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
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三个碱基编码一个氨基酸。所以叫三联体密码或密码子(codon)。
首先介绍一下生物化学方面的证明。1961年Nirenberg等用大肠杆菌无细胞体系，外加20种标记氨基酸混合物及Poly U，经保温反应后，发现只有苯丙氨酸的多聚体。显然Poly U起了信使RNA的作用。所以UUU是编码苯丙氨酸的密码子。
进一步，Nirenberg和Ochoa等用Poly UG和Poly AC重复上述类似实验，发现标记氨基酸掺入新合成的肽链的频率与按统计学方法推算出的多核苷酸中三联体密码出现的频率相符合(表12-1)。应用这种方法，很快确定了为20种氨基酸编码的全部密码子。
*以UUU的出现频率为100计。
进一步要解决的问题是密码子中三个碱基的排列次序问题。1964年Nirenberg等应用大肠杆菌核糖体与人工合成的多聚核苷酸、Mg2+及一种与人工模板上密码子相对应的氨酰-tRNA(只缺GTP)一起保温。由于反应体系中无GTP，掺入的氨基酸不可能形成多肽。应用这种方法，发现具有密码子功能的最短链为三核苷酸，最有效的是3′-OH和5′-磷酸基的三核苷酸。3′-磷酸基为末端的三核苷酸无模板功能。所以密码子的读法是有方向的。如pGpUpU对缬氨酸专一，而UpUpGp却对亮氨酸专一。
当应用合成的三核苷酸重复序列作模板时，得到很有意义的结果。如以Po1y UUC作模板时，得到的产物是三种不同的多肽：多聚苯丙氨酸、多聚丝氨酸和多聚亮氨酸。这是因为从不同的碱基开始阅读密码所引起的：
UUC-UUC-UUC-UUC-UUC——编码苯丙氨酸
UCU-UCU-UCU-UCU-UCU——编码丝氨酸
CUU-CUU-CUU-CUU-CUU——编码亮氨酸
表12-2列出了应用带有重复序列的人工合成的多核苷酸模板与掺入的氨基酸之间的关系。
应用上述方法，仅用了4年时间，于1965年完全确定了编码20种天然氨基酸的60多组密码子，编出了遗传密码字典(表12-3)。
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表12-3 遗传密码字典*
*密码子的阅读方向5′→3′，AUG为起始密码子。
用遗传学方法也证明了遗传信息是三联体密码。用某些吖啶染料可以引起T4噬菌体DNA插入或删去1、2或3个碱基。实验的原理可用假设的噬菌体DNA加以说明。
删去碱基的数目：
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0 CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT
1 CA T CTC A TC A TC A TC A TC A TC
↓
A
2 CA T CTC ACA TCA TCA TCA TCA
↓↓
A T
3 CA T CTC ACA TA T CA T CA T CA T
↓↓↓
A T C
当删去一个碱基A时，从这一点以后的密码就发生了差错。删去两个碱基时，情形也如此。但是删去三个碱基时，情况就不同了。最先也形成几组错误的密码子，但以后又恢复正常。前面两类突变往往使基因产物全部失去活力，而第三种突变类型使基因产物仍具有一定活力。这只能用遗传密码是三联体这个事实来加以解释。
二、遗传密码的基本特性
1．密码无标点符号即两个密码子之间没有任何起标点符号作用的密码子加以隔开，因此，要正确阅读密码必须按一定的读码框架从一个正确的起点开始，一个不漏地挨着读下去，直至碰到终止信号。若插入或删去一个碱基，就会使这以后的读码发生错误，这称为移码。由移码引起的突变称为移码突变。
2．一般情形下遗传密码不重叠假设mRNA上的核苷酸序列为ABCDEFGHIJKL……，按不重叠规则读码时应读为ABC DEF GHI JKL等，每三个碱基编码一个氨基酸，碱基的使用不发生重复：
…aa1…. .aa2……aa3…..aa4….
