什么是蛋白质合成

综述细胞内的蛋白质合成、加工、修饰、分选与运输方式及其生物学意义。

蛋白质是生命活动的主要承担者，是构成细胞和生物体结构的重要物质，在生物体及细胞的生命活动中发挥重大作用。

1.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。

2.细胞内的化学反应离不开酶得催化，绝大多数酶都是蛋白质。

3.有些蛋白质具有运输载体的功能。（血红蛋白运输氧）

4.有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动。（如，胰岛素）

5.有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。

1 蛋白质的合成

蛋白质的生物合成过程实质上是基因表达的一个过程，它包括转录和翻译。即把mRNA分子中的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的过程，可分为起始、延长和终止3个阶段，分别由不同的起始因子、延伸因子和终止因子（释放因子）参与。细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质之中。

2 蛋白质的加工与修饰

许多新生肽要经过一种或几种共价键修饰，这种修饰可以在正延伸着的肽链中进行。一般情况下，翻译后修饰一是为了功能上的需要，另一种情况是折叠成天然构象的需要。在粗面内质网合成并进入内质网腔的蛋白质发生的主要化学修饰作用有糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成。而在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有辅酶或辅基与酶的共价结合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等。蛋白质的修饰加工主要包括：

切除加工：包括切除N-端甲硫氨酸、信号肽序列和切除部分肽段，将无活性的前体转变成活性形式。（包含信号肽的胰岛素前体称为前胰岛素原，去掉信号肽的胰岛素的前体称为胰岛素原),进一步切除称为C链的肽段后才能形成活性形式的胰岛素）

糖基化：糖基化主要发生在内质网和高尔基体中。粗面内质网上合成的大多数蛋白在都发生了糖基化。主要作用是促进蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象，增加蛋白质的稳定性，有N-连接的糖基化和O-连接的糖基化之分。（重点）

细胞中蛋白质合成分选、定位的机制

一．蛋白质合成

定义：在核糖体的作用下，mRNA携带的遗传信息翻译成蛋白质。

蛋白质合成（多肽链合成）的基本过程：

1. 氨基酸激活。a.将氨基酸的羧基激活成易于形成肽键的形式。b.每一个新氨基酸与mRNA编码信息之间建立联系。从而使氨基酸与特定tRNA结合。

2. 起始。 mRNA+核糖体小亚基+起始氨酰基-tRNA +核糖体大亚单位=起始复合物

3. 肽链延长。 tRNA与mRNA对应的密码子配对 携带有一个氨基酸的tRNA被安放到核糖体上 此氨基酸和前一个氨基酸共价键合，肽链延长。该阶段的核心是形成肽键，将单个氨基酸连接成多肽链。

4. 合成终止，肽链释放。 mRNA上的终止密码子即是终止信号，当携带新生肽链的核糖体抵达终止密码子，多肽链合成终止，核糖体大小亚基分离，多肽链从核糖体上释放出来。

5. 折叠和翻译后加工。 包括多肽链的折叠剪接、化学修饰、空间组装。

二．蛋白质分选定位

定义：蛋白质从起始合成部位转运到其发挥功能发挥部位的过程。绝大多数蛋白质都是由核基因编码，或在游离核糖体上合成，或在糙面内质网膜结合核糖体上合成。但是蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各个区间或组分，所以需要不同的机制以确保蛋白质分选，转运至细胞的特定部位。

1.核基因编码的蛋白质的分选途径：

①.后翻译转运途径

在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。

②.共翻译转运途径

蛋白质合成在游离核糖体上起始之后，由信号肽及其与之结合的SRP引导转移至糙面内质网，然后新生肽链边合成边转入糙面内质网腔或定位在ER膜上，经转运膜泡运至高尔基加工包装再分选至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。

商洛职业技术学院教案教案首页

课程名称 生物化学 序次 20 专业班级 2009级护理

授课教师 王文玉 职称 副教授 类型 理论 学时 2

授课题目

(章,节) 第十一章 蛋白质的生物合成

第一节 参与蛋白质生物合成的物质

第二节 蛋白质的生物合成过程 第三节 翻译后加工

第四节 蛋白质生物合成与医学吗 第五节 基因工程

教学目的

与要求 掌握：翻译的概念；参与翻译的物质及其作用；遗传密码的含义及特点；mRNA、tRNA、rRNA在翻译过程中的作用和相互配合关系；氨基酰-tRNA合成酶的作用；核糖体循环；基因工程、限制性核酸内切酶和质粒的概念。

熟悉：遗传密码表的用法；药物对遗传信息传递过程的影响；基因工程的主要步骤。

了解：原核生物翻译过程；翻译后的加工；基因工程与医学的关系。

教学重点 1．参与蛋白质生物合成的体系组成，主要是各种RNA的功能

2．密码子的特点，碱基插入后的读码框移

3．保证翻译准确的关键所在。

教学难点 1．密码子与反密码的识别结合，注意方向问题

2．翻译的起始，真核与原核的区别，各种起始因子的作用

3．核蛋白体循环

教学方法和手段 课堂讲述和多媒体教学相结合

复习内容 1. 转录的概念；转录的不对称性

2．复制与转录的区别（5分钟）

使用教材 全国医药类高职高专“十二五”规划教材《生物化学》邱烈 王文玉主编，第四军医大学卫生出版社， 2010年1月第1版。实验指导为本校自编《生物化学实验指导》。 教 案 续 页

基 本 内 容 辅助手段和时间分配

第十一章 蛋白质的生物合成

蛋白质的生物合成是基因表达的重要步骤之一，DNA的遗传信息转录给mRNA，再以mRAN为模板指导蛋白质的合成，mRNA中的核苷酸序列就决定了多肽链中氨基酸的排列顺序，这个遗传信息的转译过程就称为翻译。

第一节 参与蛋白质生物合成的物质

蛋白质生物合成的方式

蛋白质生物合成是生物体内制造蛋白质的过程，它是生物体内的重要生化反应之一。下面介绍蛋白质生物合成的方式：

1. 氨基酸活化：在蛋白质生物合成中，首先需要将氨基酸激活。这个过程由特定的酶催化，称为氨基酸激酶。被激活的氨基酸随后会与另一种分子——核糖磷酸结合，形成称为氨酰-tRNA的化合物。

2. 起始复合物形成：第二个步骤是形成起始复合物。这个过程涉及氨酰-tRNA与mRNA的结合，其中mRNA是包含蛋白质序列信息的分子。这个过程需要核糖体起始因子（eIF）的帮助。

3. 肽链合成：一旦起始复合物形成，蛋白质合成就可以开始了。每个氨基酸通过肽键连接在一起，形成一个连续的肽链。这个过程由转录延长因子（eEF）和核糖体来催化。

4. 蛋白质折叠：当肽链合成完成后，蛋白质就会开始折叠成其最终的三维形状。这个过程需要帮助，包括来自分子伴侣蛋白和折叠酶的帮助。

5. 蛋白质修饰：在某些情况下，还需要对蛋白质进行进一步修饰，例如添加糖基或脂质，或者进行磷酸化或乙酰化等化学修饰。

总的来说，蛋白质生物合成是一个复杂的过程，需要多个酶和分子的协同作用。通过这个过程，生物体能够制造出其生命活动中所需的蛋白质。