第十二章 蛋白质的生物合成及转运

第十二章 蛋白质的生物合成及转运 第十二章 蛋白质的生物合成及质运 蛋白质的生物合成在质胞代质中占有十分重要的地位。目前已质完全楚～质存质质信息清的并不是蛋白质合成的直接 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 ～上的质质信息需要通质质质质质质。DNADNAmRNAmRNA才是蛋白质合成的直接模板。是由质核酸成的多核酸～而蛋白质是由苷构苷质mRNA420左右的基酸成的多质～质之质质质信息的质质一质质言质成一质质言质的情形相似。所氨构它与从翻另 以人质以称质模板合成蛋白质的质程质质或质质翻。mRNA(translation) 质的质程十分质质～乎涉及到质胞所有质质的翻几内和十质蛋白质因子。蛋白质合成几RNA 的质所是核糖～合成的原料是基酸～反质所需能量由体氨和提供。 蛋白质合成ATPGTP的早期究工作都是用大质杆菌的无质胞系质行的～所以质大质杆菌的蛋白质合成机理了解最研体 多。核质胞蛋白质合成的机理大质杆菌的有质多相似之质。真与 第一质 质质密质 1011任何一质天然多质都有其特定的质格的基酸序列。有机界质有氨,质不同的蛋1010白质～成目质质质大的不同的多质的质却只有构数体质基酸。基酸在多质中的不同排列次氨氨20 序是蛋白质多质性的基质。目前已质楚～多质上基酸的排列次序最质是由清氨上核酸的苷DNA排列次序定的～而直接定多质上基酸次序的却是决决氨。不质是质是mRNADNA ～基本上都由质核酸成。质苷构质核酸如何质制成质质密质～质质密质又如何被质成苷翻mRNA44 质基酸质成的多质～质就是蛋白质生物合成中的质质密质的质质质。氨翻20 一、密质质位 用 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 推算～如果数学分子中的一质基质质一质基酸～那质碱氨质基只能碱决mRNA4定质基酸～而蛋白质分子中的基酸有氨氨质～所以质然是不行的。如果由分子中420mRNA 2每个碱氨相质的基质质一质基酸～也只能质质质基酸～仍然不质。如果采用每氨个相质24=163 3的基质一基酸质质～质碱个氨～可以质足质基酸质质的需要。所以质质质质方式的可能氨4=6420 性最大。质用生物化和质质的究技质～已质充分质明了是三基质质一基酸。所以叫学学研个碱个氨 三质密质或密质子体。(codon) 首先介质一下生物化方面的质明。学年等用大质杆菌无质胞系～外加体1961Nirenberg 37 质质质基酸混合物及氨～质保反质后～质质只有丙酸的多聚。质然温苯氨体起20Poly UPoly U了信使的作用。所以是质质丙酸的密质子。苯氨RNAUUU 质一步～和等用和重质上述质似质质～质质质质基酸质氨NirenbergOchoaPoly UGPoly AC 入新合成的质质的质率按质质方法推算出的多核酸中三质密质出质与学苷体的质率相符合 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf (12-。质用质质方法～快定了质很确质基酸质质的全部密质子。氨1)20 表12-1 无序Po1y UG质基酸的质质氨(U:G=5:1)* 可能的密质子 按质算可能出质的质率 基酸质入的相质量氨 UUU 100 Phe (100) UUG Cys (20) UGU20 GUUVal (20) UGG G1y (4) GUG4 GGUTrp (5) — GGG 0.8 * 以UUU的出质质率质100质。 质一步要解的质质是密质子中三基的排列次序质质。决个碱1964年Nirenberg等质用大质杆菌 2+核糖人工合成的多聚核酸、体与苷Mg及一质人工模板上密质子相质质的质与氨-tRNA(只缺GTP)一起保。由于反质系中无温体GTP～质入的基酸不可能形成多质。质用质质方法～质质具氨 有密质子功能的最短质质三核酸～最有效的是苷3′-OH和5′-酸基的三核酸。磷苷3′-磷酸基质末端的三核酸无模板功能。所以密质子的质法是有方向的。如苷pGpUpU质质酸质一～氨而UpUpGp却质亮酸质一。氨 当苷很质用合成的三核酸重质序列作模板质～得到有意质的质果。如以Po1y UUC作模板质～得到的质物是三质不同的多质,多聚丙酸、多聚质酸和多聚亮酸。质是因质不同苯氨氨氨从 的基质始质质密质所引起的,碱 UUC-UUC-UUC-UUC-UUC——质质丙酸苯氨 UCU-UCU-UCU-UCU-UCU——质质质酸氨 CUU-CUU-CUU-CUU-CUU——质质亮酸氨 表12-2列出了质用质有重质序列的人工合成的多核酸模板质入的基酸之质的质系。苷与氨 质用上述方法～质用了4年质质～于1965年完全定了质质确20质天然基酸的氨60多质密质子～质出了质质密质字典(表12-3)。 表12-2 质重质系列的人工多核酸模板质入的基酸之质的质系苷与氨 38 重质序列多核酸中的密质子苷质入的基酸氨UC UCU, CUCSer, LeuAGAGA, GAGArg, GluUGUGU, GUGCys, ValACACA, CACThr, His UUCUUC, UCU, CUUPhe, Ser, LeuAAGAAG, AGA, GAALys, Arg, GluGAUGAU, AUG, UGAAsp, Met Tyr, Thr, LeuUACUAC, ACU, CUA GUAGUA, UAG, AGUVal, SerUAUCUAU, CUA, UCU, AUCTyr, Leu, Ser, Ile UUAC UUA, CUU, ACU, UACLeu, Thr, Tyr *表12-3 质质密质字典 5′-酸末端磷 中 质 的 基碱3′-OH基末端的基碱的基碱 U C A G 丙酸苯氨 质酸氨 酪酸氨 半胱酸氨 U 丙酸苯氨 质酸氨 酪酸氨半胱酸氨 C U 亮酸氨 质酸氨 质止信号 质止信号 A 亮酸氨 质酸氨 质止信号 色酸氨 G 亮酸氨 脯酸氨 质酸氨 精酸氨 U 亮酸 、氨 脯酸氨 质酸氨 精酸氨 C C 亮酸氨 脯酸氨 谷质胺 精酸氨 A 亮酸氨 脯酸氨 谷质胺精酸氨 G 亮酸异氨 质酸氨 天冬质胺 质酸氨 U 亮酸异氨 质酸氨 天冬质胺 质酸氨 C A 亮酸异氨 质酸氨 质酸氨 精酸氨 A 甲硫酸和甲质甲硫酸氨氨 质酸氨 质酸氨 精酸氨 G 质酸氨 丙酸氨 天冬酸氨 甘酸氨 U 质酸氨 丙酸 氨 天冬酸氨 甘酸氨 C G质酸氨丙酸 氨谷酸氨甘酸氨A质酸氨丙酸氨谷酸氨甘酸氨G密质子的质质方向′?′～AUG质起始密质子。*53 用质质方法也质明了质质信息是三质密质。用某些质质染料可以引起学体噬体菌插TDNA4入或质去、或个碱噬体基。质质的原理可用假质的菌加以质明。123DNA 质去基的目,碱数 0 CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT 1 CAT CTC ATC ATC ATC ATC ATC ? 39 A 2 CAT CTC ACA TCA TCA TCA TCA ? ? A T 3 CAT CTC ACA TAT CAT CAT CAT ? ? ? A T C 当个碱质去一基A质～质一点以后的密质就质生了差质。