第十五章 蛋白質的合成

2021-03-05 五是中山醫



    光陰似箭,轉眼間我們的大學第二年就結束了。在經歷過期末考試以後,大家對於學科的理解是否又更上一層樓呢?

    在班主任和學委的策劃下,考試周前我們班的同學們成立了學習小組,分別將生化後面十幾章的內容整理成筆記,供大家分享參考。現將大家的筆記做成推送分享上來,希望能對屏幕前在看的你有所幫助!

    如果喜歡,還記得關注收藏噢~





1.密碼子/三連體密碼

①概念:mRNA可讀框每3個相鄰的核苷酸為一組,編碼一種胺基酸或肽鏈合成的起始/終止信息。

②舉例:起始密碼子:AUG(也代表甲硫氨酸)

終止密碼子:UAA、UAG、UGA

③共有64個密碼子,61個編碼胺基酸,3個終止密碼子不編碼遺傳密碼

2.遺傳密碼特點:

方向性:密碼子排列有方向性,翻譯方向從5』到3』,決定了肽鏈N-端到C-端的胺基酸序列

連續性:密碼子間無間隔核苷酸,被連續閱讀

移碼:mRNA可讀框中插入或缺失非3倍數的核苷酸,引起可讀框移動

移碼突變:移碼導致後續胺基酸編碼序列改變,使其編碼的蛋白質徹底喪失或改變原有功能

簡併性:有的胺基酸可由多個密碼子編碼(除了色氨酸和甲硫氨酸)

簡併性/同義密碼子:編碼同一種胺基酸的密碼子,一般前兩位鹼基相同,第三位有差異

擺動性:密碼子和tRNA的反密碼子有時並不嚴格遵循Watson-Crick鹼基配對原則,出現擺動。

擺動:密碼子第1、2位鹼基與反密碼子第3、2位鹼基仍為Watson-Crick配對,而反密碼子第1位鹼基與密碼子第3位鹼基配對出現擺動現象。

意義:密碼子的擺動性能使一種tRNA識別mRNA中多種簡併性密碼子

通用性:低等生物到人類都使用同一套遺傳密碼

遺傳密碼通用性並不絕對,有例外,如:哺乳動物線粒體中,UGA代表終止信號,也代表色氨酸;AUA不代表異亮氨酸,代表甲硫氨酸。



1.一種胺基酸可與多種tRNA特異性結合,但一種tRNA只能轉運一種特定胺基酸

2.符號:tRNA右上角表明所轉運胺基酸三字符符號

3.tRNA胺基酸臂的-CCA末端的腺苷酸3』-OH與胺基酸結合,形成各種氨醯-tRNA,再轉運至核糖體,反密碼環中反密碼子與mRNA中密碼子互補結合,依次加入胺基酸。



1.核糖體沿著模板mRNA鏈從5』端到3』端移動,肽鏈合成後立即離開mRNA

2.核糖體上有A位、P位、E位

A位結合氨醯-tRNA,稱氨醯位

P位結合肽醯-tRNA,稱肽醯位

E位釋放已卸載了胺基酸的tRNA,稱排出位



1.酶類:氨醯-tRNA合成酶、肽醯轉移酶、轉位酶

2.蛋白質因子:

起始因子(原核:eIF;真核:IF)

延長因子(原核:eEF;真核:EF)

釋放因子(原核:eRF;真核:RF)

原核生物肽鏈合成所需要的蛋白質因子

真核生物肽鏈合成所需要的蛋白質因子





1.氨醯-tRNA合成酶對底物胺基酸和tRNA有高度特異性,除賴氨酸有兩種氨醯-tRNA合成酶,其他胺基酸各對應一種氨醯-tRNA合成酶

2.胺基酸活化:胺基酸與特異的tRNA結合形成氨醯-tRNA的過程,消耗2個ATP

3.總反應式:

胺基酸+tRNA+ATP氨醯-tRNA+AMP+PPi

4.反應主要步驟:

①氨醯-tRNA合成酶催化ATP分解為焦磷酸與AMP

② AMP、酶、胺基酸三者結合為中間複合體(氨醯-AMP-酶),其中胺基酸的羧基與磷酸腺苷的磷酸以酐鍵相聯而活化;

