第十五章蛋白质的合成

（一）教学要求

在知识传授方面，通过本章节的学习，使学生掌握翻译的概念及参加蛋白质生物合成的物质，mRNA、tRNA、rRNA在翻译过程中的作用和相互配合关系；掌握遗传密码的特点、密码子和反密码子的关系，掌握原核及真核生物翻译的基本过程：起始阶段、延长阶段（三个步骤：注册，成肽，转位）、终止阶段。熟悉翻译后加工的概念及加工方式；熟悉起始因子、延长因子和释放因子的种类和作用；熟悉蛋白质一级结构修饰。了解蛋白质高级结构修饰及蛋白质合成后的靶向输送，了解抗生素及其他物质对蛋白质生物合成的干扰和抑制。

在能力培养方面，培养学生运用所学知识计算目标基因翻译成蛋白质一级结构的能力；让学生初步了解根据翻译过程特点设计药物的原理；培养学生科研上对有目标基因体外翻译实验设计能力；自主学习能力的培养。

在学习翻译的知识中，对学生进行实事求是，尊重科学，依靠科学的教育。形成从现象到本质，简单到复杂，感性到理性的认识方法。通过知识和拓展阅读培养学生对知识的批判和求真意识。

（二）知识点提示

蛋白质生物合成即翻译过程，是以mRNA 作为模板，由氨基酸通过肽键连接，形成特定多肽链的过程。20种氨基酸是蛋白质合成的原料。mRNA、tRNA及rRNA均参与蛋白质合成过程，此外还需要有关的酶、蛋白质因子、ATP与GTP供能物质以及必要的无机离子，总称为蛋白质合成体系。

mRNA在蛋白质合成中具有重要作用。mRNA分子中每相邻的三个核苷酸构成三联体，在蛋白质的合成时，代表某一种氨基酸，称为密码子。共有64种密码子，UAA、UAG、UGA不代表任何一种氨基酸，只代表终止信号，在余下的61种密码子中，AUG位于5＇时，还代表起始密码子，密码子具有方向性、连续性、简并性、通用性、摆动性等特点，不同氨基酸所具有的密码子数目不同，每一种氨基酸至少有1个密码子，多者可达6个，大多数氨基酸有2-4密码子。

tRNA在蛋白质生物合成中的作用是特异性的转运氨基酸，并通过tRNA的反密码子与mRNA的密码子反平行配对结合，使氨基酸准确地在mRNA密码子上“对号入座”，保证了遗传信息的传递。此外，反密码子中的第一位碱基常出现次黄嘌呤（I），它与密码子中的A、C、U均可形成氢键而结合，配对不甚严格。但是反密码子中的第2，3位碱基与密码子的第2，1位碱基的结合是严格遵循碱基配对规律的。在氨基酸转运过程中，氨基酰tRNA合成酶起着重要作用。由rRNA组成的核蛋白体是蛋白质多肽链合成的场所。在蛋白质合成过程中，上述三类RNA缺一不可。

蛋白质合成过程包括氨基酸的活化与转运，肽链合成的起始、延长和终止。在多肽链合成过程，转肽酶起着重要作用。蛋白质的合成是耗能的过程，并且有方向性，既由N端向C端延伸，体内蛋白质合成的速度很快。多个核蛋白体可以同时利用同一条mRNA，构成多核蛋白体，合成多条相同的多肽链，从而提高合成效率。

许多蛋白质在多肽链合成后还需要经过一定的加工修饰，才能转变成具有一定生物学功能的蛋白质，这个过程称为翻译后的加工。加工方式常有：切除N端起始的蛋氨酸；形成二硫键；肽链的水解修饰；辅基的结合以及亚基的聚合等。不同蛋白质的加工方式不同。

体内蛋白质的合成受到各种因素的严密调控。蛋白质的合成与医学有密切联系。例如分子病。多种抗生素的抗菌、抗肿瘤作用机理均与蛋白质合成过程有关。

（三）教学内容

第一节蛋白质合成体系  mRNA在蛋白质合成中的作用及机制，遗传密码的概念及特点；rRNA在蛋白质合成中的作用及机制，tRNA在蛋白质合成中的作用；其他酶和蛋白质因子在蛋白质合成中的作用。

第二节氨基酸与tRNA的连接 tRNA与氨基酸结合的机制，真核生物起始氨基酰-tRNA的合成过程。

第三节肽链的合成过程  原核生物肽链合成的起始、延长和终止的具体过程，真核生物肽链合成的过程及与原核生物肽链合成的比较。

第四节蛋白质合成后的加工和靶向输送   新生肽链的折叠机制，一级结构的修饰机制，空间结构的修饰机制和过程，蛋白质的靶向输送机制。

第五节蛋白质合成的干扰和抑制  抗生素抑制蛋白质生物合成的机制，其他干扰蛋白质合成的物质作用机制。

（四）思考题

1. 简述翻译过程中3种RNA的作用。

2. 比较复制、转录、翻译的异同点。