如果按完全重叠规则读码，则应该是ABC编码aa1，BCD编码aa2，CDE编码aa3，……。目前已经证明，在绝大多数生物中，读码规则是不重叠的。
3．密码的简并性(Clegeneracy) 大多数氨基酸都可以具有几组不同的密码子，如UUA、UUG，CUU、CUC、CUA及CUG6组密码子都编码亮氨酸。这一现象称为密码的简并。可以编码相同氨基酸的密码子称为同义密码子(synonymcodon)。只有色氨酸及甲硫氨酸只有一个密码子(表12-4)。密码的简并性在生物物种的稳定性上具有一定意义。
4．密码子中第三位碱基具有较小的专一性密码的简并性往往只涉及第三位碱基。如丙氨酸有4组密码子：GCU、GCC、GCA、GCG，前两位碱基都相同，均为GC，只是第三位不相同。已经证明，密码子的专一性主要由前两位碱基决定，第三位碱基的重要性不大。Crick对第三位碱基的这一特性给予一个专门的术语，称为“摆动性”。当第三位碱基发生突变时，仍能翻译出正确的氨基酸来，从而使合成的多肽仍具有生物学活力。特别应该指出的是：tRNA的反密码子中，除A、U、G、C4种碱基外，还经常出现次黄嘌呤I。次黄嘌
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表12-4 氨基酸密码子的简并
呤的特点是，与U、A、C三者之间都可以配对，这就使得凡带有I碱基的反密码子都具有阅读mRNA上密码子的非凡能力，从而减少了由于遗传密码突变而引起的误差。这一点已经得到实验证明。酵母tRNA Ala的反密码子为IGC，可阅读GCU、GCC、GCA几组密码子：反密码子：3′-C-G-I-5′3′-C-G-I-5′3′-C-G-I-5′
：：：：：：：：：
密码子：5′-G-C-U-3′5′-G-C-C-3′5′-G-C-A-3′
tRNA反密码子上的G、U可分别与密码子上的U、C和G、A配对(表12-5)。
5．64组密码子中，有三组不编码任何氨基酸，而是多肽合成的终止密码子(termination codon) 终止密码子为UAG、UAA、UGA。另外一组密码子AUG既是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子(initiation codon)。
6．密码近于完全通用所谓密码的通用性是指各种高等和低等的生物(包括病毒、细菌及真核生物等)在多大程度上可共用同一套
密码。较早时，曾认为密码是完全通用的。
表12-5 密码子与反密码子之间的碱基对让兔网织红血球的核糖体与大肠杆菌的氨酰Array -tRNA及其他蛋白质合成因子一起进行反应时，
合成的是血红蛋白，说明大肠杆菌tRNA上的反
密码子可以正确阅读血红蛋白mRNA上的信息。
这样的交叉试验也在豚鼠和南非爪蛙等其他生
物中进行过，都证明了密码的通用性。
但是最近的一些发现对密码的通用性提出
了质疑。线粒体DNA中的编码情形显然违背了
遗传密码的通用性。如人线粒体中
UGA不再是终止密码子，而编码色氨酸。表12-6列出了人线粒体基因组编码的特点。
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酵母线粒体、原生动物纤毛虫也有类似情形。所以结论应该是：遗传密码并非是绝对通用的，而是近于完全通用的。
表12-6 人线粒体DNA中密码编制特点
第二节蛋白质合成的分子基础
氨基酸是在核糖体上加入到多肽链中的。在与mRNA作用之前，氨基酸先共价地与转运RNA(transfer RNA，tRNA)形成氨酰-tRNA。氨酰-tRNA结合到mRNA的特殊位点上。mRNA含有遗传密码的信息，用于指导特定氨基酸序列多肽链的合成。一个核糖体结合到一个mRNA分子合成起始序列上，并由此开始读码，沿着密码序列合成一条多肽链。读码的方向是从mRNA的5′到3′，而合成出来的多肽则是从氨基端到羧基端。通常，一个mRNA分子上可结合有多个不同时间开始翻译的核糖体，这样的结构称为多聚核糖体(polysome)。在原核细胞中，mRNA的转录与多肽的翻译是同时进行的，如图12-1所示，可见在染色体DNA分子上，有多条正在转录的mRNA分子，每个分子上都结合有多个正在进行翻译的核糖体。真核生物的转录与翻译是在不同的地方进行的，核糖体可以自由地存在于细胞质中，或者与内质网膜结合。RNA分子在蛋白质的合成中起着举足轻重的作用，除了mRNA和tRNA，核糖体还含有核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）。
一、mRNA是蛋白质合成的模板
Jacob F.和Monod J.早在1961年就已提出mRNA的概念。他们认为，既然蛋白质是在细胞质中合成的，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。他们研究大肠杆菌中与乳糖代谢有关酶类的生物合成时发现诱导物，如异丙基硫代半乳糖苷(β-isopropylthiogalactoside)的加入，可以立刻使酶蛋白的合成速度增加上千倍。而诱导物一旦消失，又可使酶蛋白的合成立刻停止。这个实验结果给人的启示是：蛋白质合成的模板是一种不稳定的物质，其半寿期很短。他们对这种信使物质的性质作了如下的预言：
