一、教学目标  

        1.掌握遗传密码的特性；

2.原核生物蛋白质生物合成过程； 

3.比较原核生物和真核生物蛋白质合成的主要差异。

二、教学重点

         1.蛋白质的生物合成过程。 

         2.蛋白质的加工和修饰 

         3.蛋白质生物合成抑制剂

三、教学难点

         1.蛋白质的生物合成 

         2.蛋白质合成后修饰

蛋白质生物合成过程

翻译是把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序过程，也是基因表达的第二步，产生基因产物-蛋白质的最后阶段。不同的组织、细胞具有不同的生理功能，是因为它们表达不同的基因，产生具有特殊功能的蛋白质，参与蛋白质生物合成的成分至少有200种，其主要体系主要由mRNA、tRNA、核糖核蛋白体以及有关的酶和蛋白质因子共同组成。

蛋白质生物合成可分为5个阶段：氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰。

一、氨基酸的活化

在进行合成多肽链之前，必须先经过活化，然后再与其特异的tRNA结合，带到mRNA相应的位置上，这个过程靠氨酰-tRNA合成酶催化，此酶催化特定的氨基酸与特异的tRNA相结合，生成各种氨酰-tRNA。

分三步：

1、形成酶-氨基酸-ATP 复合物

氨基酸+ATP+酶→[氨基酸•ATP] •酶

2、形成酶-氨基酸-AMP 复合物

[AA.ATP]·酶→[氨基酸.AMP]·酶+PPi

3、形成氨酰-tRNA

[AA.AMP]·酶+tRNA→氨酰tRNA+AMP+酶

二、多肽链合成的起始

核糖体大小亚基，mRNA起始tRNA和起始因子共同参与肽链合成的起始。                

1、大肠杆菌细胞翻译起始复合物形成的过程：

（1）核糖体30S小亚基附着于mRNA起始信号部位：

原核生物中每一个mRNA都具有其核糖体结合位点，它是位于AUG上游8-13个核苷酸处的一个短片段叫做SD序列。这段序列正好与30S小亚基中的16S rRNA3'端一部分序列互补，因此SD序列也叫做核糖体结合序列，这种互补就意味着核糖体能选择mRNA上AUG的正确位置来起始肽链的合成，该结合反应由起始因子3（IF-3）介导，另外IF-1促进IF-3与小亚基的结合，故先形成IF₃-30S亚基-mRNA三元复合物。

（2）30S前起始复合物的形成：

在起始因子2作用下，甲酰蛋氨酰起始tRNA与mRNA分子中的AUG相结合，即密码子与反密码子配对，同时IF3从三元复合物中脱落，形成30S前起始复合物，即IF2-3S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物，此步需要GTP和Mg²⁺参与。

（3）70S起始复合物的形成：

50S亚基与上述的30S前起始复合物结合，同时IF2脱落，形成70S起始复合物，即30S亚基-mRNA-50S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物。此时fMet-tRNAfmet占据着50S亚基的肽酰位。而A位则空着有待于对应mRNA中第二个密码的相应氨基酰tRNA进入，从而进入延长阶段。

2、真核细胞蛋白质合成的起始

（1）需要特异的起始tRNA

即Met-tRNA_i^Met，并且不需要N端甲酰化。已发现的真核起始因子有近10种（eukaryote Initiation factor,eIF）

（2）起始复合物形成

在mRNA5'端AUG上游的帽子结构。

（3）ATP水解为ADP供给mRNA结合所需要的能量。

真核细胞起始复合物的形成过程是：

翻译起始是由eIF-3结合在40S小亚基上而促进80S核糖体解离出60S大亚基，同时eIF-2与Met-tRNA_i^Met及GTP结合，形成四元复合物，形成的复合物在多种因子的帮助下与mRNA的5'端结合。这时，核糖体小亚基就开始向mRNA的3'端移动，直至移动到第一个AUG，移动由ATP水解来提供能量。

三、多肽链的延长

在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位、转肽和移位三个步骤：

1. 进位

2. 转肽—肽键的形成（peptide bond formation）

3. 移位（translocation)

四、翻译的终止及多肽链的释放

无论原核生物还是真核生物都有三种终止密码子UAG，UAA和UGA。没有一个tRNA能够与终止密码子作用，而是靠特殊的蛋白质因子促成终止作用。这类蛋白质因子叫做释放因子。

原核生物有三种释放因子：RF-1、RF-2、RF-3。

五、多核糖体循环

上述只是单个核糖体的翻译过程，事实上在细胞内一条mRNA链上结合着多个核糖体，甚至可多到几百个。

蛋白质开始合成时，第一个核糖体在mRNA的起始部位结合，引入第一个蛋氨酸，然后核糖体向mRNA的3'端移动一定距离后，第二个核糖体又在mRNA的起始部位结合，向前移动一定的距离后，在起始部位又结合第三个核糖体，依次下去，直至终止。两个核糖体之间有一定的长度间隔，每个核糖体都独立完成一条多肽链的合成，所以这种多核糖体可以在一条mRNA链上同时合成多条相同的多肽链，这就大大提高了翻译的效率。

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