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生物化學(xué)與分子生物學(xué)-授課教案生物化學(xué)教學(xué)方案:

生物化學(xué)與分子生物學(xué):授課教案生物化學(xué)教學(xué)方案 第十二章:教 案 首 頁 課程名稱 生物化學(xué) 年級(jí) 專業(yè)、層次 本科臨床醫(yī)學(xué)類 授課教師 職稱 課型(大、小) 大 學(xué)時(shí) 4 授課題目(章、節(jié)) 第十二章 蛋白質(zhì)的生物合成 教材名稱 《生物化學(xué)》第七版

案 首 頁   

課程名稱

生物化學(xué)

年級(jí)

 

專業(yè)、層次

本科臨床醫(yī)學(xué)類

授課教師

 

職稱

 

課型(大、小)

學(xué)時(shí)

4

授課題目(章、節(jié))

第十二章   蛋白質(zhì)的生物合成

教材名稱

《生物化學(xué)》第七版

作者

查錫良

出版社

人民衛(wèi)生出版社

主要參考書

(注明頁數(shù))

 趙寶昌 主編. 生物化學(xué)(第二版). 北京:高等教育出版社,2009年1月. 第十四章 蛋白質(zhì)的生物合成

的與要求:

1. 掌握:翻譯的概念。mRNA的模板作用。氨基酰tRNA合成酶的作用特點(diǎn),氨基酸的活化。起始tRNA。原核生物多肽鏈生物合成的基本過程。

2. 熟悉:核蛋白體肽鏈合成場(chǎng)所的功能。tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的功能,氨基酰tRNA的合成過程。蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送的機(jī)制,信號(hào)肽的概念。

3. 了解:真核生物多肽鏈生物合成的基本過程。蛋白質(zhì)翻譯后加工方式?股氐任镔|(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制作用。

教學(xué)內(nèi)容與時(shí)間安排、教學(xué)方法:

1.教學(xué)內(nèi)容與時(shí)間安排

翻譯的概念,蛋白質(zhì)生物合成體系     1.0學(xué)時(shí)

蛋白質(zhì)生物合成體系     1.0學(xué)時(shí)

原核生物和真核生物的多肽鏈合成過程    1.0學(xué)時(shí)

多肽鏈合成后的加工和輸送,蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制&www.med126.comnbsp;     1.0學(xué)時(shí)

2. 教學(xué)方法:

講授+演示+啟發(fā)+討論。

教學(xué)重點(diǎn)及如何突出重點(diǎn)、難點(diǎn)及如何突破難點(diǎn):

1. 重點(diǎn):翻譯的概念,蛋白質(zhì)生物合成體系, 原核生物的多肽鏈合成過程。

2. 難點(diǎn):蛋白質(zhì)生物合成體系, 原核生物的多肽鏈合成過程。

3. 課件色彩及語言強(qiáng)調(diào)突出重點(diǎn);采用圖片及動(dòng)畫演示理解難點(diǎn)。

 

教研室審閱意見:

 

 

   同意。

 

 

 

  教研室主任簽名:李洪

 2009 年2 月 28

基 本 內(nèi) 容

課堂設(shè)計(jì)和時(shí)間安排

第十二章 蛋白質(zhì)的生物合成

☆翻譯的概念。蛋白質(zhì)的生物合成過程,就是將DNA傳遞給mRNA的遺傳信息,再具體轉(zhuǎn)譯為蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的過程,這一過程被稱為翻譯(translation)。

★第一節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成體系

蛋白質(zhì)生物合成體系:① 原料——20種編碼氨基酸;② 模板——mRNA;③ 載體——tRNA;④ 裝配機(jī)——核糖體(核蛋白體);⑤ 酶和蛋白因子——氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、起始因子(IF)、延長(zhǎng)因子(EF)、釋放因子(RF)等;⑥ 供能物質(zhì)——ATP、GTP;⑦ 無機(jī)離子——Mg2+、 K+。

一、mRNA是多肽鏈生物合成的直接模板

mRNA是翻譯的直接模板。

☆遺傳學(xué)將編碼一條多肽鏈的遺傳單位稱為順反子(cistron)。原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位,轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的多肽鏈,為多順反子(polycistron)。真核mRNA只編碼一條多肽鏈,為單順反子(single cistron)。

多順反子與單順反子。

☆mRNA上的遺傳密碼:作為指導(dǎo)多肽鏈生物合成的模板,mRNA中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體,代表一個(gè)氨基酸的信息,此三聯(lián)體就稱為密碼(codon)。