①信使是一种多核苷酸。
②信使的碱基组成应与相应的DNA的碱基组成相一致。
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③信使的长度应是不同的，因为由它们所编码的多肽链的长度是不同的。
④在多肽合成时信使应与核糖体作短暂的结合。
图12-1 大肠杆菌中mRNA的转录与多肽的翻译是同时进行的
A为多聚核糖体的电镜照片
⑤信使的半寿期很短，所以信使的合成速度应该是很快的。
所以，这样的信使可能是一种RNA。但是当时已发现的两种RNA都不具备这些特性。各种生物的rRNA的大小差异不大，碱基组成的变化也不大。tRNA除了有与rRNA相同的问题以外，它们的分子也太小，所以这两种RNA都不能胜任信使的功能。可喜的是当时已有人提出过，认为细胞中有可能存在第三种RNA。被噬菌体T2感染后的大肠杆菌中，有人发现有一种新的RNA，它的代谢速度极快，分子的大小也参差不齐，碱基组成又与T2DNA相一致。这些特性都符合信使分子的要求。
mRNA的概念提出后，还必须要用实验来证明这种概念是否正确。Brenner S.，Jacob F.和Monod M.等人设计了一组实验：用噬菌体T2感染大肠杆菌后，发现几乎所有在细胞内合成的蛋白质都不再是细胞本身的蛋白质，而是噬菌体所编码的蛋白质，这些蛋白质的合成速度与细胞总RNA的合成速度无关；T2感染后不久，细胞中出现了少量半寿期很短的RNA，它们的碱基组成与T2DNA是一致的。上述这些特性都与他们预言的信使分子特性十分符合。他们将大肠杆菌接种在含有重标记(15N和12C)的培养基上，再用T2感染。感染后立刻将
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生物化学试题库及其答案――蛋白质的生物合成(优.选)
一、选择题 1．下列有关mRAN的论述，正确的一项是（） 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3′→5′ 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（） A、AUG B、AUI C、ACU D、GUA 3．下列密码子中，终止密码子是（） A、UUA B、UGA C、UGU D、UAU 4．下列密码子中，属于起始密码子的是（） A、AUG B、AUU C、AUC D、GAG 5．下列有关密码子的叙述，错误的一项是（） A、密码子阅读是有特定起始位点的 B、密码子阅读无间断性 C、密码子都具有简并性 D、密码子对生物界具有通用性 6．密码子变偶性叙述中，不恰当的一项是（） A、密码子中的第三位碱基专一性较小，所以密码子的专一性完全由前两位决定 B、第三位碱基如果发生了突变如A G、C U，由于密码子的简并性与变 偶性特点，使之仍能翻译出正确的氨基酸来，从而使蛋白质的生物学功能不变 C、次黄嘌呤经常出现在反密码子的第三位，使之具有更广泛的阅读能力，（I-U、 I-C、I-A）从而可减少由于点突变引起的误差 D、几乎有密码子可用或表示，其意义为密码子专一性主要由头两个 碱基决定 7．关于核糖体叙述不恰当的一项是（） A、核糖体是由多种酶缔合而成的能够协调活动共同完成翻译工作的多酶复合体 B、核糖体中的各种酶单独存在（解聚体）时，同样具有相应的功能 C、在核糖体的大亚基上存在着肽酰基（P）位点和氨酰基（A）位点 D、在核糖体大亚基上含有肽酰转移酶及能与各种起始因子，延伸因子，释放因 子和各种酶相结合的位点 8．tRNA的叙述中，哪一项不恰当（） A、tRNA在蛋白质合成中转运活化了的氨基酸 B、起始tRNA在真核原核生物中仅用于蛋白质合成的起始作用 C、除起始tRNA外，其余tRNA是蛋白质合成延伸中起作用，统称为延伸tRNA D、原核与真核生物中的起始tRNA均为fMet-tRNA 9．tRNA结构与功能紧密相关，下列叙述哪一项不恰当（）
蛋白质的合成、加工
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。 羟基化：最常见的是内质网上合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基体的转运过程中发生的，它由不同的酶来催化，把软脂酸链共价地连接在某些跨膜蛋白的暴露在细胞质基质中的结构域。 磷酸化与去磷酸化：蛋白磷酸化与去磷酸化参与代谢调控和信号转导以及蛋白与蛋白之间的相互作用。（PDGF受体的酪氨酸残基经过自身磷酸化后才与细胞质定位蛋白质结合。） 亲脂修饰：最常见的亲脂修饰是酰化和异戊二烯化。蛋白质亲脂修饰后可以改变膜结合能力和特定的蛋白与蛋白之间的相互作用。N-豆蔻酰化（豆蔻酸以酰酰氨键形式共价连在肽链N 端的残基上）能增加特定G蛋白的α亚基对膜结合的β、γ亚基的亲和力。 