第十二章 蛋白质的生物合成
（翻译）
Chapter 12 Protein Biosynthesis，
Translation
本章重点与难点
重点：了解密码子的概念与特点； RNA在蛋
白质生物合成中的作用；蛋白质合成过程及
合成后加工与运输。
难点：核糖体的结构；蛋白质合成过程；肽
链合成后的加工与定向运输；蛋白质生物合
成的干扰和抑制。
DNA,ATGCATGCATGC
RNA,AUGCAUGCAUGC
PROTEIN,aa1 aa2 aa3 aa4
什么样的碱基序列决定什么
样的氨基酸序列呢？
如何实现碱基序列到氨基
酸序列的转变？
? 蛋白质的生物合成,即 翻译或表达,就是将核酸
中由 4 种 核苷酸序列 编码的遗传信息，通过 遗传
密码 破译的方式解读为蛋白质一级结构中 20种 氨
基酸的排列顺序 。
? 20种氨基酸 (AA)作为原料
? 酶及众多蛋白因子，如 IF,eIF
? ATP,GTP、无机离子
参与蛋白质生物合成的物质包括
? 三种 RNA
–mRNA（ 作为蛋白质生物合成的模板，决
定多肽链中氨基酸的排列顺序 ）
–rRNA（ 蛋白体生物合成的场所 ）
–tRNA（ 搬运氨基酸的工具 ）
一、翻译模板 mRNA及遗传密码
? mRNA是遗传信息的携带者
? 遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位
称为 顺反子 (cistron)。
? 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录
单位, 转录生成的 mRNA可编码几种功能相
关的蛋白质, 为 多顺反子 (polycistron) 。
? 真核 mRNA只编码一种蛋白质, 为 单顺反子
(single cistron) 。
原核生物的多顺反子
真核生物的单顺反子
非编码序列 核蛋白体结合位点
起始密码子 终止密码子 编码序列
PPP 5? 3?
蛋白质
PPP mG - 5? 3?
蛋白质
我们已经知道,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
肽上氨基酸次序的是 mRNA上的核苷酸的排列次序,
不论是 DNA还是 mRNA都是由 4种核苷酸构成, 而
组成多肽的氨基酸有 20种,显然,必须是几个核苷酸
的组合编码一个氨基酸才能应付局面,用数学方法很
容易算出,如果每 2个核苷酸编码 1个氨基酸,那么 4种
核苷酸只有 16中编码方式, 显然不行,如果每 3个核
苷酸编码 1个氨基酸,则有 64种编码方式,很理想,如果
4对 1则有 256种,太没必要也太复杂了,时刻记住生物
体是一个最理想的体系,而且科学家们用生物化学实
验已经证实是 3个碱基编码 1个氨基酸,称为三联体密
码或密码子 。
遗传密码的破译
在遗传密码的破译中,美国科学家 M.W.Nirenberg等人
做出了重要贡献,并于 1968年获得了诺贝尔生理医学
奖,
早在 1961年, M.W.Nirenberg等人在大肠杆菌的无细
胞体系中外加 poly(U)模板, 20种标记的氨基酸, 经
保温后得到了多聚 phe-phe-phe,于是推测 UUU编码
phe。 利用同样的方法得到 CCC编码 pro,GGG编码
gly,AAA编码 lys。
如果利用 poly（ UC）, 则得到多聚 Ser-Leu-Ser-Leu，
推测 UCU编码 Ser,CUC编码 Leu,因为 poly（ UC）
有两种读码方式,UCU——CUC和 CUC——UCU
采用这种方式, 到 1965年就全部破译了 64组密码子 。
? mRNA上存在遗传密码
mRNA分子上从 5?至 3?方向, 由 AUG开始, 每 3
个核苷酸为一组, 决定肽链上某一个氨基酸或蛋白
质合成的起始, 终止信号, 称为 三联体密码 (triplet
coden)。 在 64个密码子中有 61个编码氨基酸, 3个不
编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用, 称为终
止密码子, 它们是 UAG,UAA,UGA,密码子 AUG
（ 编码 Met） 又称起始密码子 。
起始密码 (initiation coden),AUG, GUG
终止密码 (termination coden):UAA,UAG,UGA
遗
传
密
码
表
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, 各个三联体密码连
续排列编码一个蛋白质多肽链, 称为 开放阅读
框架 (open reading frame,ORF)。
1,连续性 (commaless)
?遗传密码的特点
编码蛋白质氨
基酸序列的各个三
联体密码连续阅读，
密码间既无间断也
无交叉。
?基因损伤引起 mRNA阅读框架内的碱基发生
插入或缺失，可能导致框移突变 (frameshift
mutation)。
2,简并性 (degeneracy)
遗传密码共有 64个，其中 61个密码子
对应 20中氨基酸，除色氨酸和甲硫氨酸仅
有一个密码子外，其余氨基酸有 2,3,4
个或多至 6个三联体为其编码。
3,通用性 (universal)
? 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到
人类都通用。
? 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植
物细胞的叶绿体。
? 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同
一祖先。
4,摆动性 (wobble)
转运氨基酸的 tRNA的反密码需要通过
碱基互补与 mRNA上的遗传密码反向配对结
合, 但反密码与密码间不严格遵守常见的碱
基配对规律, 称为摆动配对 。
5、方向性
即解读方向为 5′→ 3′
U
摆动配对
? 反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补
原则，即 A— U,G— C配对。但反密码的第一
个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格
遵循碱基互补原则。如反密码第一个核苷酸为
Ⅰ,则可与 A,U或 C配对,如为 U，则可与 A
或 G配对,这种配对称为 不稳定配对 。
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子
第 1位碱基 I U G A C
mRNA密码子
第 3位碱基 U,C,A A,G U,C U G
二、核蛋白体是多肽链合成的装置或场所
原核生物 真核生物
核蛋
白体 小亚基 大亚基
核蛋
白体 小亚基 大亚基
S 70S 30S 50S 80S 40S 60S
rRNA 16S-rRNA 5S-rRNA 23S-rRNA 18S-rRNA
28S-rRNA
5S-rRNA
5.8S-
rRNA
蛋白
质
rpS 21
种 rpL 36种
rpS 33
种 rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核
蛋
白
体
的
组
成
? 大肠杆菌核蛋白体
的空间结构为一椭
圆球体，其 30S亚
基呈哑铃状,50S
