第十五章蛋白质的生物合成 一：填空题 1.蛋白质的生物合成是以________________作为模板，________________作为运输氨基酸的工具， ________________作为合成的场所。 2.细胞内多肽链合成的方向是从________________端到________________端，而阅读mRNA的方向是从________________端到________________端。 3.核糖体上能够结合tRNA的部位有________________部位、________________部位和 ________________部位。 4.ORF是指________________，已发现最小的ORF只编码________________个氨基酸。 5.蛋白质的生物合成通常以________________作为起始密码子，有时也以________________作为起始密码子，以________________、________________和________________作为终止密码子。 6.SD序列是指原核细胞mRNA的5′-端富含________________碱基的序列，它可以和16SrRNA的3′-端的________________序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。 7.含硒半胱氨酸的密码子是________________。 8.原核生物蛋白质合成的起始因子(IF)有________________种，延伸因子(EF)有________________种，终止释放因子(RF)有________________种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有 ________________种，真菌有________________种，终止释放因子有________________种。 9.密码子的第2个核苷酸如果是嘧啶核苷酸，那么该密码子所决定氨基酸通常是________________。 10.原核生物蛋白质合成中第一个被参入的氨基酸是________________。 11.真核生物细胞质蛋白质合成对起始密码子的识别主要通过________________机制进行。 12.无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长，这是因为 ________________。 13.蛋白质的半寿期通常与________________端的氨基酸性质有关。 14.tmRNA是指________________。 15.同工受体tRNA是指________________。 16.疯牛病的致病因子是一种________________。 17.已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要________________的帮助，某些蛋白质的折叠还需要________________和________________酶的催化。 18.SRP是指________________，它是一种由________________和________________组成的超分子体系，它的功能是________________。 19.蛋白质定位于溶酶体的信号是________________。 20.分子伴侣通常具有________________酶的活性。 答案：1. 2 3 4
第十二章蛋白质的生物合成 一、知识要点 （一）蛋白质生物合成体系的重要组分 蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括mRNA 、tRNA 、rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子。其中，mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。tRNA的作用体现在三个方面：3ˊCCA接受氨基酸；反密码子识别mRNA链上的密码子；连接多肽链和核糖体。rRNA和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所——核糖体。 遗传密码的特点：无标点性、无重叠性；通用性和例外；简并性；变偶性。 （二）蛋白质白质生物合成的过程 蛋白质生物合成的过程分四个步骤：氨基酸活化、肽链合成的起始、延伸、终止和释放。 其中，氨基酸活化即氨酰tRNA的合成，反应由特异的氨酰tRNA合成酶催化，在胞液中进行。氨酰tRNA合成酶既能识别特异的氨基酸，又能辩认携带该氨酰基的一组同功受体tRNA分子。 肽链合成的起始对于大肠杆菌等原核细胞来说，是70S起始复合物的形成。它需要核糖体30S和50S亚基、带有起始密码子AUG的mRNA、fMet-tRNA f 、起始因子IF1、IF2、IF3（分子量分别为10 000、80 000和21 000的蛋白质）以及GTP和Mg2+的参加。 肽链合成的延伸需要70S起始复合物、氨酰-tRNA、三种延伸因子：一种是热不稳定的EF-Tu，另一种是热稳定的EF-Ts，第三种是依赖GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。 肽链合成的终止和释放需要三个终止因子RF1、RF2、RF3蛋白的参与。 比较真核细胞蛋白质生物合成与原核细胞的不同。 （三）蛋白质合成后的修饰 蛋白质合成后的几种修饰方式：氨基末端的甲酰甲硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、切去一段肽链。 二、习题 （一）（一）名词解释 1．密码子(codon) 2．反义密码子(synonymous codon) 3．反密码子(anticodon) 4．变偶假说(wobble hypothesis) 5．移码突变(frameshift mutant) 6．氨基酸同功受体(isoacceptor) 7．反义RNA(antisense RNA) 8．信号肽(signal peptide) 9．简并密码(degenerate code) 10．核糖体(ribosome) 11．多核糖体(poly some) 12．氨酰基部位(aminoacyl site) 13．肽酰基部位(peptidy site) 14．肽基转移酶(peptidyl transferase) 15．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase) 16．蛋白质折叠(protein folding)
