蛋白质代谢.ppt

1、第一节 蛋白质的降解、吸收和转运,第二节 氨基酸的分解,第三节 氨基酸的合成,第四节 蛋白质的合成,第五节 蛋白质代谢的调节,第九章 蛋白质代谢,第一节 蛋白质的降解、 吸收和转运,一、蛋白质的降解,二、蛋白质的吸收和转运,一、 蛋白质的降解,蛋白质在生物体内的降解，就是在酶的催化下通过加水分解，使蛋白质中的肽键断裂，最后生成氨基酸的过程。,1、蛋白质降解的特性,（1）细胞选择性降解非正常蛋白质（2）机体降解外源蛋白质,（1）细胞选择性降解非正常蛋白质,细胞有选择性地降解蛋白质，主要是通过泛素介导的。 绝大多数活性变化快速的酶都在细胞代谢中具有重要的调控作用。 酶对降解的敏感性与它们的催化活性

2、以及变构性质密切相关。,（2）机体降解外源蛋白质,外源蛋白质不能直接进入细胞内部，必须分解成氨基酸后才能被细胞利用。 蛋白质水解成氨基酸主要是通过蛋白酶实现的，它们能够水解蛋白质的肽键。 按照水解多肽的方式不同，蛋白酶又可分为蛋白内切酶、蛋白外切酶以及二肽酶三类。,2、内源蛋白质降解的反应机制,溶酶体的降解机制 ATP-依赖性的以细胞溶胶为基础的泛素调节降解机制,真核细胞降解内源蛋白质的两种体系：,2、内源蛋白质降解的反应机制,泛素与降解蛋白质的结合过程,（1）肽链内切酶,概念：能水解肽链内部肽键的酶 举例： 胃蛋白酶，芳香和酸性氨基酸的羧基端肽键。 胰蛋白酶，碱性氨基酸的羧基端肽键。 胰凝乳

3、蛋白酶，芳香氨基酸的羧基端肽键。 弹性蛋白酶，脂肪族氨基酸的羧基端肽键。,（1）肽链内切酶,胃蛋白酶,胰凝乳蛋白酶,弹性蛋白酶,胰蛋白酶,代表性酶切位点,（2）肽链外切酶,概念：只水解肽链两端氨基酸所形成的肽键羧肽酶：从多肽链的游离羧基端逐一地将肽链水解成氨基酸。氨肽酶：从多肽链的游离氨基端逐一地将肽链水解成氨基酸。,（2）肽链外切酶,羧肽酶,氨肽酶,（3）二肽酶,只水解二肽,二肽酶,二、蛋白质的吸收和转运,依赖载体蛋白的主动运输,由-谷氨酰转肽酶催化的-谷氨酰循环,二、蛋白质的吸收和转运,第二节 氨基酸的分解,食物蛋白质,氨基酸,酶、部分激素,组织蛋白,合成,分解,合成,消化分解,脱氨,CO

4、2胺,氨,-酮酸,嘧啶,NH4+,鸟氨酸循环,尿素,门冬酰胺谷氨酰胺,糖代谢产物,脂代谢产物,合成,合成脂肪,合成糖,TCA循环,H2O+CO2+ATP,脱羧,呼出，变尿、维生素、激素,氨基酸的共同代谢包括脱氨基作用和脱羧基作用。,R,CH,NH3+,COO-,RCO COO +NH4+,RCH2 NH2+CO2,-酮酸,胺,脱氨基作用,脱羧基作用,第二节 氨基酸的分解,一、氨基酸的分解作用,三、氨基酸碳骨架的氧化途径,二、尿素的形成,四、由氨基酸衍生的其它重要物质,一、氨基酸的分解作用,1、脱氨基作用2、脱羧作用3、氨基酸分解产物的去向,（1）氧化脱氨基作用（2）非氧化脱氨基作用（3）转氨基

