第十一章蛋白质

第十一章蛋白质的生物合成11-1 遗传密码（下册 P504，37章）蛋白质是生物主要的功能分子，它参与所有的生命活动过程，并起着主导作用。

蛋白质的合成由核酸所控制，决定蛋白质结构的遗传信息编码在核酸分子中。

遗传密码：编码氨基酸的核苷酸序列，通常指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系。

一一一三联密码：核酸分子中只有四种碱基，要为蛋白质分子20种氨基酸编码。

三个碱基编码64个，又称三联密码。

密码子：mRNA上有三个相邻核苷酸组成一个密码子，代表某种氨基酸、肽链合成的起始或终止信号。

蛋白质翻译：在RNA控制下根据核酸链上每3个核苷酸决定一种氨基酸的规则，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质过程。

全部64个密码子破译后，编写出的遗传密码字典。

见P511 表37-5。

一一一遗传密码的基本特性一1一密码的基本单位遗传密码按5‘→3‘方向编码，为不重叠、无标点的三联体密码子。

起始密码子兼Met：AUG。

终止密码子：UAA、UAG和UGA。

其余61个密码子对应20种氨基酸。

一2一密码的简并性同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码的简并性。

同一种氨基酸不同密码子称为同义密码子，氨基酸密码子的简并见P512表37-6。

简并可以减少有害突变，对物种稳定有一定作用。

一3一密码的变偶性（摆动性）编码同一个氨基酸的密码子前两位碱基都相同，第三位碱基不同，为变偶性。

即密码简并性往往表现在密码子第三位碱基上，如Gly的密码子为GGU、GGC、和GGA。

一4一密码的通用性和变异性通用性：各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。

变异性：已知线粒体DNA（mtDNA），还有原核生物支原体等少数生物基因密码有一定变异。

一5一密码的防错系统密码的编排方式使得密码子中一个碱基被置换，其结果常常是编码相同的氨基酸或是为物理化学性质接近的氨基酸取代。

11-2 蛋白质合成及转运下册 P5171、氨基酸是怎样被选择及掺入到多肽链当中去的。

第十一章蛋白质降解及氨基酸代谢一、填空题1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。

2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。

3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。

4．氨基酸的降解反应包括、和作用。

5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。

6．谷氨酸经脱氨后产生和氨，前者进入进一步代谢。

7．尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。

8．尿素分子中两个N原子，分别来自和。

9．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。

10．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。

11．氨基酸脱下氨的主要去路有、和。

二、判断对错1、蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸的组成和比例。

2、谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。

3、氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。

4、半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。

5、磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

6、参与尿素循环的酶都位于线粒体内。

7、S-腺苷甲硫氨酸的重要作用是补充甲硫氨酸。

8、L-谷氨酸脱氢酶属于烟酰胺脱氢酶；是分布最广且活力最强的催化氨基酸氧化脱氨的酶。

9、转氨酶的种类很多，但辅基都是磷酸吡哆醛。

10、γ-氨基丁酸是L-谷氨酸的脱羧产物。

11、氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。

12、莽草酸途径只发生在植物和微生物体内，通过此途径可以合成苯丙氨酸，酪氨酸、色氨酸三种芳香族氨基酸，其芳香碳骨架来源于EMP途径的中间产物磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸戊糖途径的中间产物4-磷酸赤藓糖。

