第二节 蛋白质的生物合成
一、氨基酸的活化
游离氨基酸掺入多肽链以前必须活化即氨基酸与
特异 tRNA形成氨酰 -tRNA。 原因有两个：
第一，蛋白质的合成依赖于 tRNA的接头作用，以保
证正确的氨基酸得到整合，每个氨基酸为了参与蛋白
质合成必须共价连接到 tRNA分子上。
第二，氨基酸与 tRNA之间形成的共价键是一个高能
键，它使氨基酸和正在延伸的多肽链末端反应形成新
的肽键，因此,这一氨酰 -tRNA的合成过程被称为氨
基酸的活化。
1.氨酰 -tRNA的形成
氨基酸的活化是指氨基酸与 tRNA相连，形成
氨酰 -tRNA的过程。
氨基酸的活化在 细胞质 中进行。反应由 氨酰 -
tRNA合成酶 （又称氨基酸活化酶）催化。
1.氨酰 -tRNA的形成 一、氨基酸的活化
氨基酸羧基通过酸酐键与 AMP上的 5?-磷酸基相连
氨酰 -tRNA合成酶：
1,此酶具有较高专一性，能有效识别 tRNA和相应
的氨基酸。
2,此酶具有校对功能。
3,活化一个氨基酸消耗 2分子 ATP。
一、氨基酸的活化
1） 识别 mRNA的起始密码子为 AUG,而 AUG对应的
氨基酸为 Met。
2） 有两种甲硫氨酸专一性的 tRNA：
a,tRNAfmet—只与起始密码子结合
b,tRNAmmet—只与肽链内部的 AUG有关
在原核生物中，多肽链起始的氨基酸均为甲酰甲硫
氨酸 。
2,起始氨酰 tRNA的形成
一、氨基酸的活化
在真核生物中，多肽链起始的氨基酸均为甲硫氨酸
a,tRNAimet—只与起始密码子结合
b,tRNAmet—只与肽链内部的 AUG有关
2,起始氨酰 tRNA的形成
一、氨基酸的活化
原核生物中的 fMet-tRNA的合成
Met + ATP + tRNA ? Met – tRNA + AMP + PPi
甲硫氨 (蛋氨 )酰 tRNA合成酶
一、氨基酸的活化
原核生物中的 fMet-tRNA的合成
Met-tRNA在转甲酰酶的作用下，在其 Met
的 -NH2上甲酰化。
fMet – tRNA
一、氨基酸的活化
在翻译的起始阶段, 还需有 3种蛋白质因子 —— 起
始因子 (IF)的参与, 即 IF1,IF2,IF3。
此时核糖体的 P位被起始氨酰 -tRNA占据,A位空着
，等待能与第二个密码子匹配的氨酰 -tRNA进位。
起始复合物的结构：
二,多肽链合成的过程1,起始
指核糖体与 mRNA及起始氨酰 -tRNA结合成起始复合物
分为三步：
(1) 核糖体的小亚基 30S与 mRNA结合
小亚基识别 mRNA上翻译的起始信号, 并结合
在这个部位, 它的 P位正好落在起始密码子 AUG处
。 形成, 小亚基 - mRNA”二元复合物 。
1,起始 二,多肽链合成的过程
起始氨酰 -tRNA与 mRNA上的起始密码子结合 （
通过反密码子与密码子之间的碱基互补配对 ）, 形
成, 小亚基 — mRNA — fMet-tRNA”三元复合物
(2) 起始氨酰 -tRNA结合上去
形成起始复合物，即“核糖体 — mRNA —
fMet-tRNA”三元复合物
(3) 大亚基结合上去形成 70S起始复合物
1,起始 二,多肽链合成的过程
这一阶段是在 fMet（ 或肽链）的 C末端逐个的
添加 aa,使肽链不断延伸。
每延伸一个 aa,需要经历三步：
1）进位
与 A位处的密码子相对应的
aa-tRNA进入核糖体的 A位
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
2,肽链的延长
2）转肽
P位 tRNA上的甲酰甲硫氨基
转移至 A位 tRNA上的 aa的
氨基上, 形成肽键 。
二,多肽链合成的过程
3） 移位
核糖体在 mRNA上向 3'端移动
一个密码子的距离, 这样, 原 P
位空载的 tRNA离开了核糖体,
原 A位的肽酰 - tRNA落在 P位
,而 A位空了出来 。
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