5、作用（4）联合脱氨基作用,1、脱氨基作用,在酶催化下，氨基酸氧化成-酮酸，耗氧并产生氨。,2R,CH,NH3+,COO-+O2,2R,C,O,COO-,+2NH4+,氧：氨：-酮酸1：2：2,（1）氧化脱氨基作用,（1）L-氨基酸氧化酶：体内分布不多，最适pH10左右（2）D-氨基酸氧化酶：体内分布多，活力强，但体内D-氨基酸不多（3）L-谷氨酸脱氢酶：辅酶为NAD+或NADP+，能催化L-谷氨酸氧化脱氨基，生成-酮戊二酸及氨。此酶在动植物、微生物中普遍存在，而且活力强，最适pH为中性，且许多生物中只有谷氨酸能进行氧化脱氨，作用较大。,催化氧化脱氨基反应的酶,（4）甘氨酸氧化酶：该酶使甘氨酸脱

6、氨生成乙醛酸。 （5）D-天冬氨酸氧化酶：催化D-天冬氨酸脱氨生成草酰乙酸 。,催化氧化脱氨基反应的酶,（1）直接脱氨基作用（2）水解脱氨基作用（3）脱水脱氨基作用（4）脱巯基脱氨基作用（5）氧化还原脱氨基作用（6）脱酰氨基作用,主要见于微生物，但不普遍，可分为：,（2）非氧化脱氨基作用,转氨基作用：一种-氨基酸的氨基可以转移到-酮酸上，从而生成相应的一分子-酮酸和一分子-氨基酸。 转氨酶：催化转氨基作用的酶。 转氨酶的种类：很多，在动、植物组织和微生物中分布也广，因此氨基酸的转氨基作用在生物体内极为普遍。实验证明，除赖氨酸、苏氨酸外，其余的-氨基酸都可以参加转氨基作用，并有各自特异的转氨酶。

7、 常见的转氨酶：谷丙转氨酶和谷草转氨酶。,（3）转氨基作用,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,(CH2)2,COO-,C=O,COO-,CH3,C=O,COO-,CH NH3+,COO-,CH3,谷氨酸,丙酮酸,丙氨酸,-酮戊二酸,谷丙转氨酶,（3）转氨基作用,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,(CH2)2,COO-,C=O,COO-,CH NH3+,COO-,谷氨酸,天门冬氨酸,-酮戊二酸,谷草转氨酶,CH2,COO-,CO,COO-,草酰乙酸,CH2,COO-,（3）转氨基作用,L-氨基酸氧化酶活力不高，而L-谷氨酸脱氢酶的活力很强。 单靠转氨酶并不能使氨基

8、酸脱去氨基。 因此一般认为L-氨基酸在体内往往不是直接氧化脱去氨基，而是先与-酮戊二酸经转氨作用变为相应的酮酸及谷氨酸，谷氨酸经谷氨酸脱氢酶作用重新变成-酮戊二酸，同时放出氨。 这种脱氨基作用是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的，所以叫联合脱氨基作用。,（4）联合脱氨基作用,R,CH NH3+,COO-,C=O,COO-,-氨基酸,-酮酸,转氨酶,R,(CH2)2,COO-,C=O,COO-,-酮戊二酸,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,谷氨酸,L-谷氨酸脱氢酶,NH4+NADH+H +（或NADPH+H +),NAD + 或NADP + +H2O,（4）联合脱氨基作用,2、

9、脱羧基作用,氨基酸在氨基酸脱羧酶催化下进行脱羧作用，生成CO2和一个伯胺类化合物，这个反应除组氨酸外均需要磷酸吡哆醛（VB6）作为辅酶。 脱羧作用，在微生物中很普遍，在高等动植物组织内也有此作用，但不是氨基酸代谢的重要方式。脱羧酶的专一性很高，除个别脱羧酶外，一种氨基酸脱羧酶一般只对一种氨基酸起脱羧作用。,R,CH,NH3+,COO-,RCH2 NH2+CO2,胺,脱羧基作用,氨基酸,2、脱羧基作用,3、氨基酸分解产物的代谢,（1）氨基酸经脱羧作用产生CO2和胺。胺可随尿排出，也可在酶的催化下，转变为维生素或激素等成分；CO2可由呼吸排出。（2）氨基酸经脱氨作用生成氨及-酮酸。 氨在生物体内即

