛋白质加在其上。体内外的实验均证明了缺乏某些蛋白质的核糖体仍有生物活性;此外,rRNA基因(rDNA)突变及甲基化等均可引起对抗菌素(如红霉素、氯霉素)的抵抗。现在一般认为,核糖体的基本功能依赖于其中的rRNA,核糖体蛋白质起着加强rRNA功能的作用。核糖体最初由rRNA构建,在进化过程中一些蛋白质加在其上。体内外的实验均证明了缺乏某些蛋白质的核糖体仍有生物活性;此外,rRNA基因(rDNA)突变及甲基化等均可引起对抗菌素(如红霉素、氯霉素)的抵抗。 核糖体亚基的自我装配(self-assembly)过程于1968年被认识。该过程不需其它任何因子参与,只要把rRNA和相应的蛋白质加入反应系统即可。如加入16S rRNA和21种蛋白质(S1-S21),即可装配成有天然活性的30S小亚基。核糖体蛋白质与rRNA结合有先后之差,这可能是某一种蛋白质的结合,可诱导核糖体构象改变而暴露出结合位点。

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

  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 IF2eIF2 参与起始复合物的形成  IF3eIF3、eIF4C 起始     CBP I 与mRNA帽子结合 eIF4A B F 参与寻找第一个AUG eIF5 协助eIF2 、 eIF3、eIF4C的释放 eIF6 协助60S亚基从无活性的核糖体上解离 EF-TueEF1 协助氨酰-tRNA进入核糖体 延长 EF-TseEF1  帮助EF-Tu 、 eEF1周转 EF-GeEF2 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  35. AA E AA E AA E tRNA AA E tRNA AA E tRNA 氨基酸的活化 ATP + 氨基酸 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. +H2N-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S COO- CHO-HN-CH-COO-tRNA CH2 CH2 S COO- N-甲酰甲硫氨酰-tRNAiMet的形成 转甲酰酶 N10-CHO-FH4 FH4 Met-tRNAiMet fMet-tRNAtMet 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  37. 氨酰- tRNA合成酶特点 a、专一性: 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。 对tRNA 具有极高专一性。 b、校对作用:氨酰- tRNA合成酶的水解 部位可以水解错误活化的氨基酸。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  38. 原核生物多肽链的合成过程 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 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  39. IF1 P位 A位 IF2-GTP-fMet-tRNA IF3 IF2 IF1 5 3 IF3 GTP IF2 P位 A位 50S亚基 anticodon IF-3 IF2+ IF1+GDP+Pi codon 肽链合成的起始 mRNA+30S亚基-IF3 30S亚基• mRNA IF3- IF1复合物 IF-1 70S起始复合物 30S• mRNA • GTP- fMet –tRNA- IF2- IF1复合物 70S起始复合物

  40. 肽链合成的起始 1.三元复合物(trimer complex)的形成 : 核糖体30S小亚基附着于mRNA的起始信号部位,该结合反应是由起始因子3(IF3)介导的,另外有Mg2+的参与。故形成IF3-30S亚基-mRNA三元复合物。 2.30S前起始复合物(30S pre-initiation complex)的形成 : 在起始因子2(IF2)的作用下,甲酰蛋氨酸-起始型tRNA(fMet-tRNA Met)与mRNA分子中的起始密码子(AUG或GUG)相结合,即密码子与反密码子相互反应。同时IF3从三元复合物脱落,形成30S前起始复合物,即IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAMef复合物。此步亦需要fGTP和Mg2+参与。

  41. 3.70S起始复合物(70S initiation complex)形成。 50S亚基与上述的30S前起始复合物结合,同时IF2脱落,形成70S起始复合物,即30S亚基-mRNA-50S亚基-fMer-tRNA Met复合物。此时fMet-tRNA Met占据着50S亚基的肽酰位(peptidyl site,简称为P位或给位),而50S的氨基酰位(aminoacyl site,简称为A位或受位)暂为空位。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  42. 1 1 2 2 1 5´ GTP GTP N-端 C-端 2 3 2 3 2 3 5´ 3´ 肽链的延长 进位 肽键形成 3´ (Tu\Ts) 移位 (EF-G) 进位 肽键形成

  43. 肽链合成的延长 这一过程包括进位、肽键形成、脱落和移位等四个步骤。 1.进位 即新的氨基酰-tRNA进入50S大亚基A位,并与mRNA分子上相应的密码子结合.在70S起始复合物的基础上,原来结合在mRNA上的fMet-tRNAMet占据着50S亚基的P位点(当延长步骤循环进行二次以上时,在P位点则为肽酰-tRNA)。新进入的氨基酰-tRNA则结合到大亚基的A位点,并与mRNA上起始密码子随后的第二个密码子结合。此步需GTP、EF-T及Mg2+的参与。 2.肽键形成 在大亚基上肽酰转移酶的催化下,将P位点上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰(或肽酰基)转移给A位上新进入的氨基酰-tRNA的氨基酸上,即由P位上的氨基酸(或肽的3'端氨基酸)提供α-COOH基,与A位上的氨基酸的α-NH2基形成肽链。此后,在P位点上的tRNA成为无负载的tRNA,而A位上的tRNA负载的是二肽酰基或多肽酰基。此步需Mg2+及K+的存在。