通过以上三步，完成了氨基酸的一轮添加。每延伸
一个氨基酸，需要消耗 2 分子 GTP→ GDP。（ 进位和移
位）
此过程还需要一些蛋白质因子的参与，称为 延长因
子（ EF）
随着核糖体在 mRNA上从 5'→ 3' 方向滑动，新生
链从 N端 → C端 延伸。 mRNA上的核苷酸序列被“翻
译”成多肽链上的氨基酸序列
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
三、肽链合成的终止与释放
当核糖体在 mRNA上由 5'→ 3'移动至终止密码
子 （ UAA,UAG,UGA） 时, 由于没有与之相应
的 tRNA,终止因子 RF进入 A位 。
1
终止因子使肽基转移酶的活性转变为水解酶活
性 (肽基不再转移到氨酰 tRNA上，而是转移给水
分子 )，从而将肽酰 tRNA水解。这样肽链被释放。
2
空载的 tRNA也离开核糖体。3
核糖体的大小亚基解离并离开 mRNA。4
四、多肽链合成的能量消耗
蛋白质的生物合成是个高耗能过程。
仅翻译过程，其能量消耗情况如下：
NTP 高能磷酸键
氨基酸的活化 ATP 2/aa
肽链合成的起始 GTP 1
肽链的延伸 GTP 2/轮 aa添加
肽链合成的终止 0
例,以游离的氨基酸为原料，起始合成一个 100肽，至
少需要消耗多少 ATP？
（ 注,ATP→ AMP折算成 2个 ATP,GTP折算成 ATP）
解法一, 分阶段累计
2× 100 ＋ 1 ＋ 2× 99 ＝ 399
五、多肽链合成的能量消耗
解法二,以 aa为单位累计
∵ 每个 游离的氨基酸 参入到 正在合成的多肽链 中，至
少需要消耗 4 个高能磷酸键（活化 — 2个；氨酰
tRNA进入 A位 — 1个；核糖体移位 — 1个）。
但起始的氨基酸要少消耗 1个 GTP（ 可理解成它直
接进入 P位，不要移位） ∴ 4n－ 1 ＝ 4× 100－ 1
五、多肽链合成的能量消耗
六、多肽链合成的速度
蛋白质的生物合成的速度极快。在最适条件
下，合成一条含 400个氨基酸残基的多肽链大约
只要 10秒钟。
多核糖体,在一条 mRNA链上, 可以有多个
核糖体同时进行翻译, 每个核糖体上都附着一条
正在延长的多肽链, 越靠近 mRNA的 3′端的核糖
体上的肽链越长 。 这种结构叫做多核糖体 。
多核糖体：在一条 mRNA链上, 可以有多个
核糖体同时进行翻译, 每个核糖体上都附着一条
正在延长的多肽链, 越靠近 mRNA的 3′端的核糖
体上的肽链越长 。 这种结构叫做多核糖体 。
mRNA上核糖体的多少，视 mRNA 链长而定
。一般每隔 40个核苷酸有一个核糖体。
多核糖体的结构可大大提高 mRNA的翻译效率。
六、多肽链合成的速度
多肽链的折叠是指从多肽链氨基酸序列形成正
确的三维结构的过程 。
蛋白质二硫键异构酶（ protein disulfide
isomerase） 和肽基脯氨酸异构酶（ peptidyl prolyl
isomerase） 参与蛋白质的折叠过程。
前者能加速蛋白质正确二硫键的形成。后者
则加速脯氨酸亚氨基肽键的顺 -反异构化。
七、多肽链合成后的加工1,多肽链的折叠
Protein folding begin
to as they are being
synthesized on ribosomes.
The protein may be
assisted in folding by a
family of helper protein
known as molecular
chaperones (e.g,Hsp 70).
The chaperonin complex
in E,coli is GroES-
GroEL,In eukaryotic
cells it is known as TRiC
or CCT (cytosolic
chaperonin containing
TCP-1).