10、使浓度较低，也对细胞有毒害作用（尤其是在人和动物体内）。因此体内血氨浓度不能太高，正常人血氨浓度低于0.1mg%，故必须将氨转变为其它化合物。,氨基酸,分解,脱氨,CO2胺,氨,-酮酸,嘧啶,NH4+,鸟氨酸循环,尿素,门冬酰胺谷氨酰胺,糖代谢产物,脂代谢产物,合成脂肪,合成糖,TCA循环,H2O+CO2+ATP,脱羧,呼出，变尿、维生素、激素,3、氨基酸分解产物的代谢,（1）氨的代谢（2）-酮酸的代谢（3）CO2的去路（4）胺的去路,3、氨基酸分解产物的代谢,（1）氨的代谢,生成尿素的鸟氨酸循环生成谷氨酰胺和天冬酰胺重新生成氨基酸经肾脏以铵盐形式排出,生成尿素的鸟氨酸循环,通过鸟氨酸循环可将

11、CO2和有毒的NH3转变为尿素并通过肾脏排出体外。 尿素的形成将在后面单独讲解,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,谷氨酸,Mg2+,+NH4+ATP,(CH2)2,CONH2,CH NH3+,谷氨酰胺,COO-,+ADP +Pi,合成酶,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,谷氨酸,+H2O,(CH2)2,CONH2,CH NH3+,谷氨酰胺,COO-,+NH4+,谷氨酰胺酶,肝脏,此氨是尿氨的主要来源，占尿中氨总量的60,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,CH2,COO-,CH NH3+,COO-,天冬氨酸,Mg2+,+NH4+ATP,CH2,CON

12、H2,CH NH3+,天冬酰胺,COO-,+ADP +Pi,合成酶,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,CH2,COO-,CH NH3+,COO-,天冬氨酸,+H2O,CH2,CONH2,CH NH3+,天冬酰胺,COO-,+NH4+,天冬酰胺酶,肝脏,天冬酰氨是植物储氨的主要方式。,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,氨基酸脱下的氨经谷氨酰胺就可转化成嘧啶类化合物。,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,乳清酸的生物合成途径,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,乳清酸转变成UTP和CTP,生成谷氨酰胺和天冬酰胺,重新生成氨基酸,当组织细胞中糖代谢旺盛时，氨可与糖类转化成的-酮酸发生氨基化反应重新生成氨基酸。 通过脱氨基作用产生的氨再用来合成

13、氨基酸时，虽然并不能增加氨基酸的数量，却能改变氨基酸的种类。,经肾脏以铵盐形式排出,另外，有些植物组织中含有大量的有机酸，如异柠檬酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等，氨可以和这些有机酸结合生成铵盐，以保持细胞内正常的pH值。,（2）-酮酸的代谢,重新生成氨基酸转变为糖和酮体氧化成CO2和H2O并放出能量,重新生成氨基酸,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,(CH2)2,COO-,C=O,COO-,谷氨酸,-酮戊二酸,+NH3+,+NH3+,+H2O,NAD(P)H+ H+,NAD(P)H+,谷氨酸脱氢酶,重新生成氨基酸,上述反应是多数有机体直接利用NH3合成谷氨酸的主要途径。

14、 因为谷氨酸的氨基可以转到任何一种-酮酸上，从而形成各种相应的氨基酸。,重新生成氨基酸,(CH2)2,COO-,CH NH3+,COO-,(CH2)2,COO-,C=O,COO-,CH3,C=O,COO-,CH NH3+,COO-,CH3,谷氨酸,丙酮酸,丙氨酸,-酮戊二酸,谷丙转氨酶,当体内不需要将-酮酸再合成氨基酸，并且体内的能量供给又极充足时，-酮酸可以转变为糖及脂肪。 动物实验证明，如用氨基酸饲养患人工糖尿病的犬，大多数氨基酸可使尿中葡萄糖含量增加，少数几种可使葡萄糖及酮体的含量同时增加。而亮氨基酸只能使酮体的含量增加。,转变为糖和酮体,生糖氨基酸:在体内可以转变成糖的氨基酸（如丙氨酸