第十五章蛋白质生物合成 一、填空题： 1．三联体密码子共有 64 个，其中终止密码子共有 3 个，分别为 UAA 、 UAG 、 UGA 。2．密码子的基本特点有四个分别为从5′→3′无间断性、简并性、变偶性、通用性。3．次黄嘌呤具有广泛的配对能力，它可与 U 、 C 、 A 三个碱基配对，因此当它出现在反密码子中时，会使反密码子具有最大限度的阅读能力。 4．原核生物核糖体为 70 S，其中大亚基为 50 S，小亚基为 30 S；而真核生物核糖体为 80 S，大亚基为 60 S，小亚基为 40 S。 5．原核起始tRNA，可表示为 tRNA f甲硫，而起始氨酰tRNA表示为f Met-tRNA f甲硫；真核生物起始tRNA可表示为 tRNA I甲硫，而起始氨酰-tRNA表示为 Met-tRNA f甲硫。 6．肽链延伸过程需要进位、转肽、移位三步循环往复，每循环一次肽链延长 1 个氨基酸残基，原核生物中循环的第一步需要 EF-Tu 和 EF-Ts 延伸因子；第三步需要 EF-G 延伸因子。 7．原核生物mRNA分子中在距起始密码子上游约10个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤碱基的序列称为Shine-Dalgrano序列，它可与16S-rRNA 3′－端核苷酸序列互补。 8．氨酰-tRNA的结构通式可表示为： O tRNA－O－C－R NH2， 与氨基酸键联的核苷酸是 A（腺嘌呤核苷酸）。 9．氨酰-tRNA合成酶对氨基酸和相应tRNA都具有较高专一性，此酶促反应过程中由 ATP 水解提供能量。 10．肽链合成的终止阶段， RF1因子和 RF2因子能识别终止密码子，以终止肽链延伸，而 RF3因子虽不能识别任何终止密码子，但能协助肽链释放。 11．蛋白质合成后加工常见的方式有磷酸化、糖基化、脱甲基化、信号肽切除。12．真核生物细胞合成多肽的起始氨基酸为甲硫氨酸，起始tRNA为 tRNA I甲硫，此tRNA 分子中不含 T C 序列。这是tRNA家庭中十分特殊的。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1．下列有关mRAN的论述，正确的一项是（ C ） A、mRNA是基因表达的最终产物 B、mRNA遗传密码的阅读方向是3′→5′ C、mRNA遗传密码的阅读方向是5′→3′ D、mRNA密码子与tRNA反密码子通过A-T，G-C配对结合 E、每分子mRNA有3个终止密码子 2．下列反密码子中能与密码子UAC配对的是（ D ） A、AUG B、AUI C、ACU D、GUA 3．下列密码子中，终止密码子是（ B ） A、UUA B、UGA C、UGU D、UAU
氨基酸的活化a.起始信号（AUG-甲硫氨酸密码子）和缬氨酸（GUG）极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸，原核生物-甲酰甲硫氨酸 ii.SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保 守片段，与16srRNA3’端反向互补。功能将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 1)原核生物的SD序列：原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。30s小亚基首先与 翻译因子IF-1（与30s结合）和IF-3（稳定小亚基，帮助其与mRNA结合位点的识别）结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。 iii.真核生物依赖于结合5'帽，核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBS iv.在IF2起始因子和GTP的帮助下，fMet-tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。 v.小亚基复合物与50s大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子vi.翻译的起始 b.后续氨基酸与核糖体的集合：第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物，进入核糖体的A位，水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。i.肽键的生成：AA-tRNA占据A位，fMet-tRNA占据P位，在肽基转移酶的催化下，A位上的AA-tRNA转移到P位，P位上的起始tRNA转移至E位，与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。起始RNA随后离开。 ii.移位：核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子，二 肽基-tRNA完全进入P位点 iii.肽链的延申 c.当终止密码子UAA,UAG，UGA出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与其结合，而释放因子能识别密码子并与之结合，水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键，然后新生的肽链释放，核糖体大小亚基解体 i.