质去基质～情形也如此。但从两个碱 是质去三基质～情就不同了。最先也形成质质质的密质子～但以后又恢质正常。前面个碱况几两 质突质往往使基因质物全部失去活力～而第三质突质质型使基因质物仍具有一定活力。质只能用质质密质是三质质事质质加以解质。体个来 二、质质密质的基本特性 1,密质无质点符 号即两个没号密质子之质有任何起质点符作用的密质子加以隔质～因此～要正质质密质必质按一定的质质架一正的起点质始～一不漏地着质下去～确框从个确个挨 直至到质止信。若入或质去一基～就使质以后的质质质生质质～质质移质。由移质引碰号插个碱会称 起的突质质移质突质。称 2,一般情形下质质密质不重 假质叠mRNA上的核酸序列质苷ABCDEFGHIJKL……～按不重质质质质质质质质叠ABC DEF GHI JKL等～每三基质质一个碱个氨基酸～基的使用不质生碱重质, ABC DEF GHI JKL …aa…. .aa……aa…..aa…. 1234 如果按完全重质质质质～质质质是叠ABC质质aa～BCD质质aa～CDE质质aa～……。目前已质质明～123 在质大多生物中～质质质质是不重的。数叠 3,密质的质性并(Clegeneracy) 大多基酸都可以具有质不同的密质子～如数氨几 UUA、UUG～CUU、CUC、CUA及CUG6质密质子都质质亮酸。质一质氨称并象质密质的质。可以质质相同基酸的密质子质同质密质子氨称(synonymcodon)。只有色酸及甲硫酸只有一密质子氨氨个 (表12-4)。密质的质性在生物物质的质定性上具有一定意质。并 4,密质子中第三位基具有质碱并碱小的质一性 密质的质性往往只涉及第三位基。如丙氨酸有4质密质子,GCU、GCC、GCA、GCG～前位基都相同～两碱均质GC～只是第三位不相同。已质质明～密质子的质一性主要由前位基定～第三位基的重要性不大。两碱决碱Crick质第三位基的质一特性质碱个称当碱翻予一质质的质质～质“质质性”。第三位基质生突质质～仍能质出正的基酸～而使合成的多质仍具有生物活力。特质质质确氨来从学指出的是,tRNA的反密质子中～除A、U、G、C4质基外～质质常出质次质质碱黄呤I。次质黄 40 表12-4 基酸密质子的质氨并 基 酸氨 密质子目数 基 酸氨 密质子目数 丙酸氨 4 亮酸氨 6 精酸氨 6 质酸氨 2 天冬质胺 2 甲硫酸氨 1 天冬酸氨 2 丙酸苯氨 2 半胱酸氨 2 脯酸氨 4 谷质胺 2 质酸氨 6 谷酸氨 2 质酸氨 4 甘酸氨 4 色酸氨 1 质酸氨 2 酪酸氨 2 亮酸异氨 3 质酸氨 4呤与的特点是～U、A、C三者之质都可以配质～质就使得凡质有I碱基的反密质子都具有质质mRNA上密质子的非凡能力～而从减少了由于质质密质突质而引起的质差。质一点已质得到质质质 Ala明。酵母tRNA的反密质子质IGC～可质质GCU、GCC、GCA几质密质子, 反密质子,3′-C-G-I-5′ 3′-C-G-I-5′ 3′-C-G-I-5′ ,,, ,,, ,,, 密质子, 5′-G-C-U-3′ 5′-G-C-C-3′ 5′-G-C-A-3′ tRNA反密质子上的G、U可分质密质子上的与U、C和G、A配质(表12-5)。 5,64质密质子中～有三质不质质任何基酸～而是多质合成的质止密质子氨(termination codon) 质止密质子质UAG、UAA、UGA。外一质密质子另AUG既氨是甲硫酸的密质子～又是质质合成的起始密质子(initiation codon)。 6,密质近于完全通用 所质密质的通用性是指各质高等和低等的生物(包括病毒、质菌及真核生物等)在多大程度上可共用同一套密 表12-5 密质子反密质子之质的基质与碱质。质早质～曾质质密质是完全通用的。质质质兔网血 球的核糖大质杆菌的质体与氨-tRNA及其他 反密质子密质子蛋白质合成因子一起质行反质质～合成的是血质 A U蛋白～质明大质杆菌tRNA上的反密质子可以正 C G确质质血质蛋白mRNA上的信息。质质的交叉质质也 G U在豚鼠和南非爪蛙等其他生物中质行质～都质 C U明了密质的通用性。 I C 但是最近的一些质质质密质的通用性提出了 A 质疑。质粒体DNA中的质质情形质然质背了质质密质的 U G A通用性。如人质粒体中 UGA不再是质止密质子～而质质色酸。表氨12-6列出了人质粒体基因质质质的特点。 41 酵母质粒体虫并、原生质物质毛也有质似情形。所以质质质质是,质质密质非是质质通用的～而是近于完全通用的。 表12-6 人质粒体DNA中密质质制特点 质粒体DNA所质质的密质子通常情下可质质的况 UGA质止信号色酸氨 UGG色酸氨色酸氨 AUA异氨亮酸甲硫酸氨 AUG甲硫酸氨甲硫酸氨 AGA精酸氨质止信号 AGG精酸氨质止信号 第2质蛋白质合成的分子基质 氨体与基酸是在核糖上加入到多质质中的。在mRNA作用之前～基酸先氨与共价地质运RNA(transfer RNA～tRNA)形成质氨-tRNA。质氨-tRNA质合到mRNA的特殊位点上。mRNA含有质质密质的信息～用于指质特定基酸序列多质质的合成。一核糖质合到一氨个体个 mRNA分子合成起始序列上～由此质始质质～并条从沿着密质序列合成一多质质。质质的方向是mRNA的5′到3′～而合成出的多质质是基端到质基端。通常～一来从氨个mRNA分子上可质合有多不同质质质始质的核糖～质质的质质多聚核糖个翻体构称体(polysome)。在原核质胞中～mRNA的质质多质的质是同质质行的～如质与翻12-1所示～可质在染色体DNA分子上～有多条正在质质的mRNA分子～每分子上都质合有多正在质行质的核糖。核生物的质质个个翻体真与 翻体与内网质是在不同的地方质行的～核糖可以自由地存在于质胞质中～或者质质膜质合。RNA分子在蛋白质的合成中起着质足质重的作用～除了mRNA和tRNA～核糖质体体含有核糖RNA;ribosome RNA, rRNA,。 一、mRNA是蛋白质合成的模板 Jacob F.和Monod J.早在1961年就已提出mRNA的概既念。他质质质～然蛋白质是在质胞质中合成的～而质质蛋白质的信息质体DNA却在质胞核～所以必定有一质中质物质用质质内来DNA上的信息。他质究大质杆菌中研与异苷乳糖代质有质质质的生物合成质质质质质物～如丙基硫代半乳糖(β-isopropylthiogalactoside)的加入～可以立刻使质蛋白的合成速度增加上千倍。而质质物一旦消失～又可使质蛋白的合成立刻停止。质质质质果质人的个启示 是,蛋白质合成的模板是一质不质定的物质～其半期短。寿很他质质质质信使物质的性质作了如下的质言, ?信使是一质多核酸。苷 ?信使的基质成质相质的碱与DNA的基质成相一碱致。 ?信使的质度质是不同的～因质由质所质质的多质质的质它度是不同的。 42 ?在多质合成质信使质核糖作短质的质合。与体 质12-1 大质杆菌中mRNA的质质多质的质是同质质行的与翻 A质多聚核糖的质质体照片 ?信使的半期短～所以信使的合成寿很很速度质质是快的。 所以～质质的信使可能是一质RNA。但是质已质质的质当两RNA都不具质质些特性。各质生物的rRNA的大小差不大～基质成的质化也不大。异碱tRNA除了有与rRNA相同的质质以外～它两质的分子也太小～所以质质RNA都不能质任信使的功能。