第12章 蛋白质的生物合成

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

菌、抑菌或抗肿瘤的作用；白喉毒素、干扰素等作用于特异的靶位点而干扰或抑制蛋白质的生物合成。

自测练习题

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

A．氨基酸必须活化成活性氨基酸

B．氨基酸的羧基被活化

C．20种编码氨基酸各自有相应的密码

D．活化的氨基酸靠相应的tRNA搬运到核糖体

E．tRNA的反密码子与mRNA上的密码子严格按碱基配对原则结合11．核糖体结合位点（ribosomal binding site，RBS）

A．也称Pribnow盒B．在原核生物mRNA上C．真核生物转录起点D．由Meselson-stahl首先发现E．在tRNA分子上

12．翻译延长的进位

A．指翻译起始复合物的生成

B．肽酰-tRNA进入P位

C．由延长因子EF-G带领，不需消耗能量

D．是下一位氨基酸的氨基酰-tRNA进入核糖体的A位

E．多肽链离开核糖体

13．翻译延长需要

A．氨基酰-tRNA转移酶B．磷酸化酶C．氨基酸合成酶

D．肽链聚合酶E．转肽酶

14．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的专一性B．相应氨基酰-tRNA合成酶的专一性

C．相应tRNA上的反密码D．相应mRNA中核苷酸排列顺序

E．相应rRNA的专一性

15．肽链合成终止的原因是

A．翻译到达mRNA的尽头

B．特异的tRNA识别终止密码

C．释放因子能识别终止密码子并进入A位

D．终止密码子本身具有酯酶功能，可水解肽酰基与tRNA之间的酯键

E．终止密码子部位有较大阻力，核糖体无法沿mRNA移动

16．蛋白质合成终止时，使多肽链从核糖体上释出的因素是

A．终止密码子B．转肽酶的酯酶活性C．释放因子

D．核糖体解聚E．延长因子

17．蛋白质合成中，有关肽链延长叙述正确的是

A．核糖体向mRNA5' 端移动三个核苷酸距离

B．肽酰-tRNA转位到核糖体的A位

C．GTP水解成GDP和H3PO4以提供能量

D．空载的tRNA从P位进入A位

E．ATP直接供能

18．多聚核糖体中每一核糖体

A．从mRNA的3' 端向5' 端前进B．可合成多条多肽链

C．可合成一条多肽链D．呈解离状态E．可被放线菌酮抑制19．氨基酸通过下列哪种化学键与tRNA结合

A．糖苷键B．酯键C．酰胺键D．磷酸酯键E．氢键20．信号肽的作用是

A．保护N-端的蛋氨酸残基B．引导分泌性蛋白进入内质网腔

C．保护蛋白质不被水解D．维护蛋白质的空间构象

E．传递蛋白质之间的信息

21．下列那一项是翻译后加工

A．加5' 端帽子结构B．加3' 端poly（A）尾C．酶的激活

D．酶的变构E．氨基酸残基的糖基化

22．干扰素抑制蛋白质生物合成是因为

A．活化蛋白激酶，而使eIF-2磷酸化B．抑制肽链延长因子

C．阻碍氨基酰-tRNA与小亚基结合D．抑制转肽酶

E．使核糖体60S亚基失活

23．下列哪一种物质抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合

A．土霉素B．氯霉素C．红霉素D．链霉素E．林可霉素24．哺乳动物细胞中蛋白质生物合成的主要部位在

A．细胞核B．线粒体C．核糖体D．高尔基复合体E．核仁25．靶向输送到细胞核的蛋白多肽链含有特异信号序列，下列叙述错误的是A．多肽链进细胞核定位后不被切除B．位于N末端

