蛋白质合成过程

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1、 我国的第一颗原子弹我国的第一颗原子弹 我国人工研发合成的牛胰岛素我国人工研发合成的牛胰岛素牛胰岛素简介牛胰岛素简介 牛胰岛素为晶状体牛胰岛素为晶状体,是牛胰脏中胰岛是牛胰脏中胰岛-细胞细胞所分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。所分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。我国牛胰岛素研究情况我国牛胰岛素研究情况 我国中科院生化研究所、北大化学系及中我国中科院生化研究所、北大化学系及中科院有机化学研究所通力合作，于科院有机化学研究所通力合作，于1959年年开始工作、开始工作、1965年年9月获得了用人工方法合月获得了用人工方法合成的、有生物活性的结晶牛胰岛素，实现成的、有生物活性的结晶牛胰岛素，实现了世界

2、上首次人工合成蛋白质的壮举。了世界上首次人工合成蛋白质的壮举。 氨基酸的活化氨基酸的活化 多肽链合成的起始多肽链合成的起始 肽链的延长、肽链的终止和释放肽链的延长、肽链的终止和释放 蛋白质合成后的加工修饰蛋白质合成后的加工修饰 在进行合成多肽链之前在进行合成多肽链之前,必须先经过活化必须先经过活化,以以获得额外的能量获得额外的能量. 氨基酸的活化氨基酸的活化 ATP+氨基酸氨基酸+酶酶氨基酸氨基酸-AMP-酶酶+PPi 一一.氨基酸氨基酸-AMP-酶复合物的形成酶复合物的形成E-CR1-C-O P-O- CH2= O OH-O腺嘌呤 OH OH ONH2高能酸苷键高能酸苷键 氨基酸从复合物上面

3、转移到相应氨基酸从复合物上面转移到相应的的tRNA上面：上面： 氨基酸氨基酸-AMP-酶酶+PPi 氨酰氨酰-tRNA+AMP+酶酶二二.转移转移PPPO C-C-RC-C-RO HO HNH3NH3+ +OHOH多肽链合成的起始多肽链合成的起始 在肽链合成起始时，首先是核糖体小亚基在肽链合成起始时，首先是核糖体小亚基与与mRNA上的核糖体结合位点识别结合。上的核糖体结合位点识别结合。 然后，大亚基与小亚基结合，形成完整的然后，大亚基与小亚基结合，形成完整的核糖体核糖体(70S起始复合物起始复合物)。30S30S复合物形成：复合物形成：AUGIF3IF3AUGIF3小亚基小亚基AUGGTP、I

4、F1、IF2fMetUAC5核糖体小亚基与核糖体小亚基与mRNA上上的核糖体结合位点识别结的核糖体结合位点识别结合合70S70S复合物的形成：复合物的形成：AUGGTP、IF1、IF2fMetUAC5+ 50S50S核糖体核糖体AUGGTP、IF1、IF2fMetUAC5P P位点位点GDP+PiGDP+Pi、IF1IF1、IF2IF2 核糖体小亚基与核糖体小亚基与mRNA上的核糖体结合位点识别结合上的核糖体结合位点识别结合肽链的延长肽链的延长1、进位进位 新的氨酰新的氨酰- tRNA进入进入A位。位。需要消耗需要消耗GTP，并需，并需EF-Tu（热不稳定）（热不稳定）,EF-Ts（热稳定）两

5、种延伸（热稳定）两种延伸因子。因子。 EF-Tu-GTP+下一个要进入的氨酰下一个要进入的氨酰-tRNA 形成形成复合物复合物 将这个氨酰将这个氨酰-tRNA 送入核糖体送入核糖体A位，同时位，同时GTP GDP + Pi，EFTu-GDP释放。释放。 EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-Ts + GDP EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts2、转肽转肽 肽酰转移酶肽酰转移酶(反应需要较高浓度的K+参加) 在肽酰转移酶的作用下在肽酰转移酶的作用下P位点上位点上fMet-tRNAf的甲酰甲硫氨酸从相应的的甲酰甲硫氨酸从相应的tRNA上解离下来，上解离下来，其

6、其-COOH（高能酯键）与刚进入（高能酯键）与刚进入A位的氨位的氨酰酰-tRNA上的上的-NH2形成肽键（实质是形成肽键（实质是A位点位点氨酰氨酰-tRNA氨基亲核攻击酯键羰基），无负氨基亲核攻击酯键羰基），无负荷的荷的tRNA留在留在P位，此时位，此时A位点携带一个位点携带一个二肽。二肽。53PAAA-fMetAAAPfMet53转肽转肽其其-COOH（高能酯键）与刚进入（高能酯键）与刚进入A位的氨酰位的氨酰-tRNA上上的的-NH2形成肽键（实质是形成肽键（实质是A位点氨酰位点氨酰-tRNA氨基亲核氨基亲核攻击酯键羰基），无负荷的攻击酯键羰基），无负荷的tRNA留在留在P位，此时位，此时A

7、位位点携带一个二肽。点携带一个二肽。PA53PA53PAPPAA在在EF-G（移位酶）的作用下，核糖体沿（移位酶）的作用下，核糖体沿mRNA5 3方向移动，方向移动，每次移动一个密码子的距离，结果使原来在每次移动一个密码子的距离，结果使原来在A上的肽酰上的肽酰-tRNA移到移到了了P位点，原来在位点，原来在P位点的无负载的位点的无负载的tRNA离开核糖体，同时一个新离开核糖体，同时一个新的密码子进入空的的密码子进入空的A位，位， EF-G 催化的移位过程需水解催化的移位过程需水解GTP提供能提供能量。肽链合成从量。肽链合成从N-C。3.移位移位肽链的终止和释放肽链的终止和释放 肽链合成肽链合成

8、 的终止（的终止（termination）包括两步）包括两步反应：反应： 即对即对mRNA上的终止密码子（终止信号）上的终止密码子（终止信号）的识别。的识别。 水解所合成肽链与水解所合成肽链与tRNA间的酯键而释放出间的酯键而释放出新生的蛋白质。新生的蛋白质。 释放释放 随着肽链的释放，大亚基、小亚基、随着肽链的释放，大亚基、小亚基、tRNA、mRNA、终止因子解聚，蛋白质合、终止因子解聚，蛋白质合成终止。成终止。蛋白质合成后的加工修饰蛋白质合成后的加工修饰 1、肽链切割、肽链切割 2、氨基酸侧链的修饰、氨基酸侧链的修饰 脯氨酸、赖氨酸侧链发生羟基化作用。脯氨酸、赖氨酸侧链发生羟基化作用。 苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸羟基磷酸化。如糖原磷酸化酶苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸羟基磷酸化。如糖原磷酸化酶 糖基化作用使蛋白质多肽链转变成糖蛋白（糖基化作用使蛋白质多肽链转变成糖蛋白（N-糖苷键和糖苷键和O-糖苷键）。糖苷键）。 3、加辅基、加辅基 结合上辅基（酶）才具生物活性，如乙酰辅酶结合上辅基（酶）才具生物活性，如乙酰辅酶A羧化酶与羧化酶与生物素的结合。生物素的结合。 4、二硫键的形成、二硫键的形成 两个半胱氨酸两个半胱氨酸-SH氧化氧化新键折叠，新构像产生，有活性的蛋白新键折叠，新构像产生，有活性的蛋白质形成质形成。谢谢大谢谢大家家