亚基带有三角，中
间凹陷形成空穴，
将 30S小亚基抱住，
两亚基的结合面为
蛋白质生物合成的
场所。
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式,
A位：氨基酰位
(aminoacyl site)
P位：肽酰位
(peptidyl site)
E位：排出位
(exit site)
核糖体包括如下部位,
容纳 mRNA的部位
结合氨基酰 tRNA的部位（ A－位点）
结合肽酰 tRNA的部位（ P－位点）
形成肽键的部位（转肽酶中心）
? 核蛋白体的大, 小亚基分别有不同的功能,
1,小亚基：可与 mRNA,GTP和起动 tRNA结合 。
2,大亚基,
（ 1 ） 具 有 两 个 不 同 的 tRNA 结合点 。 A 位
（ 右 ） —— 受位或氨酰基位, 可与新进入的氨基
酰 tRNA结合； P位 （ 左 ） —— 给位或肽酰基位,
可与延伸中的肽酰基 tRNA结合 。
（ 2） 具有转肽酶活性,将给位上的肽酰基转移
给受位上的氨基酰 tRNA,形成肽键 。
（ 3） 具有 GTPase活性, 水解 GTP,获得能量 。
（ 4）具有起动因子、延长因子及释放因子的结
合部位。
? 在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白
体结合在同一 mRNA分子上，同时进行翻译，
但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形
成念球状结构。
? 由若干核蛋白体结合在一条 mRNA上同时进行
多肽链的翻译所形成的念球状结构称为 多核蛋
白体 。
三,tRNA与氨基酸的活化
反密码环
氨基酸臂
tRNA的三级结构示意图
氨基酸 + tRNA 氨基酰 - tRNA
ATP AMP＋ PPi
氨基酰 -tRNA合成酶
（一） 氨基酰 -tRNA合成酶
(aminoacyl-tRNA synthetase)
? 氨基酸的活化
第一步反应
氨基酸 ＋ ATP-E — → 氨基酰 -AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应
氨基酰 -AMP-E
＋
tRNA
↓
氨基酰 -tRNA
＋
AMP
＋
E
tRNA与酶
结合的模型
tRNA
氨基酰 -tRNA合成酶
ATP
? 氨基酰 -tRNA合成酶对底物氨基酸和 tRNA都有
高度特异性。
? 氨基酰 -tRNA合成酶具有校正活性 (proofreading
activity) 。
? 氨基酰 -tRNA的表示方法,
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
真核生物, Met-tRNAiMet
原核生物, fMet-tRNAifMet
（二） 起始肽链合成的氨基酰 -tRNA
? 翻译的起始 (initiation)
? 翻译的延长 (elongation)
? 翻译的终止 (termination )
整个翻译过程可分为,
翻译过程从阅读框架的 5′-AUG开始, 按
mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链, 直
至终止密码出现 。
四、蛋白质生物合成过程
The Process of Protein Biosynthesis
活化氨基酸的缩合 —— 核蛋白体循环
? 活化氨基酸缩合生成多肽链的过程在核蛋白体
上进行。活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译
mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应
过程，称为 核蛋白体循环 。
? 核蛋白体循环过程可分为 起动、延长和终止 三
个阶段，这三个阶段在原核生物和真核生物类
似，现以原核生物中的过程加以介绍。
（一）肽链合成起始（翻译起始）
指 mRNA和起始氨基酰 -tRNA分别
与核蛋白体结合而形成 翻译起始复合物
(translational initiation complex)。
原核、真核生物各种起始因子的生物功能
促进核蛋白体分离成大小亚基eIF - 6
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eIF - 5
eIF - 4F 复合物成分，结合 eIF - 4E 和 PABeIF - 4G
eIF - 4F 复合物成分，结合 mRN A5 ＇帽子eIF - 4E
结合 mRN A,促进 mRNA 扫描定位起始 AUGeIF -- 4B
eIF - 4F 复合物成分，有解螺旋酶活性，促进 mRNA 结
合小亚基
IF - 4A
最先结合小亚基促进大小亚基分离eIF - 2B, eI F - 3
促进起始 tR N A 与小亚基结合eIF - 2
真核
生物
促进大小亚基分离，提高 P 位对结合起始 tRNA 敏感性EIF - 3
促进起始 tR N A 与小亚基结合EIF - 2
占据 A 位防止结合其他 tR N AIF - 1
原核
生物
生物功能起始因子
促进核蛋白体分离成大小亚基
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基
复合物成分，结合 和
复合物成分，结合
扫描定位起始
复合物成分，有解螺旋酶活性，促进 结
合小亚基
最先结合小亚基促进大小亚基分离，
促进起始 与小亚基结合
促进大小亚基分离，提高 位对结合起始
促进起始 与小亚基结合
位防止结合其他
生物功能起始因子
1、原核生物翻译起始复合物形成
? 核蛋白体大小亚基分离；
? mRNA在小亚基定位结合；
? 起始氨基酰 -tRNA的结合；
? 核蛋白体大亚基结合。
1） 30S起动复合物的形成,在起动因子的促
进下,30S小亚基与 mRNA的起动部位，起动
tRNA（ fmet-tRNAfmet），和 GTP结合，形成
复合体。
2） 70S起动前复合体的形成,IF3从 30S起动复
合体上脱落,50S大亚基与复合体结合，形成
70S起动前复合体。
3） 70S起动复合体的形成,GTP被水解,IF1和
IF2从复合物上脱落。此时,tRNAfmet的反密码
UAC与 mRNA上的起动密码 AUG互补结合,tRNAfmet
结合在核蛋白的给位（ P位）。
? 在起始密码子 AUG上游 9-13个核苷酸处，有一段可与
核糖体 16S rRNA配对结合的、富含嘌呤的 3-9个核苷
酸的共同序列，一般为 AGGA，此序列称 SD序列。它
与核糖体小亚基内 16S rRNA的 3’端一段富含嘧啶的序
列 GAUCACCUCCUUA-OH（暂称反 SD序列）互补，
形成氢键。使得结合于 30S亚基上的起始 tRNA能正确
地定位于 mRNA的起始密码子 AUG。
? 真核生物中的 mRNA具有帽子结构，已知需一种特殊
的 帽子结合蛋白（ CBP） 以识别此结构。
S-D序列, mRNA上的 AGGAGGU区域作为
翻译起始信号，被称为 Shine－ Dalgarno顺序
或 S.D序列。
2、真核生物翻译起始复合物形成
? 核蛋白体大小亚基分离；
? 起始氨基酰 -tRNA结合；
? mRNA在核蛋白体小亚基就位；
? 核蛋白体大亚基结合。
met
40S
60S
Met
Met
40S