C．不同多肽链的特异信号序列无共同性

D．富含赖、精及脯氨酸E．也称为核定位序列

26．下列哪种物质直接抑制真核生物核糖体转肽酶

A．放线菌酮B．四环素C．土霉素D．链霉素和卡那霉素E．利福平27．氯霉素可抑制原核生物的蛋白质合成，其原因是

A．特异性的抑制肽链延长因子（EFT）的活性

B．与核糖体的大亚基结合，抑制转肽酶的活性，而阻断翻译延长过程

C．活化一种蛋白激酶，从而影响起始因子（IF）磷酸化

D．间接活化一种核酸内切酶使mRNA降解

E．阻碍氨基酰-tRNA与核糖体小亚基结合

28．白喉毒素的作用是

A．抑制信号肽酶

B．与位于内质网膜表面的受体蛋白结合

C．使延长因子-2（eEF-2）发生ADP糖基化而失活，阻断多肽链延长

D．加速肽酰-tRNA从A位移到P位，造成氨基酸缺失，从而生成无功能的蛋白质

E．通过抑制GTP和fMet-tRNA fMet在小亚基上的结合，抑制蛋白合成的起始29．出现在蛋白质分子中的氨基酸，下列哪一种没有遗传密码

A．色氨酸B．蛋氨酸C．谷胺酰胺D．脯氨酸E．羟脯氨酸30．在体内，氨基酸合成蛋白质时，其活化方式为

A．磷酸化B．与蛋氨酸结合C．生成氨基酰辅酶A

D．生成氨基酰-tRNA E．与起始因子结合

31．不属于蛋白质合成后加工修饰的过程为

A．肽链N端修饰B．亚基聚合C．疏水脂链的共价连接D．多肽链折叠为天然构象的蛋白质E．酶的变构调节

（二）B型题

A．进位B．成肽C．转位D．终止E．释放

1．氨基酰-tRNA进入核糖A位称为

2．肽酰-tRNA-mRNA与核糖体位置的相互变更称为

3．P位上的肽酰基与A位上的氨基酰-tRNA的氨基形成肽键称为A．链霉素B．氯霉素C．林可霉素D．嘌呤霉素E．白喉毒素4．对真核及原核生物蛋白质合成都有抑制作用的抗生素是