甲基化：通过甲基转移酶进行。天冬氨酸的甲基化能促进已破坏蛋白的修复或降解，在2，3-二磷酸核酮糖羧化酶（rihilose-2,3-biosphosphate carboxylase）、钙调蛋白（calmodulin）、组氨酸（histone）、某些核糖体蛋白和细胞色素C中都有甲基化的赖氨酸残基。 二硫键形成：二硫键通常只发现于分泌蛋白（如胰岛素）和某些膜蛋白中，在细胞质中由于有各种还原性物质，所以细胞质蛋白没有二硫键。因为内质网腔是一个非还原性环境，所以粗糙内质网上的新生肽只暂时形成二硫键。当新生肽进入内质网腔时，一些肽链可能会按氨基酸次序依次暂时形成二硫键，但最终会通过交换二硫键位置的形式形成正确的结构，内质网中可能还有一种二硫键异构酶催化该过程。 3 蛋白质的分选和转运
生物化学蛋白质的结构与功能试题及答案
第一章蛋白质的结构与功能 [测试题] 一、名词解释：1．氨基酸 2．肽 3．肽键 4．肽键平面 5．蛋白质一级结构 6．α-螺旋 7．模序 8．次级键 9．结构域 10．亚基 11．协同效应 12．蛋白质等电点 13．蛋白质的变性 14．蛋白质的沉淀 15．电泳 16．透析 17．层析 18．沉降系数 19．双缩脲反应 20．谷胱甘肽 二、填空题 21．在各种蛋白质分子中，含量比较相近的元素是____，测得某蛋白质样品含氮量为15.2克，该样品白质含量应为____克。 22．组成蛋白质的基本单位是____，它们的结构均为____，它们之间靠____键彼此连接而形成的物质称为____。 23．由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带____电荷，在碱性溶液中带____电荷，因此，氨基酸是____电解质。当所带的正、负电荷相等时，氨基酸成为____离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的____。 24．决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。25．蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 26．维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 27．稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 28．构成蛋白质的氨基酸有____种，除____外都有旋光性。其中碱性氨基酸有____，____，____。酸性氨基酸有____，____。 29．电泳法分离蛋白质主要根据在某一pH值条件下，蛋白质所带的净电荷____而达到分离的目的，还和蛋白质的____及____有一定关系。 30．蛋白质在pI时以____离子的形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以____离子形式存在，在pH 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 一、蛋白质的合成 1、核糖体是合成蛋白质的机器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白质。 2、游离核糖体游离于胞质中，合成细胞内的基础蛋白质；附着核糖体，附着在内质网表面，构 成粗面内质网的核糖体，合成分泌蛋白和膜蛋白。 3、蛋白质合成的一般过程： 1）氨基酸的活化。氨基酸和tRNA在氨酰一tRNA合成酶作用下合成活化的氨酰一 tRNA。2）起始、延伸和终止。3）蛋白质合成后的加工。肽链N端Met的去除； 氨基酸残基的化学修饰，乙酰化、甲基化、磷酸化等；肽链的折叠；二硫键的形成。 二、蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运 1、信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网的合成。 1）信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网 腔。 2）新生分泌性蛋白质多肽链在胞质中的游离核糖体上起始合成。当新生肽链N端的信号肽被翻译后，可立即被细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP）识别、结 合。 3）与信号肽识别结合的SRP,识别结合内质网膜上的SRP-R,并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上。而SRP则从信号肽一核糖体复合体上解离， 返回细胞质基质中重复上述过程。 4）在信号肽的引导下，合成中的肽链，通过由核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网网腔。随之，信号肽序列被内质网膜俄面的信号肽酶且除， 新生肽链继续延伸，直至完成而终止。