60S
mRNA
eIF-2B,eIF-3,
eIF-6 ①
elF-3
②
GDP+Pi
各种 elF释放 elF-5
④
ATP
ADP+Pi
elF4E,elF4G,elF4A,
elF4B,PAB ③ Met
Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP
真核生物翻译起始
复合物形成过程
（二）肽链合成延长
指根据 mRNA密码序列的指导, 次序添加
氨基酸从 N端向 C端延伸肽链, 直到合成终止
的过程 。
? 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又
称为 核蛋白体循环 (ribosomal cycle)，每次循环
增加一个氨基酸，包括以下三步,
– 进位 (entrance)
– 成肽 (peptide bond formation)
– 移位 (translocation)
? 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子 (elongation
factor,EF)
原核生物,EF-T (EF-Tu,EF-Ts)
EF-G
真核生物,EF-1, EF-2
原核延长
因子 生物功能
对应真核延
长因子
EF-Tu 促进氨基酰 -tRNA进入 A位，结合分解 GTP EF-1-α
EF-Ts 调节亚基 EF-1-βγ
EFG
有转位酶活性，促进 mRNA-
肽酰 -tRNA由 A位前移到 P位，
促进卸载 tRNA释放
EF-2
肽链合成的延长因子
又称注册 (registration)
1、进位
指根据 mRNA下
一组遗传密码指导，
使相应氨基酰 -tRNA
进入核蛋白体 A位。
延长因子 EF-T催化
进位（原核生物）
Tu Ts GTP
GDP
A U G 5' 3'
Tu
Ts
GTP
2、成肽
是由转肽酶 (transpeptidase)催化的肽键形
成过程。
3、移位
延长因子 EF-G有转位酶 ( translocase )
活性，可结合并水解 1分子 GTP，促进核蛋
白体向 mRNA的 3'侧移动 。
进
位
转
位
成肽
真核生物肽链合成的延长过程与原核基本相
似, 但有不同的反应体系和延长因子 。
另外, 真核细胞核蛋白体没有 E位, 转位时
卸载的 tRNA直接从 P位脱落 。
4、真核生物延长过程
（三）肽链合成的终止
当 mRNA上终止密码出现后，多肽链合成
停止，肽链从肽酰 -tRNA中释出,mRNA、核
蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。
终止相关的蛋白因子称为释放因子
(release factor,RF)
一是识别终止密码, 如 RF-1特异识别 UAA、
UAG；而 RF-2可识别 UAA,UGA。
二是诱导转肽酶改变为酯酶活性, 相当于催化
肽酰基转移到水分子 -OH上, 使肽链从核蛋
白体上释放 。
释放因子的功能
原核生物释放因子,RF-1,RF-2,RF-3
真核生物释放因子,eRF
肽链终止阶段,
? 核蛋白体沿 mRNA链滑动, 不断
使多肽链延长, 直到终止信号进
入受位 。
1,识别,RF识别终止密码, 进
入核蛋白体的受位 。
2,水解,RF使转肽酶变为水解
酶, 多肽链与 tRNA之间的酯键
被水解, 多肽链释放 。
3．解离,通过水解 GTP，使核
蛋白体与 mRNA分离,tRNA、
RF脱落，核蛋白体解离为大、
小亚基。
原
核
肽
链
合
成
终
止
过
程
U A G 5' 3'
RF
COO-
从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋
白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加
工过程才转变为天然构象的功能蛋白。
主要包括
? 多肽链折叠为天然的三维结构
? 肽链一级结构的修饰
? 高级结构修饰
五、蛋白质合成后加工和输送
Posttranslational Processing & Protein Transportation
（一）多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质
? 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新
生肽链 N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即
开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，
产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整
空间构象。
? 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质
折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。
? 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，
而需要其他酶、蛋白辅助。
几种有促进蛋白折叠功能的大分子
—— 助折叠蛋白
1,分子伴侣 (molecular chaperon)
2,蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase,
PDI)
3,肽 -脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans
isomerase,PPI)
1,热休克蛋白 (heat shock protein,HSP)
HSP70,HSP40和 GreE族
2,伴侣素 (chaperonins)
GroEL和 GroES家族
?分子伴侣
分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可识别
肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白
质的正确折叠。
热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用 ——
结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进
行折叠。形成 HSP70和多肽片段依次结合、解离
的循环。
HSP40结合待
折叠多肽片段 HSP70-ATP复合物
HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物
ATP水解
GrpE ATP
ADP
复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠
伴侣素 GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
伴侣素的主要作用 ——
为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然
空间构象的微环境 。
?蛋白二硫键异构酶