5．主要抑制真核细胞蛋白质合成的是

A．蛋白质6-磷酸甘露糖基化B．滞留信号序列C．囊泡

D．分泌小泡E．前体形式

6．靶向输送至溶酶体信号是

7．靶向输送至内质网的蛋白质多肽链C-端含

8．质膜蛋白质的靶向输送需要

A．信号肽B．信号肽酶C．信号肽识别颗粒

D．分泌性蛋白E．对接蛋白

9．有碱性N端、疏水核心和加工区三个区域的是

10．属于蛋白核酸复合体的是

A．肽键B．酯键C．氢键D．磷酸二酯键E．糖苷键11．核苷酸之间的连接键

12．氨基酸之间的连接键

13．碱基与核糖之间的连接键

14．氨基酸与tRNA之间的连接键

A．RNase抑制因子B．干扰素C．嘌呤霉素D．红霉素E．链霉素15．抑制RNase活性的是

16．能诱导合成2'-5' 寡聚腺苷酸的是

17．与酪氨酰-tRNA结构相似的是

（三）X型题

1．参与蛋白质合成的物质是

A．mRNA B．GTP C．转肽酶D．核糖体E．聚合酶

2．翻译后加工包括

A．剪切B．共价修饰C．亚基聚合D．加入辅基E．水解修饰3．蛋白质合成后可靶向运输到

A．留在胞液B．线粒体C．细胞核内D．内质网E．溶酶体4．引起读码错误的抗生素有

A．巴龙霉素B．链霉素C．潮霉素B D．新霉素E．嘌呤霉素5．真核生物的hnRNA要具有模板作用，必须进行

A．剪接B．首尾修饰C．插入稀有碱基

D．切除内含子E．碱基甲基化

6．关于S-D序列的叙述，正确的是

A．也称核糖体结合位点B．与16S rRNA 3' 端--UCCUCC--互补

C．碱基序列--AGGAGG--为核心D．位于起始密码上游

E．即起始序列

7．翻译的准确性与下列哪些因素有关

A．氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和相应tRNA都有高度特异性

B．氨基酰-tRNA分子中tRNA的反密码可通过碱基配对识别mRNA分子的遗传密码

C．氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性

D．延长因子EF-G有转肽酶活性

E．核糖体对氨基酰-tRNA的进位有校正功能

8．关于分子伴侣

A．高温应激可诱导该蛋白合成增加B．与分泌性蛋白同在

C．能加快多肽链折叠速度D．增加功能性蛋白折叠产率

E．可促进需折叠的多肽链折叠为天然构象的蛋白质

9．在蛋白质生物合成中

A．20种编码氨基酸是原料B．tRNA携带氨基酸

C．mRNA起模板作用D．rRNA是合成的场所

E．氨基酰-tRNA合成酶识别并结合相应的氨基酸和tRNA

10．干扰素的作用是

A．调解细胞生长分化B．激活免疫系统C．抗病毒

D．间接诱导核酸内切酶E．诱导使eIF-2磷酸化的蛋白激酶活化11．关于蛋白质二硫键异构酶

A．主要在内质网发挥作用B．促二硫键变构C．胞液中活性高D．催化错配的二硫键断裂并形成正确二硫键E．促蛋白质变性二、是非题

1．蛋白质生物合成所需的能量都由ATP直接供给。

2．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。

3．原核细胞新生肽链N端第一个氨基酸残基为fMet，真核细胞新生肽链N端为Met。

4．一种tRNA只能识别一种密码子。

5．每种生物都是有自己特有的一套遗传密码。

6．生物体的所有编码蛋白质的基因都是可以由DNA的核苷酸序列推导出蛋白质氨基酸序列。

7．蛋白质生物合成中核糖体沿mRNA的3'→5' 端移动。

8．在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨基酰-tRNA合成酶。

9．氨基酸活化时，在氨基酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗一个高能磷酸键。

10．每一种氨基酸都有两种以上密码子。

11．核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。

12．AUG既可作为fMet-tRNA fMet和Met-tRNA i Met相对应的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。

13．构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。

14．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。15．核定位序列位于N末端。

16．白喉毒素的作用是使延长因子-2（eEF-2）发生ADP糖基化而失活，阻断多肽链延长。

17．分子伴侣能加快多肽链折叠速度。

18．滞留信号是靶向输送至溶酶体信号。

三、填空题

1．遗传密码共有_______个，其中_______个为氨基酸编码，AUG既编码多肽

链中的_______，又作为多肽链合成的________。肽链合成的终止密码是_______，_______，_______。

2．蛋白质的生物合成是以_______为模板，以_______为原料直接供体，以_______为合成场所。

3．核糖体阅读mRNA密码子是从_______方向进行的，肽链合成是从_______方向进行的。

4．蛋白质生物合成终止需要_______因子，原核生物有____种，真核生物有____种。

5．原核生物的起始氨基酰-tRNA以_______表示，真核生物的起始氨基酰-tRNA 以________表示，延伸中的甲硫氨酰-tRNA以_______表示。

6．氨基酰-tRNA合成酶的专一性是指对_______和______两种底物都能高度特异识别；校正活性是_______的催化活性。

7．原核生物mRNA上的S-D序列又成为_______，紧接其后的小核苷酸序列可被_______辨认结合。

8．蛋白质合成后一级结构的修饰包括_______和_______。

9．蛋白质合成后空间结构的修饰包括_______和_______。

10．参与多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质有_______，_______，_______。

分子伴侣包括_______和_______两大类。

11．在形成氨基酰-tRNA时，由氨基酸的_______基与tRNA 3' 末端的_______基形成酯键。

12．肽链合成终止时，由_______识别并结合进入A位的_______，同时二者结合后触发核糖体构象改变，使_______酶活性转变为_______酶活性，水解酯键，释放合成的肽链。

13．蛋白质生物合成是耗能过程，延长时每个氨基酸活化为氨基酰-tRNA消耗_______个高能键，进位、转位各消耗_______个高能键，为保持蛋白质生物合成的高度保真性，任何步骤出现不正确连接都消耗能量而水解清除，因此每增加一个肽键平均需要消耗由GTP或ATP提供的_______个高能磷酸键。14．蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_______，_______，_______。

15．由许多核糖体连接到一个mRNA分子上形成的复合物称为_______。16．原核生物的释放因子有三种，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。

四、名词解释

1．translation

2．codon

3．ORF

4．degeneracy

5．wobble base pairing

6．ribosomal cycle

7．registration

8．posttranslational modification

9．molecular chaperon

10．signal sequence

11．signal peptide

12．NLS

13．S-D sequence

14．polysome

15．SRP

16．protein targeting

五、问答题

1．何谓遗传密码？有何特点?

