??????????? (??) Protein Biosynthesis (Translation)

1
???????????(??)Protein Biosynthesis
(Translation)
2

• ????????(??)
• ????? 4 ?????????????,??????????????????????20???
  ?????? ?

3
???????Protein Biosynthesis System
? ? ?
4
??????????????

• ??RNA
• mRNA(messenger RNA, ??RNA)
• rRNA(ribosomal RNA, ????RNA)
• tRNA(transfer RNA, ??RNA)

• 20????(AA)????
• ????????,?IF?eIF
• ATP?GTP?????

5
??????mRNA?????

• mRNA?????????

• ????????????????????(cistron)?
• ?????????????????????,?????mRNA?????????????,?????
  (polycistron) ?
• ??mRNA????????,?????(single cistron) ?

6
?????????
?????????
? ?
7

• mRNA???????

mRNA????5??3???,?AUG??,?3???????,?????????????????
????????,???????(triplet coden)?
????(initiation coden) AUG
????(termination coden)
UAA,UAG,UGA
8
?????
? ?
9

• ?mRNA 5???????AUG?3???????????????,???????????????
  ??????,????????(open reading frame, ORF)?

10
1. ???(commaless)

• ???????

??????????????????????,????????????
11

• ??????mRNA???????????????,????????(frameshift
  mutation)?

12
2. ???(degeneracy)
?????,?????????????????,??????2?3?4????6?????????
? ?
13
2. ???(degeneracy)
? ?
14
3. ???(universal)

• ????????????,????????????
• ???????,???????????????????
• ???????????????????????

15
4. ???(wobble)
??????tRNA?????????????mRNA????????????,??????????
????????????,???????
16
????
U
? ?
17
???????????????
tRNA???? ?1??? I U G A C
mRNA??? ?3??? U, C, A A, G U, C U G
18
???????????????
? ?
19
???????????
???? ???? ???? ???? ???? ????
???? ??? ??? ???? ??? ???
S 70S 30S 50S 80S 40S 60S
rRNA 16S-rRNA 5S-rRNA 23S-rRNA 18S-rRNA 28S-rRNA 5S-rRNA 5.8S-rRNA
??? rpS 21? rpL 36? rpS 33? rpL 49?
20
???????
? ?
21
?????????????????
P???? (peptidyl site)
A????? (aminoacyl site)
E???? (exit site)
? ?
22
??tRNA???????
????
????
23
tRNA????????
24

• ??????

(?)???-tRNA??? (aminoacyl-tRNA synthetase)
25
?????
??? ATP-E ? ???-AMP-E AMP PPi
? ?
26
?????
???-AMP-E tRNA ? ???-tRNA AMP E
? ?
27
tRNA???????
tRNA
ATP
???-tRNA???
28

• ???-tRNA??????????tRNA????????
• ???-tRNA?????????(proofreading activity) ?
• ???-tRNA?????
• Ala-tRNAAla
• Ser-tRNASer
• Met-tRNAMet

29
(?)??????????-tRNA

• ???? Met-tRNAiMet
• ???? fMet-tRNAifMet

30
????????? The Process of Protein Biosynthesis

? ? ?
31
??????????5-AUG??,?mRNA??????????????,?????????
?????????

• ?????(initiation)
• ?????(elongation)
• ?????(termination )

32
????????

• ?mRNA??????-tRNA???????????????????
  (translational initiation complex)?

33
?12-4 ??????????????????
34
(?)?????????????

• ??????????
• mRNA????????
• ?????-tRNA???
• ??????????

35
1. ??????????
IF-1
IF-3
? ?
36
2. mRNA????????
IF-1
IF-3
? ?
37
S-D??
38
3. ?????tRNA( fMet-tRNAimet )??????
IF-1
IF-3
? ?
39
4. ?????????,???????
IF-2
GTP
Pi
GDP
IF-1
IF-3
? ?
40
IF-2
Pi
-GTP
GDP
IF-3
IF-1
? ?
41
(?)?????????????

• ??????????
• ?????-tRNA??
• mRNA??????????
• ??????????

42
???????????????
43
????????

• ???mRNA???????,????????N??C?????,??????????

• ??????????????????,?????????(ribosomal
  cycle),???????????,??????
• ??(entrance)
• ??(peptide bond formation)
• ??(translocation)

44

• ????????????????(elongation factor, EF)
• ????EF-T (EF-Tu, EF-Ts)
• EF-G
• ????EF-1 ?EF-2

45
?????????
?????? ???? ????????
EF-Tu ?????-tRNA??A?,????GTP EF-1-a
EF-Ts ???? EF-1-ß?
EFG ??????,??mRNA-??-tRNA?A????P?,????tRNA?? EF-2
46
????(registration)
(?)??
???mRNA?????????,??????-tRNA??????A??
? ?
47
????EF-T????(????)
? ?
48
(No Transcript)
49
GTP
Tu
Ts
Ts
GDP
Tu
GTP
? ?
50
(?)??
?????(transpeptidase)??????????
51
(?)??

• ????EF-G????( translocase )??,??????1??GTP,???????
  mRNA?3'??? ?

52
fMet
fMet
? ?
53
(No Transcript)
54
(?)????????
????????????????????,??????????????? ??,??????????
E?,??????tRNA???P????
55
?????????
?mRNA????????,???????,?????-tRNA???,mRNA????????,?
????????????
56
??????????????? (release factor, RF)
????????RF-1,RF-2,RF-3 ????????eRF
???????
????????,?RF-1????UAA?UAG?RF-2???UAA?UGA? ???????
???????,??????????????-OH?,????????????
57
??????????
58
RF
? ?
59
??????(polysome)
??????????????
? ?
60
????????????
? ?
61
???????????Posttranslational Processing
Protein Transportation
? ? ?
62
????