肽链的终止 d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工 e.无义突变：DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子 UAA,UGA,UAG中的突变，使得蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽。1)错义突变：由于结构基因中某种核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种密码。2)同工tRNA：识别携带相同氨基酸的tRNA i.校正tRNA： ii.tRNA种类 f.蛋白质的生物合成 1.翻译 2019年6月19日 19:50
1．一个编码蛋白质的基因，由于插入一段4个核苷酸序列而被破坏的功能，是否可被一个核苷酸的缺失所恢复？解释原因。 解答：一个编码蛋白质的基因，如果插入4个核苷酸序列，就会发生移码突变，即从插入处开始此蛋白质的氨基酸顺序都发生了变化，导致此蛋白质功能的丧失。但如果在此插入段相邻处缺失一个核苷酸，此蛋白质仅在插入处的几个氨基酸发生了改变，如果此变异不是蛋白质发挥功能必需的部位，那么此蛋白质可能恢复其功能。 2．一个双螺旋DNA片段的模板链含有顺序： 5'GTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG 3' (a)写出从这条链转录产生的mRNA的碱基顺序； (b)从(a)中的mRNA的5-末端开始翻译产生的肽链的氨基酸顺序是什么?（参考密码表） (c)合成此多肽需消耗多少ATP 解答：（a）转录产生mRNA的碱基顺序为： 5-CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC-3 (b) Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys（不考虑起始密码和终止密码） (c) 在蛋白质合成过程中，每个氨基酸活化消耗2个高能键（ATP→AMP），进位和转肽各需要1个GTP，每往肽链中加入1个氨基酸要消耗4个ATP，所以以上肽链合成需要9×4=36个ATP （不考虑起始和终止）。 3．原核生物是如何区分AUG是起始密码还是多肽链内部Met的密码的? 解答：原核生物在起始密码上游约10个核苷酸处(即-10区)通常有一段富含嘌呤的序列，称为SD序列（Shine-Dalgain sequence）。SD序列可以与小亚基16S rRNA 3′-末端的序列互补，使mRNA与小亚基结合，使得核糖体能够识别正确的起始密码AUG。而多肽链内部Met的密码前没有SD序列。 4．原核生物蛋白质合成体系由哪些物质组成？各起什么作用？ 解答：原核生物蛋白质合成体系的物质组成和作用。详见。 5．简述蛋白质合成的起始、延长和终止过程。 解答：详见15.2.3，，。 6．试比较原核生物与真核生物在蛋白质合成上的差异。 解答：（1）原核生物转录和翻译同步进行，真核生物转录产物要加工后才进行翻译。 （2）原核生物核糖体为70S，由50S与30S两个亚基组成；真核生物核糖体为80S，由60S与40S两个亚基组成。 （3）原核生物的蛋白质合成起始于甲酰甲硫氨酸，需起始因子IF-1、IF-2、 IF-3及GTP、Mg2+参加。真核生物的蛋白质合成起始于甲硫氨酸，起始因子为 eIF-1、eIF-2、eIF-3、
Proteins Lu Linrong （鲁林荣）PhD Laboratory of Immune Regulation Institute of Immunology Zhejiang University ，School of Medicine Medical Research Building B815-819Email: Lu.Linrong@gmail.com Website: http://mypage.zju.edu.cn/llr Molecular Biology
Why study proteins? ?Part of the central dogma ?Proteins are coded by genes ?They play crucial functional roles in almost every biological process
The life cycle of a protein ?Where does a protein come from? ?How is a protein processed, modified, translocated to the proper place and degraded? ?How to describe the are the functions? ??Protein synthesis (Translation) 蛋白质翻译 ?Protein maturation (folding, modification) and degradation 蛋白质成熟,降解 Structure and function of protein 蛋白质的结构与功能?Methods: protein-protein interaction et al 蛋白-蛋白相 互作用