2．真核生物翻译后修饰有哪些方式?

3．简述氨基酸活化及相关酶的作用特点。

4．原核生物和真核生物翻译过程有何异同?

5．为什么嘌呤霉素可抑制蛋白质的生物合成?

6．干扰素干扰蛋白质生物合成的机制是什么?

7．原核生物mRNA在核糖体小亚基上如何准确定位?

8．简述抗生素与毒素的种类及其作用机制。

9．简述各种RNA在蛋白质生物合成中的功能。

10．试述蛋白质生物合成过程的忠实性是如何保持的？

11．原核生物蛋白质合成起始复合物有哪些成份组成？该复合物的形成过程。12．简述蛋白质生物合成过程的延长过程。

参考答案

一、选择题

（一）A型题

1．B 2．E 3．B 4．A 5．C 6．C 7．A 8．D 9．E 10．E 11．B 12．D 13．E 14．D 15．C 16．B 17．C 18．C 19．B 20．B 21．E 22．A 23．A 24．C 25．B 26．A 27．B 28．C 29．E 30．D 31．E

（二）B型题

1．A 2．C 3．B 4．D 5．E 6．A 7．B 8．C 9．A 10．C 11．D 12．A 13．E 14．B 15．A 16．B 17．C

（三）X型题

1．ABCD 2．BCDE 3．ABCDE 4．ABCD 5．ABD 6．ABCD 7．ABCE 8．ABDE 9．ABCE 10．ABCDE 11．AD

二、是非题

1．B 2．B 3．A 4．B 5．B 6．B 7．B

8．A 9．B 10．B 11．B 12．A 13．B 14．A 15．B 16．A 17．B 18．B

三、填空题

1．64 61 甲硫氨酸起始信号UAA UAG UGA

2．mRNA氨基酰-tRNA 核糖体

3．5'→3' N端→C端

4．释放因子 3 1

5．fMet-tRNA fMet Met-tRNAi Met Met-tRNA Met

6．氨基酸tRNA 水解酯酶

7．核糖体结合位点核糖体小亚基蛋白rpS-1

8．肽链水解化学修饰

9．亚基聚合辅基连接

10．分子伴侣蛋白质二硫键异构酶肽-脯氨酰顺反异构酶

核糖体结合性分子伴侣非核糖体结合性分子伴侣

11．α-羧羟

12．释放因子终止密码子转肽酯

13．2 1 5

14．丝氨酸苏氨酸酪氨酸

15．多核糖体

16．UAA UAG UAA UGA eRF

四、名词解释

1．translation—翻译，即蛋白质的生物合成。是细胞内以mRNA为模板，按照mRNA分子中由核苷酸组成的密码信息合成蛋白质的过程。其本质是将mRNA分子中4种核苷酸序列编码的遗传信息（核酸语言），解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序（蛋白质语言）。

2．codon—密码子，在mRNA的开放阅读框架区，每三个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸或肽链合成的其它信息，这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。共64个密码子，其阅读方向是5'→3'。

3．ORF—开放读码框架，从mRNA 5' 端起始密码子AUG到3' 端终止密码子之间的核苷酸序列。

4．degeneracy—简并性，一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其编码，这一特性称为遗传密码的简并性。为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并密码子，也称同义密码子。多数情况下，同义密码子的头两位碱基相同，仅第三位碱基有差异。

5．wobble base pairing—摆动配对，mRNA密码子的第3位碱基与tRNA反密码子的第1位碱基之间常出现不严格遵守碱基互补配对规律的现象，称为摆动配对。