Structure and function of the GroEL-GroES
complex
GroEL
GroES
GroEL
多肽链的修饰是指多肽链中氨基酸残基被切
除或在氨基酸残基中添加和改变一些基团,从而
使多肽链形成具有一定高级结构和生物活性的蛋
白质分子的过程 。
七、多肽链合成后的加工2,多肽链的修饰
(1) 末端氨基的去甲酰化和 N-甲硫氨酸的切除
原核细胞多肽 N-末端的甲酰甲硫氨酸的甲酰基可
在去甲酰酶的催化下被除去。
在原核和真核细胞中多肽 N-末端的甲硫氨酸均可
被氨肽酶除去。
原核细胞究竟采取去甲酰基还是去甲酰甲硫氨酸
，常决定与邻近氨基酸。如果第二个氨基酸是 Arg，
Asn,Asp,Glu,Ile或 Lys,则以前者为主，如果第
二个氨基酸是 Ala,Gly,Pro,Thr或 Val,则以后者
为主。
(2) 一些氨基酸残基侧链被修饰
有些氨基酸没有相应的遗传密码，而是在肽链从
核糖体释放后经化学修饰形成的。如胶原蛋白中含有
大量的羟脯氨酸和羟赖氨酸，分别是脯氨酸和赖氨酸
经羟化而成的。有些蛋白质中的天冬酰胺、丝氨酸和
苏氨酸发生糖基化形成糖蛋白，丝氨酸磷酸化成为磷
酸丝氨酸。
(3) 二硫键的形成
多肽链的半胱氨酸残基可在蛋白质二硫键异构酶
的作用下形成二硫键，肽链内或肽链间都可形成二硫
键，二硫键在维持蛋白质的空间构象中起了很重要的
作用。
(4) 多肽链的水解断裂
许多具有一定功能的蛋白质如酶、激素蛋白，在
体内常以无活性的前体肽的形式产生，这些前体在一
定情况下经体内蛋白酶的水解切去部分肽段，才能变
成有活性的蛋白质，如胰岛素原变成胰岛素，胰蛋白
酶原变为胰蛋白酶等。
无论是原核还是真核细胞都是一个高度有序
的结构, 新生的蛋白质要被准确地运送到细胞的
各个部分, 如溶酶体, 线粒体, 叶绿体, 细胞质
和细胞核等, 以更新其结构组成和维持其功能,
这一过程称为蛋白质的定位 。
八、蛋白质的定位
多肽的转运有两种类型即共翻译转移（ co-
translational translocation） 和翻译后转移（
post-translational translocation）。
蛋白质的定位 (Protein translocation)主要
由 共翻译转移为特征, 首先在游离核糖体上合成
一段称为信号肽 （ signal peptide） 的肽段, 该
信号肽指令核糖体结合到粗面内质网膜上, 然后
肽链边合成边进入内质网腔, 经初步加工和修饰
后, 部分多肽以囊泡形式被运往高尔基体, 再经
进一步的加工和修饰后被运往质膜, 溶酶体或被
分泌到胞外 。
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
a,信号肽通常在被转运的多肽链的 N端, 长度为
10?40个氨基酸残基不等, 氨基端至少含有一个带
正电荷的氨基酸 ;
b,序列中心为含有 10?15高度疏水的氨基酸残基, 如
丙氨酸, 亮氨酸, 缬氨酸, 异亮氨酸和苯丙氨酸 。
c,在信号肽的 C末端有一个可被信号肽酶识别的位点
,当蛋白质运送到目的地后, 信号肽即被信号肽酶
切去 。
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
d,在信号肽酶识别位点上游常有一疏水性较强的 5肽
,信号肽酶切点上游的第一个 (?1)及第 3个 (?3)氨
基酸常为具有一个小侧链的氨基酸 （ 如丙氨酸 ）
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
人生长激素
人胰岛素原
牛血清蛋白原
小鼠抗体链
鸡溶菌酶
蜂毒蛋白
果蝇胶蛋白
玉米蛋白
酵母转化酶
人流感病毒
M A T G S R T S Q E G S A F P T
M A L W M R L L P G P D P A A A F V N
M K W V T F I S S S A Y S R G V
H M K V L S T A I P H I M S D V Q
M K S P K G K V F
M K F L V N S Y I Y A A P E
M K D P A S G C K D
19 M A A K S A S A A T A S I F
O G K S S M T
A K K G D Q I
L L L A F G L L C L P W L
L L A L L A L W
L L L F
L L Y L L
L L I L V L C F L L A A L
V A L V F M V V Y I
L L V V A V I A C M L I G F A
I F C L I M L L G L
M L L A F L F L L A F A A I A
M A L L V L L Y A F V A
切点
一些真核细胞的信号肽的结构
信号肽是如何被识别的?含有这种顺序的蛋白质又是
怎样被运过粗面内质网膜的?