☆遺傳密碼共有64種,其中,起始密碼(initiation codon):AUG;終止密碼(termination codon):UAA,UAG,UGA。

標(biāo)準(zhǔn)的通用遺傳密碼表。

☆開放閱讀框的概念。從mRNA 5"端起始密碼子AUG到3"端終止密碼子之間的核苷酸序列,各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈,稱為開放閱讀框(open reading frame, ORF)。

☆遺傳密碼具有以下特點(diǎn):① 連續(xù)性;② 簡(jiǎn)并性;③ 通用性;④ 方向性;⑤ 擺動(dòng)性。

遺傳密碼的特點(diǎn):

1. 連續(xù)性(commaless):指編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀,密碼間既無間斷也無交叉。

遺傳密碼的連續(xù)性。

基因損傷引起mRNA開放閱讀框內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失,可能導(dǎo)致框移突變(frameshift mutation)。

2. 簡(jiǎn)并性(degeneracy):遺傳密碼中,除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外,其余氨基酸有2、3、4個(gè)或多至6個(gè)三聯(lián)體為其編碼。同一氨基酸存在多個(gè)不同的遺傳密碼的現(xiàn)象稱為遺傳密碼的簡(jiǎn)并性。遺傳密碼的簡(jiǎn)并性在保持遺傳穩(wěn)定性上具有重要意義。

遺傳密碼的簡(jiǎn)并性。

3. 通用性(universal):蛋白質(zhì)多肽鏈生物合成的整套密碼,從原核生物到人類都通用。已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外,如動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體等。密碼的通用性進(jìn)一步證明各種生物進(jìn)化自同一祖先。

4. 方向性(direction):指閱讀mRNA模板上的三聯(lián)體密碼時(shí),只能沿5"→3"方向進(jìn)行。

5. 擺動(dòng)性(wobble):轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼需要通過堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反平行配對(duì)結(jié)合。但反密碼與密碼之間常常不嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)規(guī)律,稱為擺動(dòng)配對(duì)。

密碼子與反密碼子的擺動(dòng)配對(duì)。

擺動(dòng)配對(duì)現(xiàn)象示意圖。

二、核糖體是多肽鏈生物合成的場(chǎng)所

核糖體(又稱核蛋白體),是多肽鏈合成的場(chǎng)所,是由多種rRNA與蛋白質(zhì)組裝形成的復(fù)合體。

核糖體的組成。

大腸桿菌核糖體的空間結(jié)構(gòu)為一橢圓球體,其30S亞基呈啞鈴狀,50S亞基帶有三角,中間凹陷形成空穴,將30S小亞基抱住,兩亞基的結(jié)合面為多肽鏈生物合成的場(chǎng)所。

核糖體大、小亞基的功能:

☆1. 三個(gè)與tRNA結(jié)合的位點(diǎn):

⑴ A位:又稱受位或氨;,可與新進(jìn)入的氨基酰tRNA結(jié)合;由大、小亞基成分構(gòu)成。

⑵ P位:又稱給位或肽;唬膳c延伸中的肽;鵷RNA結(jié)合;由大、小亞基成分構(gòu)成。

⑶ E位:又稱排出位,見于原核生物,空載tRNA脫離核糖體前的結(jié)合位點(diǎn);主要由大亞基成分構(gòu)成。

原核生物翻譯過程中核糖體結(jié)構(gòu)模式。

2. 與模板mRNA和起始tRNA結(jié)合位點(diǎn):主要與小亞基有關(guān)。

3. 轉(zhuǎn)肽酶活性:將給位上的肽;D(zhuǎn)移給受位上的氨基酰tRNA,形成肽鍵;由大亞基成分構(gòu)成。

4. GTPase活性:水解GTP,獲得能量;分別由大、小亞基成分構(gòu)成。

5. 起始因子、延長(zhǎng)因子及釋放因子的結(jié)合位點(diǎn):分別由大、小亞基成分構(gòu)成。

在多肽鏈生物合成過程中,常常由若干核糖體結(jié)合在同一mRNA分子上,同時(shí)進(jìn)行翻譯,但每?jī)蓚(gè)相鄰核糖體之間存在一定的間隔,形成念球狀結(jié)構(gòu)。

☆多聚核糖體的概念。由若干核糖體結(jié)合在一條mRNA上同時(shí)進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為多聚核糖體(polysome)。