可喜的是质已有人提出质～质质当 质胞中有可能存在第三质RNA。被菌噬体T感染后的大质杆菌中～有人质质有一质新的RNA～2 它极参碱与的代质速度快～分子的大小也差不质～基质成又TDNA相一致。质些特性都符合2 信使分子的要求。 mRNA的概来概确念提出后～质必质要用质质质明质质念是否正。Brenner S.～Jacob F.和Monod M.等人质质了一质质质,用菌噬体T感染大质杆菌后～质质乎所有在质胞合成的蛋白几内2 质都不再是质胞本身的蛋白质～而是菌所质质的蛋白质～质些蛋白质的合成噬体与速度质胞质RNA的合成速度无质～T感染后不久～质胞中出质了少量半期短的寿很RNA～质的基质它碱2 成与TDNA是一致的。上述质些特性都与将他质质言的信使分子特性十分符合。他质大质杆菌2 1512接质在含有重质质(N和C)的培质基上～再用T感染。感染后立刻将质菌质移到含有质同位素2 1412(N和C)的培质基上。再将T感染前与离体感染后的质菌破碎～分出核糖～用密度梯度超2 43 3214离将体与体心技质质有重同位素的核糖质有质同位素的核糖分质。他质质用P或用C尿苷去质质 35RNA～用并S-甲硫酸去质质新合成的蛋白质。质氨 些质质质果(质12-2)表明, ?T感染后无质质质核糖出质～质明在并体T感22 染后并体未引起新核糖的合成。 ?T感染后～质质了新的RNA的合成。大多2 数放射性质质的RNA出质在重质质核糖中。质质新合体 成的RNA代质速度极快。 35?S质质的蛋白质只质质出质在重质质核糖中～体 质12-2 正常的菌与噬体T感染前后大质杆菌核糖2质明新合成的蛋白质是在早就存在的核糖中体体离的密度梯度超心分析合成的。 以后～Spiegelman又用分子质交技质质明了 质T感染后的新合成的RNA可以与TDNA质交～但质胞的其内他RNA质不能与TDNA质交。222从而质明新合成的RNA是由T噬体菌DNA质质的。2 质于mRNA的质特构尽征～我质已质有了质质的了解。mRNA以核酸序列的方式苷携质质质信息～通质质些信息来氨个氨指质合成多质质中的基酸的序列。每一基酸可通质mRNA上3个核苷来决框酸序列质成的质质密质定～质些密质以质质的方式质接～质成质质架(reading frame)。质质架框之外的序列作称区区与达框非质质～质些域通常质质信息的表质控有质。在质质架的5′端～是由起始密质(start codon)AUG质始的～质质一蛋酸。在质质架的它个氨框3′端～含有一或一个个以上的质止密质(stop codon),UAA、UAG和UGA～其功能是质止质一多质质的合成。在核生真物mRNA的3′端～通常质含有质质后加上去的多聚腺质核酸呤苷(polyA)序列作尾巴～其功能可能与增加mRNA分子的质定性有质。 质12-3 真核生物及原核生物mRNA质质质构 mRNA分子的5′端序列质于起始密质的质质有重要作用～质质作用质于原核生物和核真生物质有所差质。原核生物中(质12-3)～在mRNA分子起始密质子的上游含有一段特殊的核糖质合位点体(ribosome-binding site)序列～质一质合位点使得核糖能质质质正的起始密质体确 AUG。原核生物的mRNA通常是多基因的～分子的核糖质合位点使得多基因可内体个独 44 立地质行质质架的质～得到不同的蛋白质。而质于核生物而言～其框翻真mRNA通常只质一条多质质质质～核糖体与mRNA 5′端的核糖质入部位体(ribosome entry site)质合之后～通质一质质描机制向3′端移质质质起始密质～来找mRNA 5′末端的帽子质可能质于核糖质入部位的质构体 质起着一定作用。质的起始通常质始于核糖质入部位向下翻从体个游质描到的第一AUG序列。 二、tRNA质活化的基酸至运氨mRNA模板上 tRNA含有质质的部位,一是基酸质合部位～一是两个个氨另个与mRNA的质合部位。质于质成蛋白质的20质基酸质～每一质至氨来少有一质tRNA来运确翻质质质。质了准地质质～每一质 PhetRNA必需能被很写将运氨写好地质质。在质质～所基酸在tRNA的右上角～如tRNA及 SertRNA分质表示苯氨氨运丙酸和质酸质的tRNA。大多基酸具有质用质质的数氨几来运tRNA～一质胞中～通常个含有50或更多的不同的 tRNA分子。 Phe tRNA是第一通质个X射质晶衍射体技质质定了tRNA分子的空质质～其构他tRNA都与它质似～可用一如质个12-4的质表构来构征其一质、二质、三质质。所有的tRNA都是有由50-95个核苷条苷条叠叶构酸质成的一多聚核酸质～质质质质折～呈质三草型质～含有4个双茎质的和4个质质的质。5′端和3′端的基通质形成碱7个Waston-Crick碱将两体基配质端拉到一起～形成受端～基酸通质氨与3′端的核糖质接而形成质氨-tRNA分子。tRNA的3′端通常是CCA的序列。 质12-4 tRNA的质质质构 未配质的质的命名由其特定的质定。质构来I的大小在7,11 个苷碱核酸之质～常含有稀有基dihydrouracil～故命名质D质～ 质?含有被作反密质子称(anticodon)的3个碱基序列～被命名 45 质12-5 密质子反密质子的质质与 质反密质子质。tRNA的质一部分在蛋白质的合成中非常重要～可它与mRNA模板上的密质子质行基碱并将氨配质的质一性的质质～所携质的基酸送入到合成的多质质的指定位置上～质?是可质质～其质成可在3,21个碱基之质～是tRNA大小质化最大的区域～质?含有稀有的胸腺质质核糖核苷(ribothymidine)和假尿质质核苷(pseudouridine)(符号ψ表示)碱基作质不质序列～故把它叫做TψC质。 tRNA三叶构叠草型的二质质可折成L-型的三质质～如质构12-4所示～质一质由构两个螺旋以直角的方位成～质合基酸的一端接构氨称受臂(acceptor arm)～一端质另含有反密质子～被作反密质子称臂(anticodon arm)。tRNA分子上多质合成有质的位点至与少有4个～分质质3′端CCA上的基酸接氨氨受位点、质质质-tRNA合成质的位点、核糖质质位点及反密质子位点体。 tRNA在质质mRNA分子上的密质子质～具有接质(adaptor)的作用。基酸一氨与旦tRNA形成质氨-tRNA后～质一步的去向就由tRNA来决定了。tRNA凭与借自身的反密质子mRNA分子上的密质子相质质(质12-5)～而把所质的基酸氨送到质质的一定位置上。Chapeville及Lipmann(1962)做了一个来将氨氨巧妙的质质质明质一点。放射性同位素质质的半胱酸在半胱质- CysCystRNA合成质催化下与tRNA形成半胱质氨-tRNA～然后用活性质作催化质～使半胱酸氨 Cys质质成丙酸～形成丙质氨氨-tRNA。然后将它网体放到质质质胞无质胞系中质行蛋白质合成。分析后～质质丙酸入了本质由半胱酸所占的位氨插氨置。 前面在质质质质密质的性质质曾提到质密质的质性质质。质并将与里质一步质质此有质的tRNA分子突质与校正基因(suppressor gene)的质质。质质学家早就质质了回质突质(reverse mutation)质象。回质突质的原因多～其中有一质很个称回质突质是由于其在基因上质生的一突质引起的～质质基因质校正突质。质期以人质质解质基因质来很校正突质。但是质在由于质tRNA的质功能有了质构深入的了解～基因质校正突质的本质已质被揭露了。