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
Blobel等已证明，有一种被称为信号识别颗粒（
signal recognition particle SPR） 的核糖核蛋白与
合成分泌蛋白的核糖体结合到粗面内质网膜上密切相
关。 SPR的相对分子质量为 325 kD,是由一种 300
个核苷酸的 RNA分子 (名为 7SL RNA)和 6个不同的多
肽链组成的。 SPR存在于细胞质中，其上有两个关键
部位，即 信号肽识别部位 和 翻译暂停功能域 。
信号肽的识别及多肽进入内质网的过程
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
信号肽的识别及多肽进入内质网的过程
虽然线粒体和叶绿体均具有各自的基因组, 但
只编码其自身的一小部分蛋白质 。 大部分线粒体和
叶绿体的蛋白质是由细胞核基因组编码的, 并在细
胞质游离核糖体上被完整合成后, 通过新生肽的信
号序列直接运往目的地 (线粒体和叶绿体 ),这种转
运方式属于翻译后转移 。
八、蛋白质的定位2,翻译后转移
1,翻译 (translation)； 在蛋白质合成期间，将存在
于 mRNA上代表一个多肽链的核苷酸残基序列转换
为多肽链氨基酸残基序列的过程。
2．遗传密码 (genetic code),核酸中的核苷酸残基
序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关
系。连续的 3个核苷酸残基序列为一个密码子，特
指一个氨基酸。标准的遗传密码是由 64个密码子
组成的，几乎为所有生物通用。
六,名词解释
3,起始密码子 (iniation codon)； 指定蛋白质合成
起始位点的密码子。最常见的起始密码子是蛋氨酸
密码,AUG。
4,终止密码子 (termination codon)； 任何 tRNA分
子都不能正常识别的、但可被特殊蛋白结合并引起
新合成的肽链从翻译机器上释放的密码子。存在 3个
终止密码子,UAG,UAA和 UGA。
六,名词解释
5,密码子 (eodon),mRNA(或 DNA)上的三联体核苷酸
残基序列，该序列编码着一个指定的氨基酸,tRNA
的反密码子与 mRNA的密码子互补。
6．反密码子 (anticodon),tRNA分子的反密码子环
上的三联体核苷酸残基序列。在翻译期间，反密码
子与 mRNA中的互补密码子结合。
六,名词解释
7,简并密码子 (degenerate codon),也称为同义密
码子 (synonymous codon)； 是指编码相同氨基酸的几
个不同的密码子。
8.氨基酸臂 (amino arm)； 也称为接纳茎（ acceptor
stem)。 tRNA分子中靠近 3?端的核苷酸序列和 5端的序
列碱基配对，形成的可接收氨基酸的臂 (茎 )。
六,名词解释
9,摆动 (wobble),处于密码子 3?端的碱基和与之互
补的反密码于 5? 。端的碱基之间的碱基配对有一定
的宽容性，即处于反密码子 5?，端的碱基 (也称为摆
动位置），例如 I可以与密码子上 3?端的 U,C和 A配对
。由于存在摆动现象，所以使得一个 tRNA反密码子可
以和一个以上的 mRNA密码子结合。
10,信号肽 (signal peptide),常指新合成多肽链中
用于指导蛋白质跨膜转移 (定位 )的 N-末端的氨基酸序
列 (有时不一定在 N端 )。
六,名词解释
一、氨基酸的活化
游离氨基酸掺入多肽链以前必须活化即氨基酸与
特异 tRNA形成氨酰 -tRNA。 原因有两个：
第一，蛋白质的合成依赖于 tRNA的接头作用，以保
证正确的氨基酸得到整合，每个氨基酸为了参与蛋白