③活化胺基酸與tRNA 3′-CCA末端的腺苷酸的核糖2′或3′位的游離羥基以酯鍵結合,形成相應的氨醯-tRNA。

5.符號:氨醯-tRNA前綴結合的胺基酸的三字符代號,

如:代表結合了酪氨酸

6.氨醯-tRNA有校對活性,能水解釋放錯誤結合的胺基酸,換上正確的胺基酸



1.起始密碼子需要專門的起始氨醯t-RNA,

原核生物中為;

真核生物中,與甲硫氨酸結合後於mRNA起始密碼子AUG處就位,參與形成翻譯起始複合物。

2.和可分別被起始或延長過程中起催化作用的酶和蛋白質因子識別。





原核生物: 核糖體大小亞基分離→mRNA與核糖體小亞基結合(核糖體結合位點S-D序列)→fMet-tRNAfMet結合在核糖體P位→翻譯起始複合物形成。

真核生物:43S前起始複合物的形成(elF-1A、elF-3等)→mRNA與核糖體小亞基結合(elF-4E:結合5』-帽子;elF-4A:ATPase和RNA解旋酶,等。但有些mRNA的翻譯並不依賴其5』-帽子結構)→核糖體大亞基的結合



1、翻譯起始複合物形成後,核糖體從mRNA的5′端向3′端移動,依據密碼子順序,從N端開始向C端合成多肽鏈

2、在核糖體上重複進行進位、成肽和轉位,每循環1次,肽鏈上即可增加1個胺基酸殘基

進位(positioning):指根據mRNA下一組遺傳密碼指導,使相應氨基醯-tRNA進入核蛋白體A位。,又稱註冊

成肽(peptide bond formation):核糖體A位和P位上的tRNA所攜帶的胺基酸縮合成肽的過程,P位的fMet-tRNAimet的醯基與A位上的AA-tRNA的氨基成肽鍵。tRNA本身則從P位脫落,使P位空出。

·轉肽酶:核蛋白體大亞基上的蛋白質。

·在蛋白質合成中,每生成一個肽鍵,至少需要消耗4個高能磷酸鍵

轉位( translocation):成肽反應後,核糖體需要向mRNA的3′端移動一個密碼子的距離,方可閱讀下一個密碼子,此過程為轉位

3、真核生物的肽鏈延長機制與原核生物基本相同,但亦有差異。

·二者所需延長因子不同

·真核生物中一個新的氨醯-tRNA進入A位後會產生變構效應,致使空載tRNA從E位排出。

終止密碼子釋放因子導致肽鏈合成終止

肽鏈上每增加一個胺基酸殘基,就需要經過一次進位、成肽和轉位反應。如此往復,直到核糖體的A位對應到了mRNA的終止密碼子上。

終止密碼子不被任何氨醯-tRNA識別,只有釋放因子RF能識別終止密碼子而進入A位,這一識別過程需要水解GTP。

·釋放因子RF

原核生物:有3種RF,RF1識別UAA或UAG,RF2識別UAA或UGA,RF3則與GTP結合併使其水解,協助RF1與RF2與核糖體結合。

真核生物:僅有eRF一種釋放因子,所有3種終止密碼子均可被其識  別,而肽鏈合成完成後的水解釋放過程尚未完全了解

3、多聚核糖體(polyribosome或polysome):多個核糖體結合在1條mRNA鏈上所形成的聚合物。多聚核糖體的形成可以使肽鏈合成高速度、高效率進行。





分子伴侶:

概念:細胞中大多數天然蛋白質摺疊並不是自發完成的,其摺疊過程需要其他酶或蛋白質輔助,這些輔助性蛋白質可以指導新生肽鏈按特定方式正確摺疊,它們被稱為分子伴侶。

舉例:熱激蛋白70(Hsp70)家族:Hsp70與未摺疊蛋白的疏水區結合,既可避免蛋白質因高溫而變性,又可防止新生肽鏈過早摺疊。

伴侶蛋白:主要作用是為非自發性摺疊肽鏈提供正確摺疊的微環境,如大腸桿菌伴侶系統GroEL/GroES。



1.新生肽鏈N端的甲硫氨酸殘基在肽鏈離開核糖體後大部分由特異的蛋白水解酶切除。

2.許多蛋白質在初合成時是分子量較大的無活性的前體分子,如胰島素原、胰蛋白酶原等。這些前體分子也需經過水解作用切除部分肽段,才能成為有活性的蛋白質分子或功能肽。

3.有些多肽鏈經水解可以產生數種小分子活性肽,如阿黑皮素原。





鍵的種類:非共價鍵或二硫鍵

舉例:成人血紅蛋白



1.分泌型蛋白質在內質網加工及靶向輸送

信號序列:所有靶向輸送的蛋白質結構中存在分選信號,主要是N末端特異胺基酸序列,可引導蛋白質轉移到細胞的適當靶部位的序列,是決定蛋白質靶向輸送特性的最重要元件,提示指導蛋白質靶向輸送的信息存在於蛋白質自身的一級結構中。