13、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸可通过糖代谢的中间产物直接合成。

14、尿素循环中，有关的氨基酸包括瓜氨酸、鸟氨酸、天冬氨酸和精氨酸，它们都参与生物体内蛋白质的合成。

15、尿素循环中的一个氨基得自氨气，另一个得自天冬氨酸。

16、尿素合成是一个耗能过程，合成一分子尿素需要消耗四分子高能磷酸键。

三、选择题1．转氨酶的辅酶是：A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：A．羧肽酶B．胰蛋白酶C．胃蛋白酶D．胰凝乳蛋白酶3．参与尿素循环的氨基酸是：A．组氨酸B．鸟氨酸C．蛋氨酸D．赖氨酸4．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来:A．Gln B．His C．Glu D．Phe5．经脱羧后能生成吲哚乙酸的氨基酸是：A．Glu B．His C．Tyr D．Trp6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：A．VB1 B．VB2 C．VB3 D．VB57．磷脂合成中甲基的直接供体是：A．半胱氨酸B．S-腺苷蛋氨酸C．蛋氨酸D．胆碱8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：A．鸟氨酸B．精氨酸C．瓜氨酸D．半胱氨酸9．需要硫酸还原作用合成的氨基酸是：A．Cys B．Leu C．Pro D．Val10．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：A．脯氨酸B．羟脯氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸11．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：A．还原作用B．羟化作用C．转氨基作用D．脱羧基作用12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：A．尿素B．氨甲酰磷酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺13．丙氨酸族氨基酸不包括下列哪种氨基酸：A．Ala B．Cys C．Val D．Leu14．组氨酸的合成不需要下列哪种物质：A．PRPP B．Glu C．Gln D．Asp15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn16．对L-谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？A、它催化的是氧化脱氨反应B、它的辅酶是NAD+或NADP+C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基反应D、它在生物体内活力很弱17．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．半胱氨酸18．在嘌呤和嘧啶的合成中，下列哪一个不是所需的氮源：A. 尿素B.谷氨酰胺C.甘氨酸D. 氨甲酰磷酸四、名词解释蛋白酶肽酶转氨作用联合脱氨基作用尿素循环生糖氨基酸生酮氨基酸一碳单位五、简答题1．用反应式说明α-酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？2．什么是尿素循环，有何生物学意义？3．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？4．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？5、什么是联合脱氨基作用，为什么联合脱氨基作用是体内脱去氨基的主要方式？6、氨基酸脱氨基后的碳链如何进入柠檬酸循环。

第十一章蛋白质的相互作用(Protein-Protein Interactions)1. 概况随着人类基因组测序工作的完成，生命科学进入到后基因组和蛋白组的时代。

因此，蛋白质的相互作用研究就显得越来越重要。

生命活动过程与蛋白质的相互作用是密不可分的，如DNA合成、基因转录激活、蛋白质翻译、细胞周期调控、信号转导等重要的生命过程均涉及到蛋白质复合体的作用。

下面以Wnt 信号通路为例对此加以说明。

Wnt信号通路是一条保守性很强的信号通路，该通路调节控制许多的生命过程，如细胞形态与功能的分化及维持、免疫、应激、细胞癌变与凋亡等等。

Wnt信号通路的作用分子包括：Wnt蛋白家族成员、卷曲(frizzled) 蛋白、Dishevelled蛋白、β-联蛋白(β-catenin)、轴蛋白(axin)、结肠癌抑制因子(APC)、糖原合酶激酶(GSK3β)、β-TrCP蛋白、淋巴增强因子(LEF)/T细胞因子(TCF) 等。

当没有Wnt信号时，GSK3β、APC、axin组成破坏复合体，使β-联蛋白被磷酸化，最终泛肽化而降解。

细胞核内，转录抑制因子Groucho家族成员与转录因子TCF形成复合物，通过HMG框结合在靶基因上，抑制靶基因的转录。

当有Wnt信号传入时，通路中的下游分子Dsh抑制了破坏复合体的作用，β-联蛋白在胞质中积累进入核内，TCF与入核的β-联蛋白结合，导致其与Groucho的结合下降，从而去除抑制作用，激活了靶基因的转录。

从上面可以看出，蛋白质的相互作用包括三个方面：⑴多亚基蛋白质的形成：即分离纯化后可形成两个或多个不同蛋白质，如血红素、色氨酸合成酶、大肠杆菌DNA合成复合酶等。

⑵多成分的蛋白质相互作用，如核孔复合体、剪接体、纺锤体等。

⑶瞬时的蛋白质相互作用，控制着一些重要的生命活动。

所有的蛋白质修饰过程都需要这类相互作用。

这类相互作用几乎参与调节细胞内基本生命活动的所有形式，如细胞生长、细胞周期、代谢途径、信号转导等。

第十一章蛋白质的生物合成一、名词解释126、翻译答案：（translanion）以mRNA为模板，氨酰—tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

127、密码子答案：（codon）mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的，mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。

128、密码的简并性答案：（degeneracy）一个氨基酸具有两个以上密码子的现象。

129、同义密码子答案：（synonym codon）为同一种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码子。