15、、精氨酸、天门冬氨酸等十四种），按糖代谢途径进行代谢。生酮氨基酸:在体内能转变为酮体的氨基酸，按脂肪代谢途径进行代谢。生糖兼生酮氨基酸:在体内既能转变为糖，又能转变为酮体的氨基酸。它们之中一部分按糖代谢、一部分按脂肪酸代谢途径进行代谢。,转变为糖和酮体,转变为糖和酮体,转变为糖和酮体,-酮酸可进入三羧酸循环氧化合成CO2及H2O，并放出能量。,氧化成CO2和H2O并放出能量,（3）CO2的去路,氨基酸脱羧后形成的CO2大部分可直接排出细胞外，小部分参与CO2的固定，进行糖异生反应。,（4）胺的去路,胺在胺氧化酶的作用下，氧化成醛；醛经醛脱氢酶催化，加水脱氢，生成有机酸，再经-氧化生成乙酰-Co

16、A，乙酰-CoA可以进入三羧酸循环，彻底氧化成CO2和H2O。,场所：主要为肝脏原料：NH3和CO2过程：通过鸟氨酸循环来完成，大体分三个阶段：鸟氨酸与CO2和NH3作用，合成瓜氨酸（线粒体中）瓜氨酸与天冬氨酸作用，合成精氨酸（线粒体外）精氨酸被肝脏中的精氨酸酶水解，产生尿素并重新放出鸟氨酸，然后鸟氨酸再进行下一轮循环,二、尿素的形成,二、尿素的形成,（1）氨基甲酰磷酸的合成（2）瓜氨酸的合成（3）精氨酸的合成（4）精氨酸水解生成尿素,天冬氨酸,二、尿素的形成,氨甲酰磷酸,二、尿素的形成,（1）氨基甲酰磷酸的合成,（2）瓜氨酸的合成,（3）精氨酸的合成,（4）精氨酸水解生成尿素,糖、脂肪、氨基

17、酸、与核酸代谢的联系,蛋白质,糖（糖原、葡萄糖）,磷酸丙糖,丝氨酸,磷酸甘油脂肪酸,脂肪,丙酮酸,色、甘、丙、苏、半胱、丝、羟脯,乙酰COA,草酰乙酸,天门冬氨酸,天门冬酰氨,柠檬酸,延胡索酸,苯丙、酪,琥珀酰COA,-酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,异亮、蛋、缬、苏,组、脯、鸟、精、瓜,CO2,CO2,CO2,6-磷酸葡糖,磷酸戊糖途径,核酸,三、氨基酸碳骨架的氧化途径,1、乙酰-CoA的形成2、琥珀酰-CoA的形成3、经延胡索酸进入三羧酸循环4、-酮戊二酸的形成5、草酰乙酸的形成,1、乙酰-CoA的形成,通过丙酮酸形成乙酰-CoA的氨基酸降解,1、乙酰-CoA的形成,通过乙酰乙酰-CoA形成乙

18、酰-CoA的降解途径,2、琥珀酰-CoA的形成,异亮氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸的分解途径,3、经延胡索酸进入三羧酸循环,经延胡索酸进入三羧酸循环的氨基酸为苯丙氨酸和酪氨酸。 它们除了可以生成乙酰-CoA外，还可生成延胡索酸。,4、-酮戊二酸的形成,C5族氨基酸通过-酮戊二酸的降解途径,5、草酰乙酸的形成,天冬氨酸和天冬酰胺可以转变为草酰乙酸，从而进入三羧酸循环。 天冬酰胺经天冬酰胺酶催化转变为天冬氨酸，天冬氨酸经转氨作用形成草酰乙酸。 植物和某些微生物的天冬氨酸还可以直接脱氨形成延胡索酸。,四、由氨基酸衍生的其它重要物质,1、一碳单位2、生物活性物质,1、一碳单位,在代谢过程中，某些化合物（如氨基

19、酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括二氧化碳），称为一碳单位。 体内的一碳单位有：甲基(-CH3 )、甲烯基(-CH2- )、甲炔基(-C= )、甲酰基（-CHO ）及亚氨甲基（-CH=NH）等。,1、一碳单位,一碳单位不能游离存在，四氢叶酸（ THF）是其载体，携带甲基的部位在四氢叶酸的N5、N10位上，如N5, N10-甲烯四氢叶酸。 一碳单位的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成，是联系氨基酸代谢和核酸代谢的枢纽化合物。 体内重要的一碳单位来自不同的氨基酸。,2、生物活性物质,生物体在生命活动中需要一些生物活性物质来调节代谢等过程。 有些活性