  44. 3.脱落 即50S亚基P位上无负载的tRNA(如tRNAMet)脱落。 4.移位 指在EF-G和GTP的作用下,核糖体沿mRNA链(5'→3')作相对移动。每次移动相当于一个密码子的距离,使得下一个密码子能准确的定位于A位点处。与此同时,原来处于A位点上的二肽酰tRNA转移到P位点上,空出A位点。随后再依次按上述的进位、肽键形成和脱落步骤进行下一循环,即第三个氨基酰-tRNA进入A位点,然后在肽酰转移酶催化下,P位上的二肽酰tRNA又将此二肽基转移给第三个氨基酰-tRNA,形成三肽酰tRNA。同时,卸下二肽酰的tRNA又迅速从核糖体脱落。像这样继续下去,延长过程每重复一次,肽链就延伸一个氨基酸残基。多次重复,就使肽链不断地延长,直到增长到必要的长度。通过实验已经证明,mRNA上的信息的阅读是从多核苷酸链的5'端向3'端进行的,而肽链的延伸是从N端开始的。 蛋白质生物合成的抑制剂

  45. 蛋白质生物合成的抑制剂 (1)嘌呤霉素(puromycin)嘌呤霉素的结构很类似氨基酰-tRNA,故能与后者相竞争作为转肽反应中氨基酰异常复合体,从而抑制蛋白质的生物合成:当生长着的肽链(或甲酰甲硫氨酸)被转移到嘌呤霉素的氨基上去时,新生成的肽酰-嘌呤霉素会从核糖体上脱落下来,从而终止翻译。因此肽链合成过早终止,而且在此截短的肽链的羧基端连有一分子嘌呤霉素。 (2)链霉素(streptomycin)链霉素能与30S-亚基结合从而抑制蛋白质的合成;此30S-链霉素复合体是一种效率很低且很不稳定的起始解离而终止翻译的复合体。链霉素结合在30S亚基上时亦能改变氨基酰-tRNA在A位点上与其对应的密码子配对的精确性和效率。 (3)四环素(tetracyclines)四环素能阻断氨基酰-tRNA进入A位点,从而抑制肽链的延长;新生的肽链存留在P位点上,并能与嘌呤霉素反应。

  46. (4)氯霉素(chloramphenicol)氯霉素能阻断70S核糖体中的50S大亚基的肽酰转移酶的活性,从而抑制肽链的延长。(4)氯霉素(chloramphenicol)氯霉素能阻断70S核糖体中的50S大亚基的肽酰转移酶的活性,从而抑制肽链的延长。 (5)放线菌酮(cycloheximide)放线菌酮被认为与氯霉素的作用类似,但它主要作用于真核生物的80S核糖体中的60S亚基。 (6)红霉素(erythromycin)红霉素与50S大亚基结合,并阻断移位作用因而将肽酰-tRNA"冻结"在A位点上。对红霉素产生抗性是由于50S大亚基中某一个蛋白质产生突变之故。   上述各种抗菌素对细菌的完整细胞或无细胞系统均有抑制作用,它们都作用于核糖体循环的起始和/或延长步骤。 由于细菌核糖体与哺乳动物线粒体核糖体相似,因此能抑制细菌核糖体功能的抗菌素,往往也能抑制哺乳动物线粒体的核糖体循环。线粒体是一个"半自养"的细胞器,它的蛋白质除由胞浆核糖体循环产生供应外,并有其自身的翻译系统。   四环素族类(包括四环素、土霉素、金霉素等)对真核细胞的无细胞系统蛋白质合成具有抑制作用,但对完整的真核细胞无抑制作用,这是由于四环素族类抗菌素不易透入真核细胞膜。

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

  48. 肽链合成的终止 1.多肽链的合成已经完毕,这时,虽然多肽链仍然附着在核蛋白体及tRNA上,但mRNA上肽链合成终止密码子UAA(亦可以是UAG或UGA)已在核蛋白体的A位点上出现。终止因子用以识别这些密码子,并在A位点上与终止密码子相结合,从而阻止肽链的继续延伸。RF3的作用还不能肯定,可能具有加强RF1和RF2的终止作用。RF1和RF2对终止密码子的识别具有一定特异性,RF1可识别UAA和UAG,RF2识别UAA和UGA。RF与EF在核糖体上的结合部位是同一处,它们重叠的结合部位防止了EF与RF同时结合于核糖体上,而扰乱正常功能。 2.终止因子可能还可以使核蛋白体P位点上的肽酰转移酶发生变构,酶的活性从转肽作用改变为水解作用,从而使tRNA所携带的多肽链与tRNA之间的酯键被水解切断,多肽链从核蛋白体及tRNA释放出来。 最后,核蛋白体与mRNA分离;同时,在核蛋白体P位上的tRNA和A位上的RF亦行脱落。与mRNA分离的核蛋白体又分离为大小两个亚基,可重新投入另一条肽链的合成过程。核蛋白体分离为大小两个亚基的反应需要起始因子(IF3)的参与。

  49. 采用温和的条件小心地从细胞中分离核蛋白体时,可以得到3-4个甚至上百个成串的核蛋白体。称为多核蛋白体,即在一条mRNA链上同一时间内结合着许多个核蛋白体,两个核蛋白体之间有一定的长度间隔,是裸露的mRNA链段,所以多核蛋白体可以在一条mRNA链上同时合成几条多肽链,这就大提高了翻译的效率。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  50. 肽键的形成

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