130、反密码子答案：(anticodon)指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程中通过碱基配对,识别并结合到mRNA的特殊密码子上.131、多核糖体答案：（polysome）mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。

二、填空题158、在细菌细胞里，独立于染色体之外的遗传因子叫，它是一个状双链DNA，在基因工程中，它作为。

答案：质粒；环；基因载体159、hnRNA加工过程中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列叫，不在mRNA上出现，不代表蛋白质的DNA序列叫。

答案：外显子；内含子160、蛋白质的生物合成是以mRNA为模板，以为原料直接供体，以为合成场所。

答案：氨酰-tRNA；核糖体161、生物界共有个密码子，其中个为氨基酸编码，起始密码子为，终止密码子为，，。

答案：64；61；AUG；UAA、UAG、UGA162、原核生物的起始tRNA以表示，真核生物的起始ｔRNA以表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以表示。

答案：tRNA f；tRNAi；tRNAm163、植物细胞中蛋白质生物合成可在，和三种细胞器中进行。

答案：核糖体、线粒体、叶绿体164、原核生物中的释放因子有三种，其中RF—1识别终止密码子，；RF—2识别，；真核中的释放因子只有一种。

生物化学第11章蛋白质的分解代谢第十一章蛋白质的分解代谢课外练习题一、名词解释1、氮平衡；2、一碳单位；3、转氨基作用；4、联合脱氨基作用；5、必须氨基酸；6、生糖氨基酸；7、尿素循环。

二、符号辨识1、GPT；2、GOT；三、填空1、蛋白质消化吸收的主要部位是（），肠液中的肠激酶可激活（）酶原。

2、体内主要的转氨酶是（）转氨酶和（）转氨酶，其辅酶是（）。

3、体内氨的主要代谢去向是在（）内合成尿素，经（）排出。

4、肝脏通过（）循环将有毒的氨转变为无毒的（）。

5、谷氨酰胺是体内氨的（）、（）和（）形式。

6、氨在血液中的运输形式是（）和（）。

7、胃液中胃蛋白酶可激活胃蛋白酶原，此过程称为（）作用。

8、转氨酶的辅酶是（），它与接受底物脱下的氨基结合转变为（）。

9、体内不能合成而需要从食物供应的氨基酸称为（）氨基酸。

10、人体先天性缺乏（）羟化酶可引起苯丙酮酸尿症；而缺乏（）酶可引起白化病。

四、判别正误1、蛋白质在人体内消化的主要器官是胃和小肠。

（）2、蛋白质的生理价值主要取决于必须氨基酸的种类、数量和比例。

（）3、L-谷氨酸脱氢酶不仅是L-谷氨酸脱氨的主要的酶，同时也是联合脱氨基作用不可缺少的重要的酶。

（）4、尿素的合成和排出都是由肝脏来承担的。

（）5、磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

（）6、体内血氨升高的主要原因往往是肝功能障碍引起的。

（）7、谷氨酸是联合脱氨基作用的重要中间代谢物，若食物中缺乏时可引起脱氨基作用障碍。

（） 8、人体内若缺乏维生素B6、维生素PP、维生素B12和叶酸，均会引起氨基酸代谢障碍。

（） 9、在体内，半胱氨酸除作为蛋白质组成成分外，仅是产生硫酸根的主要来源。

（） 10、氨基酸的降解能导致糖的合成。

（）五、单项选择1、食物蛋白质的互补作用是指（）。

A、糖与蛋白质混合食用，提高营养价值；B、脂肪与蛋白质混合食用，提高营养价值；C、几种蛋白质混合食用，提供营养价值；D、糖、脂肪和蛋白质混合食用，提高营养价值； 2、必须氨基酸不包括（）。

第十一章蛋白质的生物合成及加工修饰(The Biosynthesis and transport of protein)在不同的蛋白质分子中，氨基酸有着特定的排列顺序，这种特定的排列顺序不是随机的，而是严格按照蛋白质的编码基因中的碱基排列顺序决定的。

基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA，再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。

翻译的过程也就是蛋白质分子生物合成的过程，在此过程中需要200多种生物大分子参加，其中包括核糖体、mRNA、tRNA及多种蛋白质因子。

第一节参与蛋白质生物合成的物质一、合成原料自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种，只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。