6．ribosomal cycle—核糖体循环，指肽链合成的延长阶段经进位、成肽和转位三个步骤而使氨基酸依次进入核糖体并聚合成多肽链的过程。这一过程在核糖体上连续循环进行直至终止称为核糖体循环。每次核糖体循环肽链从N端向C端增加一个氨基酸残基。广义的核糖体循环是指翻译的全过程。7．registration—注册，也称进位，是指一个氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令进入并结合到核糖体A位的过程。

8．posttranslational modification—翻译后修饰，新生多肽链不具备蛋白质的生物学功能，必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这一加工过程称为翻译后修饰。包括多肽链折叠为天然的三维构象及对肽链一级结构和空间结构的修饰等。

9．molecular chaperon—分子伴侣，是细胞内的一类可识别肽链的非天然构象、促进各功能域和整体蛋白质正确折叠的保守蛋白质。

10．signal sequence—信号序列，所有靶向输送的蛋白质结构中都存在分选信号，主要是N端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞适当靶部位的这类序列称为信号序列。

11．signal peptide—信号肽，多数靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋白质，其肽链的N端有一长度为13-36个氨基酸残基的信号序列称为信号肽。12．NLS—核定位序列，所有靶向输送到细胞核的蛋白质其多肽链内含有特异信号序列，称为核定位序列。NLS是含4-8个氨基酸残基的短序列，富含带正电荷的赖氨酸、精氨酸和脯氨酸，可位于肽链的不同部位。NLS在蛋白质进核定位后不被切除。

13．S-D sequence—S-D序列，又成核糖体结合位点（RBS），存在于原核生物mRNA起始AUG密码上游约8-13个核苷酸部位，存在4-9个核苷酸的一致序列，富含嘌呤碱基，如-AGGAGG-，称为Shine-Dalgarno序列，简称S-D 序列。此与原核生物核糖体小亚基16S-rRNA 3' 端富含嘧啶的短序列，如-UCCUCC-可配对结合，通过这种RNA-RNA相互作用，mRNA序列上的起始AUG即可在核糖体小亚基上准确定位而形成复合体。14．polysome—多聚核糖体，是指多个核糖体结合在一条mRNA链上，同时进行多肽链的合成（翻译）所形成的聚合物。多聚核糖体的形成可以使蛋白质合成以高速度、高效率进行。

15．SRP—信号肽识别颗粒，由6个多肽亚基和1分子7S-RNA组成的复合体。

可同时与新生肽链的信号肽及核蛋白体结合，具有GTP酶活性，能引导新生肽链识别并结合到内质网膜上。

16．protein targeting—蛋白质靶向输送，蛋白质合成后被定向输送到其发挥作用的靶部位的过程。

五、问答题

1．何谓遗传密码？有何特点?

答：遗传密码是存在于mRNA开放阅读框架区的三联体形式的核苷酸序列。

由A、G、C、U四种碱基组成64个三联体密码子，其中AUG编码甲硫氨酸和作为多肽链合成的起始信号；UAA、UAG 、UGA作为多肽链合成的终止信号；其余61个密码分别编码不同的氨基酸。

遗传密码具有以下特点：（1）方向性。密码子及组成密码子的各碱基在

mRNA序列中的排列具有方向性，翻译时的阅读方向是5'→3'，即读码从mRNA的起始密码子AUG开始，按5'→3'的方向逐一阅读，直至终止密码子。mRNA开放阅读框架中5'→3'的核苷酸排列顺序决定了蛋白质多肽链氨基酸从N端到C端的排列顺序。（2）连续性。mRNA序列上的各密码子及密码子的各碱基是连续排列的，密码子及密码子的各碱基之间没有间隔，即具有无标点性。翻译时从起始密码子AUG开始向3' 端连续读码，每次读码时每个碱基只读一次，不重叠阅读。（3）简并性。一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码的特性称为遗传密码的简并性。64个密码子中，除甲硫氨酸和色氨酸只对应1个密码子外，其它氨基酸都有2、3、4或6个密码子为之编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并密码子或同义密码子。多数情况下，同义密码子的头两位碱基相同，仅第三位碱基有差别。

（4）通用性。除动物细胞的线粒体和植物细胞的叶绿体外，几乎生物界所有物种都使用同一套遗传密码即通用密码。（5）摆动性。mRNA密码子的第3位碱基和tRNA反密码子的第1位碱基之间不严格遵守碱基互补配对规律的现象称为摆动配对。如tRNA反密码子的第1位碱基若是I（次黄嘌呤），可以和mRNA密码子的第3位的A、U或C配对等。

2．真核生物翻译后修饰有哪些方式?

