药学分子生物学

林丽彬,陈小萍,吴志鹏,蔡丽希

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 分子生物学与药学分子生物学
    • 1.2 分子生物学的发展历史
    • 1.3 分子生物学与生物医药
  • 2 基因与基因组
    • 2.1 基因概念及分类
    • 2.2 基因结构与功能
    • 2.3 基因组
    • 2.4 基因组学
  • 3 DNA的复制、损伤与修复
    • 3.1 复制的概念及特征
    • 3.2 复制的相关酶学
      • 3.2.1 章节测验
    • 3.3 复制的过程
    • 3.4 阻止DNA复制的药物(了解)
    • 3.5 DNA损伤
    • 3.6 DNA损伤修复
  • 4 转录及其调控
    • 4.1 原核生物转录
      • 4.1.1 原核生物转录模板、酶及相关因子
      • 4.1.2 原核生物转录过程
    • 4.2 真核生物转录
      • 4.2.1 真核生物转录酶及相关因子
      • 4.2.2 真核生物转录过程(了解)
      • 4.2.3 真核生物RNA成熟
    • 4.3 转录调控
  • 5 翻译及其调控
    • 5.1 蛋白质的生物合成
    • 5.2 蛋白质合成后的折叠加工
    • 5.3 蛋白质转运与定位
    • 5.4 蛋白质合成的调控(了解)
  • 6 细胞信号转导基础
    • 6.1 第一节 信号传导的概述
    • 6.2 第二节 主要信号传导途径
    • 6.3 第三节 细胞信号传导的特性
    • 6.4 第四节 信号传导与分子靶向药物
  • 7 常用分子生物学技术
    • 7.1 第一节 分子杂交技术
    • 7.2 第二节 目的基因制备技术
    • 7.3 第三节 基因敲除技术
    • 7.4 第四节 RNA干扰技术
    • 7.5 第五节 CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术
    • 7.6 第六节 大分子间的相互作用概述
  • 8 药物基因组学
    • 8.1 第一节 概述
    • 8.2 第二节 药物基因组学与精准医疗
    • 8.3 第三节 药物基因组学与药物研发
  • 9 药物转录组学
    • 9.1 第一节 转录组学概述
    • 9.2 第二节 转录组学在药学中的应用
  • 10 药物蛋白质组学
    • 10.1 第一节 蛋白质组学概述
    • 10.2 第二节 药物蛋白质组学在药学中的应用
  • 11 外源基因表达与基因工程药物
    • 11.1 第一节 概述
    • 11.2 第二节 外源基因表达基本过程
    • 11.3 第三节 原核细胞表达系统
    • 11.4 第四节 真核细胞表达系统
    • 11.5 第五节 重组基因工程药物
蛋白质的生物合成

翻译: 是指生物细胞以mRNA为模板,以20种氨基酸为原料,按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成特定蛋白质的过程。

                                         第一节  蛋白质的生物合成

一、蛋白质的合成体系

1、基本原料:20种编码氨基酸

2、模板:mRNA

3、氨基酸运载工具:tRNA

4、合成场所:核蛋白体

5、酶和蛋白质:氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子

6、能源物质:ATP、GTP

7、无机离子:Mg2+、 K+

(一)蛋白质合成的模板—mRNA

1、原核生物翻译模板mRNA的特点

 (1)、mRNA的AUG上游有S-D序列。

 (2)、mRNA是多顺反子结构,可以为多个蛋白质编码,相应也存在多个S-D序列和AUG。

 (3)、有的编码序列有互相重叠现象。

2、真核生物翻译模板mRNA的特点

1、没有S-D序列,但有5′端有帽子结构(核糖体识别位点);

2、起始密码子常处于-CCACCAUGG-的Kozak序列之中,该序列能增加翻译起始的效率。

3、真核生物的mRNA为单顺反子。只能编码一种蛋白质。

3、mRNA遗传密码的特点

  • 遗传密码的概念:mRNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组,在蛋白质合成时代表某一种氨基 酸,称为遗传密码或密码子。共有64种不同的密码(起始密码AUG ,终止密码UAA,UAG,UGA )。

  • 遗传密码的特点

    ①方向性:指密码阅读时只能沿5’→3’方向进行。

    ②连续性:指三联体密码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。

    ③简并性:指一种氨基酸有两种以上密码子的现象。

    ④摆动性:指反密码与密码间不严格的碱基配对规律。

    ⑤通用性:指整套密码在生物界通用。

    ⑥有终止密码和起始密码

    (二)蛋白质合成的场所—核糖体

    核糖体是多肽链合成的场所,由多种rRNA与   蛋白质组装形成含大、小两个亚基的复合体。

  • 原核生物核糖体的功能区

  • 小亚基上有结合模板mRNA的位点。

  • 结合氨基酰tRNA结合位点:A位。

  • 结合肽酰tRNA 结合位点:P位。

  • tRNA排出位:E位(在大亚基上) 。

  • 具有肽基转移酶活性部位

具有转位酶活性部位

(三)蛋白质合成的搬运工具—tRNA

tRNA具有的功能区:

  • tRNA的3′末端有氨基酸结合位点

  • tRNA反密码环中的反密码子与mRNA上的密码子配对识别。

  • 具有与核糖体识别的位点

  • 氨基酰-tRNA合成酶识别位点。

氨基酰-tRNA合成酶:催化氨基酸的活化并与相应的tRNA结合。具有绝对特异性和校正活性。

二、蛋白质的合成过程

蛋白质生物合成过程包括氨基酸的活化、多肽链的合成(起始、延伸和终止)、蛋白质合成后的修饰。

多肽链合成过程即翻译的过程。以mRNA为模板,核糖体从mRNA的5‘→3′方向进行阅读遗传密码合成多肽链。

(一)翻译的起始initiation

指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖体结合而形成翻译起始复合物 (translational initiation complex)。

1、原核生物翻译起始过程

  •  核糖体大小亚基分离;

  • mRNA在小亚基定位结合;

  • 起始氨基酰-tRNA的结合;

  • 核糖体大亚基结合。

2、真核生物翻译起始复合物形成

核蛋白体大小亚基分离;

  • 起始氨基酰-tRNA与小亚基的结合; 

  • mRNA在小亚基定位结合;

  • 核蛋白体大亚基结合。

(二)肽链的延伸(Elongation)

肽链延长包括进位、成肽、转位三步,在核糖体上连续性循环式进行,又称为核糖体循环(ribosomal cycle),每次循环增加一个氨基酸。

(三)翻译的终止

当mRNA上终止密码出现时,释放因子识别终止密码,RF-1特异识别UAA、UAG;RF-2可识别UAA、   UGA。多肽链合成停止, 释放因子诱导改变转肽酶的酯酶活性为水解活性,使肽链从核糖体上释放。mRNA、核糖体等分离。