生物化学简明教程第四版15章蛋白质的生物合成

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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、

eIF-4、eIF-5和eIF-6。

(4)原核生物在起始密码上游的SD序列可以与小亚基16S rRNA 3′-末端的序列互补,从而确定起始密码的位置。真核生物核糖体与mRNA 5′-末端的帽子结构结合之后,通过消耗ATP的扫描机制向3端移动来寻找起始密码。

(5)原核生物的延长因子有EF-Ts、EF-Tu和EF-G。真核生物的延长因子是eEF-1和eEF-2。

(6)肽链合成的终止需要有肽链释放因子。原核生物释放因子有3种:RF-1、RF-2、RF-3。RF-1识别终止密码UAA、UAG,RF-2识别终止密码UAA、UGA,RF-3是一种与GTP形成复合体的GTP结合蛋白,它不参与终止密码的识别,但是可促进核糖体与RF-1、RF-2的结合。在真核生物中,仅1种释放因子eRF,它可以识别3种终止密码。

7.何谓信号肽理论?

解答:蛋白质的定向转运机制,普遍被人接受的是和提出的信号肽理论。此理论认为多肽链中的信号序列控制蛋白质在细胞内的转移与定位。详见。

8.密码子的简并性和摆动性有何生物学意义?

解答:tRNA上的反密码子与mRNA的密码子配对时,密码子的第一位、第二位碱基是严格按照碱基配对原则进行的,而第三位碱基配对则可以不按照碱基配对原则进行,这种现象称为摆动性(wobble)。详见15.1.1.2。由于摆动性的存在,合理的解释了密码子的简并性,同时也使基因突变造成的危害程度降至最低。

9.蛋白质合成后的加工有哪些方式?

解答:蛋白质合成后要经历下述加工过程才能成为有生物活性的蛋白质。① N端甲酰基或N端氨基酸的切除;②信号肽的切除;③氨基酸的修饰;④二硫键的形成;⑤糖链的连接;⑥蛋白质的剪切;⑦辅基的附加;⑧多肽链的正确折叠。详见。