答：新生多肽链不具备蛋白质的生物活性，必须经过复杂的加工修饰才能转变为有天然构象的功能蛋白质。真核生物翻译后修饰包括多肽链折叠为天然的三维构象及对肽链一级结构的修饰、空间结构的修饰等。（1）多肽链折叠为天然构象的蛋白质。需要以下酶或蛋白质因子的辅助：①分子伴侣：识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质正确折叠；②蛋白质二硫键异构酶：催化多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成或催化错配的二硫键断裂并形成正确的二硫键，使蛋白质形成天然构象；③肽-脯氨酰顺反异构酶：是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需要形成顺式构型时，可使多肽链在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。（2）蛋白质一级结构的修饰主要是肽键水解和化学修饰。水解主要是切除肽链N端和C端的部分序列。此外，水解加工使某些无活性的蛋白前体经蛋白酶水解生成有活性的蛋白质、多肽或小分子活性肽类；化学修饰可对蛋白质分子中的氨基酸残基进行多种化学修饰，包括糖基化、羟基化、甲基化、磷酸化、二硫键形成、亲脂性修饰等。

（3）空间结构的修饰包括亚基聚合和辅基连接。具有四级结构的蛋白质各

亚基之间通过非共价键聚合形成寡聚体才能发挥作用；结合蛋白合成后需要结合相应的辅基才能成为天然功能的蛋白质。

3．简述氨基酸的活化及相关酶的作用特点。

答：氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程称为氨基酸的活化。

由氨基酰-tRNA合成酶催化。其反应如下：

氨基酸+ ATP-E → 氨基酰-AMP-E + PPi

氨基酰-AMP-E + tRNA → 氨基酰-tRNA + AMP + E

该酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。另外还具有较正活性，即可将反应任一步骤中出现的错配加以改正。此酶对维持蛋白质合成高度保真性是必不可少的。

4．原核生物和真核生物翻译过程有何异同?

答：相同点：（1）底物相同（20种编码氨基酸）；（2）搬运氨基酸的工具均是tRNA；（3）模板（mRNA）；（4）合成场所（核蛋白体）；（5）掺入肽链前需氨基酸活化；（6）化学键（肽键）；（7）合成过程（三个阶段）；

（8）聚合方向（N端→C端）；（9）产物（多肽链）；（10）通用一套遗传密码；（11）需消耗能量；（12）需酶和蛋白质因子参与；（13）需无机

+；（14）需翻译后加工；（15）多聚核蛋白体现象。

离子Mg2+

5．为什么嘌呤霉素可抑制蛋白质的生物合成?

答：嘌呤霉素结构与酪氨酰-tRNA相似，在翻译中可取代某些氨基酰-tRNA 而进入核糖体的A位，但延长中的肽酰-嘌呤霉素容易从核糖体脱落，中断肽链合成。

6．干扰素干扰蛋白质生物合成的机制是什么?

答：干扰素是真核细胞感染病毒后分泌的一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。机制是：（1）干扰素在某些病毒dsRNA存在下，诱导特异蛋白激酶活化，此活化的蛋白激酶使真核eIF-2磷酸化而失活，从而抑制病毒蛋白质合成。（2）与dsRNA共同活化特殊的2'-5'寡聚腺苷酸合成酶，以ATP为原料合成2'-5'寡聚腺苷酸（2'-5'A），2'-5'A可活化RNaseL，后者使病毒mRNA发生降解从而阻断病毒蛋白质合成。

7．原核生物mRNA在核糖体小亚基上如何准确定位?