20、物质可由氨基酸合成，还有一些可由氨基酸本身充当。 少量的这些物质就能发挥明显的生物学功能。,第三节 氨基酸的合成,一、氨基酸合成的共同途径,二、个别氨基酸的合成,必需氨基酸：组成蛋白质的20种氨基酸中有8种是人体和哺乳动物不能自身合成的，需要由食物蛋白质供给方能保持正常。 半必需氨基酸：人体可以合成少量。 非必需氨基酸：其余10种为人及动物能合成的。,生物体合成氨基酸的方式:,1、还原性氨基化2、转氨基作用3、氨基酸相互转化,一、氨基酸合成的共同途径,C=NH,COO-,C=O,COOH,L-亚氨基酸,-酮酸,R,+NH3,R,+H2O,2H,CHNH2,COO-,-氨基酸,R,1、还原性氨基

21、化,(CH2)2,COOH,CH NH2,COOH,(CH2)2,COOH,C=O,COOH,谷氨酸,-酮戊二酸,+NH3,+H2O,+2H,谷氨酸脱氢酶,1、还原性氨基化,(CH2)2,COOH,CH NH2,COOH,谷氨酸,谷氨酰胺合成酶,+NH3,ATP,ADP,(CH2)2,CO NH2,CH NH2,谷氨酰胺,COOH,HPi,2、转氨基作用,苏氨酸丝氨酸,色氨酸胱氨酸,丙氨酸,甘氨酸,3、氨基酸相互转化,二、个别氨基酸的合成,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙酮酸族,丝氨酸族,芳香族氨基酸,组氨酸,第四节 蛋白质的合成,蛋白质合成的要点：1、DNA指导mRNA的合成： mRNA不同，氨基酸

22、在其所合成肽中的排列组成也不同，生成的蛋白质也就各异。2、三种RNA的协同作用： mRNA是合成蛋白质的“模板”，tRNA是运载各种氨基酸的特异工具，rRNA是蛋白质合成的场所。,四、蛋白质运输及翻译后修饰,第四节 蛋白质的合成,一、遗传密码,二、蛋白质合成的分子基础,三、蛋白质的合成翻译,一、遗传密码,（1）mRNA与密码子 （2）密码子与各种氨基酸的对应关系 （3）密码子的基本特性,（1）mRNA与密码子,mRNA中的核苷酸有4种（A、U、G、C），而氨基酸有20种。4种核苷酸怎样排列组合才足以代表20种氨基酸呢？ 大量的实验结果证明密码是由三个连续的核苷酸所组成的，这三个核苷酸也称为三联

23、体密码或密码子。,20种天然氨基酸的密码子,（2）密码子与氨基酸的对应关系,（3）密码子的基本特性,无间隔性不重叠性简并性第三位碱基具有较小的专一性-变偶性终止密码子通用性和特殊性,（3）密码子的基本特性,正常与异常血红蛋白比较,（3）密码子的基本特性,二、蛋白质合成的分子基础,1、翻译的模板mRNA2、tRNA的作用 转运3、核蛋白体的作用合成场所,1、mRNA的作用原理,mRNA上3个核苷酸序列组成的遗传密码决定一个氨基酸，这些密码以连续的方式组成了阅读框（从第一个密码子到最后一个密码子）。,2、tRNA的作用原理（tRNA结构）,载运氨基酸,反密码子,2、tRNA的作用原理（tRNA结构

24、）,（1）3-端-CCA上的氨基酸接受位点（2）识别氨酰- tRNA合成酶的位点（3）核糖体识别位点，使延长中的肽链附着于核糖体上（4）反密码子位点,tRNA分子上与蛋白质合成有关的4个位点：,3、核蛋白体（rRNA）的作用原理,附着在mRNA上的核蛋白体从起动信号沿着mRNA长链逐渐向终止信号移动。 在移动的同时，由带着氨基酸的tRNA辨认，并译出mRNA的密码子。每译一个新的密码子，就进入一个带有氨基酸的新tRNA。 rRNA每向前移动一个密码子的位置，肽链上即增加一个氨基酸，移动过程就是翻译。 rRNA不断向前移动，肽链不断增长，接近终止信号时，翻译过程即告结束。核蛋白体脱落，多肽链也即