多聚核糖體示意圖。

 

三、tRNA是多肽鏈生物合成的運(yùn)載工具和適配器

tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。

☆能夠識(shí)別mRNA中5"端起始密碼AUG的tRNA是一種特殊的tRNA,稱為起始tRNA。在原核生物中,起始tRNA是一種攜帶甲酰蛋氨酸的tRNA,即fMet-tRNAfmet;而在真核生物中,起始tRNA是一種攜帶蛋氨酸的tRNA,即Met-tRNAimet。

在原核生物和真核生物中,均存在另一種攜帶蛋氨酸的tRNA,識(shí)別非起動(dòng)部位的蛋氨酸密碼AUG。

四、氨基酰-tRNA合成酶催化氨基酸的活化與連接

氨基酸的活化與攜帶連接反應(yīng)由氨基酰tRNA合成酶催化。特異的tRNA與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合,生成氨基酰tRNA,從而由tRNA攜帶活化的氨基酸參與多肽鏈的生物合成。

tRNA與酶結(jié)合的模型。

☆氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng):第一步——活化反應(yīng);第二步——連接反應(yīng)。

☆氨基酰-tRNA合成酶對(duì)底物氨基酸和tRNA都有高度特異性。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性(proof-reading activity)。

氨基酰-tRNA的表示方法:Ala-tRNAAla;Ser-tRNASer;Met-tRNAMet。

五、起始因子參與多肽鏈生物合成的起始過程

與多肽鏈合成起始有關(guān)的蛋白因子稱為起始因子(initiation factor,IF)。原核生物中存在3種起始因子,分別稱為IF1-3。在真核生物中存在9種起始因子(eIF)。

IF的作用主要是促進(jìn)核糖體小亞基與起始tRNA及模板mRNA結(jié)合。

原核和真核生物中各種起始因子的生物功能。

六、延長(zhǎng)因子參與多肽鏈生物合成的延長(zhǎng)過程

與多肽鏈合成的延伸過程有關(guān)的蛋白因子稱為延長(zhǎng)因子(elongation factor,EF)。

原核生物中存在3種延長(zhǎng)因子(EF-TU,EF-TS,EF-G),真核生物中存在2種(EF1,EF2)。

EF的作用主要是促使氨基酰tRNA進(jìn)入核蛋白的受位;并可促進(jìn)移位過程,即具有轉(zhuǎn)位酶活性,可催化核糖體向mRNA 3"-端移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離,使下一個(gè)密碼子定位于A位。

多肽鏈合成的延長(zhǎng)因子。

七、釋放因子參與多肽鏈生物合成的終止

與多肽鏈合成終止并使之從核糖體上釋放相關(guān)的蛋白因子稱為釋放因子(release factor,RF)。

RF在原核生物中有3種,在真核生物中只有1種。原核生物釋放因子:RF-1,RF-2,RF-3;真核生物釋放因子:eRF。

RF的生物學(xué)功能主要有:① 識(shí)別終止密碼,如RF-1特異識(shí)別UAA、UAG;而RF-2可識(shí)別UAA、UGA。② 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚,相?dāng)于催化肽;D(zhuǎn)移到水分子-OH上,使肽鏈從核糖體上釋放。

八、多肽鏈生物合成過程需要供能物質(zhì)和無機(jī)離子

多肽鏈合成時(shí),需ATP、GTP作為供能物質(zhì),并需Mg2+、K+參與。

☆氨基酸活化時(shí)需消耗2個(gè)高能磷酸鍵,肽鍵形成時(shí)(進(jìn)位和轉(zhuǎn)位)又消耗2個(gè)高能磷酸鍵,合成錯(cuò)誤的校正和消除常需消耗1個(gè)高能磷酸鍵,故縮合一分子氨基酸殘基平均需消耗5個(gè)高能磷酸鍵(5分子ATP)。

 

第二節(jié) 多肽鏈生物合成的過程

☆★一、原核生物的多肽鏈合成過程

(一)原核生物多肽鏈合成的起始

包括以下幾個(gè)步驟:核糖體大、小亞基分離;mRNA在小亞基定位結(jié)合;起始氨基酰-tRNA的結(jié)合;核糖體大亞基結(jié)合。

1. 核糖體大、小亞基分離:IF-1和IF-3與小亞基結(jié)合,促進(jìn)核糖體大、小亞基拆離,為新一輪合成作準(zhǔn)備。此時(shí),IF-1占據(jù)核糖體的A位。