多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳
定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这
一过程主要在细胞内质网进行。
二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较
大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二
硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天
然构象。
?肽 -脯氨酰顺反异构酶
多肽链中肽酰 -脯氨酸间形成的肽键有顺反两
种异构体，空间构象明显差别。
肽酰 -脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种
异构体之间的转换。
肽酰 -脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形
成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可
使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。
（二）一级结构的修饰
1、肽链 N端的修饰
2、个别氨基酸的修饰
3、多肽链的水解修饰
4、糖基化修饰
1,N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除,
? N端甲酰蛋氨酸, 必须在多肽链折迭成一定的
空间结构之前被切除 。
① 去甲酰化,
甲酰化酶
甲酰蛋氨酸 -肽 甲酸 + 蛋氨酸 -肽
② 去蛋氨酰基,
蛋氨酸氨基肽酶
蛋氨酰 -肽 蛋氨酸 + 肽
2,氨基酸的修饰,
由专一性的酶催化进行修饰, 包括糖基化, 羟
基化, 磷酸化, 甲酰化等 。
3,二硫键的形成,
由专一性的氧化酶催化, 将 -SH氧化为 -S-S-。
4,肽段的切除,
由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。
鸦片促黑皮质素原 (POMC)的水解修饰
N C
信号肽 PMOC KR KR
103肽
(？ ) ACTH ?-LT
?-MSH ?-MSH
Endophin
（三）高级结构的修饰
1、亚基聚合
2、辅基连接
3、疏水脂链的共价连接
蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输
送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过
程称为蛋白质的靶向输送。
六、蛋白质合成后的靶向输送
?蛋白质的靶向输送 (protein targeting)
所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信
号, 主要为 N末端特异氨基酸序列, 可引导蛋
白质转移到细胞的适当靶部位, 这一序列称为
信号序列 。
? 信号序列 (signal sequence)
靶向输送蛋白 信号序列或成分
分泌蛋白 信号肽
内质网腔蛋白 信号肽,C端 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL
序列 )
线粒体蛋白 N端靶向序列（ 20～ 35氨基酸残基）
核蛋白 核定位序列（ -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-
Val-,SV40 T抗原）
过氧化体蛋白 -Ser-Lys-Leu-（ PST序列）
溶酶体蛋白 Man-6-P（甘露糖 -6-磷酸）
靶向输送蛋白的信号序列或成分
（一）分泌蛋白的靶向输送
真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向
输送过程首先要进入内质网。
? 信号肽 (signal peptide)
各种新生分泌蛋白的 N端有保守的氨
基酸序列称信号肽。
信号肽的一级结构
信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网
（二）线粒体蛋白的靶向输送
（三）细胞核蛋白的靶向输送
? 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶
点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系
某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用
的。
? 可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌
药物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质
合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特
效而不损害人体的药物。
七、蛋白质生物合成的干扰和抑制
Interference & Inhibition of Protein Biosynthesis
?抗生素 (antibiotics)
是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的
一类药物。
?抗代谢药物
指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过
度生长的药物，如, 6-MP。
? 某些毒素也作用于基因信息传递过程 。
（一 )抗生素类
抗生素 作用点 作用原理 应用
四环素族（金霉素
新霉素、土霉素）
链霉素、卡那霉素、
新霉素
氯霉素、林可霉素
红霉素
梭链孢酸
放线菌酮
嘌呤霉素
原核核蛋白
体小亚基
原核核蛋白
体小亚基
原核核蛋白
体大亚基
原核核蛋白
体大亚基
原核核蛋白
体大亚基
真核核蛋白
体大亚基
真核、原核
核蛋白体
抑制氨基酰 -tRNA与小亚基
结合
改变构象引起读码错误、抑
制起始
抑制转肽酶、阻断延长
抑制转肽酶、妨碍转位
与 EFG-GTP结合，抑制肽
链延长
抑制转肽酶、阻断延长
氨基酰 -tRNA类似物，进位
后引起未成熟肽链脱落
抗菌药
抗菌药
抗菌药
抗菌药
抗菌药
医学研究
抗肿瘤药
抗生素抑制蛋白质生物合成的原理
嘌呤霉素
作用示意图
四
环
素
族
氯霉素
链霉素和卡那霉素
嘌呤霉素
放线菌酮
(二）其他干扰蛋白质生物合成的物质
? 毒素 (toxin)
? 干扰素 (interferon)
?白喉毒素 (diphtheria toxin)的作用机理
N
C
O
N H 2
N
+
O
C H
2
O
O HO H
A D P
C
O
N H
2
白
喉
毒
素
+
+
延长因子 -2
（ 有活性 ）
O
C H 2O
O HO H
A D P 延长因子 -2
（ 无活性 ）
?干扰素的作用机理
干扰素诱导的蛋白激酶
dsRNA
1,干扰素诱导 eIF2磷酸化而失活
ATP
eIF2
ADP
eIF2-P（失活）
Pi 磷酸酶
2,干扰素诱导病毒 RNA降解
降解 mRNA
dsRNA
干扰素
A A
P
A
P PPP
2?
5?
2?