一、选择题 【单选题】 1.下列氨基酸活化得叙述哪项就是错误得 A.活化得部位就是氨基酸得α-羧基 B.活化得部位就是氨基酸得α-氨基 C.活化后得形式就是氨基酰-tRNA D.活化得酶就是氨基酰-tRNA合成酶 E.氨基酰tRNA既就是活化形式又就是运输形式 2.氨基酰tRNA得3’末端腺苷酸与氨基酸相连得基团就是 A.1’-OH B.2’-磷酸 C.2’-OH D.3’-OH E.3’-磷酸 3.哺乳动物得分泌蛋白在合成时含有得序列就是 A.N末端具有亲水信号肽段 B.在C末端具有聚腺苷酸末端 C.N末端具有疏水信号肽段 D.N末端具有“帽结构” E.C末端具有疏水信号肽段 4.氨基酸就是通过下列哪种化学键与tRNA结合得 A.糖苷键 B.磷酸酯键 C.氢键 D.酯键 E.酰胺键 5.代表氨基酸得密码子就是 A.UGA B.UAG C.UAA D.UGG E.UGA与UAG 6.蛋白质生物合成中多肽链得氨基酸排列顺序取决于 A.相应tRNA专一性 B.相应氨基酰tRNA合成酶得专一性 C.相应mRNA中核苷酸排列顺序 D.相应tRNA上得反密码子 E.相应rRNA得专一性 7.与mRNA中密码5’ACG3’相对应得tRNA反密码子就是 A.5’UGC3’ B.5’TGC3’ C.5’GCA3’ D.5’CGT3’ E.5’CGU3’ 8.不参与肽链延长得因素就是 A.mRNA B.水解酶 C.转肽酶 D.GTP E.Mg2+ 9.能出现在蛋白质分子中得下列氨基酸哪一种没有遗传密码 A.色氨酸 B.甲硫氨酸 C.羟脯氨酸 D.谷氨酰胺 E.组氨酸 10.多肽链得延长与下列何种物质无关 A.转肽酶 B.甲酰甲硫氨酰-tRNA C.GTP D.mRNA E.EFTu、EFTs与EFG 11.下述原核生物蛋白质生物合成特点错误得就是 A.原核生物得翻译与转录偶联进行,边转录、边翻译、边降解(从5’端) B.各种RNA中mRNA半寿期最短 C.起始阶段需A TP D.有三种释放因子分别起作用 E.合成场所为70S核糖体 12.可引起合成中得肽链过早脱落得就是 A. 氯霉素 B. 链霉素 C. 嘌呤霉素 D. 四环素 E.放线菌酮 13.肽键形成部位就是 A.核糖体大亚基P位 B.核糖体大亚基A位 C.两者都就是 D.两者都不就是 E.核糖体大亚基E位 14.关于核糖体叙述正确得就是 A.多核糖体在一条mRNA上串珠样排列 B.多核糖体在一条DNA上串珠样排列 C.由多个核糖体大小亚基聚合而成 D.在转录过程中出现 E.在复制过程中出现 15.翻译过程中哪个过程不消耗GTP A.起始因子得释放 B.进位 C.转肽 D.移位 E.肽链得释放 16.下列哪一种过程需要信号肽 A.多核糖体得合成 B.核糖体与内质网附着 C.核糖体与mRNA附着 D.分泌性蛋白质合成 E.线粒体蛋白质得合成 17.哺乳动物细胞中蛋白质合成得重要部位就是 A.核仁 B.细胞核 C.粗面内质网 D.高尔基体 E.溶酶体
第十二章蛋白质生物合成（翻译）单选题 1在蛋白质生物合成中转运氨基酸作用的物质是 A mRNA B rRNA C hnRNA D DNA E tRNA 2蛋白质生物合成过程特点是 A 蛋白质水解的逆反应 B 肽键合成的化学反应 C 遗传信息的逆向传递 D 氨基酸的聚合反应 E 在核蛋白体上以mRNA为模板的多肽链合成过程 3真核生物在蛋白质生物合成中的起始tRNA是 A 亮氨酰tRNA B 丙氨酸tRNA C 赖氨酸tRNA D 甲酰蛋氨酸tRNA E 蛋氨酸tRNA 4原核生物蛋白质生物合成中肽链延长中的直接能量提供者是： A ATP B GTP C GDP D UTP E CTP 5下列关于遗传密码的叙述哪一项是正确的？ A 由DNA链中相邻的三个核苷酸组成 B 由tRNA链中相邻的三个核苷酸组成 C 由mRNA链中相邻的三个核苷酸组成 D 由rRNA链中相邻的三个核苷酸组成 E 由多肽链中相邻的三个氨基酸组成 6mRNA可作为蛋白质合成的模板是由于： A 含有核糖核苷酸 B 代谢快 C 含量少 D 由DNA转录而来 E 含有密码子 7反密码子是指 A DNA中的遗传信息 B tRNA中的某些部分 C mRNA中除密码子以外的其他部分 D rRNA中的某些部分 E 密码子的相应氨基酸 8蛋白质合成时，氨基酸的被活化部位是 A 烷基 B 羧基 C 氨基 D 硫氢基 E 羟基 9氨基酰-tRNA合成酶的特点是： A 只对氨基酸有特异性 B 只对tRNA有特异性 C 对氨基酸和tRNA都有特异性 D 对GTP有特异性 E 对ATP有特异性 10关于蛋白质合成的终止阶段，正确的叙述是 A 某种蛋白质因子可识别终止密码子
12-生物化学习题与解析--蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成 一、选择题 （一） A 型题 1 ．蛋白质生物合成 A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端进行 B ．由 N 端向 C 端进行 C ．由 C 端向 N 端进行 D ．由 28S-tRNA 指导 E ．由 5S-rRNA 指导 2 ．蛋白质生物合成的延长阶段不需要 A ．转肽酶 B ． GTP C ． EF-Tu 、 EF-Ts 、 EFG D ． mRNA E ． fMet-tRNA fMet 3 ．有关蛋白质合成的叙述正确的是 A ．真核生物先靠 S-D 序列使 mRNA 结合核糖体 B ．真核生物帽子结合蛋白复合物（ eIF -4F 复合物）在起始过程中发挥作用 C ． IF 比 eIF 种类多 D ．原核生物和真核生物使用不同的起始密码 E ．原核生物有 TATAAT 作为起始序列，真核生物则是 TATA 4 ．关于氨基酸密码子的描述错误的是 A ．密码子有种属特异性，所以不同生物合成不同的蛋白质 B ．密码子阅读有方向性，从 5 ' 端向 3 ' 端进行 C ．一种氨基酸可有一组以上的密码子 D ．一组密码子只代表一种氨基酸 E ．密码子第 3 位（ 3 ' 端）碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小 5 ．遗传密码的简并性是 A ．蛋氨酸密码可作起始密码 B ．一个密码子可编码多种氨基酸 C ．多个密码子可编码同一种氨基酸 D ．密码子与反密码子之间不严格配对 E ．所有生物可使用同一套密码 6 ．遗传密码的摆动性正确含义是 A ．一个密码子可以代表不同的氨基酸 B ．密码子与反密码子可以任意配对 C ．