质合成必须共价连接到 tRNA分子上。
第二，氨基酸与 tRNA之间形成的共价键是一个高能
键，它使氨基酸和正在延伸的多肽链末端反应形成新
的肽键，因此,这一氨酰 -tRNA的合成过程被称为氨
基酸的活化。
1.氨酰 -tRNA的形成
氨基酸的活化是指氨基酸与 tRNA相连，形成
氨酰 -tRNA的过程。
氨基酸的活化在 细胞质 中进行。反应由 氨酰 -
tRNA合成酶 （又称氨基酸活化酶）催化。
1.氨酰 -tRNA的形成 一、氨基酸的活化
氨基酸羧基通过酸酐键与 AMP上的 5?-磷酸基相连
氨酰 -tRNA合成酶：
1,此酶具有较高专一性，能有效识别 tRNA和相应
的氨基酸。
2,此酶具有校对功能。
3,活化一个氨基酸消耗 2分子 ATP。
一、氨基酸的活化
1） 识别 mRNA的起始密码子为 AUG,而 AUG对应的
氨基酸为 Met。
2） 有两种甲硫氨酸专一性的 tRNA：
a,tRNAfmet—只与起始密码子结合
b,tRNAmmet—只与肽链内部的 AUG有关
在原核生物中，多肽链起始的氨基酸均为甲酰甲硫
氨酸 。
2,起始氨酰 tRNA的形成
一、氨基酸的活化
在真核生物中，多肽链起始的氨基酸均为甲硫氨酸
a,tRNAimet—只与起始密码子结合
b,tRNAmet—只与肽链内部的 AUG有关
2,起始氨酰 tRNA的形成
一、氨基酸的活化
原核生物中的 fMet-tRNA的合成
Met + ATP + tRNA ? Met – tRNA + AMP + PPi
甲硫氨 (蛋氨 )酰 tRNA合成酶
一、氨基酸的活化
原核生物中的 fMet-tRNA的合成
Met-tRNA在转甲酰酶的作用下，在其 Met
的 -NH2上甲酰化。
fMet – tRNA
一、氨基酸的活化
在翻译的起始阶段, 还需有 3种蛋白质因子 —— 起
始因子 (IF)的参与, 即 IF1,IF2,IF3。
此时核糖体的 P位被起始氨酰 -tRNA占据,A位空着
，等待能与第二个密码子匹配的氨酰 -tRNA进位。
起始复合物的结构：
二,多肽链合成的过程1,起始
指核糖体与 mRNA及起始氨酰 -tRNA结合成起始复合物
分为三步：
(1) 核糖体的小亚基 30S与 mRNA结合
小亚基识别 mRNA上翻译的起始信号, 并结合
在这个部位, 它的 P位正好落在起始密码子 AUG处
。 形成, 小亚基 - mRNA”二元复合物 。
1,起始 二,多肽链合成的过程
起始氨酰 -tRNA与 mRNA上的起始密码子结合 （
通过反密码子与密码子之间的碱基互补配对 ）, 形
成, 小亚基 — mRNA — fMet-tRNA”三元复合物
(2) 起始氨酰 -tRNA结合上去
形成起始复合物，即“核糖体 — mRNA —
fMet-tRNA”三元复合物
(3) 大亚基结合上去形成 70S起始复合物
1,起始 二,多肽链合成的过程
这一阶段是在 fMet（ 或肽链）的 C末端逐个的
添加 aa,使肽链不断延伸。
每延伸一个 aa,需要经历三步：
1）进位
与 A位处的密码子相对应的
aa-tRNA进入核糖体的 A位
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
2,肽链的延长
2）转肽
P位 tRNA上的甲酰甲硫氨基
转移至 A位 tRNA上的 aa的
氨基上, 形成肽键 。
二,多肽链合成的过程
3） 移位
核糖体在 mRNA上向 3'端移动
一个密码子的距离, 这样, 原 P
位空载的 tRNA离开了核糖体,
原 A位的肽酰 - tRNA落在 P位
,而 A位空了出来 。
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
通过以上三步，完成了氨基酸的一轮添加。每延伸
