第十一章蛋白质的生物合成 蛋白质是生命活动的重要物质基础，要不断地进行代谢和更新，因此，细胞内利用20 种基本氨基酸进行蛋白质合成便成了生命现象的主要内容。以大肠杆菌为例，蛋白质占细 胞的干重50%左右，每个细胞约有3000种不同的蛋白质分子，每种蛋白质又有无数分子。 而大肠杆菌细胞的分裂周期不过20mi,可见蛋白质生物合成的速度之快。 目前已经完全清楚，细胞内每个蛋白质分子的生物合成都受到细胞内DW的指导，但 是贮存遗传信总的DNA并非蛋白质合成的直接模板(template)。它是经转录作用把遗传信 息传递到信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid.mRNA)的结构中，所以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并不像转录那么简单。从多核苷酸上所 携带的遗传信息，到多肽链上所携带的遗传信息的传递，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为模板的蛋白质合成过程为翻译或转译(translation)。 可以将生物遗传信息的传递归纳为以下图解（图1山1）： 转录 DNA RNA译、蛋白质 反转录 复制（病毒） 图11！生物遗传信息的传递方向 翻译的过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所有种类的NA和几十种蛋白质因子，其中 包括有核糖体RNA(ribosomal ribonucleic acid,rRNA)、信使RNA、转移RNA(transfer ,RNA)、氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-iRNA synthetase)以及一些辅助因 子，即起始因子(initiation factor.F)、延伸因子(elongation factor.EF)、释放因子（终l 因子)(release factor,RF)等参加的协同作用。 在蛋白质合成中，RNA按mRNA模板的要求将相应的氨基酸搬运到蛋白质合成的场 所 核糖体(ribosome)上，所以把核糖体称作蛋白质合成的工厂，氨基酸之间以肽键连 接，生成具有一定排列顺序的蛋白质。蛋白质合成的原料是氨基酸，反应所需能量由ATP 和GTP提供。 蛋白质生物合成的早期研究工作都是用原核生物(prokarvotes)大肠杆菌的无细胞体系 327 327 第十一章 蛋白质的生物合成 蛋白质是生命活动的重要物质基础，要不断地进行代谢和更新，因此，细胞内利用 20 种基本氨基酸进行蛋白质合成便成了生命现象的主要内容。以大肠杆菌为例，蛋白质占细 胞的干重 50%左右，每个细胞约有 3 000 种不同的蛋白质分子，每种蛋白质又有无数分子。 而大肠杆菌细胞的分裂周期不过 20min，可见蛋白质生物合成的速度之快。 目前已经完全清楚，细胞内每个蛋白质分子的生物合成都受到细胞内 DNA的指导，但 是贮存遗传信息的 DNA 并非蛋白质合成的直接模板(template)。它是经转录作用把遗传信 息传递到信使核糖核酸（messenger ribonucleic acid, mRNA）的结构中，所以 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并不像转录那么简单。从多核苷酸上所 携带的遗传信息，到多肽链上所携带的遗传信息的传递，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 为模板的蛋白质合成过程为翻译或转译(translation)。 可以将生物遗传信息的传递归纳为以下图解（图 11-1）： 图 11-1 生物遗传信息的传递方向 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，其中 包括有核糖体 RNA(ribosomal ribonucleic acid, rRNA)、信使 RNA、转移 RNA(transfer ribonucleic acid, tRNA)、氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)以及一些辅助因 子，即起始因子(initiation factor, IF)、延伸因子(elongation factor, EF)、释放因子（终止 因子）(release factor, RF)等参加的协同作用。 在蛋白质合成中，tRNA 按 mRNA 模板的要求将相应的氨基酸搬运到蛋白质合成的场 所 核糖体(ribosome)上，所以把核糖体称作蛋白质合成的工厂，氨基酸之间以肽键连 接，生成具有一定排列顺序的蛋白质。蛋白质合成的原料是氨基酸，反应所需能量由 ATP 和 GTP 提供。 蛋白质生物合成的早期研究工作都是用原核生物(prokaryotes)大肠杆菌的无细胞体系 蛋白质 翻 译 复 制 D N A 复制（病毒） 转 录 反转录 R N A