最后完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，并 从内质网上解离。 2、跨膜驻留蛋白的插入和转移决定了蛋白质的两种去处：1）穿过膜进腔，为可溶性蛋 白质，包括分泌蛋白和内质网驻留蛋白。2）嵌入内质网膜中，形成膜蛋白。 3、粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运过程密切相关。 1）新生多肽链的折叠与装配，与合成同时发生。内质网为新生多肽链正确的折叠和装配提供了有利的环境。分子伴侣通过对多肽链的识别结合来协助它们的折叠组装和转运。 2）蛋白质的糖基化。在粗面内质网网膜腔面的糖基转移酶作用下发生N一连接糖基化。 三、蛋白质的加工、分选和定向运输 1、蛋白质在高尔基体内加工等。 1）糖蛋白的加工合成。糖基化修饰加工合成的糖蛋白，主要包括N一连接糖蛋白和O一连接糖蛋白两种类型。前者，糖链合成与糖基化修饰始于内质网，完成 于高尔基复合体；后者，则主要或完全是在高尔基复合体中进行和完成的。 2）蛋白质糖链的加工有严格的区域性和顺序性：甘露糖去除发生在中间扁囊高尔基复合体靠近顺面的部位；N一乙酰葡萄糖胺加入在中间部；半乳糖加入在中 间扁囊区靠近反面的部位。 3）蛋白质的水解加工。 2、分选蛋白质：高尔基体通过对蛋白质的修饰、加工，使其带上能被高尔基复合体网膜上专一 受体识别的分选信号，进而选择、浓缩，形成不同靶向的分泌泡。 四、蛋白质合成的质量监控 1、内质网至高尔基体的蛋白质必须是正确折叠和组装的。分子伴侣可特异性的识别错 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 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) 17．核蛋白体循环(polyribosome) 18．锌指(zine finger) 19．亮氨酸拉链(leucine zipper) 20．顺式作用元件(cis-acting element) 21．反式作用因子(trans-acting factor) 简单蛋白质：完全由氨基酸构成的蛋白质 结合蛋白质：由AAs和其他非蛋白质化合物所组成 球状蛋白质：多肽链能够折叠，使分子外形成为球状的蛋白质。 纤维状蛋白质：能够聚集为纤维状或细丝状的蛋白质。主要起结构蛋白的作用，其多肽链沿一个方向伸展或卷曲，其结构主要通过多肽链之间的氢键维持。 单体蛋白质：仅含有AAs 寡聚蛋白质：由两个以上、十个以下亚基或单体通过非共价连接缔合而成的蛋白质。 等电点：蛋白质或两性电解质(如氨基酸)所带净电荷为零时溶液的pH，此时蛋白质或两性电解质在电场中的迁移率为零。符号为pI。 氨基酸残基：在多肽链中的氨基酸，由于其部分基团参与了肽键的形成，剩余的结构部分则称氨基酸残基。它是一个分子的一部分，而不是一个分子。氨基酸的氨基上缺了一个氢，羧基上缺了一个羟基。简单的说，氨基酸残基就是指不完整的氨基酸。一个完整的氨基酸包括一个羧基（—COOH)，一个氨基(—NH2)，一个H，一个R基。缺少一个部分都算是氨基酸残基,并没有包括肽键的。 钛键：氨基和羧基脱去一分子水形成的化学键。 钛键平面：肽键所在的酰胺基成为的刚性平面。由于肽键具有部分双键性质，使得肽基的六个原子共处一个平面，称为肽平面。 同源蛋白质：在不同有机体中实现同一功能的蛋白质。（结构和功能类似的蛋白质。） 蛋白质一级结构：蛋白质多肽链的氨基酸通过肽键连接形成的线性序列。 蛋白质二级结构：指多肽链借助H键折叠盘绕成沿一维方向具有周期性结构的构象。 构象：分子的三维结构即分子中的所有原子在空间的位置总和。 构型：分子中的原子在空间的相对取向。 α-螺旋：它是蛋白质当中最为常见、最丰富的二级结构。多肽主链沿中心轴盘绕成右手或左手螺旋；每个螺旋周期有3.6个氨基酸残基，螺距0.54nm，螺旋直径0.5nm；氨基酸残基侧链伸向外侧；同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧原子之间形成氢键，并且与螺旋轴保持大致上的平行。此外，肽键上的酰胺氢和羰基氧既能形成内部氢键，也能与水分子形成外部氢键。 β-折叠：常见的蛋白质的二级结构之一。呈片状,肽链主链取锯齿状折叠构象；肽链走向可能是平行的，也可能是反平行的。两条或多条肽链之间侧向聚集在一起，相邻多肽链羰基氧和酰胺氢之间形成氢键，氢键与肽链的长轴几乎呈直角；侧链R基交替分布于片层平面两侧。 β-转角：它大多分布在球状蛋白质分子表面，以改变肽链。它是一个发夹式转折，其特点是在于多肽链中第n个残基的一CO基与第n+3个残基的-NH基形成氢键。因此，一个多肽链的走向可以得到很好的扭转。因此，β-转角在球状蛋白质中是重要的二级结构，起到连接其他二级结构的作用。 超二级结构：蛋白质中，由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体，以充当三级结构的构件。 