共性:

①N-端含1個或幾個帶正電荷的鹼性胺基酸殘基,如賴氨酸、精氨酸

②中段為疏水核心區,主要含疏水的中性胺基酸,如亮氨酸、異亮氨酸等

③C-端加工區由一些極性相對較大、側鏈較短的胺基酸(如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸)組成,緊接著是被信號肽酶裂解的位點

2.內質網蛋白的C端含有滯留信號序列

3.大部分線粒體蛋白在細胞質合成後靶向輸入線粒體

4.質膜蛋白質由囊泡靶向輸送至細胞膜

5.核蛋白由核輸入因子運載經核孔入核

核定位序列(NLS):靶向輸送到細胞核的蛋白質其多肽鏈內含有的特異信號序列,含4~8個胺基酸殘基的短序列,富含帶正電荷的賴氨酸、精氨酸和脯氨酸,可位於肽鏈的不同部位,而不只在N末端。






二、某些毒素抑制真核生物的蛋白質合成

舉例:白喉毒素、蓖麻毒蛋白、幹擾素



相關焦點

  • 蛋白質的生物合成(翻譯)
    >  蛋白質靶向輸送的過程及意義;  抗生素、毒素和幹擾素阻斷蛋白質生物合成的作用的機理。  重點:  蛋白質合成的反應體系,三種 RNA在翻譯中的作用,蛋白質合成過程可分為起始、延長、終止三個階段。原核生物翻譯起始與真核生物的區別。肽鏈合成後的加工修飾。蛋白質生物合成的幹擾和抑制。  難點:  遺傳密碼的特性,翻譯起始複合物的形成,肽鏈延長階段的三個步驟,蛋白質的靶向輸送。
  • 生物化學 蛋白質的合成
    1.蛋白質的生物合成,即翻譯,就是將核酸中由 4 種核苷酸序列編碼的遺傳信息,通過遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質一級結構中20種胺基酸的排列順序 。2.原料:三種RNA、20種胺基酸、相關酶和蛋白因子、ATP、GTP3.mRNA是遺傳信息的攜帶者遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子。
  • 第一章 蛋白質化學--第一節 蛋白質分子的組成
    第一章 蛋白質化學(Chemistry of Protein)   蛋白質(Protein)是生物體的基本組成成份。在人體內蛋白質的含量很多,約佔人體固體成分的45%,它的分布很廣,幾乎所有的器官組織都含蛋白質,並且它又與所有的生命活動密切聯繫。
  • 新教材高中生物必修2課後習題答案 4.1基因指導蛋白質的合成
    第4章 基因的表達第1節 基因指導蛋白質的合成練習與應用(P69)一、概念檢測1.基因的表達包括遺傳信息的轉錄和翻譯兩個過程( )2.密碼子決定了蛋白質的胺基酸種類以及翻譯的起始和終止。【參考答案】第1節:基因指導蛋白質的合成一、概念檢測 答案1. (1)× (2)×2.D
  • 第三節 蛋白質合成後的分泌及加工修飾
    第三節 蛋白質合成後的分泌及加工修飾   不論是原核還是真核生物,在細胞漿內合成的蛋白質需定位於細胞特定的區域,有些蛋白質合成後要分泌到細胞外,這些蛋白質叫做分必蛋白。在細菌細胞內起作用的蛋白質一般靠擴散作用而分布到它們的目的地。
  • 中華人民共和國民法典第二編第三分編第十五章
    中華人民共和國民法典第二編第三分編第十五章 2020-07-17 17:21 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 生物化學:蛋白質生物合成過程,翻譯後加工
    2013 年第 36 題 生物化學 A 型題下列關於原核生物蛋白質合成的敘述,正確的是
  • 【學習宣傳民法典㊲】第二編第三分編第十五章
    【學習宣傳民法典㊲】第二編第三分編第十五章 2020-12-24 17:59 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 《Nature Chemistry》:化學方法快速合成蛋白質