25、释出。,核糖体的组成,核糖体是蛋白质合成的工厂,原核生物mRNA 5端的SD序列识别16S rRNA,核糖体结合位点序列,原核细胞70S核糖体的A位、P位及mRNA结合部位示意图,3、核蛋白体的作用原理,3、核蛋白体的作用原理,三、蛋白质的合成翻译,（一）肽链延伸及mRNA翻译方向（二）原核生物蛋白质生物合成过程,（一）肽链延伸及mRNA翻译方向,合成需要大约300种生物大分子参与，其中包括tRNA、mRNA、rRNA、可溶性蛋白质因子等。 多肽链的合成是从N端向C端进行的。 mRNA上信息的阅读（翻译）是从mRNA的5端向3端进行的。,（二）原核生物蛋白质生物合成过程,1、氨基酸的活化与转运

26、2、在核蛋白体上合成多肽,大肠杆菌蛋白质合成体系的重要组成,大肠杆菌蛋白质合成体系的重要组成,（二）原核生物蛋白质生物合成过程,1、氨基酸的活化与转运,氨基酸在掺入肽链之前必须活化以获得额外的能量。 每种氨基酸均由特异的活化酶体系来激活（氨酰-tRNA合成酶）。 氨基酸被活化的是-COOH基。该过程是一种酶促过程。 活化了的氨基酸必须由特异的“搬运工具”tRNA所携带。,CH,氨基酸,Mg2+,C,O,O,NH3 ,R,ATP +,酶,CH,C,O,O,NH2,R + PPi,P,O,OH,O,A,与酶结合的氨酰AMPA:腺苷,反应1,1、氨基酸的活化与转运,Mg2+,酶,CH,C,O,O,N

27、H2,R + tRNA,P,O,OH,O,A,R CHCO- tRNA+AMP,NH2,反应2,AAAMP,AAtRNA,1、氨基酸的活化与转运,1、氨基酸的活化与转运,氨酰tRNA合成酶的特点：催化反应具有专一性，既能识别氨基酸，又能识别转运氨基酸的tRNA。具有校正功能，避免错误掺入氨基酸。,1、氨基酸的活化与转运,2、在核蛋白体上合成多肽,核糖体的基本组成1,大肠杆菌的核糖体图解,接受肽基的供体P位,接受氨酰基的受体A位,核糖体50S大亚基,核糖体30S小亚基,mRNA结合位点,反密码子,密码子,反密码子,5,3,（1）肽链合成的起始 （2）肽链合成的延长（3）肽链合成的终止和释放,2、

28、在核糖体上合成多肽,（1）肽链合成的起始,复合物II的形成：核蛋白体小亚基I（30S）附着于mRNA的起动信号AUG部位，形成复合物II。此步需Mg2+及起动因子3（IF-3）参与。复合物III的形成：在mRNA起动部位的密码子AUG，是蛋白质合成的起动信号。与此起动信号的密码子AUG相应的氨基酰tRNA为一种带有甲酰甲硫氨酸及相应反密码子的tRNA。密码子与反密码子对应结合后形成复合物III。此步需GTP，Mg2+与起动因子1（IF-1）和2（IF-2）的存在。起动复合体IV的形成：核蛋白体大亚基（50S）与复合物III结合。,IF-3,核糖体大小亚基分离,非功能性的70 S核糖体在IF3的

29、作用下发生解离，生成IF330 S复合物和游离的50S大亚基,IF-3,IF-1,mRNA在小亚基定位结合,IF330 S复合物与mRNA模板相结合，在此过程中IF1 占据A位防止结合其他tRNA，IF3则可阻止50 S大亚基过早结合，帮助mRNA的SD序列与16S rRNA3端相结合，使mRNA正确定位，并在翻译启动区形成使起始信号易被fMettRNA fMet识别的高级结构。,IF-3,IF-1,起始氨基酰tRNA（fMet-tRNAimet ）结合到小亚基,在IF12、 IF2- GTP的帮助下，fMettRNA fMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对