答：原核生物mRNA在核糖体小亚基上准确定位结合涉及两种机制：（1）在各种mRNA起始AUG密码上游约8-13个核苷酸部位，存在一段由4-9个核苷酸组成的一致序列，富含嘌呤碱基，如-AGGAGG-，称为S-D序列，又称核糖体结合位点。此与原核生物核糖体小亚基16S-rRNA3' 端富含嘧啶的短序列，如-UCCUCC-可配对结合，以促使mRNA与小亚基结合。（2）mRNA序列上紧接S-D序列后的小段核苷酸序列，可被核糖体小亚基蛋白

rpS-1识别并结合。通过以上RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用，mRNA序列上的起始AUG即可在核糖体小亚基上准确定位而形成复合体。

8．简述抗生素与毒素的种类及其作用机制。

答：（1）抗生素：是一类由某些真菌、细菌等微生物产生的药物，有抑制其它微生物生长或杀死其它微生物的能力，对宿主无毒性的抗生素可用于预防和治疗人、动物和植物的感染性疾病。包括影响翻译起始的抗生素和影响翻译延长的抗生素（如干扰进位的抗生素、引起读码错误的抗生素、影响肽键形成的抗生素、影响转位的抗生素）。

作用机制：

（2）毒素：包括白喉毒素和蓖麻蛋白。

作用机制：白喉毒素作为一种修饰酶，可使eEF-2发生ADP糖基化共价修饰，生成eEF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，使eEF-2失活。蓖麻蛋白可作用于真核生物核糖体大亚基的28S rRNA，催化其中特异腺苷酸发生脱嘌呤基反应，使28S rRNA降解，使核糖体大亚基失活。

9．简述各种RNA在蛋白质生物合成中的功能。

答：mRNA是蛋白质生物合成的直接模板，以三联体密码的方式将遗传信息从核酸传递给蛋白质，转变为蛋白质一级结构信息。tRNA是氨基酸的运载工具，以氨基酰-tRNA的形式将底物氨基酸搬运至核糖体上生成肽链。rRNA 与核内蛋白质结合组成核糖体，作为蛋白质生物合成的场所。

10．试述蛋白质生物合成过程的忠实性是如何保持的。

答：（1）氨基酸活化成为氨基酰-tRNA的过程由氨基酰-tRNA合成酶催化，该酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性，此外还有校正活性即将任何错误的氨基酰-AMP-E或氨基酰-tRNA的酯键水解，再换上与密码子相对应的

氨基酸。这样使氨基酰-tRNA分子中tRNA的反密码子通过碱基配对识别mRNA分子上的密码子，使氨基酸按mRNA信息的指导“对号入座”，保证了从核酸到蛋白质的遗传信息传递的准确性。（2）核糖体对氨基酰-tRNA的进位有校正作用。只有正确的氨基酰-tRNA能发生反密码子-密码子适当配对而进入A位。反之，错误的氨基酰-tRNA因反密码子-密码子配对不能及时发生而从A位解离。这是维持蛋白质生物合成的高度保真性的另一重要机制。

11．原核生物蛋白质合成起始复合物有哪些成份组成？该复合物的形成过程。

答：原核生物蛋白质合成翻译起始复合物由完整核糖体、mRNA和fMet-tRNA fMet组成。其形成过程分为如下阶段：（1）核糖体大、小亚基分离。IF-3、IF-1与核糖体小亚基结合，促进大、小亚基分离。为mRNA和起始氨基酰-tRNA与小亚基结合做准备。（2）mRNA在核糖体小亚基上定位结合。涉及两种机制：①在各种mRNA起始AUG密码上游存在富含嘌呤碱基的S-D序列，又称核糖体结合位点。与原核生物核糖体小亚基16S-rRNA3' 端富含嘧啶的短序列配对结合，促使mRNA与小亚基结合。②紧接S-D序列的小段核苷酸序列，可被核糖体小亚基蛋白rpS-1识别并结合。通过以上RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用，mRNA序列上的起始AUG即可在核糖体小亚基上准确定位而形成复合体。（3）fMet-tRNA fMet的结合。翻译起始时A位被IF-1占据，fMet-tRNA fMet与结合了GTP的IF-2一起，识别并结合对应于小亚基P位的mRNA序列上的起始密码子AUG。（4）核糖体大亚基结合。结合了mRNA和fMet-tRNA fMet的小亚基与核糖体大亚基结合，同时与IF-2结合的GTP 水解，释放的能量促进三种IF释放，形成由完整核糖体、mRNA和fMet-tRNA fMet组成的翻译起始复合物。