    ,用化學方法合成蛋白質已經成為獲得一些目標蛋白質的可行方法,並且具有其獨特的優勢,比如可以得到很高的均質性,可以很方便地加入非自然的胺基酸或轉錄後修改,還可以製備蛋白質的對映體。二十年前發表的硫酯和半胱氨酸N端的天然化學連接(NCL)是蛋白質化學合成的一次革命性進展,不過並不適用於許多合成目標。因此化學家們一直在尋求與NCL方法互補的和更一般的蛋白質連接反應。
  • 一圖搞定蛋白質合成
    蛋白質合成是生物化學比較難的內容且看吳2是怎麼總結的。
  • 一張圖學完 初中物理九年級 第十五章 電流和電路
    第十五章 電流和電路,適合手機電流和電路是初中物理電學的基礎,該部分內容是學習電學知識前置知識,考查重點如下幾點:第十五章 電流和電路,適合電腦
  • 沒有起始密碼子肽鏈怎麼合成?——兼評1卷第2題
    今年的全國I卷的第2題考到了選學內容,即必修2第四章第3節:遺傳密碼的破譯(選學)。
  • 第二十四章 蛋白質和胺基酸代謝試驗及其它實驗
    第五章 細菌對抗菌藥物的敏感試驗一、臨床常用抗菌藥物(一)β-內醯胺類1、常見藥物主要是青黴素類、頭孢菌素類和單環β-內醯胺類(氨曲南和卡蘆莫南)。(二)氨基糖苷類1、作用機制:①依靠離子的附作用,吸附在菌體表面,造成膜的損傷;②和細菌核糖體30S小亞基發生不可逆結合,抑制mRNA的轉錄和蛋白質的合成,造成遺傳密碼的錯讀,產生無意義的蛋白質。
  • 初中物理第十五章《電流和電路》第1節《兩種電荷》知識點小結
    今天與大家分享的是初中物理第十五章 《電流和電路》的第1節《兩種電荷》的關鍵知識點小結,後面的幾章書的小結會陸續推出。大家在使用的過程如果發現有問題,歡迎留言與筆者分享,讓我們大家共同進步。祝同學們學業有成,天天進步。
  • 人教版高中生物必修第二冊《第1節 基因指導蛋白質的合成》教案
    DNA主要存在於細胞核(2)蛋白質是在哪裡合成的?蛋白質是在細胞質的核糖體上合成的(3)那麼細胞核中的DNA是如何控制細胞質中的蛋白質的合成的呢?科學家推測,在DNA和蛋白質之間,還有一種中間物質充當信使,後來發現細胞中確有這樣的物質,它就是RNA。
  • 高中生物《基因控制蛋白質的合成》教案
    蛋白質的合成又是在細胞中的什麼場所呢?(DNA存在於細胞核而蛋白質則在細胞質中合成。),進一步提問:DNA是通過什麼方式來指導蛋白質的合成呢?(需要通過遺傳信息的轉錄和翻譯的過程來完成。),教師總結過渡到新課教學的環節。
  • 初中物理第十五章 第5節《串、並聯電路中電流的規律》基礎知識
    今天與大家分享的是初中物理第十五章 《電流和電路》的第5節《串、並聯電路中電流的規律》的關鍵知識點小結,後面的幾章書的小結會陸續推出。大家在使用的過程如果發現有問題,歡迎留言與筆者分享,讓我們大家共同進步。祝同學們學業有成,天天進步。
  • 科學家合成具有生物活性的二元蛋白質
    科學家合成具有生物活性的二元蛋白質 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/7 14:32:56 美國華盛頓大學David Baker和英國劍橋大學MRC分子生物學實驗室Emmanuel Derivery團隊合作研發出具有生物活性的二元蛋白質二級結構
  • 高中生物《基因指導蛋白質的合成》模擬題
    A.該過程可表示毛黴合成蛋白酶的過程B.過程①中的酶能使DNA鹼基對間的氫鍵斷裂C.過程②四個核糖體合成的蛋白質不同D.與過程②相比,過程①中特有的配對方式為「A—U」,作為蛋白質生物合成的「裝配機」。
  • 東奧會計:2020年注會《會計》第十五章思維導圖及自測習題
    所有者權益這一章主要講解了實收資本、其他收益工具、資本公積和其他綜合收益及留存收益的會計處理,近三年均以客觀題形式進行考查,分值在2分左右。小編為註冊會計師考生整理了本章的思維導圖及自測習題,快來鞏固學習吧!