大多数校正突质是质生在tRNA基因的突质上～而从使tRNA的反密质子在质质mRNA的信息质质生了质化。下面质一个例子加以质明(质12-6)。 质从12-6可以看出～某基因中部质生点突质而出质了一质外的质止密质子个UAG～于是多+, 质HN————————Gln————————COO有活力的多质3 GAG(Gln)到 UAG(质止)的突出 +,HN————————COO3Tyr 第二突质个使tRNA 无活力的多质 可以将UAG(质止)质作Tyr +,HN————————Tyr————————COO 有活力的突质体多质 3 质12-6 基因质校正突质质解 的合成在中途质止～质物失去生物活性～所以质质突质质无质突质称(nonsense mutation)～因质基因质物质得有没学氨什质生物意质了。质酪酸质一的tRNA上的反密质子质质3′—AUG—5′～但如果此tRNA的基因质生突质～使反密质子质成3′—AUC—5′～就可以它将mRNA上的质止信号UAG质成酪酸了～而使多质的合成得以质质。所合成的多质中只有在酪酸质质生氨从氨 突质～质质的多质突质常具有部分或全部活力。通常～有某质体当tRNA突质分子出质质～也必定 Tyr有可以质质正常基酸的氨tRNA存在。例如～tRNA的突质分子可质质质止信～但同质也必定号46 Tyr有可以正常质质UAC～UAU酪酸密质子的氨tRNA分子存在。质质～就可使质质翻持正常。 三、核糖是蛋白质合成的工体厂 早在1950年就有人将氨体内放射性同位素质质的基酸注射到小鼠～质短质质后～取出肝质～制成质～匀离体体清体心～分成核、质粒、微粒及上等质分。质质微粒中的放射性强度最高。再用去质质～如酸～质理脱氧胆体将体从内网微粒～核糖质中分出～质质核糖质的离来体放射性强度比微粒体的要高7倍。质就质明核糖是合成蛋白质的部位。体 核糖是一体个体它离巨大的核糖核蛋白。在原核质胞中～可以以游形式存在～也可以与mRNA质合形成串状体个的多核糖。平均每质胞质有2 000个体真体核糖。核质胞中的核糖既离状与内网内网个真可以以游质存在～也可以质胞质相质合形成粗面质。每核质胞所含核糖 67体数的目要多得多～质10,10个体叶体内体。质粒、质及质胞核也有自己的核糖质。表12-7中质质了不同生物核糖的一些质成特性。体 表12-7 核糖的质质成体构 核糖质质体 质基 rRNA(相质分子质量) 蛋白质分子目数 5 30S 16S;5.5×10, 21 原核质胞核糖体 ? (以大质杆菌质例) 70S5 5S(0.4×10) 34 ?5 23S((110×10) 50S5 40S 18S(,70×10) ,30 ? 核质胞核糖真体 80S5 ,50 ?5S (0.4×10)5 60S28,29S (140,180×10) 核糖由质基成～一质大～一质体两个构个个当离小。质质子质度质10mmol,L质～大、小质基聚合～质子质离度下降至0.1 mmol,L质～又解聚。原核质胞核糖的体30S质基含有21质蛋白质～质含有一分子16SrRNA。50S质基中含34质蛋白及5S～23SrRNA各一分子。核质胞核糖的真体40S质基中有30多质蛋白质及一分子18S rRNA。60S质基中有50多质蛋白质及5S～28SrRNA各一分子。哺乳质核糖的体60S大质基中质有一分子5.8S rRNA。 1,核糖体RNA(rRNA) 核糖的所有体内rRNA在形成核糖的质和功能上都起重体构 要作用。rRNA中有多很双区螺旋。质12-7质16S rRNA的二质质。构 16S rRNA在质质mRNA上的多质合成起始位点中起重要作用。但质rRNA的其他生物功学能质缺少了解。 5S、16S、23S三质rRNA的基因是质在一起的。所以～最初的30S质质质物即rRNA的前中体含有质三质rRNA。30SrRNA前质质体RNase?的切割形成16S前体rRNA及23S前体rRNA。质些rRNA前的质一步加工是在核糖蛋白相质合后质行的。体与体 47 质12-7 16S rRNA的二质质构 2,核糖蛋白 质用向聚丙质质体双胺胶将体凝质泳等技质～已成功地大质杆菌的核糖蛋白质质行了分。大多蛋白离数状极数呈质质～只有少是呈球形的。 3,核糖的质模型 质用质质及其体构学他物理方法～已质提出了大质杆菌30S～50S及70S核糖的质模型体构(质12-8)。70S核糖质一质质体体球(13.5×20.0×40.0nm)～30S质基之外形好像一质物的个将胚胎～质质上有一凹下去的质部～30S质基分成质部与躯两干部分。50S质基之外形特质～很个很好像一把特殊的椅子～三质质有突起～中质凹下去的部位有一大的空穴。当30S与50S质基互相质合成70S核糖质～体30S质基水平地与50S质基相质合～腹面与50S质基之空穴相抱～的质部它与50S质基中含蛋白质质多的一质相质合。质基接合面上两当留有相大的空隙。蛋白质生物合成可能就在质空隙中质行。 核糖的大体与小质基mRNA有不同的质合特性。大质杆菌的30S质基能质独与mRNA质合形成30S核糖体-mRNA质合～后体与者又可tRNA质一地质合～50S质基不能质地独与mRNA质合～但可非质一地与tRNA相质合～50S质基上有两个tRNA位点,质基位点氨(A位点)与质质基位点(P位点)。质位点的位两个置可能是在50S质基与30S质基相质合的表面上。50S质基上质有一在个质质-tRNA移位质程中使GTP水解的位点。在50S与30S质基的接面上有一质合触个mRNA的位点。此外～核糖上质有质多起始因子、体与与延伸因子、质放因子及各质质相质合的位点。至此～不质看出核糖是一多质质质的质～体个构它真称厂配得上质蛋白质合成的工。 采用和的温条从离体件小心地质胞中分核糖质可以得到3,4个个成串的甚至上百成串的核糖～质多核糖体称体(polyribosome)。多核糖是由一体个mRNA分子一定目的质与数个核糖质合而成体状两个体念珠。核糖之质有一段裸露的mRNA。每核糖可以个体独立完成一质质的合成条(质质12-1)。所以在多核糖上可以同质质行体条翻好多多质质的合成。质质就提高了质的效率。 48 质12-8 原核生物核糖的功能位点体 第3质质的步质翻 质质合成是向基端氨(N端)质是向质基端(C端)延 3伸的呢,Dintzis等人用H-亮酸作质质分氨兔网析了质质 质胞无质胞系中体血质蛋白生物合成的质程。血质蛋白 49 质12-9 质质亮酸质入氨血质蛋白 α-质质基末端质解 虚质质质有质质质段 中含有质多亮酸。其基酸序列质已氨氨温知。合成反质在质低度(15)?中质行～以降低合成速度。在反质质始后的4,60min内将离来胰～每隔一定质质取质分析。质有质质的蛋白质分出～用蛋白质水解质质～用质质析分离并水解碎片质定所含的放射性强度。质质质果如质12-9所示。质中可从 3以看出～反质4min后～只有质基端含有H-亮酸。着反质质质的氨随延质～质有质质的质段自质基端向基端氨延伸～到60 min质～乎几个个从整质段都布质了质质物。质质质质明多质质的合成是N端向C端质行的。质质延质的速度极兔网个体条快。质质质胞的一核糖合成一完整的血质蛋白α质(146个氨残基酸基)～在37?质质需3 min。大质杆菌具有更高的速度～一核糖每个体秒质可延伸20个氨基酸。 