2. mRNA在小亞基的精確定位結(jié)合:原核生物mRNA在核糖體小亞基上的準(zhǔn)確定位和結(jié)合涉及兩種機(jī)制:核糖體小亞基對(duì)模板mRNA S-D序列的辨認(rèn)和結(jié)合;核糖體小亞基對(duì)模板mRNA小核苷酸序列的辨認(rèn)結(jié)合。

原核mRNA的起始部位由一段富含嘌呤的特殊核苷酸順序組成,稱為Shine-Dalgarno序列(S-D序列),即核糖體結(jié)合位點(diǎn)(RBS)。而原核16S rRNA存在一段富含嘧啶的序列,二者之間可通過堿基配對(duì),使mRNA與核糖體小亞基結(jié)合。

小核苷酸序列是mRNA上緊接S-D序列之后的序列,可被核糖體小亞基蛋白rpS-1辨認(rèn)結(jié)合。

通過上述兩種機(jī)制,使mRNA能與核糖體小亞基精確定位結(jié)合。

3. 起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAfmet )結(jié)合到小亞基:起始 fMet-tRNAfmet以及IF2-GTP一起,識(shí)別結(jié)合小亞基P位,并對(duì)應(yīng)模板mRNA的起始密碼AUG。

4. 核糖體大亞基結(jié)合,形成起始復(fù)合體:IF2結(jié)合的GTP被水解,三種IF脫離,50S大亞基與30S小亞基、模板mRNA以及起始fMet-tRNAfMet構(gòu)成起始復(fù)合體。

(二)原核生物多肽鏈合成的延長(zhǎng)

多肽鏈合成的延長(zhǎng)階段由一循環(huán)反應(yīng)過程來完成,即核糖體循環(huán)。每完成一次核糖體循環(huán)增加一個(gè)氨基酸殘基。

☆核糖體循環(huán)的概念;罨被嵩诤颂求w上反復(fù)翻譯mRNA上的密碼并縮合生成多肽鏈的循環(huán)反應(yīng)過程,稱為核糖體循環(huán)(ribosomal cycle)。

☆核糖體循環(huán)包括多肽鏈合成的進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位三步反應(yīng)。

1. 進(jìn)位(entrance):又稱注冊(cè)(registration),即與mRNA下一個(gè)密碼相對(duì)應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位。此步驟耗能,需GTP,Mg2+,和EF-T(EF-Tu和EF-Ts)參與。

2. 成肽(peptide bond formation):成肽是由轉(zhuǎn)肽酶(transpeptidase)催化的肽鍵形成過程。在轉(zhuǎn)肽酶的催化下,將P位上的tRNA所攜帶的甲酰蛋氨;螂孽;D(zhuǎn)移到A位上的氨基酰tRNA上,與其α-氨基縮合形成肽鍵。此步驟需Mg2+,K+。

成肽反應(yīng)過程。

3. 轉(zhuǎn)位(translocation):延長(zhǎng)因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶(translocase)活性,可促進(jìn)核糖體向mRNA的3´側(cè)移動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)密碼的距離,同時(shí)使肽;鵷RNA從A位移到P位。此步驟耗能,需GTP和Mg2+參與。

轉(zhuǎn)位反應(yīng)過程。

此時(shí),核糖體的A位留空,與下一個(gè)密碼相對(duì)應(yīng)的氨基酰tRNA即可再進(jìn)入,重復(fù)以上循環(huán)過程,使多肽鏈不斷延長(zhǎng)。已失去甲酰蛋氨;螂孽;膖RNA從核糖體E位上脫落。

核糖體循環(huán)的反應(yīng)過程。

(三)原核生物多肽鏈合成的終止

核糖體沿mRNA鏈滑動(dòng),不斷使多肽鏈延長(zhǎng),直到終止信號(hào)進(jìn)入A位。

1. 識(shí)別:RF識(shí)別終止密碼,進(jìn)入核糖體的A位。

2. 水解:RF使轉(zhuǎn)肽酶變?yōu)轷ッ,多肽鏈與tRNA之間的酯鍵被水解,多肽鏈釋放。

3. 脫離:模板mRNA、RF以及空載tRNA與核糖體脫離。

多肽鏈合成的終止過程。

多肽鏈合成終止演示。

二、真核生物多肽鏈生物合成過程

(一)真核生物多肽鏈合成的起始

真核生物翻譯起始復(fù)合體的形成過程與原核生物類似,但參與的蛋白因子更多。包括:核糖體大、小亞基分離;起始氨基酰-tRNA結(jié)合;mRNA在核糖體小亞基就位;核糖體大亞基結(jié)合。