5? 5? 2?- 5?A
A
PPP
ATP
2-5A合成酶
RNaseL RNaseL
活化
（翻译）
Chapter 12 Protein Biosynthesis，
Translation
本章重点与难点
重点：了解密码子的概念与特点； RNA在蛋
白质生物合成中的作用；蛋白质合成过程及
合成后加工与运输。
难点：核糖体的结构；蛋白质合成过程；肽
链合成后的加工与定向运输；蛋白质生物合
成的干扰和抑制。
DNA,ATGCATGCATGC
RNA,AUGCAUGCAUGC
PROTEIN,aa1 aa2 aa3 aa4
什么样的碱基序列决定什么
样的氨基酸序列呢？
如何实现碱基序列到氨基
酸序列的转变？
? 蛋白质的生物合成,即 翻译或表达,就是将核酸
中由 4 种 核苷酸序列 编码的遗传信息，通过 遗传
密码 破译的方式解读为蛋白质一级结构中 20种 氨
基酸的排列顺序 。
? 20种氨基酸 (AA)作为原料
? 酶及众多蛋白因子，如 IF,eIF
? ATP,GTP、无机离子
参与蛋白质生物合成的物质包括
? 三种 RNA
–mRNA（ 作为蛋白质生物合成的模板，决
定多肽链中氨基酸的排列顺序 ）
–rRNA（ 蛋白体生物合成的场所 ）
–tRNA（ 搬运氨基酸的工具 ）
一、翻译模板 mRNA及遗传密码
? mRNA是遗传信息的携带者
? 遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位
称为 顺反子 (cistron)。
? 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录
单位, 转录生成的 mRNA可编码几种功能相
关的蛋白质, 为 多顺反子 (polycistron) 。
? 真核 mRNA只编码一种蛋白质, 为 单顺反子
(single cistron) 。
原核生物的多顺反子
真核生物的单顺反子
非编码序列 核蛋白体结合位点
起始密码子 终止密码子 编码序列
PPP 5? 3?
蛋白质
PPP mG - 5? 3?
蛋白质
我们已经知道,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
肽上氨基酸次序的是 mRNA上的核苷酸的排列次序,
不论是 DNA还是 mRNA都是由 4种核苷酸构成, 而
组成多肽的氨基酸有 20种,显然,必须是几个核苷酸
的组合编码一个氨基酸才能应付局面,用数学方法很
容易算出,如果每 2个核苷酸编码 1个氨基酸,那么 4种
核苷酸只有 16中编码方式, 显然不行,如果每 3个核
苷酸编码 1个氨基酸,则有 64种编码方式,很理想,如果
4对 1则有 256种,太没必要也太复杂了,时刻记住生物
体是一个最理想的体系,而且科学家们用生物化学实
验已经证实是 3个碱基编码 1个氨基酸,称为三联体密
码或密码子 。
遗传密码的破译
在遗传密码的破译中,美国科学家 M.W.Nirenberg等人
做出了重要贡献,并于 1968年获得了诺贝尔生理医学
奖,
早在 1961年, M.W.Nirenberg等人在大肠杆菌的无细
胞体系中外加 poly(U)模板, 20种标记的氨基酸, 经
保温后得到了多聚 phe-phe-phe,于是推测 UUU编码
phe。 利用同样的方法得到 CCC编码 pro,GGG编码
gly,AAA编码 lys。
如果利用 poly（ UC）, 则得到多聚 Ser-Leu-Ser-Leu，
推测 UCU编码 Ser,CUC编码 Leu,因为 poly（ UC）
有两种读码方式,UCU——CUC和 CUC——UCU
采用这种方式, 到 1965年就全部破译了 64组密码子 。
? mRNA上存在遗传密码
mRNA分子上从 5?至 3?方向, 由 AUG开始, 每 3
个核苷酸为一组, 决定肽链上某一个氨基酸或蛋白
质合成的起始, 终止信号, 称为 三联体密码 (triplet
coden)。 在 64个密码子中有 61个编码氨基酸, 3个不
编码任何氨基酸而起肽链合成的终止作用, 称为终
止密码子, 它们是 UAG,UAA,UGA,密码子 AUG
（ 编码 Met） 又称起始密码子 。
起始密码 (initiation coden),AUG, GUG
终止密码 (termination coden):UAA,UAG,UGA
遗
传
密
码
表
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, 各个三联体密码连
续排列编码一个蛋白质多肽链, 称为 开放阅读
框架 (open reading frame,ORF)。
1,连续性 (commaless)
?遗传密码的特点
编码蛋白质氨
基酸序列的各个三
联体密码连续阅读，
密码间既无间断也
无交叉。
?基因损伤引起 mRNA阅读框架内的碱基发生
插入或缺失，可能导致框移突变 (frameshift
mutation)。
2,简并性 (degeneracy)
遗传密码共有 64个，其中 61个密码子
对应 20中氨基酸，除色氨酸和甲硫氨酸仅
有一个密码子外，其余氨基酸有 2,3,4
个或多至 6个三联体为其编码。
3,通用性 (universal)
? 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到
人类都通用。
? 已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植
物细胞的叶绿体。
? 密码的通用性进一步证明各种生物进化自同
一祖先。
4,摆动性 (wobble)
转运氨基酸的 tRNA的反密码需要通过
碱基互补与 mRNA上的遗传密码反向配对结
合, 但反密码与密码间不严格遵守常见的碱
基配对规律, 称为摆动配对 。
5、方向性
即解读方向为 5′→ 3′
U
摆动配对
? 反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补
原则，即 A— U,G— C配对。但反密码的第一
个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格
遵循碱基互补原则。如反密码第一个核苷酸为
Ⅰ,则可与 A,U或 C配对,如为 U，则可与 A
或 G配对,这种配对称为 不稳定配对 。
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子
第 1位碱基 I U G A C
mRNA密码子
第 3位碱基 U,C,A A,G U,C U G
二、核蛋白体是多肽链合成的装置或场所
原核生物 真核生物
核蛋
白体 小亚基 大亚基
核蛋
白体 小亚基 大亚基
S 70S 30S 50S 80S 40S 60S
rRNA 16S-rRNA 5S-rRNA 23S-rRNA 18S-rRNA
28S-rRNA
5S-rRNA
5.8S-
rRNA
蛋白
质
rpS 21
种 rpL 36种
rpS 33
种 rpL 49种
不同细胞核蛋白体的组成
核
蛋
白
体
的
组