质已质质明～mRNA上信息的质质(翻质)是从mRNA的5′端向3′端质行的。质方面的质质多～只很质一例。用下列人工合成的多核酸作模板,当苷 5′—pAAA—(AAA)—AAC—OH3′n 在无质胞系中质行质质～其多质质物质,体翻 质质质氨—(质质氨)—天冬质胺n 而且～天冬质以质基质末端～所以的密质子胺它AAC是最后才被质的。质就质明了质的方向翻翻 质5′?3′。由于mRNA从DNA模板的质质作用也是由5′?3′质行的～所以在质胞～内当mRNA的质质质有完成质～质工作就可以质始了。没翻 蛋白质合成是最质质的生物化质程之一～学它包括了上百质不同的蛋白质～以及30多质RNA分子的。质一质程质始于基酸接在特的参与氨异tRNA上～后的步质质在核糖上质行。随体 氨基酸通质tRNA质到核糖上～直到基酸质入到多质质中后运体氨tRNA才质核糖。离体 一、质氨-tRNA合成质帮氨助使基酸质合到特定的tRNA上 一质质质质称氨-tRNA合成质的质质了基酸质合到其质质参与将氨的tRNA上的质程。质质质合有两方面的意质,?氨与基酸tRNA分子的质合使得基酸本氨身被活化～利于下一步质行的质质形成的反质～?tRNA可以携质基酸到氨mRNA的指定部位～使得基酸能质被质入到多质质氨 合适的位置。质质～质氨-tRNA合成质不质质蛋白质的合成解了能量质质～而决决且质解了质一性质质。 质氨-tRNA合成质的合成分步质行。第一步是质参与两氨-tRNA合成质质质所它氨催化的基酸以及一另底物ATP～在质氨-tRNA合成质的催化下～基酸的质基氨与AMP上的酸之质形磷成一质质～同质质个放出一分子PPi, 氨基酸，ATP?氨-AMP质，Ppi 质反质的个数平衡常大质质1～以至于ATP分子中酸质质磷断氨裂所具质的能量质质保存到了质-AMP分子中。质质～质氨-AMP仍然质密地质分子质合。与 第二质个氨-tRNA合成质催化的反质是通质形成质质基酸质接到将氨tRNA 3′端的核糖上, 氨-AMP质，tRNA?氨-tRNA质，AMP 氨质-tRNA合成质之质在质质tRNA的部位上有所不同。一些质氨-tRNA合成质能特形成异2′形式的质～有的形成3′形式的质～有的质可能形成混合物。一旦质合到最末端的核糖上后～氨质基质质能在2′或3′的质基之质质行交质～但只有3′形式的质才在核糖参与体催化下的下面的质质反质。 50 上面由质两个氨-tRNA合成质催化的反质可质质如下式, 基酸氨，ATP，tRNA?氨-tRNA质，AMP，PPi 最后的质质反质的个数平衡常近于1～自由能降低少极随～反质是可逆的。但着PPi被焦磷酸质水解成两个磷氨与自由酸分子～上述反质就质向于完全。基酸核糖之质形成的高能质质质于蛋白质合成中质质的形成十分重要。 二、每一质个氨-tRNA合成质可质质一特定的基酸和此基酸质质的个氨与氨tRNA的特定部位 质然质氨-tRNA合成质之质在分子大小、质基质成上有所差～但质都有一些异它构共同的质特征。通质质酪质氨-tRNA合成质反质中质物酪质与氨-腺苷体构酸质合物晶质质的解析～人质质于氨质-tRNA合成质的活性部位有了质深入的质质(质12-10)。反质中质物质合在质分子的一个沟深里～二者之质形成11个质质。6个质质涉及AMP部分～5个氨氨—涉及酪质部分。由此可质～酪质质tRNA合成质质底物的质质性主要由质些质质定的。来决 质质于20质基酸的每一质基酸～大多质胞都只氨氨数与氨含有一质之质质的质-tRNA合成质～每一质质氨-tRNA合成质能质质质相质的基酸～又能质质此基酸相质质的一或多既氨与氨个个tRNA分子。有质～质把氨质-tRNA合成质和之质质的与tRNA分子叫做“质质密质第二”。 通质质质氨-tRNA合成质质质tRNA反密质子的质一性的分析～可质分成质,一质可质质反将它两 密质子～一质质不能。质一差质可由如下理由理解。有的来tRNA在质质上其反密质子质生了改质～但其质氨-tRNA合成质质的质质却有质生它没与改质。此质似～一些tRNA的反密质子使被化即学方法改质～质仍能被其相质的质它氨-tRNA合成质所质质。然而～一些质另氨-tRNA合成质质不能质质反密质子质生了质化的tRNA。 谷质质质氨胺-tRNA合成质与tRNA、ATP质合物的晶体构氨胺质已质得到解析。谷质质质-tRNA合成质要求tRNA的反密质子质要保持不质～质解构与碱析表明～质蛋白反密质子质上的基有大面质的接～质质接触触来主要自于形成的质质。 51 tRNA的基酸接氨与受臂质于质活性部位～ATP质合部位质近。通质质分子的质合～与tRNA 3′端的基酸接氨受臂的CCA有质大的构构象质化～质质象质化似乎可使得在末端的AU配质解质～以利于末端基质分子质生作用。在质一点上碱与看～质分子质tRNA的质质是特和质质的。异 质12-10 酪质氨-tRNA合成质反质中质物酪质与氨-质酸质合物的质质相苷互作用 三、质氨-tRNA合成质能质质正质化的质质 质多质氨-tRNA合成质似乎含有第二活性部位～叫个做校正部位～用于水解非正质合的基酸和确氨tRNA之质形成的共价质系～质一质质质程可用亮质异氨-tRNA合成质加以质明。亮酸质酸只有一甲基的差～质质质。亮质质来异氨与氨个异区异氨-tRNA合成质能质在质化部位分质质基酸～然而也质区两氨会 IleIle偶质生成质质氨-tRNA。亮质当异氨-tRNA合成质遇到质质氨-tRNA质～的它水解活性部位其会将水解掉, IleIle质质氨-tRNA，H0?质酸氨，tRNA2 质质～质酸氨异氨异氨取代亮酸的质质质入就可以通质亮质-tRNA合成质的水解活性得到52 避免。质质基质化部位以及氨翻校正部位的共同作用～可使质质程的质质质率小于万分之一。 四、一特个殊的tRNA质了蛋白质的合成启 所有蛋白质的质质始于甲硫酸的～一特翻氨参与个殊的起始tRNA质所有蛋白质合成中 Met起始基酸甲硫酸的质氨——氨入质质～质个tRNA可质质写tRNA～也质质质在它mRNA上的什质i 位置质始质起重要作用。通常～质胞中只有质翻两tRNA可携质甲硫酸～氨另我质把一质携质甲 Met硫酸质氨入到蛋白质部的内tRNA写作tRNA。只有一质甲硫质氨-tRNA合成质了质质甲参与两硫质氨-tRNA的合成。质质质甲硫质两氨-tRNA的质质是由蛋白质合成的起始和参与决延伸因子 MetMet定的～起始因子质质tRNA～而延伸因子质质tRNA。可以想到～质质甲硫质两氨-tRNA既能i 质被质它氨惟一的甲硫质-tRNA合成质所质质～以质质其区他tRNA～同质～质质甲硫质两氨-tRNA又能被蛋白质合成因子所分。区 Met在原核质胞中～有一质特的甲质化质～能质使得异tRNA中的基质生甲质化～质质可使氨i Met得起始的参与tRNA不质质的参与真延伸质程。质质质质质程在质化质程中逐质消失～在核质胞中i 是不存在的。 五、质质始于翻mRNA核糖的质合与体 蛋白质合成中质的质始需要在翻mRNA分子上质质合适位置的起始密质AUG～质一质程可通质核糖体与小质基mRNA的质合完成。原核核生物在质质合来与真适的起始密质上有所差质～质质差质源于原核核生物与真mRNA的差。质于核生物异真mRNA而言～通常只质质一蛋它个白质～而原核生物mRNA通常可质多蛋白质质质个(质质12-3)。 在核生物的真mRNA中～最靠近5′端的AUG序列通常是起始密质。