结构域：对于较大的蛋白质分子（或亚基），多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构，这种独立的折叠单位称为结构域。 蛋白质三级结构：指多肽链在二级结构的基础上借助各种次级键进一步盘绕成具有特定肽链走向的紧密球状构象。 蛋白质四级结构：具三级结构的球状蛋白质以非共价键缔合在一起，形成的聚集体称为蛋白质的四级结构。其中每个球状蛋白质称为亚基。 疏水相互作用：非极性的基团在极性溶液中相互靠近的相互作用。 别构蛋白质：是指除了具有结合底物的活性部位，还具有结合调节物别构部位的蛋白质。别构蛋白的活性部位和别构部位可以分属不同的亚基（活性亚基和调节亚基），活性部位之间以及活性部位与调节部位之间通过蛋白质构象的变化而相互作用。 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 生物化学 第一章蛋白质化学 第一节蛋白质的重要性 ?蛋白质是机体最丰富的有机分子，占人体重量的16~20%，占干重的45%，肺组织高达80%。 ?蛋白质的生物学功能：生物催化作用、调节作用（激素，基因表达调控作用）、免疫防御与保护作用（细胞因子、补体、抗体）、转运和储存作用（转运蛋白）、结构功能（保护和维持细胞、组织、器官的正常生理形态，细胞骨架）、运动与支撑作用、信息接收 传递作用（受体蛋白）、生物膜功能 ?蛋白质组学：蛋白质组指的是基因组编码的全部蛋白质，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质；蛋白质组学本质上指的是在机体整体水平上系统地研究蛋白质的 特征，包括蛋白质的表达水平、翻译后的修饰、蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白 质水平上的关于疾病发生、细胞代等过程的整体而全面的认识。 第二节蛋白质的化学组成 ?蛋白质含氮量平均为16%，蛋白质的含量=含氮量x6.25。 ?天然存在的氨基酸约180种，组成蛋白质的氨基酸只有20余种（基本氨基酸）。 ?基本氨基酸的共同特点：①除脯氨酸为α-亚氨基酸外，其他组成蛋白质的基本氨基酸均为α-氨基酸；②除甘氨酸外，其他氨基酸的α-碳原子为手性碳原子，且天然蛋白质中基本氨基酸皆为L-型；③不同的氨基酸的R链不同，对蛋白质的空间结构和理化性质有重要影响。 ?20种常见氨基酸的名称和结构式（见书P11） ?氨基酸的分类非极性R基氨基酸：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸；极性不带电R基氨基酸（易溶于水）：甘氨酸、丝氨酸、 氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺；带负电的R基氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；带正电的R基氨基酸：赖氨酸、组氨酸、精氨酸。 ?氨基酸的物理性质：①高熔点，200℃以上，以离子状态存在；②一般均溶于水，溶于强酸、强碱；不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂；③氨基酸一般有味；④除甘氨酸外均有旋 光性。 ?氨基酸的化学性质：①两性解离与等电点：pH高于等电点带负电，低于等电点带正电。 等电点时主要以两性离子存在，极少量以中性分子存在。中性氨基酸的pI在微酸性围，践行氨基酸的pI在碱性围，酸性氨基酸的pI在酸性围。②紫外吸收性质：色氨酸（280nm）、酪氨酸（275nm）和苯丙氨酸（257nm）含有苯环共轭双键系统，具有紫外吸收特性。③茚三酮反应：与大多数α-氨基酸加热反应产生蓝紫色物质，与脯氨酸、羟脯氨酸反应呈黄色，与天冬酰胺反应呈棕色；④α-羧基的反应：与碱、醇、硼氢化锂反应；⑤R基的反应：Million反应（Tyr-红色）、Folin反应（Tyr-蓝色）、坂口反应（Arg-红色）、Pauly反应（His、Tyr-橘红色）、乙醛酸的反应（Trp-紫红色环）。 ?氨基酸的功能：①寡肽、多肽、蛋白质的基本结构单位；②多种生物活性物质的前体； ③作为神经递质或神经营养素；④参与生物体的物质代和能量代。 第三节蛋白质的分子结构 ?蛋白质的一级结构包括：①组成蛋白质的多肽链的数目；②多肽链的氨基酸顺序；③多肽链或链间二硫键的数目和位置。 ?体多肽和蛋白质生物合成时，均是从氨基端开始，延长到羧基端终止，因此N末端被定为多肽链的头。 ?蛋白质一级结构的概念：蛋白质是由不同种类、数量和排列顺序的氨基酸，通过肽键而构成的高分子有机含氮化合物。它是蛋白质作用的特异性、空间结构的差异性和生物学 单元测试一：蛋白质化学 班级：姓名：分数： 一．填空题（每空1.5分，共30分） 1.当溶液pH等于某种氨基酸的等电点时，其带_ 零 _电荷；当溶液pH大于某种氨基酸的等电点时，其带_ 负 _电；溶液pH小于某种氨基酸的等电点时，其带_ 正电。 2.盐浓度低时，盐的加入使蛋白质的溶解度_ 增大 _，称为_ 盐溶__现象。