30、,IF-3,IF-1,IF-2,GTP,GDP,Pi,核蛋白体大亚基结合，起始复合物形成,甲酰甲硫氨酰tRNA就位后，起始因子IF3就脱离小亚基，随着IF3的脱落，核蛋白体50 S大亚基与小亚基结合成70 S起始复合物，甲酰甲硫氨酰tRNA占据P位，与此同时GTP水解，IF1和 IF2脱离起始复合物。,IF-3,IF-1,IF-2,-GTP,GDP,Pi,已知IF2对于30 S起始复合物与50 S亚基的连接是必需的，而IF1则在70 S起始复合物生成后促进IF2的释放，从而完成蛋白质合成的起始过程。,（2）肽链合成的延长,进位：新的氨酰tRNA进入A部位转肽：在肽基转移酶催化下，P位上fMet

31、-tRNA的fMet基转给A位上新来的AA-tRNA，fMet的羧基与A位新来氨基酸的NH2基结合成肽键，无载荷的OH-tRNAf仍留在P位，形成新的肽键移位：核蛋白体移动的同时，原处于A部位带有肽链的tRNA随即转到P部位,延长按以下步骤循环进行：,进 位,起始复合物形成以后，第二个AAtRNA在延伸因子EF-Tu及GTP的作用下，生成AAtRNAEF-TuGTP复合物，然后结合到核糖体的A位上，同时GTP被水解成GDP和Pi,Tu,Ts,GTP,GDP,Tu,Ts,GTP,成 肽,在肽基转移酶的催化下，P位上的fMettRNA fMet活化的羧基从相应的tRNA上解离下来，并转移到A位氨酰

32、tRNA的氨基酸的氨基上形成肽键，产生肽酰 tRNA，把无负荷的tRNA留在P位,移 位,在EF - G（移位酶）的作用下，核糖体沿mRNA 5 3的方向移动，每次移位距离为3个核苷酸，结果使肽酰 - tRNA从A位移到P位，原来在P位的无负荷tRNA随即离开核糖体，同时一个新的密码子进入空着的A位延长因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3侧移动 。,fMet,fMet,在肽链延长阶段中，每生成一个肽键，都需要直接从两分子GTP（移位时与进位时各1）获得能量（GTPGDP+H3PO4+能量），即消耗两个高能磷酸键。 在氨基酸

33、被活化生成氨基酰tRNA时，也消耗两个高能磷酸键。 所以蛋白质合成过程中，每生成一个肽键实际上需消耗四个高能磷酸键。,（2）肽链合成的延长（能量消耗）,（3）肽链合成的终止和释放,（1）在mRNA上识别终止密码子（如UAA，UAG，UGA），它们不能被tRNA阅读，而是被肽链释放因子识别（2）水解所合成肽链与tRNA间的酯键而释放出新生的蛋白质,终止反应包括：,终止反应需要R1、R2及R3三个辅助因子（肽链释放因子）。R1对识别终止密码UAA及UAG是必须的，R2对识别UAA和UGA是必要的，R3影响多肽链的释放速度。,（3）肽链合成的终止和释放,RF,四、蛋白质运输及翻译后修饰,1N端的处理

34、：以脱甲酰基酶催化水解除去N端的甲酰基，然后在氨肽酶的作用下切去一个或多个N端氨基酸。2在特异的肽酶作用下除去N端信号肽段（1530氨基酸组成，用以指导合成的蛋白质去往细胞的固定部位）。3某些氨基酸（丝、苏、酪）羟基的磷酸化。4mRNA中没有胱氨酸的密码子，二硫键是通过两个半胱氨酸的巯基氧化形成的。,5某些氨基酸的侧链要经专一性的改变，如胶原蛋白脯氨酸和赖氨酸的羟基化。6有些新生的多肽链要在专一性的蛋白酶水解作用下，去掉部分肽段后，才能转变成有功能的蛋白质。7由各个肽链及其它辅助成分（脂类、核酸、血红素）等构成的蛋白质，在多肽链合成后，还需经过多肽链之间以及多肽链与辅助成分的缔合作用，才能形成有活性的蛋白质。如加糖基、多肽折叠等。,第五节 蛋白质代谢的调节,一、鸟氨酸循环的调节二、氨基酸生物合成的调节,一、鸟氨酸循环的调节,在鸟氨酸循环酶系中精氨酸琥珀酸合成酶的活性最低，为合成的限速酶，可通过调节此酶来调节尿素的合成量。,二、氨基酸生物合成的调节,1、通过酶活的调节包括：协同、积累、顺序反馈抑制和同工酶调节。2、酶生成量的调节包括：诱导和阻遏。,