一种反密码子能与第三位碱基不同的几种密码子配对 D ．指核糖体沿着 mRNA 从 5 ' 端向 3 ' 端移动 E ．热运动所导致的 DNA 双螺旋局部变性 7 ．一个 tRNA 的反密码子为 5 '- IGC-3 ' ，它可识别的密码是 A ． GCA B ． GCG C ． CCG D ． ACG E ． UCG 8 ．信号肽识别颗粒（ signal recognition particles ， SRP ）可识别 A ． RNA 聚合酶 B ． DNA 聚合酶 C ．核小体 D ．分泌蛋白的 N 端序列 E ．多聚腺苷酸 9 ．下列关于多聚核糖体（ polysome ）叙述正确的是 A ．是一种多顺反子 B ．是 mRNA 的前体 C ．是 mRNA 与核糖体小亚基的聚合体 D ．是核糖体大、小亚基的聚合体 E ．是一组核糖体与一个 mRNA 不同区段的结合物 10 ．关于蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的
15 蛋白质的生物合成 1．一个编码蛋白质的基因，由于插入一段4个核苷酸序列而被破坏的功能，是否可被一个核苷酸的缺失所恢复解释原因。 解答：一个编码蛋白质的基因，如果插入4个核苷酸序列，就会发生移码突变，即从插入处开始此蛋白质的氨基酸顺序都发生了变化，导致此蛋白质功能的丧失。但如果在此插入段相邻处缺失一个核苷酸，此蛋白质仅在插入处的几个氨基酸发生了改变，如果此变异不是蛋白质发挥功能必需的部位，那么此蛋白质可能恢复其功能。 2．一个双螺旋DNA片段的模板链含有顺序： 5'GTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG 3' (a)写出从这条链转录产生的mRNA的碱基顺序； (b)从(a)中的mRNA的5-末端开始翻译产生的肽链的氨基酸顺序是什么（参考密码表） (c)合成此多肽需消耗多少ATP 解答：（a）转录产生mRNA的碱基顺序为： 5-CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC-3 (b) Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys（不考虑起始密码和终止密码） (c) 在蛋白质合成过程中，每个氨基酸活化消耗2个高能键（ATP→AMP），进位和转肽各需要1个GTP，每往肽链中加入1个氨基酸要消耗4个ATP，所以以上肽链合成需要9×4=36个ATP （不考虑起始和终止）。 3．原核生物是如何区分AUG是起始密码还是多肽链内部Met的密码的 解答：原核生物在起始密码上游约10个核苷酸处(即-10区)通常有一段富含嘌呤的序列，称为SD序列（Shine-Dalgain sequence）。SD序列可以与小亚基16S rRNA 3′-末端的序列互补，使mRNA与小亚基结合，使得核糖体能够识别正确的起始密码AUG。而多肽链内部Met的密码前没有SD序列。 4．原核生物蛋白质合成体系由哪些物质组成各起什么作用 解答：原核生物蛋白质合成体系的物质组成和作用。详见。 5．简述蛋白质合成的起始、延长和终止过程。 解答：详见15.2.3，，。 6．试比较原核生物与真核生物在蛋白质合成上的差异。 解答：（1）原核生物转录和翻译同步进行，真核生物转录产物要加工后才进行翻译。 （2）原核生物核糖体为70S，由50S与30S两个亚基组成；真核生物核糖体为80S，由60S与40S两个亚基组成。 （3）原核生物的蛋白质合成起始于甲酰甲硫氨酸，需起始因子IF-1、IF-2、 IF-3及GTP、Mg2+参加。真核生物的蛋白质合成起始于甲硫氨酸，起始因子为 eIF-1、eIF-2、eIF-3、
蛋白质的生物合成 一、选择题 （一） A 型题 1 ．蛋白质生物合成 A ．从 mRNA 的 3 ' 端向 5 ' 端进行 B ．由 N 端向 C 端进行 C ．由 C 端向 N 端进行 D ．由 28S-tRNA 指导 E ．由 5S-rRNA 指导 2 ．蛋白质生物合成的延长阶段不需要 A ．转肽酶 B ． GTP C ． EF-Tu 、 EF-Ts 、 EFG D ． mRNA E ． fMet-tRNA fMet 3 ．有关蛋白质合成的叙述正确的是 A ．真核生物先靠 S-D 序列使 mRNA 结合核糖体 B ．真核生物帽子结合蛋白复合物（ eIF -4F 复合物）在起始过程中发挥作用 C ． IF 比 eIF 种类多 D ．原核生物和真核生物使用不同的起始密码 E ．原核生物有 TATAAT 作为起始序列，真核生物则是 TATA 4 ．关于氨基酸密码子的描述错误的是 A ．密码子有种属特异性，所以不同生物合成不同的蛋白质 B ．密码子阅读有方向性，从 5 ' 端向 3 ' 端进行 C ．一种氨基酸可有一组以上的密码子 D ．一组密码子只代表一种氨基酸 E ．密码子第 3 位（ 3 ' 端）碱基在决定掺入氨基酸的特异性方面重要性较小 5 ．遗传密码的简并性是 A ．蛋氨酸密码可作起始密码 B ．一个密码子可编码多种氨基酸 C ．多个密码子可编码同一种氨基酸 D ．密码子和反密码子之间不严格配对 E ．所有生物可使用同一套密码 6 ．遗传密码的摆动性正确含义是 A ．一个密码子可以代表不同的氨基酸 B ．密码子和反密码子可以任意配对 C ．一种反密码子能和第三位碱基不同的几种密码子配对 D ．指核糖体沿着 mRNA 从 5 ' 端向 3 ' 端移动 E ．热运动所导致的 DNA 双螺旋局部变性 7 ．一个 tRNA 的反密码子为 5 '- IGC-3 ' ，它可识别的密码是 A ． GCA B ． GCG C ． CCG D ． ACG E ． UCG 8 ．信号肽识别颗粒（ signal recognition particles ， SRP ）可识别 A ． RNA 聚合酶 B ． DNA 聚合酶 C ．核小体 D ．分泌蛋白的 N 端序列 E ．多聚腺苷酸 9 ．下列关于多聚核糖体（ polysome ）叙述正确的是 A ．是一种多顺反子 B ．是 mRNA 的前体 C ．是 mRNA 和核糖体小亚基的聚合体 D ．是核糖体大、小亚基的聚合体 E ．是一组核糖体和一个 mRNA 不同区段的结合物 10 ．关于蛋白质生物合成的描述哪一项是错误的 A ．氨基酸必须活化成活性氨基酸