核糖体小质基首 Met先质合在mRNA的5′端～然后向3′端移质～直到AUG序列被tRNA上的反密质子质质。在i 除酵母以外的高等核生物中～质质质质质质似真GCCGCCpurCCAUGG质质序列所加强～核糖体与它怎尚清没质质行的质质质程目前不楚～但可以肯定的是～如有质质质似的序列～40S小质基将不能质质AUG～而是质质向3′移质～质质到含有质似序列的AUG质才质始质。翻 原核质胞中～起始AUG可以在mRNA上的任何位置～并个且一mRNA上可以有多个起始位点～质多蛋白质质质。原核质胞中的核糖是如何质个体mRNA分子如此多的内众AUG起始位点质行质质的,Shine和Dalgarno在20世质70年代初期解答了质质质。个他质质质～质菌的mRNA通常含有一段富含质基的序列～质被作呤碱称SD序列～质通常在起始它AUG序列上游10个碱与基左右的位置～能质菌16S核糖体RNA 3′端的7个碱碱质质基质行质基互质性的质质～以帮从助起始AUG质质始质～如表翻12-8所示。质质质质已被质质是质菌中质质起始密质的主要机制在SD序列上质生增强碱翻基配质的突质能质加强质～反之～质生减碱会减翻弱基配质的突质质弱质的效率。 表12-8 大质杆菌16S rRNA与SD序列的质质 与SD序列互质的质质基碱区富含 53 16S rRNA3′…HOAUUCCUCCACUA…5′ lacZ mRNA5′…ACACAGGAAACAGCUAUG…3′ trpA mRNA5′…ACGAGGGGAAAUCUGAUG…3′ RNA polymerase βmRNA5′…GAGCUGAGGAACCCUAUG…3′ r-Protein L10 mRNA5′…C CAGGAGCAA AGCUAAUG…3′ SD序列的重要性质可以通质质菌毒素colecin E3的作用机制质明。质来个毒素可通质核酸质的活性特地在异16S rRNA 3′端切下50个碱体基左右的片段～使得核糖小质基中的16S rRNA失去了与mRNA上SD序列互质的序列～由此抑制了质菌蛋白质的合成。由于原核生物与真核生物在蛋白质合成起始机制上的差～异colecin E3并响真体不影核生物核糖的功能。 六、蛋白质因子帮助的蛋白质合成起始 在核糖上的蛋白质合成可分成起始、体延质及质止3个不同质段～每一质段都涉及到一质不同的蛋白质因子。质然原核生物核生物在蛋白质合成的起始上有差～但是有三点与真异 是大家都要质行的,?核糖体小质基质合起始tRNA～?在mRNA上必需要到合找适的起始密质子～?大质基必质已质形成质合物的与小质基、起始tRNA、mRNA质合。一些被作起始称因子(initiation factor～IF)的非核糖蛋白质了上述体参与3个质程。质些起始因子不同于核糖体它与体参与会从体蛋白质～质质是质质性地核糖质生作用蛋白质的起始～之后核糖质合物上解下～而核糖蛋白质质是一直质合在同一核糖上。离来体体 大质杆菌有3个起始因子(质12-11)与30S小质基质合。其中?-3的功能是使前面已质束蛋白质合成的核糖的体30S和50S质基分质～其他两个起始因子IF-1及IF-2的功能质是促质fMet- fMettRNA及mRNA与30S小质基的质合。正如前面已质到的～mRMA上的SD序列可与小质基i 上16S rRNA的3′质行基碱配质～起始密质子AUG可起始与tRNA上的反密质子质行配质。当 fMet30S小质基质合上fMet-tRNA及mRNA形成质合物后～IF-3就解质质～以离来便50S大质基质与i 合物质合。质一质合使得IF-1及IF-2离体质核糖～同质使质合在IF-2上的GTP质生水解。原核生物的起始质程需要一分子的GTP水解成GDP及酸以提供能量。磷 54 质12-11 原核生物蛋白质合成起始质合物的形成 质12- 12 核生物蛋白质合成起始质合物的形成真 真核生物蛋白质合成的起始需要更多的蛋白质因子;elF,参与～目前～至少已质质9质～其中有一些因子含有多达11质不同的质基～我质迄今只知道部分因子的功能。主要的质程如质12-12所示。原核系质质似～与elF-3使得40S小质基大质基分质～而与且也是通质GTP的水解 Met使大小质基质合～然而其质的反质质有所不同。Met-tRNA首先与与小质基质合～同质elF-2及i GTP形成四元质合物～形成的质合物在多因子的个帮与助下质始mRNA的 5′端质合。其中一因子个elF-4含有一质基～能质特性地质合在个异mRNA的帽子质上。质合构 55 上mRNA后～核糖体小质基就质始向3′端移质至第一个AUG。质质移质由ATP水解质ADP及磷酸提供能量。来 七、在基酸的质入质程中有氨3重质的个延伸反质 当起始质程质束后～mRNA上接下的密质子的质质由来翻3个来个氨重质的反质完成一基酸的质入。质3个真两个体延质反质在原核和核生物中是相似的～其中需要非核糖蛋白的延质因子(elongation factor～EF)的。质得参与并指出的是～质质的形成不需要任何蛋白质因子的参与靠体～而是核糖自身催化完成的～质也是蛋白质合成质程中～核糖体参与催化的惟一反质。 质12-13 原核生物蛋白质合成中第二质个氨-tRNA加入的质程 当与氨起始密质子质质的密质子被质-tRNA上的反密质子质质质合后～并延质反质也就质始了。氨质-tRNA的质合由质氨-tRNA质合因子催化～在质菌中质质写EF-Tu～在核系质中质真EF-1。质个因子可质合有质与氨-tRNA和GTP的核糖形成体四元质合物～同质偶质上GTP的水解。着随氨质-tRNA与体核糖的质合～EF-Tu质与GDP形成质合物质核糖。第二离体个延质因子EF-Ts质质质催化EF-Tu-GTP质合物的再形成～质质合下一质个氨-tRNA作准质～以上质程如质12-13所示。EF-1是一多质基的蛋白～同质具质了个EF-Tu及EF-Ts的性质。 质质在延质因子核糖上解下之后质上就形成了～质一质程叫从体离来做质质(transpeptidation)～催化质一质程的质叫质质质移质(peptidyl transferase)～它个催化的质质是使一质质质质成了一质质。质质质程可个氨看作是新加入的质-tRNA上基酸的基质质质氨氨-tRNA上质质的质基作质核质攻～如质12-14所示。 56 质呤霉素质蛋白质合成 的抑制作用就质生在质一 步上。质呤霉构与氨素的质 质 -tRNA 3′端上的AMP 残构基的质十分相似。质质质 移质也能促使基酸质氨与 呤霉呤素质合～形成质质质 霉素～但其质质不是质质～ 而是质质。质质胺-质呤霉素质 合物很从体脱易核糖上 落～而使蛋白质合成质从 程中。质一点不质质明了质断 呤霉素的作用机制～也质 明了活化基酸是氨添加 在延伸质质的质基上的。 延质质程中的最后一步 叫做移位(translocation) (质12-15)～如同质氨- tRNA的质合～质一质程由 移位因子催化(原核中质 EF-G～核中质真EF-2)～ 此质程有GTP的水解。移 位的目的是使核糖体沿 mRNA移质,使下一密个 质子暴露出以供质质质。来翻 八、核糖反质中体质12-14 蛋白质合成中第一质质的形成个 GTP的作用 GTP的水解在质质程中具有重要的作用～在每质入一基酸的翻个氨两延质质程中～都有个GTP分子质生了水解～质相于当个整质一质程消耗的能量的一半。