当盐浓度高时,盐的加入使蛋白质的溶解度降低，称为盐析现象。 3.由甘氨酸、赖氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸6种氨基酸残基组成的肽链 有 5 个肽平面，有 3 个游离羧基。 4.蛋白质分子结构包括一级结构和二级结构。 蛋白质的一级结构是由氨基酸通过肽键连接而成的多肽链。 6.蛋白质分子的基本组成单位是氨基酸。蛋白质的一级结构维持作用力是肽 键。蛋白质的分子结构决定蛋白质的性质和功能。 7.蛋白质二级结构主要有 a螺旋和B折叠形状，维持其稳定结构的化学键是 氢键。 判断题 1．用凝胶过滤(Sephadex G-100)柱层析分离蛋白质时，总是分子量大的先被洗脱下来，分子量小的后下来。对 2．变性后，蛋白质的溶解度增加（减小），这是因为电荷被中和（空间结构被破坏），以及水化膜破坏所引起的。错 3．变性后（物理变性不可逆，化学变性可逆，可复性）的蛋白质在一定条件下，有些还能复性，恢复其生物学功能。对 4．有机溶剂沉淀法分离纯化蛋白质的优点是有机溶剂容易蒸发除去，且不会使蛋白质变性。错 5.蛋白质分子的种类和差别，是由其空间结构决定的。错（一级结构） 6．蛋白质主要是由C、H、O、N四种元素组成。对 7．氨基酸通过肽键连接而成的化合物称为肽。对 8．天然蛋白质的基本组成单位主要是L-α-氨基酸。对 9．肽键(-CO-NH-)中的C-N键可自由旋转，使多肽链出现多种构象。错（不可旋转） 10．维持蛋白质二级结构的化学键是氢键及范德华力（不是）。错 11．蛋白质一级结构对空间结构起决定作用，空间结构的改变会引起功能的改变。对 12．维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是氢键。对 13．蛋白质必须具有四级结构才具有生物活性。错（肌球蛋白是三级结构可存活） 14．蛋白质四级结构中的每个亚基单独都具有生物活性。错（不具有活性） 15．具有四级结构的蛋白质分子一定是由两条或两条以上的多肽链组成的。对 16．溶液中带电粒子在电场中向电性相同（相反）的电极移动，这种现象称为电泳。错 17．溶液pH值等于7时，蛋白质不带电荷。错 18．加热、紫外线、X射线均可破坏蛋白质的空间结构。对 蛋白质生物合成 一级要求单选题 1 真核生物在蛋白质生物合成中的启始tRNA 是 A 亮氨酸Trna B 丙氨酸tRNA C 赖氨酸tRNA D 甲酰蛋氨酸tRNA E 蛋氨酸tRNA E 2 原核生物蛋白质生物合成中肽链延长所需的能量来源于 A ATP B GTP C GDP D UTP E CTP B 3 哺乳动物核蛋白体大亚基的沉降常数是 A 40S B 70S C 30S D 80S E 60S E 4 下列关于氨基酸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 C 5 mRNA 作为蛋白质合成的模板，根本上是由于 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 E 6 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 在核蛋白体上以mRNA 为模板的多肽链合成过程 E 氨基酸的自发反应 D 7 关于mRNA，错误的叙述是 A 一个mRNA 分子只能指导一种多肽链生成 B mRNA 通过转录生成 C mRNA 与核蛋白体结合才能起作用 D mRNA 极易降解 E 一个tRNA 分子只能指导一分于多肽链生成 E 8 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 B 9 密码GGC 的对应反密码子是 A GCC B CCG C CCC 第十四章蛋白质的生物合成 一、单项选择题 1、原核生物中起始氨基酰-tRNA是 A．fMet-tRNA fMet B.Met-tRNA Met C. Arg-tRNA Arg D.leu- tRNA leu E.Asn--tRNA Asn 2、与mRNA上5′-ACG-3′密码子相应的tRNA反密码子（5′→3′）是 A.CGA B.IGC C.CIG D.CGI E.GGC 3、tRNA分子具有下列结构特征 A.密码环 B.有5'端-C-C-AOH末端 C.有反密码环和5'端-C-C-AOH末端 D.有多聚A尾 E. 3'端有C-C-AOH末端，另一侧有反密码环 4、在蛋白质生物合成中催化氨基酸之间形成肽键的酶是 A．氨基酸合成酶 B．羧基肽酶 C．转肽酶 D．氨基肽酶 E．氨基酸连接酶 5、原核生物翻译起始复合物有下列组分 A. DNA模板＋RNA＋RNA聚合酶 B. 翻译起始因子＋核糖体 C. 核糖体＋fMet-tRNA fMet＋mRNA D. 核糖体＋起始－tRNA E．氨基酰－tRNA合成酶 6、催化氨基酸活化的酶是 A.氨基酸- tRNA 转移酶 B.氨基酰- tRNA 合成酶 C.氨基肽酶 D.氨基酸转移酶 E.