一、选择题 【单选题】 1．下列氨基酸活化的叙述哪项是错误的 A．活化的部位是氨基酸的α-羧基B．活化的部位是氨基酸的α-氨基 C．活化后的形式是氨基酰-tRNA D．活化的酶是氨基酰-tRNA合成酶 E．氨基酰tRNA既是活化形式又是运输形式 2．氨基酰tRNA的3’末端腺苷酸与氨基酸相连的基团是 A．1’-OH B．2’-磷酸C．2’-OH D．3’-OH E．3’-磷酸 3．哺乳动物的分泌蛋白在合成时含有的序列是 A．N末端具有亲水信号肽段 B．在C末端具有聚腺苷酸末端 C．N末端具有疏水信号肽段 D．N末端具有“帽结构” E．C末端具有疏水信号肽段 4．氨基酸是通过下列哪种化学键与tRNA结合的 A．糖苷键B．磷酸酯键C．氢键D．酯键E．酰胺键 5．代表氨基酸的密码子是 A．UGA B．UAG C．UAA D．UGG E．UGA和UAG 6．蛋白质生物合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于 A．相应tRNA专一性 B．相应氨基酰tRNA合成酶的专一性 C．相应mRNA中核苷酸排列顺序 D．相应tRNA上的反密码子 E．相应rRNA的专一性 7．与mRNA中密码5’ACG3’相对应的tRNA反密码子是 A．5’UGC3’B．5’TGC3’C．5’GCA3’D．5’CGT3’E．5’CGU3’8．不参与肽链延长的因素是 A．mRNA B．水解酶C．转肽酶D．GTP E．Mg2+ 9．能出现在蛋白质分子中的下列氨基酸哪一种没有遗传密码 A．色氨酸B．甲硫氨酸C．羟脯氨酸D．谷氨酰胺E．组氨酸10．多肽链的延长与下列何种物质无关 A．转肽酶B．甲酰甲硫氨酰-tRNA C．GTP D．mRNA E．EFTu、EFTs和EFG 11．下述原核生物蛋白质生物合成特点错误的是 A．原核生物的翻译与转录偶联进行，边转录、边翻译、边降解(从5’端) B．各种RNA中mRNA半寿期最短 C．起始阶段需A TP D．有三种释放因子分别起作用 E．合成场所为70S核糖体 12．可引起合成中的肽链过早脱落的是 A．氯霉素B．链霉素C．嘌呤霉素D．四环素E．放线菌酮13．肽键形成部位是 A．核糖体大亚基P位B．核糖体大亚基A位 C．两者都是D．两者都不是E．核糖体大亚基E位14．关于核糖体叙述正确的是 A．多核糖体在一条mRNA上串珠样排列 B．多核糖体在一条DNA上串珠样排列 C．由多个核糖体大小亚基聚合而成 D．在转录过程中出现 E．在复制过程中出现 15．翻译过程中哪个过程不消耗GTP A．起始因子的释放B．进位C．转肽D．移位E．肽链的释放16．下列哪一种过程需要信号肽 A．多核糖体的合成 B．核糖体与内质网附着 C．核糖体与mRNA附着 D．分泌性蛋白质合成 E．线粒体蛋白质的合成 17．哺乳动物细胞中蛋白质合成的重要部位是 A．核仁B．细胞核C．粗面内质网D．高尔基体E．溶酶体
蛋白质的生物合成??翻译 一切生命现象不能离开蛋白质，由于代谢更新，即使成人亦需不断合成蛋白质(约400g/日)。蛋白质具有高度特异性。不同生物，它们的蛋白质互不相同。所以食物蛋白质不能为人体直接利用，需经消化、分解成氨基酸，吸收后方可用来合成人体蛋白质。 mRNA含有来自DNA的遗传信息，是合成蛋白质的“模板”，各种蛋白质就是以其相应的mRNA为“模板”，用各种氨基酸为原料合成的。mRNA不同，所合成的蛋白质也就各异。所以蛋白质生物合成的过程，贯穿了从DNA分子到蛋白质分子之间遗传信息的传递和体现的过程。 mRNA生成后，遗传信息由mRNA传递给新合成的蛋白质，即由核苷酸序列转换为蛋白质的氨基酸序列。这一过程称为翻译（translation）。翻译的基本原理见图14-1。 由图14-1可见，mRNA穿过核膜进入胞质后，多个核糖体（亦称核蛋白体，图中为四个）附着其上，形成多核糖体。作为原料的各种氨基酸在其特异的搬运工具（tRNA）携带下，在多核糖体上以肽键互相结合，生成具有一定氨基酸序列的特定多肽链。 合成后从核糖体释下的多肽链，不一定具有生物学活性。有的需经一定处理，有的需与其他成分（别的多肽链或糖、脂等）结合才能形成活性蛋白质。 第一节参与蛋白质生物合成的物质 参与蛋白质合成的物质，除氨基酸外，还有mRNA（“模板”）、tRNA（“特异的搬运工具”）、核糖体（“装配机”）、有关的酶（氨基酰tRNA合成酶与某些蛋白质因子），以及ATP、GTP等供能物质与必要的无机离子等。 一、mRNA与遗传密码 天然蛋白质有1010~1011种，组成蛋白质的氨基酸却只有20种。这20种氨基 1
第十二章蛋白质的生物合成及转运 蛋白质的生物合成在细胞代谢中占有十分重要的地位。目前已经完全清楚，贮存遗传信息的DNA并不是蛋白质合成的直接模板，DNA上的遗传信息需要通过转录传递给mRNA。mRNA才是蛋白质合成的直接模板。mRNA是由4种核苷酸构成的多核苷酸，而蛋白质是由20种左右的氨基酸构成的多肽，它们之间遗传信息的传递与从一种语言翻译成另一种语言时的情形相似。所以人们称以mRNA为模板合成蛋白质的过程为翻译或转译(translation)。 翻译的过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所有种类的RNA和几十种蛋白质因子。蛋白质合成的场所是核糖体，合成的原料是氨基酸，反应所需能量由A TP和GTP提供。蛋白质合成的早期研究工作都是用大肠杆菌的无细胞体系进行的，所以对大肠杆菌的蛋白质合成机理了解最多。真核细胞蛋白质合成的机理与大肠杆菌的有许多相似之处。 第一节遗传密码 任何一种天然多肽都有其特定的严格的氨基酸序列。有机界拥有1010～1011种不同的蛋白质，构成数目这么庞大的不同的多肽的单体却只有20种氨基酸。氨基酸在多肽中的不同排列次序是蛋白质多样性的基础。目前已经清楚，多肽上氨基酸的排列次序最终是由DNA上核苷酸的排列次序决定的，而直接决定多肽上氨基酸次序的却是mRNA。不论是DNA还是mRNA，基本上都由4种核苷酸构成。这4种核苷酸如何编制成遗传密码，遗传密码又如何被翻译成20种氨基酸组成的多肽，这就是蛋白质生物合成中的遗传密码的翻译问题。 一、密码单位 用数学方法推算，如果mRNA分子中的一种碱基编码一种氨基酸，那么4种碱基只能决定4种氨基酸，而蛋白质分子中的氨基酸有20种，所以显然是不行的。如果由mRNA 分子中每2个相邻的碱基编码一种氨基酸，也只能编码42=16种氨基酸，仍然不够。如果采用每3个相邻的碱基为一个氨基酸编码，则43=64，可以满足20种氨基酸编码的需要。所以这种编码方式的可能性最大。应用生物化学和遗传学的研究技术，已经充分证明了是 293