GTP水解质程可通质EF-Tu和EF-G的作用理解～来GTP的质合与水解都在质些因子上质行～质些因子和GTP的质合物与体随核糖的作用～才激活了水解部位的活性。着GTP水解成GDP～质些因子的构将象质生质化～核糖分。与体离GTP及GDP与与与体质些因子的质合否～成了质质质些因子核糖质合的质质。质一质程可通质GTP的质似物GMPPCP来个质明。质质似物在β和γ磷氧酸基质之质不含～而是一质甲基～因此质以质生质似个GTP生成GDP的质程。在延质反质中～用当GMPPCP取代GTP后～延质反质质慢～质是因质有没GDP的生成延质因子质核糖质生解质。很与体离 57 质12-15 原核生物蛋白质合成中的移位 与GTP质生作用的质因子于翻属G蛋白家族～所有的G蛋白都能质合并水解GTP～并且遵从当与质似的机制～GTP质合后～质些蛋白被激活～质合上当来水解的GDP后～就质成无活性的构象。 九、质的质止需要质翻参放因子和质止密质子的加 翻质的最后一步涉及到合成好的质质-tRNA中质接tRNA和C端基酸的质质的氨切质(质12-16)～质一质程除了需要质止密质子外～质需要质放因子(release factors～RFs)的加。在质一质参程中～核糖体与mRNA的解质需要核糖质离体放因子(ribosome releasing factor～RRF)的参与。 质胞通常不含能质质质3个质止密质子的tRNA。在大质杆菌中～质止密质子质入核糖上的当体 A位点后～质就被质它放因子质质。RF-1质质UAA和UAG～RF-2质质UAA和UGA～RF-3不质质质止密质子～但能刺激另两个当外因子的活性。质放因子质质在A位点上的质止密质子后～将改质在大质基上的质质质移质的质一性～使其能质合水用于质核质攻～而不是质质通常的底物质氨-tRNA。质言之～质止反质质质上是质质质移质活性质质成质质活性。质将12-17质示在外质质中～大质杆菌的核体当 Met糖体与fMet-tRNA、RF-1、三聚核酸两个苷AUG和UAA混合后～通质水解～甲质蛋酸氨i 得到了生成。 十、核糖在质中能体翻跳质式质质 通常～核糖质密质子的质质是起始体从AUG质始～一接一地按质序质行质质～直到质止个个 密质子～使得质质格地按一质质架质行。然而～在原核和质核生物中～也有一些翻个框真例外的情～质中质质质生了位移况翻框(translational frameshifting)。质质位移通常表质质一基位移。个碱但也有核糖体跳质一大段mRNA(如50个碱基)后质质质的～质一质程常叫翻翻做质跳质(translational jumping)。质质信息从来翻流方面看～质跳质质似于mRNA的剪接～只不质质质信息没有像mRNA的剪接那质被切掉～而是被核糖体翻翻它忽略掉了。不质是质位移质是质跳质～58 质都质生在mRNA的特殊位置～质些位置通常有特会构殊的序列和质。质然人质质特殊的位置和质已有所构体怎尚清掌握～但质核糖是质质行质质的不太楚。 质12-16 原核生物蛋白质合成中新生质质质放 十一、蛋白质合成的抑制质 除了上面提到的质呤霉霉素外～质有质多抗生素及毒素可抑制蛋白质合成。质素、四质素、质霉翻真霉素只抑制原核质胞的质～但不作用于核质胞。质素只质合70S核糖～不体与80S核糖体霉质合。质素质人的毒性可能质与体霉霉卡霉粒蛋白质合成受到抑制有质～质素、新素、那素与原核质胞30S核糖相体质合～可引起密质质质。 因质质质胺己质只作用于80S核糖～所以只体真翻抑制核质胞的质。 由白喉棒状杆菌所质生的白喉毒素(diphtheria toxin)是一质蛋白质～质质毒素是由寄生于某些白喉杆菌的内噬体几溶原性菌的基因质所质质的。微克毒素足以致人于死命～因质质质毒素可抑制蛋白质合成。白喉毒素可以与EF-2质合～抑制质质的移位作用。 59 质12-17 体外质放因子活性质质 第四质 蛋白质的质及质后运翻修质 在核糖上新合成的多质被体个送往质胞的各部分～以行使各自的生物功能～大质杆菌新合成的多质～一部分仍停留在胞质之中～一部分质被送到质膜、外膜或质膜与外膜之质的空隙～有的也可分泌到胞外。核质胞中新合成的多质被真体体叶体送往溶质、质粒、质质胞核等质胞器。所以新合成的多质的质送是有目的、定向地质行的。尽管蛋白质生物合成中质质密质只指质20质基酸的质入～然而～质于成氨氨它熟蛋白质的分析表明～可质质上百质基酸的存在～但质也只是在20质基酸基质上氨来翻从衍生出的。质质质后加工质程使得蛋白质质成更加多质化～而质致蛋白质质上构氨残呈质更大的质质化。我质质于后加工质程的知质质十分有限。除了质基酸基的质质基质质行修质外～质有合成出的部分质段在蛋白质成熟质程中被切除。质些修质和加工质程是质些与蛋白质是在什质部位合成的～要运即随送到什质部位去有质。其质～加工质程在多质质合成质始之质行。在多核糖上合成的蛋白质或体运者留在质胞质中～或者送到质胞器。留在质胞质中的蛋白质核糖上质从体即运运放后可行使其功能～而往质质的蛋白质质往往在送的质程中质生大量的修质。质多由质合在膜上的多核糖合成出的蛋白质或体来者停留在ER膜上～或者被往运高质基、分体体泌小泡、质膜或溶质。 一、蛋白质通质其信质引质到目的地号 60 蛋白质的质运尽运个来管比质质质～但生物系质中的蛋白质的质可用一比质质质的模式质解质。每一需要质的多质都运氨称号含有一段基酸序列～质信质序列(signal or leader sequence)～引质多质至不同的质系质。在核质胞中～某一质多质的运真当N端质质始合成不久～质质多质合成后的去向就已被定。一部分核糖以决体离状它装体叶体游质停留在胞质中～质只合成供配质粒及质质膜的蛋白质。一部分核糖另体受新合成的多质的N端上的信质号(signal sequence)所控制而质入质～使原表面内网来内网平滑的质质(smooth ER)质成有局部凸起的粗面质质内网(rough ER)。与内网体体构质相质合的核糖可合成三质主要的蛋白质,溶质蛋白～分泌到胞外的蛋白和质成质膜骨架的蛋白。信质的号概念首先是由Salatini D.和Blobel G.所提出的。以后～Milstein C.和Brownlee G.在外合成的体免疫球蛋白质质的N端到了质质信质。质～只是在外合成找号当体 的未质加工的免疫球蛋白上到了信质～但不能在合成的质质加工的成找号体内熟免疫球蛋白上到。因质在合成后的加工质程中～信质被信质质找它体内号号(signal peptidase)切掉了。质多蛋白质激素就是以前蛋白形式合成的～体胰例如～质素mRNA通质质～可得到前质翻胰素原蛋白～其前面的23个氨残号运体很基酸基的信质在质至高质基的质程中被切除。以后在多真号核质胞的分泌蛋白中都质质有信质。 信质序列通常在被质多质质的号运N端～质些序列在10,40个氨残氨基酸基范质～基端至少含有一质正质个氨荷的基酸～在中部有一段质度质10,15个氨残基酸基的由高度疏水性的基酸质成的质质～常质的质丙酸、亮酸、质酸、亮酸和丙酸。质氨氨氨氨异氨苯氨个区极疏水重要～其中某一基酸被个氨极氨号即非性基酸置质质～信质质失去功能。疏水序列表明～一般蛋白质是质通质很号它并脂膜的～而信质可引质至特定的质胞器～通质膜。什质质的序列能指质蛋白质质至运没号什质质胞器～目前质有完全质明。