蛋白质的加工与转运

第四章：生物信息的传递(下) —从mRNA到蛋白质

蛋白质前体的加工、折叠 细胞中蛋白质的转运机制

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蛋白质前体的加工

新生的多肽链大多数没有功能，必须 经过加工修饰才能转变为活性蛋白质。 蛋白质的前体加工包括： N端fMet或Met的切除 二硫键的形成 特定氨基酸的修饰 切除新生肽链中的非功能片段

新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能 的成熟蛋白质 http://www.77cn.com.cn

左: 新生蛋白质在去掉N端一部分残基后变成有功能的蛋白质 右: 某些病毒或细菌可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割 后成为有功能成熟蛋白。

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1、N端fMet或Met的切除无论原核生物还是真核生物，N端的甲硫氨酸 往往在多肽链合成完毕前就被切除。

2、二硫键的形成 蛋白质的二硫键是蛋白质合成后通过两个半 胱氨酸的氧化作用生成的。 二硫键的正确形成对稳定蛋白质的天然构象 具有重要的作用。

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3、特定氨基酸的修饰氨基酸侧链的修饰作用包括： 磷酸化(如核糖体蛋白质)

糖基化(如各种糖蛋白)甲基化(如组蛋白、肌肉蛋白质)

乙酰化(如组蛋白)羟基化(如胶原蛋白) 羧基化等……

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磷酸化

主要由多种蛋白激酶催化， 发生在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸等三种氨基酸的侧 链。 糖基化 糖蛋白主要是蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、 苏氨酸残基加上糖基形成的； 内质网可能是蛋白质N-糖基化的主要场所。 所有的分泌蛋白和膜蛋白几乎都是糖基化蛋白质。

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4、切除新生肽链中非功能片段

前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程

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4、切除新生肽链中非功能片段

蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N-端的22个氨基 酸以后才有生物活性。该胞外蛋白酶只能特异性切割 X-Y2肽，其中X是丙氨酸(A),天门冬氨酸(N)和谷氨酸

(E),Y是丙氨酸(A)或脯氨酸(P)。

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蛋白质的折叠

重要性：形成动力学和热力学稳定的三维结构 ， 从而产生活性或功能。 折叠错误：功能丧失，疾病。 一些协助折叠的蛋白质： 分子伴侣：细胞内辅助新生肽折叠的蛋白质，序 列上无相关性，而有共同功能的保守蛋白质。 热休克蛋白：应激性反应蛋白，HSP70、 HSP40和GrpE三个家族。 伴侣素：HSP60和HSP10 分子伴侣防止折叠错误、提高折叠效率，不参 与终产物形成

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蛋白质合成的抑制剂

蛋白质生物合成的抑制剂主要是一些抗生 素，如嘌呤霉素、链霉素、四环素

、氯霉 素、红霉素等。

此外，5-甲基色氨酸、环已亚胺、白喉毒 素、蓖麻蛋白和其他核糖体灭活蛋白都能 抑制蛋白质的合成。

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蛋白质合成的抑制剂

蛋白质生物合成的抑制剂的作用原理 阻止mRNA与核糖体的结合； 阻止AA-tRNA与核糖体的结合； 干扰AA-tRNA与核糖体结合而产生错读； 作为竞争性抑制剂抑制蛋白质的合成。

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蛋白质合成的抑制剂

链霉素是一种碱性三糖,可以多种方式抑 制原核生物核糖体： 能干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，从而 阻止蛋白质合成的正确起始， 也会导致mRNA的错读。若以多聚(U)作 模板，则除苯丙氨酸(UUU)外，异亮 氨酸(AUU)也会被掺入。 链霉素的作用位点在30S亚基上。

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不需要延伸因子就可以 结合在核糖体的A位上， 抑制AA-tRNA的进入。 它所带的氨基也能与生 长中的肽链上的羧基反 应生成肽键，反应的产 物是一条3’羧基端挂了 一个嘌呤霉素残基的小 肽,肽酰嘌呤霉素随后从 核糖体上解离出来。

嘌呤霉素是AA-tRNA的结构类似物

通过提前释放肽链来 抑制蛋白质合成的

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蛋白质合成的抑制剂

氯霉素阻止mRNA与核糖体的结合；

四环素类阻止AA-tRNA与核糖体的结合； 链霉素、新霉素、卡那霉素干扰AA-tRNA 与核糖体结合而产生错读。

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蛋白质合成的抑制剂

青霉素、四环素和红霉素只与原核细胞核糖 体发生作用，从而阻遏原核生物蛋白质的合 成，抑制细菌生长。

氯霉素和嘌呤霉素既能与原核细胞核糖体结 合，又能与真核生物核糖体结合，妨碍细胞 内蛋白质合成，影响细胞生长。 干扰素是真核细胞感染病毒后产生的一类有 抗病毒作用的蛋白质。它可抑制病毒繁殖， 保护宿主。

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蛋白质运转机制由于细胞各部分都有特定的蛋

白质组分，因此合成的蛋白质必须 准确无误地定向运送才能保证生命 活动的正常进行！