第十一章 蛋白质的生物合成
本章教学要求：
1、掌握参与蛋白质合成的因素和其在蛋白质合成过程中的作用。
2、掌握原核生物蛋白质合成的过程，熟记参与的酶、各种蛋白质因子和能量的消耗。 3、了解真核生物蛋白质合成的特点。 一、填空：
1. 大肠杆菌蛋白质合成时，促进核糖体沿mRNA移动的因子是 。
2. 肽链延伸包括 、 、 和 四个步骤的重复进行。 3. 肽链的延长反应中，氨酰-tRNA是进入到核糖体的 部位。
4. 蛋白质生物合成中有三个终止密码子，是 、 和 。 5. 起始密码子是 ，它又是编码 的密码子。
6. Pr生物合成时，核糖体沿mRNA的 方向移动；肽链从 端向 端延长。 二、单项选择：
1. 蛋白质生物合成的部位是：（ ）
A.核小体 B.线粒体 C.细胞核 D.核糖体
2. 蛋白质生物合成过程中，催化肽键形成的转肽酶存在于下面哪个部位？（ ）
A.核糖体大亚基 B.核糖体小亚基 C.tRNA分子上 D.胞液中 3. 蛋白质生物合成时，平均每生成一个肽键共消耗多少个高能磷酸键？（ ）
A.2 B.3 C. 4 D.5
4. 大肠杆菌蛋白质生物合成中，下述过程除何者外都涉及GTP（或ATP）？（ ）
A.氨酰-tRNA的形成 B.氨酰-tRNA进入A部位 C.核糖体沿mRNA移动 D.肽键的生成
5. 大肠杆菌核糖体大亚基的沉降系数是：（ ）
A. 30S B. 40S C.50S D.60S
6. 核糖体A位点的功能是：（ ）
A. 活化氨基酸 B. 催化肽键生成
C. 从tRNA水解新生肽链 D. 接受新进位的氨酰-tRNA 7. 原核生物蛋白质生物合成中的起始AA-tRNA是（ ）。
A. Ala-tRNA B. Lys-tRNA C. fMet-tRNA D. Met-tRNA 8. 蛋白质生物合成时，氨基酸的活化部位是（ ）。
A. 氨基 B. 羧基 C. 烷基 D. 羟基
9. 下面有关密码子的说法哪项是错误的？（ ）
A. 一个密码子代表一个氨基酸，因此每种氨基酸只有一个密码子 B. mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子 C. AUG 既是甲硫氨酸的密码子又是起始密码子
D. 有些密码子不代表任何氨基酸，有终止肽链合成的作用
10. 若一个tRNA反密码子的第一位碱基是I时，它可以识别几个密码子？（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 11. 与mRNA的ACG密码子相对应的tRNA的反密码子是（ ）
1
A. UGC B. CGU C. TGC D. CGT 12. 真核生物在蛋白质生物合成中的启动AA-tRNA是：（ ）
A.Leu-tRNA B.Ala-tRNA C.fMet-tRNA D. Met-tRNA
13. 大肠杆菌蛋白质生物合成过程中使核糖体大小亚基保持分离状态的蛋白质因子是：
A. IF1 B.IF2 C.IF3 D.EF1 三、判断题：
1. 原核生物蛋白质合成中肽链延长所需的能量全部来源于ATP。 2. 细胞内所有的氨基酸都有相应的密码子。
3. 蛋白质合成过程中，tRNA的5＇-末端CCA-OH是携带氨基酸的部位。 4. 肽链合成时，核糖体沿mRNA 3＇→ 5＇的方向移动。
5. 64个密码子中，有对应氨基酸的60个、1个起始密码子和3个终止密码子。 6. 原核生物蛋白质合成有三种起始因子，真核生物也有三种起始因子。
7. 蛋白质的一级结构决定空间结构，所以蛋白质合成中新生肽链的折叠无需其它 蛋白质的帮助。
8. 密码子的兼并性减少了蛋白质变异的频率。
9. Met-tRNAfMet的合成是由一种专一于tRNAfMet的氨酰tRNA合成酶催化的。 四、名词解释：
1. 三联体密码 2. 密码的兼并性和变偶性 3. 转译后加工 4. 同义密码子 5. 密码的通用性 6. 多核糖体 7. 信号肽 8. 分子伴侣 9. SD序列 10. 第二套密码系统 五、问答题：
1. 原核生物中合成含有100个氨基酸残基的多肽链需要消耗多少高能键？
（100×2 + 99×2 +1 + 1 = 400 ）或（3 + 4 + 98×4 + 1 = 400 ）
2. 简要叙述参与大肠杆菌肽链延长的因子有哪些？它们的主要功能是什么？ 3. 简要叙述原核生物蛋白质合成的过程。
4. 与原核生物比较，真核生物蛋白质生物合成有何特点?