12．简述蛋白质生物合成过程的延长过程。

答：蛋白质生物合成过程的延长阶段又成核糖体循环，每个循环分进位、成肽、转位三步。（1）进位（又称注册），即氨基酰-tRNA进入核糖体A位的过程，需要延长因子EF-T参与。进位完成后，核糖体P位有起始氨基酰-tRNA （原核生物为fMet-tRNA fMet、真核生物为Met-tRNAi Met）（第二轮以后则为肽酰-tRNA）。（2）成肽。在转肽酶的催化下，核糖体P位上的起始氨基酰-tRNA的N-甲酰甲硫氨酰基（原核生物）（真核生物为甲硫氨酰基）或肽酰-tRNA的肽酰基转移到A位并与A位上氨基酰-tRNA的α-氨基结合形成

肽键，肽链延长一个氨基酸残基。成肽反应在A位上进行，成肽后肽酰-tRNA 占据核糖体A位，卸载的tRNA留在P位。（3）转位。在转位酶的催化下，核糖体向mRNA的3' 端移动一个密码子的距离，使mRNA序列上的下一个密码子进入核糖体的A位，而占据A位的肽酰-tRNA移入P位，卸载的tRNA移入E位。转位后A位留空并对应下一组三联体密码，准备下一轮核糖体循环。

（苏娇）

第十五章：蛋白质的生物合成.doc

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

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)

蛋白质的生物合成习题与参考答案

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

生物化学简明教程第四版15章蛋白质的生物合成

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、

12-生物化学习题与解析--蛋白质的生物合成

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

生物化学简明教程第四版15章蛋白质的生物合成

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、

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

蛋白质的生物合成及转运

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

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(精)

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。

第15章 蛋白质生物合成(重点、难点内容)

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

第十二章蛋白质的生物合成60736

第十二章蛋白质的生物合成（翻译） 时间:2011-06-29 10:38来源:济宁医学院生化教研室作者:管理员点击: 224 次 【测试题】一、名词解释 1.翻译 2.密码子 3.反密码子 4.密码的摆动性 5.核蛋白体循环 6.移码突变7.信号肽8.SD序列9.翻译后加工10.多核蛋白体11.密码的简并性12.起始者tRNA 13.干扰素14.抗生素15.转肽酶16.转位酶17.核蛋白体的A位18.核蛋白体的P 【测试题】 一、名词解释 1.翻译 2.密码子 3.反密码子 4.密码的摆动性 5.核蛋白体循环 6.移码突变 7.信号肽 8.SD序列 9.翻译后加工 10.多核蛋白体 11.密码的简并性 12.起始者tRNA 13.干扰素 14.抗生素 15.转肽酶 16.转位酶 17.核蛋白体的A位 18.核蛋白体的P位 19.蛋白质的靶向输送 20.SRP 二、填空题 21.在蛋白质生物合成中，mRNA起____作用，tRNA起____作用，由rRNA与蛋白质组成的核蛋 白体起____. 22.合成蛋白质的原料是____ ,有____种。 23.密码子有____个，其中编码氨基酸的密码子有____个，起始密码子是____，终止密码子是____、 ____、____。 24.密码子的阅读方向是____，多肽链合成的方向是____。 25.翻译的延长包括____、____和____三个连续的步骤。 26.原核生物和真核生物翻译起始复合物生成区别在于第二步，原核生物先生成____，真核生物先生 成____。 27.翻译延长的注册也称进位，是指____进入____位。 28.转肽酶位于核蛋白体的____上，该酶催化____键的形成，另外还有____酶活性。 29.密码子为AUG，与其对应的反密码子是5′____3′。 30.蛋白质生物合成终止需要____因子和____因子，能辨认终止密码，促使肽链从核蛋白 体上释放下来的是____ 因子，能把mRNA从核蛋白体上释放出来的是____因子。