在信质的C端有一可被信质质质质的位点～此个号 位点上游常有一段疏水性质强的5质～信质质号个切点上游的第一(,1)及第三个(,3)氨基酸常质具有一个氨小质质的基酸(如丙酸氨)。质12-18质一些核质胞多质的信质质质。真号构 切点 人生质激素 MATGSRTSLLLAFGLLCLPWLQEGSA FPT 人质胰素原 MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAA FVN 牛血清蛋白原 MKWVTFISLLLFSSAYS RGV 小鼠抗体H质 MKVLSLLYLLTAIPHIMS DVQ 质溶菌质 MKSLLILVLCFLPKLAALG KVF 蜂毒蛋白 MKFLVNVALVFMVVYISYIYA APE 果质蛋白 胶MKLLVVAVIACMLIGFADPASG CKD 玉米蛋白19 MAAKIFCLIMLLGLSASAATA SIF 酵母质化质 MLLOAFLFLLAGFAAKISA SMT 人流感病毒A MKAKLLVLLYAFVAG DQI 质12-18 一些核质胞多质基端的信质质质真氨号构 疏水氨残体基酸基以粗字母表示,碱氨残划性基酸基用下质字母表示 61 质12-19 信质的质质质程号 信质的位号置也不一定在新生质的N端～有些蛋白质(如卵清蛋白)的信质位于多质质的号中部～但其功能质相同。那质～信质又是由号呢什质蛋白质加以质质的,Blobel等已质明～质质信号体称号体质的是一质核蛋白～质信质质质(signal recognition particle～SRP)。SRP的相质分子质量质325 000～由一分子7SL RNA(质300核酸苷)和6个不同的多质分子质成。7SL RNA上有两段核酸序列～质苷称Alu序列。Alu序列在哺乳质DNA中质质常质。SRP有功能两个个域～一用以质质信质～一用以号另个氨干质质入的质-RNA和质质移位质的反质～以质止多质质的延伸作用。信号质与SRP之质合质生在蛋白质合成质一质始质～即N端的新生质质质一出质质～一旦SRP与质有新生质质的核糖相质合～质质的体减延伸作用质质质止～或延伸速度大大小。SRP-核糖质合就移质到体体内网并与质上那里的SRP受停体泊蛋白(docking protein)相质合。一旦与体此受相质合后～蛋白质合成的延伸作用又重新质始。SRP受体个体是一二聚蛋白～由相质分子质量质69 000的α质基相质分子质量质与30 000的β质基质成。然后质有新生质质的核糖被体装送入多质移位置(translocation machinery)。同质～SRP又被质放到胞质中～新生质质又质质延质。移位装两置含有个体膜本蛋白(integral membrane protein),ribophorin?和?。 上述整个质程质质于质12-19中。 二、一些质粒体叶体、质蛋白质是质完成后被质质的翻运 质粒体DNA基因质可质质全部质粒体RNA～但只质质一小部分质粒体叶体蛋白。质质的情形也相似。大部分质粒体叶体和质质的蛋白质是由质胞核基因质DNA质质的～在胞质由并内离体游核糖62 合成质些蛋白质～再送到质些质胞器中去～质质质被作质后质运称翻运(posttranslational transport)。在质一质程中～质了质膜～质些蛋白质需要通质多质质质合蛋白(polypeptide chain binding proteins～PCBs)的帮叠体翻运助质行去折。往质粒质行的质后质需要ATP和质子梯度～以帮叠助蛋白质去折和跨膜。 质12-20 质胞色素前蛋白通质信质序列的质质体两个号跨膜质程 由核基因质质质质的质粒体外膜蛋白的N端上也有一段质质～质质称体号粒定向质～起信质的作用。可以外它与体氨氨氨膜上的相质位点相质质。质粒定向质富含质正质荷的基酸和质酸、质酸。 MLKTSSLFTRRUQPSLFRNILRLQST— (质粒体定向质) 从体内运体构胞质往质粒送蛋白质的质程质质质质～因质质粒本身具有多膜的质。如质12-20所示～质胞色素c前蛋白的体N端有信质序列。第一序列被质两个号个体体粒外膜上的受蛋白质质～1 引质至膜上的质通运并体内个号随道得以质入质粒的基质中～质质～第一信质被切除。之～第二个号与个号内个号信质用第一信质相似的方式携质多质穿质膜～之后～第二信质被切除～质胞色素c质折叠构并个叶体运与成其天然质～质合上一血质素分子。在胞质中合成的质蛋白质的质质质1 粒体叶体蛋白非常质似～质质新生质的定向质送也是由N端上的一段质质定的～质质质质质质质质决称叶体移质。 三、分泌型的核蛋白在质质真内网(endoplasmic reticulum～ER)合成内 在核质胞中～质是最大的模质的质胞真内网状构几器～其表面质可以是质膜面质的质倍。大 63 部分的质核糖相质合形成内网与体内网内网体粗面质。在粗面质上的核糖质是膜蛋白和分泌性蛋白合成的地方～也是蛋白质分泌途径内网的起点。多质质移位后～在质质的小腔中被修质。质些修质作用包括N端信质的号构切除和二硫质形成～使质形多质呈质一定空质质及糖基化作用。在质的内网内参与膜及腔有一些特殊的加工分泌蛋白和膜蛋白的蛋白质～如蛋白质二硫质异构内内网内质。通质短质质在粗面质加工后～分裹运泌蛋白形成被膜包的小泡～质质至高质基体运体～然后再质至质胞表面或溶质中。 糖基化作用使多质质质质成糖蛋白。质多膜本蛋白及体抗原蛋白都是糖蛋白。糖蛋白中的糖质有质,一质是质质上天冬质质质上的苷两胺N原子与构寡聚糖核之质成的N-糖质苷另～一质是质质上质酸、质酸质质上的原子氨氨氧与构寡聚糖核之质成的O-糖质。通常在糖蛋白上质质的苷寡聚糖核(oligosaccharide core)是五聚糖。其成分质3分子甘露糖及2分子N-乙质基胺葡萄糖。寡聚糖核是如何被质到蛋白质上的呢体磷,已质明携质的质是质质醇的酸质(dolichol phosphate)。它是一具有质的质质的酸质～末端的酸基可核糖质合。条很磷磷与 四、高质基中多质的糖基化体修质及多质的分质 高质基体两与将主要有方面功能,一是质糖蛋白上的寡聚糖核作质一步修质质整～二是各质多质质行分质并体送往溶质、分泌粒(granule)和质膜等目的地。但是何质蛋白质质送往何质是由蛋白质本身的空质质定的。构决 高质基是由质多质体状构构袋的膜质质成的。糖蛋白的质一步糖基化修质就是在质质膜质中完成的。以溶质中的质质的质体构与送质例～由于质些质质自身象的质化可6-磷酸甘露糖质相质合～后者可被高质基体体膜上的受质质～最质使质些质-糖蛋白质入溶质。所以～体6-磷酸甘露糖质是一质质向质志～指质糖蛋白的质方向。但运6-磷与并酸甘露糖质质分泌蛋白质膜蛋白不起质向质志的作用。 五、大质杆菌蛋白质在质的同质也在被质翻运 质菌中新生质的定向质送的情形相质于核质胞质质质质质～在质胞质中合成出的多质可以真来来 就在合成部位～或被整合到质膜上～或通质质膜分泌出行使功能。大多来数非质胞质质菌蛋白在核糖上合成的同质也在被体运称翻送至质膜或跨质膜～质一质程质质中质质运(cotranslational transport)。质一质程有一质帮参与它助多质分泌的蛋白质～质中有些是能质质新生质质N端引质质序列(1eader sequence)的膜蛋白～可正在质的核糖将翻体运拉至质膜～使合成的多质得到质。质段引质质也可被引质质质(1eader peptidase)切除～使多质能质分泌出质胞。 64