第12章蛋白质的生物合成 学习要求 1．掌握参与蛋白质生物合成的体系；原核生物蛋白质生物合成的基本过程及重要概念。 2．熟悉真核生物蛋白质合成过程；蛋白质合成后的加工修饰；蛋白质合成所需的各种因子；信号肽的概念及组成特点。 3．了解蛋白质的靶向输送；抗生素对翻译的抑制；干扰蛋白质生物合成的生物活性物质。 基本知识点 蛋白质的生物合成即翻译，是以20种编码氨基酸为原料，mRNA为模板，tRNA为运载工具，核糖体提供场所，酶、蛋白质因子、能源物质及无机离子参与的反应过程。蛋白质生物合成分三个阶段，即氨基酸的活化、肽链形成和肽链形成后的加工和靶向输送。 氨基酸的活化是氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程，由氨基酰-tRNA合成酶催化。原核生物起始的氨基酰tRNA是fMet-tRNA fMet，真核生物是Met-tRNAi Met。 肽链的生物合成过程也称核糖体循环，分起始、延长和终止三个阶段。原核生物蛋白质生物合成起始阶段由mRNA与核糖体小亚基先结合，之后fMet-tRNA fMet与核糖体小亚基结合，最后结合了mRNA、fMet-tRNA fMet的小亚基再与核糖体大亚基结合共同组装成翻译起始复合物，需要IF-1、2和3参与。真核生物翻译起始与原核生物相似，区别在于核糖体小亚基先结合Met-tRNAi Met，再结合mRNA。原核生物肽链延长过程经进位、成肽、转位三个步骤不断反复，使肽链从N端到C端不断延长。当核糖体A位上出现终止密码时，原核生物由RF-1、2和3，真核生物由eRF识别并与之结合，肽链合成终止。 翻译后加工是使新生多肽链经加工后转变为具有天然构象的功能蛋白质。翻译后修饰包括多肽链折叠、一级结构和空间结构的修饰等。蛋白质的靶向输送使合成的蛋白质前体定向输送到相应细胞部位发挥作用。在真核细胞胞液合成的分泌型蛋白、溶酶体蛋白、内质网蛋白、线粒体蛋白、质膜蛋白和细胞核蛋白等前体肽链中特有的信号序列引导蛋白通过不同机制而被靶向输送。 某些药物和生物活性物质能抑制或干扰蛋白质的生物合成。许多抗生素通过作用于蛋白质生物合成过程中的不同环节从而抑制蛋白质生物合成，最终发挥杀
第十三章蛋白质的生物合成 一、教学基本要求 解释翻译的概念。 写出蛋白质生物合成体系的组成，论述mRNA,tRNA和核蛋白的作用原理。 复述蛋白质生物合成过程。 简要写出真核与原核生物蛋白质合成异同及肽链合成后的加工过程。 解释分子病，并举例说明。 简要叙述蛋白质合成阻断剂作用原理。 二、教材内容精要 （一）蛋白质的生物合成: 1.蛋白质的生物合成的概念 在生物体细胞内，以mRNA为模板合成蛋白质多肽链的过程即蛋白质的生物合成。在蛋白质的生物合成过程中，多肽链的氨基酸顺序是模板mRNA中的核苷酸排列顺序决定的，因此这一过程又称翻译（translation）。 2.蛋白质的生物合成体系 除合成原料氨基酸外，蛋白质的生物合成体系还包括mRNA、tRNA核（糖核）蛋白体、有关的酶、蛋白质因子、ATP、GTP等功能物质及必要的无机离子。 (1)mRNA：它是蛋白质多肽链合成的模板。mRNA5′至3′方向，若有AUG开始，可以称为一个开放读码框架（open reading），读码框架内每3个核苷酸组成一个密码子，如AAA 或AAG代表赖氨酸；5′端第一个AUG表示起动信号（initiator codon），并代表甲酰蛋氨酸（细菌）或蛋氨酸（高等动物）；UAA,UAG或UGA表示终止信号（terminator codon）。为氨基酸编码的密码子具有如下特点：①简并性（degenerate），即一个以上密码子体现一个氨基酸遗传信息的现象。②连续性（commaless），密码的三联体不间断，须3个一组连续读下去。③通用性（universal)从病毒、植物到人类，所有生物在蛋白质生物合成中都使用一套遗传密码。模板上的密码子可与tRNA的反密码子（anticodon）互补结合。 (2)tRNA及核（糖核）蛋白体：tRNA是氨基酸的运载体。一种tRNA可携带一种氨基酸；而一种氨基酸可由数种tRNA携带。tRNA反密码子与mRNA密码子第三个核苷酸配对时，除A-U,G-C外，还可有U-G,I-C,I-A等不稳定配对（wobble base pair）。核（糖核）蛋白体是多肽链的“装配机”。由大、小亚基组成，亚基又分别由不同的rRNA分子与多种蛋白质分子构成。原核小亚基为30S，真核为40S；原核大亚基为50S，真核为60S。整个原核核（糖核）蛋白体大小为70S，真核为80S。在细胞内，一类核（糖核）蛋白体附着于内质网，参与分泌蛋白质的合成；另一类游离于胞质中。 (3)蛋白质因子：现以原核生物中蛋白质生物合成为例，介绍参与这一过程的蛋白质因子。A1：启动因子（initiation factor）参与起动。 ①IF1：促使携带氨基酰的起动tRNA与小亚基结合。 ②IF2：功能同上，并有GTP酶活性。 ③IF3：促进小亚基与mRNA特异结合；在终止阶段后促使脱落的核蛋白体解离为大、小亚基。 B1：延长因子（elongation factor）。 ④EFTu和EFTs延长因子（elongation factor）作用于肽链延长阶段。促进氨基酰-tRNA 进人核蛋白体的“受位”（acceptorsate)，具有GTP酶活性。 ⑤EFG作用于肽链延长阶段。具有GTP酶活性，使转肽后失去肽链或蛋氨酰-tRNA从“给位”(donor site）上脱落，并促进移动。