• ????????????????????????,?????????????????????????
  ?????

• ?????????????
• ?????????
• ??????

63
??????????????????

• ???????????????????,????N??????????,??????????????
  ????????????,??????????????????????????
• ????,?????????????????????,??????????????
• ????????????????????,????????????

64
???????????????

• 1. ???? (molecular chaperon)
• 2. ???????? (protein disulfide isomerase, PDI)
• 3. ?-???????? (peptide prolyl cis-trans
  isomerase, PPI)

65

• ????

??????????????,???????????,??????????????????
1. ?????(heat shock protein, HSP)
HSP70?HSP40?GreE? 2. ???(chaperonins)
GroEL?GroES??
66
????????????????? ???????????,?????????????HSP70
????????????????
67
???????? ????????????????????????????
???GroEL/GroES???????????
68

• ????????

??????????????????????????????????????,???????????
????
???????????????,????????????????????????????,?????
???????????????
69

• ?-????????

??????-?????????????????,?????????
??-??????????????????????????
??-??????????????????????,?????????????,??????????
?????????
70
?????????

• (?)??N????
• (?)????????
• (?)????????

71
????????(POMC)?????
72
?????????

• (?)????
• (?)????
• (?)?????????

73
?????????????
????????(protein targeting)

• ??????????????,???????????????????,???????????????
  

74
????(signal sequence)

• ???????????????????,???N?????????,????????????????
  ?,?????????? ?

75
??????????????
?????? ???????
???? ???
?????? ???,C?-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL??)
????? N?????(2035?????)
??? ?????(-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-,SV40 T??)
?????? -Ser-Lys-Leu-(PST??)
????? Man-6-P(???-6-??)
76
(?)?????????
?????????????????????????????

• ???(signal peptide)

?????????N???????????????
77
????????
78
????????????????
? ?
79
(?)??????????
? ?
80
(?)??????????
? ?
81
?????????????Interference Inhibition of
Protein Biosynthesis
? ? ?
82

• ??????????????????????????????????????????????????
  ???,????????????????????

???????????????????????????????????????????
??????????????,?????????????????????????
83

• ???(antibiotics)
• ??????????????????????

• ?????
• ??????????,?????????????,?6-MP?

• ?????????????????

84
??????
???????????????
??? ??? ???? ??
????(??? ???????) ???????????? ???????? ??? ???? ???? ???? ????????? ????????? ????????? ????????? ????????? ????????? ????????? ?????-tRNA?????? ??????????????? ?????????? ?????????? ?EFG-GTP??,?????? ?????????? ???-tRNA???,???????????? ??? ??? ??? ??? ??? ???? ????
85
?????????
86
????
? ?
87
????????????????

• ??(toxin)
• ???(interferon)

88
????(diphtheria toxin)?????
????


89
????????
1. ?????eIF2??????
90
2. ???????RNA??
91
????? ?????
92
1 ??????
A ??? B tRNA C mRNA D rRNA E DNA
93
2 ???????,DNA??????? ???????????????????
A ???? B tRNA C mRNA D rRNA E DNA
94
3 ???????????????? ????????
A IF B tRNA C mRNA D rRNA E EF
95
4 ??????????????????
A ?? B ??? C ?? D ?? E ?????
F ???
96
5 ???????????,????????
A ?tRNA??????????????? B ?mRNA??????????????? C
?rRNA??????????????? D ?DNA??????????????? E
???????????????????
97
6 ??mRNA??????????????
A 16 B 20 C 64 D 61 E 32
98
7 ?mRNA????ACG????????
A CGU B CGA C UCG D UGC E GCU
F UGU
99
8 ?????????????????,???
A ????????? B ?????????,????????? C
???????????? D ????????????? E ??????????
100
9 AUG?????????????,????
A ?????? B ?????? C ?????? D ??????? E ??????
101
10 ?????????,??????? ???????
A ?????? B ??? C ???? D ???? E ??????
102
11 ???????
A ????? B ???????????? C ??????? D RNA?? E
DNA??
103
12 ????????,????????? ??????
A ??? B ??? C ???? D ???? E ???
104
13 ?????????????????? ??????
A tRNA?????????? B tRNA???? C ???tRNA??????? D
rRNA???? E mRNA?????????
105
14 ?????????????????? ?????
A 1 B 2 C 5 D 4 E 3
106
15 ???CAA????????????????, ???????????????????
???????????????????? ?????????????????CAA?A
AC, ????????
A AAC B CAA C CAC D CCA E ACA
107
16 ??????????????????
A ????????,????????????? B ????????,??5??3? C
???????????????? D ??????????????? E
?????????????????????? ?????
108
17 ???????????
A ??????????????????? B ?????????? C
??????????????? D ???????????????? E
????????????
109
18 ??????????????
A ???tRNA??? B ???tRNA C ??tRNA D mRNA E GTP
110
19 ????????
A ?tRNA??DNA?????? B ?????????????????? C
tRNA???????mRNA?????????? D ????????,???????????
??? ????????????????? E
?????mRNA?5??3?????????C? ?N???
111
20 ??????????????????????
A ????????????? B ?????????? C
???????????????? D ??????????????? E
tRNA??????mRNA??????????? ???