羧基肽酶 7、蛋白质生物合成的终止信号由下列哪种因子识别？ A. σ B. RF C. EF D. IF E. ρ 8、通过结合细菌的核糖体大亚基而杀灭或抑制细菌的抗生素是 A.四环素 B.氯霉素 C.链霉素 D.嘌呤霉素 E.放线菌酮 9、翻译延长阶段所需的酶是 A. 转肽酶 B. 磷酸化酶 C. 肽链聚合酶 D. 氨基酰－tRNA合成酶 E.氨基肽酶 10、肽链延长时接受氨基酰-tRNA的部位是 A.小亚基 B.大亚基 C.A位 D.P位 E.肽位 11、氨基酸是通过那种化学键与tRNA 结合的 A. 肽键 B.磷酸酯键 C.酐键 D.酯键 E.氢键 12、在mRNA分子的5'端,下列密码子具有起始信号作用 A. UAA B. UAG C. UGA D.GUA E.AUG 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 B终止密码子都由U、G、A三种脱氧核苷酸构成 C一种特异的tRNA可识别终止密码子 D终止密码子有两种 E肽酰-tRNA在核蛋白体“A位”上脱落 名词解释 1翻译 2遗传密码 3密码子 4反密码子 5多核糖体 6摆动配对 7起始tRNA 8分子伴侣 9氨基酰tRNA合成酶 10核糖体循环 问答题 1简述遗传密码的主要特点。 2简述蛋白质生物合成的主要过程。 3试述参与蛋白质生物合成的物质及其作用。 4mRNA分子上遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序，保证准确翻译的关键是什么? 5参与蛋白质生物合成的核酸有哪几类，它们分别起着什么作用? 6蛋白质合成的翻译后加工有哪些方式? 7简述原核生物和真核生物翻译起始复合物的生成有何不同。 8在蛋白质合成中哪些步骤需要GTP的水解作用? 9试述氨基酰tRNA合成酶的特性与生理功能。 10合成一个含20个氨基酸的多肽分子需要多少含高能磷酸键的分子?假定该蛋白质合成系统含有所需游离氨基酸、核糖体、全部必需的酶和因子、GTP和ATP。 蛋白质化学复习总结 1、蛋白质概念：是由20种α-氨基酸通过肽键相互连接而成的具有特定空间构象和生物学活性的高分子有机化合物。几乎所有的酶都是蛋白质。 2、各种蛋白质的含氮量很接近，平均含氮16%（凯氏定氮），粗蛋白质含量=蛋白氮（样品含氮量）×6.25。 3、氨基酸(amino acids)是蛋白质的基本组成单位。组成蛋白质的标准氨基酸有20种，19种氨基酸具有一级氨基(-NH2)和羧基(-COOH)结合到α碳原子(Cα)，同时结合到(Cα)上的是H原子和各种侧链；Pro具有二级氨基(α-亚氨基酸)，各种氨基酸的差别在于侧链R基的不同。 4、20种氨基酸都属于L-构型。20种氨基酸平均分子量为138。 5、氨基酸的分类：⑴根据R的化学结构：①脂肪族氨基酸；②芳香族氨基酸；③杂环氨基酸；④杂环亚氨基酸。⑵根据R的极性：①非极性氨基酸；②极性、不带电荷氨基酸；③酸性氨基酸；④碱性氨基酸。 6、一般物理学性质：①形态：均为白色结晶或粉末，不同氨基酸的晶型结构不同。②溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于丙酮，在稀酸和稀碱中溶解性好。③熔点：氨基酸的熔点一般都比较高，一般都大于200℃，超过熔点以上氨基酸分解产生胺和二氧化碳。④旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。⑤光吸收：氨基酸在可见光范围内无光吸收，在近紫外区含苯环氨基酸有光的吸收。⑥紫外吸收：蛋白质在280nm波长下的紫外吸收性质绝大部分是由色氨酸和酪氨酸所引起的。色氨酸：279nm苯丙氨酸；259nm；酪氨酸：275nm。 7、氨基酸的化学性质： ⑴两性解离(amphoteric ionization)：氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以两性离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的-COO-负离子，所以氨基酸为两性电解质。 氨基酸在酸性环境中，主要以阳离子的形式存在，在碱性环境中，主要以阴离子的形式存在。在某一pH环境下，以两性离子（兼性离子）的形式存在。该pH称为该氨基酸的等电点。所以氨基酸的等电点可以定义为：氨基酸所带正负电荷相等时的溶液pH。 ⑵等电点( isoelectric point，pI )：在一定的pH条件下，氨基酸分子中所带的正电荷和负电荷数相等，即净电荷为零，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(isoelectric point)，用pI 表示。氨基酸在等电点时溶解度最小。当溶液的pH=pI时，氨基酸主要从两性离子形式存在。pH第十五章：蛋白质的生物合成.doc
蛋白质合成、加工和转运的过程
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