一个氨基酸，需要消耗 2 分子 GTP→ GDP。（ 进位和移
位）
此过程还需要一些蛋白质因子的参与，称为 延长因
子（ EF）
随着核糖体在 mRNA上从 5'→ 3' 方向滑动，新生
链从 N端 → C端 延伸。 mRNA上的核苷酸序列被“翻
译”成多肽链上的氨基酸序列
2,肽链的延长 二,多肽链合成的过程
三、肽链合成的终止与释放
当核糖体在 mRNA上由 5'→ 3'移动至终止密码
子 （ UAA,UAG,UGA） 时, 由于没有与之相应
的 tRNA,终止因子 RF进入 A位 。
1
终止因子使肽基转移酶的活性转变为水解酶活
性 (肽基不再转移到氨酰 tRNA上，而是转移给水
分子 )，从而将肽酰 tRNA水解。这样肽链被释放。
2
空载的 tRNA也离开核糖体。3
核糖体的大小亚基解离并离开 mRNA。4
四、多肽链合成的能量消耗
蛋白质的生物合成是个高耗能过程。
仅翻译过程，其能量消耗情况如下：
NTP 高能磷酸键
氨基酸的活化 ATP 2/aa
肽链合成的起始 GTP 1
肽链的延伸 GTP 2/轮 aa添加
肽链合成的终止 0
例,以游离的氨基酸为原料，起始合成一个 100肽，至
少需要消耗多少 ATP？
（ 注,ATP→ AMP折算成 2个 ATP,GTP折算成 ATP）
解法一, 分阶段累计
2× 100 ＋ 1 ＋ 2× 99 ＝ 399
五、多肽链合成的能量消耗
解法二,以 aa为单位累计
∵ 每个 游离的氨基酸 参入到 正在合成的多肽链 中，至
少需要消耗 4 个高能磷酸键（活化 — 2个；氨酰
tRNA进入 A位 — 1个；核糖体移位 — 1个）。
但起始的氨基酸要少消耗 1个 GTP（ 可理解成它直
接进入 P位，不要移位） ∴ 4n－ 1 ＝ 4× 100－ 1
五、多肽链合成的能量消耗
六、多肽链合成的速度
蛋白质的生物合成的速度极快。在最适条件
下，合成一条含 400个氨基酸残基的多肽链大约
只要 10秒钟。
多核糖体,在一条 mRNA链上, 可以有多个
核糖体同时进行翻译, 每个核糖体上都附着一条
正在延长的多肽链, 越靠近 mRNA的 3′端的核糖
体上的肽链越长 。 这种结构叫做多核糖体 。
多核糖体：在一条 mRNA链上, 可以有多个
核糖体同时进行翻译, 每个核糖体上都附着一条
正在延长的多肽链, 越靠近 mRNA的 3′端的核糖
体上的肽链越长 。 这种结构叫做多核糖体 。
mRNA上核糖体的多少，视 mRNA 链长而定
。一般每隔 40个核苷酸有一个核糖体。
多核糖体的结构可大大提高 mRNA的翻译效率。
六、多肽链合成的速度
多肽链的折叠是指从多肽链氨基酸序列形成正
确的三维结构的过程 。
蛋白质二硫键异构酶（ protein disulfide
isomerase） 和肽基脯氨酸异构酶（ peptidyl prolyl
isomerase） 参与蛋白质的折叠过程。
前者能加速蛋白质正确二硫键的形成。后者
则加速脯氨酸亚氨基肽键的顺 -反异构化。
七、多肽链合成后的加工1,多肽链的折叠
Protein folding begin
to as they are being
synthesized on ribosomes.
The protein may be
assisted in folding by a
family of helper protein
known as molecular
chaperones (e.g,Hsp 70).
The chaperonin complex
in E,coli is GroES-
GroEL,In eukaryotic
cells it is known as TRiC
or CCT (cytosolic
chaperonin containing
TCP-1).