表 遗传密码的特点 2．核蛋白体的主要功能位点 （1）A 位点：新掺入的氨基酰 tRNA 进入的位点 （2）P 位点：延伸中的肽酰基tRNA 结合的位点 （3）E 位点：空tRNA 离开的位点 ★真核生物的核蛋白体没有 E 位 （3）真核生物起始氨基酰-tRNA 是 Met-tRNAi met 原核生物的起始密码只能辨认甲酰化的甲硫氨酸，即N-甲酰甲硫氨酸。 （四）蛋白质生物合成小结 1．肽链合成方向：从 N 端 → C 端延长 4．肽链延长过程：进位、成肽、转位重复进行。 5．核蛋白体循环的概念： 广义：指翻译的全过程，包括翻译的起始、延长、终止，核蛋白体循环使用。 狭义：指翻译的延长过程，包括进位、成肽、转位。 6．原核生物蛋白质生物合成的能量计算： ①氨基酸活化： 2 个~P ATP ； ②起始： 2 个 GTP ③延长： 2 个 GTP 每合成一个肽键至少消耗 4 个~P （不包括起始复合物形成所消耗的能量） 。 表 蛋白质生物合成的延长
表比较复制、逆转录、转录和翻译的异同 中英文专业术语 开放阅读框架：open reading frame 反密码子：anticodon 核蛋白体循环：ribosomal cycle S-D序列：Shine-Dalgarno sequence 信号肽：signal peptide 翻译：translation 遗传密码：genetic code 密码子：codon 反密码子：anticodon 起始因子：initiation factor，IF 延长因子：elongation factor，EF 释放因子：releasing factor，RF 多聚核蛋白体：polysome 翻译后修饰：Post-translational modification 分子伴侣：molecular chaperon
蛋白质合成——翻译 1、核糖体（ribosome）组成： 2、核糖体RNA（rRNA）： 3、合成机制： *在蛋白质生物合成时，tRNA活化成携带有相应氨基酸的氨基酰 -tRNA是翻译过程启动的先决条件。 *细胞内共有20余种氨酰-tRNA合成酶分别参与合成不同的氨酰 -tRNA的合成。氨酰-tRNA合成酶具有底物的绝对专一性，对氨 基酸，tRNA两种底物都能高度特异性的识别。 *tRNA分为起始tRNA（特性的识别起始密码子）和延伸tRNA，真 核生物的起始tRNA携带甲硫氨酸（Met），书写为Met-tRNAi Met； 原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），由于甲硫氨酸 -NH2被甲酰化，书写为fMet-tRNAi fMet。（i表示起始initiation） *同工tRNA，一种氨基酸有多种密码子，所以就有多种tRNA， 这几种代表相同氨基酸的rRNA称为同工tRNA。 *活化过程需要ATP消耗： 第一步形成氨酰腺苷酸-酶复合体。 AA+ATP+酶（E）——>AA-AMP-E+PPi （E指氨酰-tRNA合成酶） 第二步是氨酰基转移到3’端 AA-AMP-E+tRNA——>AA-tRNA+E+AMP
4、具体过程： （1）氨基酸活化（同上） （2）翻译的起始：真核生物中，任何一个多肽的合成都是从生成甲硫氨酸-tRNAi Met开始的，因为甲硫氨酸的特殊性，体内存在两种tRNA Met，只有甲硫氨酸-tRNAi Met才能与核糖体小亚基40S结合，起始肽链合成，普通的tRNA Met中携带的甲硫氨酸只能在延伸过程中插入到A位点参与肽链合成。 真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAi Met结合，再与模版mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80S*mRNA*Met-tRNAi Met复合物。起始复合物的生成需要GTP供能，还需要Mg2+，NH4+和3个起始因子（IF1，IF2，IF3）。 原核生物翻过起始过程： 第一步：30S小亚基首先与起始因子IF1，IF3结合，通过SD序列与mRNA模版结合。 第二步：在IF2和GTP帮助下，fMet-tRNAi fMet进入小亚基的P位置，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。 第三步：带有tRNA，mRNA，三个起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放起始因子。 *30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始位点的特性。30S小亚基通过其16SrRNA的3'端与mRNA的5'端起始密码子上游的碱基序列（SD序列5'-AGGAGGU-3'）配对结合。 *细菌核糖体上一般存在三个与氨酰-tRNA结合的位点，A位点（aminoacyl site，第二个密码子对应位点），P位点（peptidyl site）和E位点（exit site），只有fMet-tRNAi fMet能与第一个P位点相结合，其他所有的tRNA都必须通过A位点到达P位点，再由E位点离开核糖体。 真核生物的起始阶段基本相同，只是核糖体较大，有较多的起始因子（eIF）参与，其mRNA具有m7GpppNp 帽子结构（帽子与核糖体小亚基的18SrRNA的3'端序列之间存在不同于SD序列的碱基配对型相互作用。且有一种蛋白因子（eIF-4E）——帽子结合蛋白，能专一的识别mRNA的帽子结构，与mRNA的5'端结合生成蛋白质-mRNA复合物，并利用该复合物对eIF-3的亲和力与含有eIF-3的40S亚基结合。），Met-tRNAi Met