真核生物翻譯起始復(fù)合體形成過程。

(二)真核生物多肽鏈合成的延長(zhǎng)

與原核生物基本類似,但參與反應(yīng)的延長(zhǎng)因子不同,由eEF-1替代EF-T完成進(jìn)位,由eEF-2替代EF-G完成轉(zhuǎn)位。核糖體無E位,轉(zhuǎn)位時(shí)空載tRNA直接從核糖體釋放。

(三)真核生物多肽鏈合成的終止

與原核生物類似,但RF只有一種,可識(shí)別全部終止密碼。

 

第三節(jié) 多肽鏈合成后的加工和輸送

從核糖體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性,必需經(jīng)過不同的翻譯后復(fù)雜加工過程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。

多肽鏈翻譯后加工主要包括:① 多肽鏈折疊;② 一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾;③ 高級(jí)結(jié)構(gòu)修飾。

蛋白質(zhì)合成后會(huì)被定向輸送到其發(fā)揮作用的特定部位,這一過程稱為蛋白質(zhì)的靶向輸送。

一、多肽鏈折疊為天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)

新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成,新生肽鏈N端在核糖體上一出現(xiàn),肽鏈的折疊即開始。可隨著序列的不斷延伸肽鏈逐步折疊,產(chǎn)生正確的二級(jí)結(jié)構(gòu)、模體、結(jié)構(gòu)域到形成完整的空間構(gòu)象。一般認(rèn)為,多肽鏈自身氨基酸順序儲(chǔ)存著蛋白質(zhì)折疊的信息,即一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成,而需要其他酶或蛋白因子輔助。

幾種有促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子:① 分子伴侶(molecular chaperon);② 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(protein disulfide isomerase, PDI);③ 肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶(peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)。

1. 分子伴侶:分子伴侶是細(xì)胞內(nèi)一類保守蛋白質(zhì),可識(shí)別多肽鏈的非天然構(gòu)象,促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。包括:⑴ 熱休克蛋白(heat shock protein, HSP):HSP70、HSP40和GreE族;⑵ 伴侶素(chaperonins):GroEL和GroES家族。

2. 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶:多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對(duì)穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要,這一過程主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中活性很高,可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接,最終使蛋白質(zhì)形成熱力學(xué)最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。

3. 肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶:多肽鏈中肽酰-脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體,空間構(gòu)象明顯差別。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶可促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶是蛋白質(zhì)三維構(gòu)象形成的限速酶,在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí),可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。

二、蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的加工修飾

(一)N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除

N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸殘基,必須在多肽鏈折迭成一定的空間結(jié)構(gòu)之前被切除。 去甲;腿サ鞍滨;。

(二)氨基酸的共價(jià)修飾 由專一性的酶催化進(jìn)行修飾,包括糖基化、羥基化、磷酸化、甲;约笆杷湹墓矁r(jià)連接等。

(三)多肽鏈的水解修飾 由專一性的蛋白酶催化,將部分肽段切除。

鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾。

三、蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的修飾

(一)亞基的聚合

具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上的多肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合形成寡聚體。

(二)輔基的連接

結(jié)合蛋白合成后需要結(jié)合相應(yīng)的輔基才能成為具有天然活性的蛋白質(zhì)。

四、蛋白質(zhì)合成后靶向輸送到特定部位

蛋白質(zhì)合成后即被定向輸送到特定的部位發(fā)揮作用。在大多數(shù)情況下,被輸送的蛋白質(zhì)分子需穿過膜性結(jié)構(gòu),才能到達(dá)特定的地點(diǎn)。

信號(hào)序列的概念。所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號(hào),主要為N末端特異氨基酸序列,可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位,這一序列稱為信號(hào)序列(signal sequence)。

(一)分泌型蛋白的靶向輸送

真核細(xì)胞分泌型蛋白前體合成后的靶向輸送過程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

☆信號(hào)肽的概念。各種新生分泌型蛋白的N端存在的保守氨基酸序列,可引導(dǎo)分泌型蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并分泌至細(xì)胞外,稱為信號(hào)肽(signal peptide)。