Structure and function of the GroEL-GroES
complex
GroEL
GroES
GroEL
多肽链的修饰是指多肽链中氨基酸残基被切
除或在氨基酸残基中添加和改变一些基团,从而
使多肽链形成具有一定高级结构和生物活性的蛋
白质分子的过程 。
七、多肽链合成后的加工2,多肽链的修饰
(1) 末端氨基的去甲酰化和 N-甲硫氨酸的切除
原核细胞多肽 N-末端的甲酰甲硫氨酸的甲酰基可
在去甲酰酶的催化下被除去。
在原核和真核细胞中多肽 N-末端的甲硫氨酸均可
被氨肽酶除去。
原核细胞究竟采取去甲酰基还是去甲酰甲硫氨酸
，常决定与邻近氨基酸。如果第二个氨基酸是 Arg，
Asn,Asp,Glu,Ile或 Lys,则以前者为主，如果第
二个氨基酸是 Ala,Gly,Pro,Thr或 Val,则以后者
为主。
(2) 一些氨基酸残基侧链被修饰
有些氨基酸没有相应的遗传密码，而是在肽链从
核糖体释放后经化学修饰形成的。如胶原蛋白中含有
大量的羟脯氨酸和羟赖氨酸，分别是脯氨酸和赖氨酸
经羟化而成的。有些蛋白质中的天冬酰胺、丝氨酸和
苏氨酸发生糖基化形成糖蛋白，丝氨酸磷酸化成为磷
酸丝氨酸。
(3) 二硫键的形成
多肽链的半胱氨酸残基可在蛋白质二硫键异构酶
的作用下形成二硫键，肽链内或肽链间都可形成二硫
键，二硫键在维持蛋白质的空间构象中起了很重要的
作用。
(4) 多肽链的水解断裂
许多具有一定功能的蛋白质如酶、激素蛋白，在
体内常以无活性的前体肽的形式产生，这些前体在一
定情况下经体内蛋白酶的水解切去部分肽段，才能变
成有活性的蛋白质，如胰岛素原变成胰岛素，胰蛋白
酶原变为胰蛋白酶等。
无论是原核还是真核细胞都是一个高度有序
的结构, 新生的蛋白质要被准确地运送到细胞的
各个部分, 如溶酶体, 线粒体, 叶绿体, 细胞质
和细胞核等, 以更新其结构组成和维持其功能,
这一过程称为蛋白质的定位 。
八、蛋白质的定位
多肽的转运有两种类型即共翻译转移（ co-
translational translocation） 和翻译后转移（
post-translational translocation）。
蛋白质的定位 (Protein translocation)主要
由 共翻译转移为特征, 首先在游离核糖体上合成
一段称为信号肽 （ signal peptide） 的肽段, 该
信号肽指令核糖体结合到粗面内质网膜上, 然后
肽链边合成边进入内质网腔, 经初步加工和修饰
后, 部分多肽以囊泡形式被运往高尔基体, 再经
进一步的加工和修饰后被运往质膜, 溶酶体或被
分泌到胞外 。
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
a,信号肽通常在被转运的多肽链的 N端, 长度为
10?40个氨基酸残基不等, 氨基端至少含有一个带
正电荷的氨基酸 ;
b,序列中心为含有 10?15高度疏水的氨基酸残基, 如
丙氨酸, 亮氨酸, 缬氨酸, 异亮氨酸和苯丙氨酸 。
c,在信号肽的 C末端有一个可被信号肽酶识别的位点
,当蛋白质运送到目的地后, 信号肽即被信号肽酶
切去 。
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
d,在信号肽酶识别位点上游常有一疏水性较强的 5肽
,信号肽酶切点上游的第一个 (?1)及第 3个 (?3)氨
基酸常为具有一个小侧链的氨基酸 （ 如丙氨酸 ）
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
人生长激素
人胰岛素原
牛血清蛋白原
小鼠抗体链
鸡溶菌酶
蜂毒蛋白
果蝇胶蛋白
玉米蛋白
酵母转化酶
人流感病毒
M A T G S R T S Q E G S A F P T
M A L W M R L L P G P D P A A A F V N
M K W V T F I S S S A Y S R G V
H M K V L S T A I P H I M S D V Q
M K S P K G K V F
M K F L V N S Y I Y A A P E
M K D P A S G C K D
19 M A A K S A S A A T A S I F
O G K S S M T
A K K G D Q I
L L L A F G L L C L P W L
L L A L L A L W
L L L F
L L Y L L
L L I L V L C F L L A A L
V A L V F M V V Y I
L L V V A V I A C M L I G F A
I F C L I M L L G L
M L L A F L F L L A F A A I A
M A L L V L L Y A F V A
切点
一些真核细胞的信号肽的结构
信号肽是如何被识别的?含有这种顺序的蛋白质又是
怎样被运过粗面内质网膜的?