成
? 大肠杆菌核蛋白体
的空间结构为一椭
圆球体，其 30S亚
基呈哑铃状,50S
亚基带有三角，中
间凹陷形成空穴，
将 30S小亚基抱住，
两亚基的结合面为
蛋白质生物合成的
场所。
原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式,
A位：氨基酰位
(aminoacyl site)
P位：肽酰位
(peptidyl site)
E位：排出位
(exit site)
核糖体包括如下部位,
容纳 mRNA的部位
结合氨基酰 tRNA的部位（ A－位点）
结合肽酰 tRNA的部位（ P－位点）
形成肽键的部位（转肽酶中心）
? 核蛋白体的大, 小亚基分别有不同的功能,
1,小亚基：可与 mRNA,GTP和起动 tRNA结合 。
2,大亚基,
（ 1 ） 具 有 两 个 不 同 的 tRNA 结合点 。 A 位
（ 右 ） —— 受位或氨酰基位, 可与新进入的氨基
酰 tRNA结合； P位 （ 左 ） —— 给位或肽酰基位,
可与延伸中的肽酰基 tRNA结合 。
（ 2） 具有转肽酶活性,将给位上的肽酰基转移
给受位上的氨基酰 tRNA,形成肽键 。
（ 3） 具有 GTPase活性, 水解 GTP,获得能量 。
（ 4）具有起动因子、延长因子及释放因子的结
合部位。
? 在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白
体结合在同一 mRNA分子上，同时进行翻译，
但每两个相邻核蛋白之间存在一定的间隔，形
成念球状结构。
? 由若干核蛋白体结合在一条 mRNA上同时进行
多肽链的翻译所形成的念球状结构称为 多核蛋
白体 。
三,tRNA与氨基酸的活化
反密码环
氨基酸臂
tRNA的三级结构示意图
氨基酸 + tRNA 氨基酰 - tRNA
ATP AMP＋ PPi
氨基酰 -tRNA合成酶
（一） 氨基酰 -tRNA合成酶
(aminoacyl-tRNA synthetase)
? 氨基酸的活化
第一步反应
氨基酸 ＋ ATP-E — → 氨基酰 -AMP-E ＋ AMP ＋ PPi
第二步反应
氨基酰 -AMP-E
＋
tRNA
↓
氨基酰 -tRNA
＋
AMP
＋
E
tRNA与酶
结合的模型
tRNA
氨基酰 -tRNA合成酶
ATP
? 氨基酰 -tRNA合成酶对底物氨基酸和 tRNA都有
高度特异性。
? 氨基酰 -tRNA合成酶具有校正活性 (proofreading
activity) 。
? 氨基酰 -tRNA的表示方法,
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer
Met-tRNAMet
真核生物, Met-tRNAiMet
原核生物, fMet-tRNAifMet
（二） 起始肽链合成的氨基酰 -tRNA
? 翻译的起始 (initiation)
? 翻译的延长 (elongation)
? 翻译的终止 (termination )
整个翻译过程可分为,
翻译过程从阅读框架的 5′-AUG开始, 按
mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链, 直
至终止密码出现 。
四、蛋白质生物合成过程
The Process of Protein Biosynthesis
活化氨基酸的缩合 —— 核蛋白体循环
? 活化氨基酸缩合生成多肽链的过程在核蛋白体
上进行。活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译
mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应
过程，称为 核蛋白体循环 。
? 核蛋白体循环过程可分为 起动、延长和终止 三
个阶段，这三个阶段在原核生物和真核生物类
似，现以原核生物中的过程加以介绍。
（一）肽链合成起始（翻译起始）
指 mRNA和起始氨基酰 -tRNA分别
与核蛋白体结合而形成 翻译起始复合物
(translational initiation complex)。
原核、真核生物各种起始因子的生物功能
促进核蛋白体分离成大小亚基eIF - 6
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基eIF - 5
eIF - 4F 复合物成分，结合 eIF - 4E 和 PABeIF - 4G
eIF - 4F 复合物成分，结合 mRN A5 ＇帽子eIF - 4E
结合 mRN A,促进 mRNA 扫描定位起始 AUGeIF -- 4B
eIF - 4F 复合物成分，有解螺旋酶活性，促进 mRNA 结
合小亚基
IF - 4A
最先结合小亚基促进大小亚基分离eIF - 2B, eI F - 3
促进起始 tR N A 与小亚基结合eIF - 2
真核
生物
促进大小亚基分离，提高 P 位对结合起始 tRNA 敏感性EIF - 3
促进起始 tR N A 与小亚基结合EIF - 2
占据 A 位防止结合其他 tR N AIF - 1
原核
生物
生物功能起始因子
促进核蛋白体分离成大小亚基
促进各种起始因子从小亚基解离，进而结合大亚基
复合物成分，结合 和
复合物成分，结合
扫描定位起始
复合物成分，有解螺旋酶活性，促进 结
合小亚基
最先结合小亚基促进大小亚基分离，
促进起始 与小亚基结合
促进大小亚基分离，提高 位对结合起始
促进起始 与小亚基结合
位防止结合其他
生物功能起始因子
1、原核生物翻译起始复合物形成
? 核蛋白体大小亚基分离；
? mRNA在小亚基定位结合；
? 起始氨基酰 -tRNA的结合；
? 核蛋白体大亚基结合。
1） 30S起动复合物的形成,在起动因子的促
进下,30S小亚基与 mRNA的起动部位，起动
tRNA（ fmet-tRNAfmet），和 GTP结合，形成
复合体。
2） 70S起动前复合体的形成,IF3从 30S起动复
合体上脱落,50S大亚基与复合体结合，形成
70S起动前复合体。
3） 70S起动复合体的形成,GTP被水解,IF1和
IF2从复合物上脱落。此时,tRNAfmet的反密码
UAC与 mRNA上的起动密码 AUG互补结合,tRNAfmet
结合在核蛋白的给位（ P位）。
? 在起始密码子 AUG上游 9-13个核苷酸处，有一段可与
核糖体 16S rRNA配对结合的、富含嘌呤的 3-9个核苷
酸的共同序列，一般为 AGGA，此序列称 SD序列。它
与核糖体小亚基内 16S rRNA的 3’端一段富含嘧啶的序
列 GAUCACCUCCUUA-OH（暂称反 SD序列）互补，
形成氢键。使得结合于 30S亚基上的起始 tRNA能正确
地定位于 mRNA的起始密码子 AUG。
? 真核生物中的 mRNA具有帽子结构，已知需一种特殊
的 帽子结合蛋白（ CBP） 以识别此结构。
S-D序列, mRNA上的 AGGAGGU区域作为
翻译起始信号，被称为 Shine－ Dalgarno顺序
或 S.D序列。
2、真核生物翻译起始复合物形成
? 核蛋白体大小亚基分离；