常見的信號(hào)肽由10~40個(gè)氨基酸殘基組成,可分為三段。N端為帶正電荷的氨基酸殘基,中間為疏水的核心區(qū),而C端由小分子氨基酸殘基組成。接著是信號(hào)肽酶的裂解位點(diǎn)。在蛋白質(zhì)被分泌后,信號(hào)肽序列可被信號(hào)肽酶識(shí)別并裂解。

常見分泌型蛋白質(zhì)的信號(hào)肽序列。

分泌型蛋白的定向輸送,就是靠信號(hào)肽與胞漿中的信號(hào)肽識(shí)別顆粒(SRP)識(shí)別并特異結(jié)合,然后再通過SRP與膜上的對(duì)接蛋白(DP)或SRP受體識(shí)別并結(jié)合后,將所攜帶的蛋白質(zhì)送出細(xì)胞。 信號(hào)肽引導(dǎo)分泌型蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

(二)線粒體蛋白的靶向輸送

(三)細(xì)胞核蛋白的靶向輸送

第四節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制

一、抗生素類抑制蛋白質(zhì)的生物合成

抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理。

二、其他干擾蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

(一)毒素(toxin)

白喉毒素(diphtheria toxin),可使真核生物延長(zhǎng)因子eEF-2發(fā)生ADP糖基化失活,阻斷肽鏈合成的延長(zhǎng)過程。

(二)干擾素

干擾素能誘導(dǎo)特異的蛋白激酶,使真核生物起始因子eIF2磷酸化失活,抑制病毒蛋白質(zhì)合成。

 

☆——重點(diǎn)

★——難點(diǎn)

1.0學(xué)時(shí)

 

總結(jié)提示

 

 

 

 

 

 

圖片展示

 

 

圖片展示

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

列表總結(jié)

圖片展示

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

圖片展示

圖片展示+舉例

 

 

 

 

列表總結(jié)

 

 

 

 

 

 

列表總結(jié)

動(dòng)畫演示

 

圖片展示

圖片展示

圖片展示

 

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

 

圖片展示

 

 

 

 

 

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

圖片展示

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1.0學(xué)時(shí)

圖片展示

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖片展示

動(dòng)畫演示

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

 

圖片展示

 

 

列表總結(jié)

 

圖片展示

 

 

 

列表總結(jié)

 

圖片展示

 

 

 

 

 

 

 

 

設(shè)問+重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

舉例

 

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1.0學(xué)時(shí)

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

動(dòng)畫演示

 

動(dòng)畫演示

 

 

圖片展示

 

 

圖片展示

 

動(dòng)畫演示

 

動(dòng)畫演示

 

 

 

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

動(dòng)畫演示

 

 

 

 

 

 

動(dòng)畫演示

 

 

 

 

動(dòng)畫演示

 

 

動(dòng)畫演示+總結(jié)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

 

 

圖片展示

動(dòng)畫演示

 

 

 

 

動(dòng)畫演示

 

 

 

 

 

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1.0學(xué)時(shí)

 

 

 

 

 

設(shè)問

 

 

 

總結(jié)提示

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

設(shè)問

 

 

 

 

舉例

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

 

 

 

 

圖片展示

圖片展示

 

 

圖片展示

圖片展示

 

列表總結(jié)

 

 

 

舉例

 

小  結(jié)

1. 翻譯的概念。

2. 蛋白質(zhì)生物合成體系。

3. 原核生物多肽鏈生物合成的基本過程。

4. 真核生物多肽鏈生物合成的基本過程。

5. 多肽鏈生物合成后的加工修飾。

6. 蛋白質(zhì)的靶向輸送。

 

復(fù) 習(xí) 思 考 題 、作 業(yè) 題

一、名詞解釋

 1. 翻譯;2. 遺傳密碼;3. 開放閱讀框;4. 核糖體循環(huán);5. 多聚核糖體;6. 信號(hào)肽;7. 單順反子和多順反子。

二、問答題

1. 簡(jiǎn)述核酸類物質(zhì)在多肽鏈生物合成中的地位和作用。

2. 簡(jiǎn)述原核生物多肽鏈生物合成的基本過程。

 

下 次 課 預(yù) 習(xí) 要 點(diǎn)

 第十五章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1. 細(xì)胞外化學(xué)信號(hào)分子。

2. 細(xì)胞內(nèi)化學(xué)信號(hào)分子。

3. 受體的分子結(jié)構(gòu)及作用特點(diǎn)。

 

實(shí) 施 情 及 分 析

 

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