某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等，这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。

下图给出部分特殊氨基酸分子式：二、mRNA是合成蛋白质的直接模板蛋白质是在胞质中合成的，而编码蛋白质的信息载体DNA 却在细胞核内，所以必定有一种中间物质用来传递DNA 上的信息，实验证明：mRNA 是遗传信息的传递者，是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，因此得名信使RNA。

原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息，以一种多顺反子的形式排列，在翻译过程中可同时合成几种蛋白质；而真核细胞中，每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息，是单顺反子的形式。

mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息，作为蛋白质生物合成的直接模板，决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。

不同的蛋白质有各自不同的mRNA，mRNA除含有编码区外，两端还有非编码区。

非编码区对于mRNA的模板活性是必需的，特别是5'端非编码区在蛋白质合成中被认为是与核糖体结合的部位。

mRNA特点：短命原核：半衰期几秒-几分钟真核：半衰期数小时。

功能是蛋白质合成的模板，多肽链氨基酸排列顺序就取决于mRNA 的核苷酸的排列顺序。

第十一章蛋白质的生物合成本章教学要求：1、掌握参与蛋白质合成的因素和其在蛋白质合成过程中的作用。

2、掌握原核生物蛋白质合成的过程，熟记参与的酶、各种蛋白质因子和能量的消耗。

3、了解真核生物蛋白质合成的特点。

一、填空：1. 大肠杆菌蛋白质合成时，促进核糖体沿mRNA移动的因子是。

2. 肽链延伸包括、、和四个步骤的重复进行。

3. 肽链的延长反应中，氨酰-tRNA是进入到核糖体的部位。

4. 蛋白质生物合成中有三个终止密码子，是、和。

5. 起始密码子是，它又是编码的密码子。

6. Pr生物合成时，核糖体沿mRNA的方向移动；肽链从端向端延长。

二、单项选择：1. 蛋白质生物合成的部位是：（）A.核小体B.线粒体C.细胞核D.核糖体2. 蛋白质生物合成过程中，催化肽键形成的转肽酶存在于下面哪个部位？（）A.核糖体大亚基B.核糖体小亚基C.tRNA分子上D.胞液中3. 蛋白质生物合成时，平均每生成一个肽键共消耗多少个高能磷酸键？（）A.2B.3C. 4D.54. 大肠杆菌蛋白质生物合成中，下述过程除何者外都涉及GTP（或ATP）？（）A.氨酰-tRNA的形成B.氨酰-tRNA进入A部位C.核糖体沿mRNA移动D.肽键的生成5. 大肠杆菌核糖体大亚基的沉降系数是：（）A. 30SB. 40SC.50SD.60S6. 核糖体A位点的功能是：（）A. 活化氨基酸B. 催化肽键生成C. 从tRNA水解新生肽链D. 接受新进位的氨酰-tRNA7. 原核生物蛋白质生物合成中的起始AA-tRNA是（）。

A. Ala-tRNAB. Lys-tRNAC. fMet-tRNAD. Met-tRNA8. 蛋白质生物合成时，氨基酸的活化部位是（）。

A. 氨基B. 羧基C. 烷基D. 羟基9. 下面有关密码子的说法哪项是错误的？（）A. 一个密码子代表一个氨基酸，因此每种氨基酸只有一个密码子B. mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子C. AUG 既是甲硫氨酸的密码子又是起始密码子D. 有些密码子不代表任何氨基酸，有终止肽链合成的作用10. 若一个tRNA反密码子的第一位碱基是I时，它可以识别几个密码子？（）A. 1B. 2C. 3D. 411. 与mRNA的ACG密码子相对应的tRNA的反密码子是（）A. UGCB. CGUC. TGCD. CGT12. 真核生物在蛋白质生物合成中的启动AA-tRNA是：（）A.Leu-tRNAB.Ala-tRNAC.fMet-tRNAD. Met-tRNA13. 大肠杆菌蛋白质生物合成过程中使核糖体大小亚基保持分离状态的蛋白质因子是：A. IF1B.IF2C.IF3D.EF1三、判断题：1. 原核生物蛋白质合成中肽链延长所需的能量全部来源于A TP。