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
Blobel等已证明，有一种被称为信号识别颗粒（
signal recognition particle SPR） 的核糖核蛋白与
合成分泌蛋白的核糖体结合到粗面内质网膜上密切相
关。 SPR的相对分子质量为 325 kD,是由一种 300
个核苷酸的 RNA分子 (名为 7SL RNA)和 6个不同的多
肽链组成的。 SPR存在于细胞质中，其上有两个关键
部位，即 信号肽识别部位 和 翻译暂停功能域 。
信号肽的识别及多肽进入内质网的过程
八、蛋白质的定位1,共翻译转移
信号肽的识别及多肽进入内质网的过程
虽然线粒体和叶绿体均具有各自的基因组, 但
只编码其自身的一小部分蛋白质 。 大部分线粒体和
叶绿体的蛋白质是由细胞核基因组编码的, 并在细
胞质游离核糖体上被完整合成后, 通过新生肽的信
号序列直接运往目的地 (线粒体和叶绿体 ),这种转
运方式属于翻译后转移 。
八、蛋白质的定位2,翻译后转移
1,翻译 (translation)； 在蛋白质合成期间，将存在
于 mRNA上代表一个多肽链的核苷酸残基序列转换
为多肽链氨基酸残基序列的过程。
2．遗传密码 (genetic code),核酸中的核苷酸残基
序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关
系。连续的 3个核苷酸残基序列为一个密码子，特
指一个氨基酸。标准的遗传密码是由 64个密码子
组成的，几乎为所有生物通用。
六,名词解释
3,起始密码子 (iniation codon)； 指定蛋白质合成
起始位点的密码子。最常见的起始密码子是蛋氨酸
密码,AUG。
4,终止密码子 (termination codon)； 任何 tRNA分
子都不能正常识别的、但可被特殊蛋白结合并引起
新合成的肽链从翻译机器上释放的密码子。存在 3个
终止密码子,UAG,UAA和 UGA。
六,名词解释
5,密码子 (eodon),mRNA(或 DNA)上的三联体核苷酸
残基序列，该序列编码着一个指定的氨基酸,tRNA
的反密码子与 mRNA的密码子互补。
6．反密码子 (anticodon),tRNA分子的反密码子环
上的三联体核苷酸残基序列。在翻译期间，反密码
子与 mRNA中的互补密码子结合。
六,名词解释
7,简并密码子 (degenerate codon),也称为同义密
码子 (synonymous codon)； 是指编码相同氨基酸的几
个不同的密码子。
8.氨基酸臂 (amino arm)； 也称为接纳茎（ acceptor
stem)。 tRNA分子中靠近 3?端的核苷酸序列和 5端的序
列碱基配对，形成的可接收氨基酸的臂 (茎 )。
六,名词解释
9,摆动 (wobble),处于密码子 3?端的碱基和与之互
补的反密码于 5? 。端的碱基之间的碱基配对有一定
的宽容性，即处于反密码子 5?，端的碱基 (也称为摆
动位置），例如 I可以与密码子上 3?端的 U,C和 A配对
。由于存在摆动现象，所以使得一个 tRNA反密码子可
以和一个以上的 mRNA密码子结合。
10,信号肽 (signal peptide),常指新合成多肽链中
用于指导蛋白质跨膜转移 (定位 )的 N-末端的氨基酸序
列 (有时不一定在 N端 )。
六,名词解释