5. 为Cyt C（104个氨基酸残基组成）编码的基因长度至少是多少？ （不记起始和终止序列） （0.34 nm×104×3 = 106.08 nm） 6. 蛋白质生物合成时，保证多肽链准确翻译的关键是什么？
7. 原核生物mRNA什么样的结构特征与小亚基识别与结合？在真核生物中又是什么因素促进这种类似的结合？
8. T4噬菌体DNA 的相对分子质量为1.3×108（双链）。
① T4 DNA能为多少个氨基酸编码？（平均分子量：620 / 核苷酸对）
（1.3×108 / 620 / 3 = 7×104）
② 用T4 DNA能为多少个相对分子质量为55,000的蛋白质编码？ （平均分子量：110 / 氨基酸残基） （110×7×104 / 55000 = 140）
9. 新合成肽链的加工修饰的方式有哪些?
答：真核细胞蛋白质合成的机理与原核细胞十分相似，但总体说有些步骤更为复杂，涉及的蛋白因子也更多。主要有以下特点：
2
⑴ 核糖体更大。真核细胞核糖体为80S，由60S大亚基和40S小亚基组成。
⑵ 真核细胞mRNA通常为单顺反子，只有一个起始密码子 AUG。它的上游也没有富含嘌呤的SD
序列，但的mRNA 5′端有帽子结构是40S亚基结合所需要的主要结构特征。
⑶ 真核细胞合成蛋白质的起始氨基酸为Met而不是 fMet，起始tRNA为 tRNAi，此tRNA不含T
ΨC序列，这是在tRNA家族中十分特殊的，形成Met-tRNAi。 ⑷ 真核生物的起始因子有10多种。
⑸ 真核生物形成80S起始复合物的顺序与原核生物形成70S起始复合物的不同，所需因子也更多。
GTP首先与eIF-2结合，这一结合增加了eIF-2与Met-tRNAi亲和力，然后三者结合成三元复合物。三元复合物与40S亚基结合又在eIF-3参与下与mRNA的5ˊ端帽子结构区结合形成40S起始复合物，此过程水解1分子ATP以提供能量。接着40S起始复合物沿mRNA5ˊ→3ˊ方向移动，寻找AUG密码子，在 eFI-5参与下，60S大亚基与其结合，释放eFI-2、eFI-3且GTP水解，形成80S起始复合物。 ⑹ 肽链的延伸 真核生物延长因子有eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2。eEF-1α作用相当于原核生物
EF-Tu，但它能直接与GTP及氨酰-tRNA形成三联复合物。eEF-1βγ作用相当于原核生物的EF-Ts，eEF-2作用相当于原核生物的EF-G。
⑺ 真核生物肽链合成的终止释放因子只有一种eRF，识别三种密码子，并且它的作用需要GTP水
解供能。
⑻ 肽链延长阶段不仅需要GTP，而且需ATP供给能量。
4. 简要叙述原核生物蛋白质合成的过程。 答：蛋白质合成过程可划分为5个阶段： ⑴ 氨基酸的活化（氨酰- tRNA的形成）：由氨酰- tRNA合成酶催化完成，
氨基酸 + tRNA +ATP →氨酰- tRNA + AMP + PPi
⑵ 肽链合成的起始阶段 ：在起始因子的参与下mRNA、fMet-tRNAf和核糖体的大、小亚基形成70
S起始复合体。这一过程需IF1、IF2和IF3的协助。
⑶ 肽链合成的延长阶段：肽链的延长需要延长因子EF-Tu、EF-Ts和EF-G,同时需要GTP参加。延
长包括进位、转肽、移位、释放四步重复过程，每重复一次肽链可延长一个氨基酸残基 ，延长方向是N端到C端。
⑷ 肽链合成的终止阶段：当核糖体移至mRNA上的终止密码子时，由终止因子RF-1和RF-2进入
A部位与终止密码子结合，核糖体停止前进。RF-1识别UAA和UAGRF-2 识别UAA和UGA 。同时终止因子与转肽酶结合使其构象发生改变具有水解肽键的作用，将P部位上肽链释放，核糖体解体。
⑸ 转移后的加工和修饰阶段: 核糖体上最初合成的是没有生物功能的蛋白质前体，需要经过各种加
工和修饰才能转化为有生物功能的蛋白质。
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中国农业大学分子生物学导论第十一章 蛋白质合成练习题