? 起始氨基酰 -tRNA结合；
? mRNA在核蛋白体小亚基就位；
? 核蛋白体大亚基结合。
met
40S
60S
Met
Met
40S
60S
mRNA
eIF-2B,eIF-3,
eIF-6 ①
elF-3
②
GDP+Pi
各种 elF释放 elF-5
④
ATP
ADP+Pi
elF4E,elF4G,elF4A,
elF4B,PAB ③ Met
Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP
真核生物翻译起始
复合物形成过程
（二）肽链合成延长
指根据 mRNA密码序列的指导, 次序添加
氨基酸从 N端向 C端延伸肽链, 直到合成终止
的过程 。
? 肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又
称为 核蛋白体循环 (ribosomal cycle)，每次循环
增加一个氨基酸，包括以下三步,
– 进位 (entrance)
– 成肽 (peptide bond formation)
– 移位 (translocation)
? 延伸过程所需蛋白因子称为延长因子 (elongation
factor,EF)
原核生物,EF-T (EF-Tu,EF-Ts)
EF-G
真核生物,EF-1, EF-2
原核延长
因子 生物功能
对应真核延
长因子
EF-Tu 促进氨基酰 -tRNA进入 A位，结合分解 GTP EF-1-α
EF-Ts 调节亚基 EF-1-βγ
EFG
有转位酶活性，促进 mRNA-
肽酰 -tRNA由 A位前移到 P位，
促进卸载 tRNA释放
EF-2
肽链合成的延长因子
又称注册 (registration)
1、进位
指根据 mRNA下
一组遗传密码指导，
使相应氨基酰 -tRNA
进入核蛋白体 A位。
延长因子 EF-T催化
进位（原核生物）
Tu Ts GTP
GDP
A U G 5' 3'
Tu
Ts
GTP
2、成肽
是由转肽酶 (transpeptidase)催化的肽键形
成过程。
3、移位
延长因子 EF-G有转位酶 ( translocase )
活性，可结合并水解 1分子 GTP，促进核蛋
白体向 mRNA的 3'侧移动 。
进
位
转
位
成肽
真核生物肽链合成的延长过程与原核基本相
似, 但有不同的反应体系和延长因子 。
另外, 真核细胞核蛋白体没有 E位, 转位时
卸载的 tRNA直接从 P位脱落 。
4、真核生物延长过程
（三）肽链合成的终止
当 mRNA上终止密码出现后，多肽链合成
停止，肽链从肽酰 -tRNA中释出,mRNA、核
蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。
终止相关的蛋白因子称为释放因子
(release factor,RF)
一是识别终止密码, 如 RF-1特异识别 UAA、
UAG；而 RF-2可识别 UAA,UGA。
二是诱导转肽酶改变为酯酶活性, 相当于催化
肽酰基转移到水分子 -OH上, 使肽链从核蛋
白体上释放 。
释放因子的功能
原核生物释放因子,RF-1,RF-2,RF-3
真核生物释放因子,eRF
肽链终止阶段,
? 核蛋白体沿 mRNA链滑动, 不断
使多肽链延长, 直到终止信号进
入受位 。
1,识别,RF识别终止密码, 进
入核蛋白体的受位 。
2,水解,RF使转肽酶变为水解
酶, 多肽链与 tRNA之间的酯键
被水解, 多肽链释放 。
3．解离,通过水解 GTP，使核
蛋白体与 mRNA分离,tRNA、
RF脱落，核蛋白体解离为大、
小亚基。
原
核
肽
链
合
成
终
止
过
程
U A G 5' 3'
RF
COO-
从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋
白质生物活性，必需经过不同的翻译后复杂加
工过程才转变为天然构象的功能蛋白。
主要包括
? 多肽链折叠为天然的三维结构
? 肽链一级结构的修饰
? 高级结构修饰
五、蛋白质合成后加工和输送
Posttranslational Processing & Protein Transportation
（一）多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质
? 新生肽链的折叠在肽链合成中、合成后完成，新
生肽链 N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠即
开始。可能随着序列的不断延伸肽链逐步折叠，
产生正确的二级结构、模序、结构域到形成完整
空间构象。
? 一般认为，多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质
折叠的信息，即一级结构是空间构象的基础。
? 细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，
而需要其他酶、蛋白辅助。
几种有促进蛋白折叠功能的大分子
—— 助折叠蛋白
1,分子伴侣 (molecular chaperon)
2,蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerase,
PDI)
3,肽 -脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans
isomerase,PPI)
1,热休克蛋白 (heat shock protein,HSP)
HSP70,HSP40和 GreE族
2,伴侣素 (chaperonins)
GroEL和 GroES家族
?分子伴侣
分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可识别
肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白
质的正确折叠。
热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用 ——
结合保护待折叠多肽片段，再释放该片段进
行折叠。形成 HSP70和多肽片段依次结合、解离
的循环。
HSP40结合待
折叠多肽片段 HSP70-ATP复合物
HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物
ATP水解
GrpE ATP
ADP
复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠
伴侣素 GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
伴侣素的主要作用 ——
为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然
空间构象的微环境 。
?蛋白二硫键异构酶
多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳
定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这
一过程主要在细胞内质网进行。
二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较
大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二
硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天
然构象。
?肽 -脯氨酰顺反异构酶
多肽链中肽酰 -脯氨酸间形成的肽键有顺反两
种异构体，空间构象明显差别。
肽酰 -脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种
异构体之间的转换。
肽酰 -脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形
成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可
使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。
（二）一级结构的修饰
1、肽链 N端的修饰
2、个别氨基酸的修饰
3、多肽链的水解修饰
4、糖基化修饰
1,N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除,
? N端甲酰蛋氨酸, 必须在多肽链折迭成一定的
空间结构之前被切除 。
① 去甲酰化,
甲酰化酶
甲酰蛋氨酸 -肽 甲酸 + 蛋氨酸 -肽
② 去蛋氨酰基,
蛋氨酸氨基肽酶
蛋氨酰 -肽 蛋氨酸 + 肽
2,氨基酸的修饰,
由专一性的酶催化进行修饰, 包括糖基化, 羟
基化, 磷酸化, 甲酰化等 。
3,二硫键的形成,
由专一性的氧化酶催化, 将 -SH氧化为 -S-S-。
4,肽段的切除,
由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。
鸦片促黑皮质素原 (POMC)的水解修饰
N C
信号肽 PMOC KR KR
103肽
(？ ) ACTH ?-LT
?-MSH ?-MSH
Endophin
（三）高级结构的修饰
1、亚基聚合
2、辅基连接
3、疏水脂链的共价连接
蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输
送到最终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过
程称为蛋白质的靶向输送。
六、蛋白质合成后的靶向输送
?蛋白质的靶向输送 (protein targeting)
所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信
号, 主要为 N末端特异氨基酸序列, 可引导蛋
白质转移到细胞的适当靶部位, 这一序列称为
信号序列 。
? 信号序列 (signal sequence)
靶向输送蛋白 信号序列或成分
分泌蛋白 信号肽
内质网腔蛋白 信号肽,C端 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL
序列 )
线粒体蛋白 N端靶向序列（ 20～ 35氨基酸残基）
核蛋白 核定位序列（ -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-
Val-,SV40 T抗原）
过氧化体蛋白 -Ser-Lys-Leu-（ PST序列）
溶酶体蛋白 Man-6-P（甘露糖 -6-磷酸）
靶向输送蛋白的信号序列或成分
（一）分泌蛋白的靶向输送
真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向
输送过程首先要进入内质网。
? 信号肽 (signal peptide)
各种新生分泌蛋白的 N端有保守的氨
基酸序列称信号肽。
信号肽的一级结构
信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网
（二）线粒体蛋白的靶向输送
（三）细胞核蛋白的靶向输送
? 蛋白质生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶
点。它们就是通过阻断真核、原核生物蛋白质翻译体系
某组分功能，干扰和抑制蛋白质生物合成过程而起作用
的。
? 可针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌
药物的作用靶点。同时尽量利用真核、原核生物蛋白质
合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特
效而不损害人体的药物。
七、蛋白质生物合成的干扰和抑制
Interference & Inhibition of Protein Biosynthesis
?抗生素 (antibiotics)
是微生物产生的能够杀灭或抑制细菌的
一类药物。
?抗代谢药物
指能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过
度生长的药物，如, 6-MP。
? 某些毒素也作用于基因信息传递过程 。
（一 )抗生素类
抗生素 作用点 作用原理 应用
四环素族（金霉素
新霉素、土霉素）
链霉素、卡那霉素、
新霉素
氯霉素、林可霉素
红霉素
梭链孢酸
放线菌酮
嘌呤霉素
原核核蛋白
体小亚基
原核核蛋白
体小亚基
原核核蛋白
体大亚基
原核核蛋白
体大亚基
原核核蛋白
体大亚基
真核核蛋白
体大亚基
真核、原核
核蛋白体
抑制氨基酰 -tRNA与小亚基
结合
改变构象引起读码错误、抑
制起始
抑制转肽酶、阻断延长
抑制转肽酶、妨碍转位
与 EFG-GTP结合，抑制肽
链延长
抑制转肽酶、阻断延长
氨基酰 -tRNA类似物，进位
后引起未成熟肽链脱落
抗菌药
抗菌药
抗菌药
抗菌药
抗菌药
医学研究
抗肿瘤药
抗生素抑制蛋白质生物合成的原理
嘌呤霉素
作用示意图
四
环
素
族
氯霉素
链霉素和卡那霉素
嘌呤霉素
放线菌酮
(二）其他干扰蛋白质生物合成的物质
? 毒素 (toxin)
? 干扰素 (interferon)
?白喉毒素 (diphtheria toxin)的作用机理
N
C
O
N H 2
N
+
O
C H
2
O
O HO H
A D P
C
O
N H
2
白
喉
毒
素
+
+
延长因子 -2
（ 有活性 ）
O
C H 2O
O HO H
A D P 延长因子 -2
（ 无活性 ）
?干扰素的作用机理
干扰素诱导的蛋白激酶
dsRNA
1,干扰素诱导 eIF2磷酸化而失活
ATP
eIF2
ADP
eIF2-P（失活）
Pi 磷酸酶
2,干扰素诱导病毒 RNA降解
降解 mRNA
dsRNA
干扰素
A A
P
A
P PPP
2?
5?
2?
5? 5? 2?- 5?A
A
PPP
ATP
2-5A合成酶
RNaseL RNaseL
活化
