細(xì)胞生物學(xué)小泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理

1、；9.6 小泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理(molecular mechanism of vesicular traffic)膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后的運(yùn)輸是通過小泡轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)現(xiàn)的,其機(jī)理涉及三個(gè)基本問題:小泡是怎樣形成的? 不同類型小泡如何準(zhǔn)確到達(dá)作用部位? 小泡與細(xì)胞質(zhì)膜、小泡與小泡之間是怎樣融合的?9.6.1 運(yùn)輸小泡的類型和分選信號(hào)在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞過程中,從膜上形成的小泡通常由不同的蛋白質(zhì)包被，因此稱為被膜小泡(coated vesicles), 有三種類型的被膜小泡(圖9-63)。圖9-63 在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞途徑中三種類型的被膜小泡及運(yùn)輸途徑  分泌小泡的類型 披網(wǎng)格蛋白小泡(c

2、lathrin-coated vesicle)由網(wǎng)格蛋白形成的被膜小泡, 介導(dǎo)從反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)到細(xì)胞質(zhì)膜、從細(xì)胞質(zhì)膜到反面高爾基網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸。從高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成的披網(wǎng)格蛋白小泡與從細(xì)胞質(zhì)膜形成的披網(wǎng)格蛋白小泡所用的銜接蛋白(adaptin)是不同的。在披網(wǎng)格蛋白小泡形成過程中, 網(wǎng)格蛋白同膜受體結(jié)合, 形成被膜小窩, 并逐漸使被膜小窩下陷, 最后同膜脫離形成一個(gè)包有網(wǎng)格蛋白外被的小泡。據(jù)估計(jì), 在培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中, 每分鐘大約有2500個(gè)披網(wǎng)格蛋白小泡從質(zhì)膜上脫離下來。 COP被膜小泡(COP coated vesicle)這種類型的小泡是介導(dǎo)非選擇性運(yùn)輸?shù)男∨? 它參與從ER到順面高爾

3、基體、從順面高爾基體到高爾基體中間膜囊、從中間膜囊到反面高爾基體的運(yùn)輸。這種小泡的外被是外被蛋白COP(coat protein , COP)，外被蛋白是一個(gè)大的復(fù)合體，稱為外被體(coatomer)， COP被膜小泡(COPcoated vesicle),主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng),包括從反面高爾基體運(yùn)向順面高爾基體,以及將蛋白質(zhì)從反面高爾基體運(yùn)回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三種類型的運(yùn)輸小泡介導(dǎo)不同途徑的運(yùn)輸,但還不清楚組成型運(yùn)輸小泡是如何包被的。三種不同小泡雖然有很多差異,但在小泡形成的方式和所需的成份基本一致(圖9-64)。圖9-64 參與被膜小泡出芽形成的一些組分 出芽形成被膜小

4、泡時(shí)需要小GTP結(jié)合蛋白、外被體和銜接蛋白、膜受體蛋白等。 三種類型小泡間的差異三種類型小泡不僅外被蛋白不同, 小泡形成時(shí)所需的小GTP結(jié)合蛋白和銜接蛋白也不相同(表9-10)。表9-10 三種不同類型小泡的外被蛋白、銜接蛋白及運(yùn)輸路線小GTP結(jié)小泡類型外被和銜接蛋白合蛋白運(yùn)輸方向網(wǎng)格蛋白網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP2ARF質(zhì)膜內(nèi)體(內(nèi)吞作用) 網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP1ARFGolgi內(nèi)體網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP3ARFGolgi溶酶體、液泡、黑色體、血小板小泡COPCOP ,ARFGolgiER高爾基體膜囊間的回運(yùn) COPSec23/Sec24復(fù)合物;Sec13/Sec31復(fù)合物;Sec16S

5、ar1ERGolgi 小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)三種不同類型運(yùn)輸小泡的形成和定向運(yùn)輸都是由信號(hào)指導(dǎo)的。如KDEL信號(hào)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的滯留信號(hào), 因此KDEL是COP型小泡形成的信號(hào)。小泡形成不僅需要信號(hào),同時(shí)也需要銜接蛋白和信號(hào)受體,表9-11綜合了三種類型運(yùn)輸小泡的一些信號(hào)、受體和銜接分子。表9-11 分泌蛋白與膜蛋白經(jīng)小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)蛋白質(zhì)信號(hào)序列*的類型運(yùn)輸方向小泡類型信號(hào)受體Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL)分泌蛋白GolgiERCOPI位于高爾基體的 KDEL受體(ERD2蛋白)Lys-Lys-X-X(KKXX)膜蛋白GolgiERCOPICOP和亞基二酸性(如Asp-X-Glu)膜

6、蛋白ERGolgiCOP未知M6P分泌蛋白反面高爾基體和質(zhì)膜向次級(jí)內(nèi)體網(wǎng)格蛋白反面高爾基體和質(zhì)膜中M6P受體,AP1和 AP2銜接蛋白Tyr-X-X-(YXX)膜蛋白質(zhì)膜內(nèi)體網(wǎng)格蛋白AP2銜接蛋白 Leu-Leu(LL)膜蛋白質(zhì)膜內(nèi)體網(wǎng)格蛋白 AP2銜接蛋白注:X=任何氨基酸, =各種疏水氨基酸;括號(hào)中單字母表示氨基酸的單字母縮寫,而非括號(hào)中的單字母不僅表示氨基酸縮寫,也表示是膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。9.6.2 披網(wǎng)格蛋白小泡形成的機(jī)理在大量進(jìn)行內(nèi)吞活動(dòng)的細(xì)胞(如肝細(xì)胞、成纖維細(xì)胞)中,細(xì)胞質(zhì)膜有許多網(wǎng)格蛋白小窩(圖9-65)。這些小窩的形成需要很多銜接子(adapter)和網(wǎng)格蛋白,小泡最后與

7、質(zhì)膜的脫離還需要一種稱作發(fā)動(dòng)蛋白(dynamin)的GTP結(jié)合蛋白。圖9-65 成纖維細(xì)胞質(zhì)面的網(wǎng)格蛋白被膜小窩的電子顯微鏡照片  網(wǎng)格蛋白(clathrin)及包被亞基(coat subunits)典型的披網(wǎng)格蛋白小泡的直徑為50100nm。網(wǎng)格蛋白由相對(duì)分子質(zhì)量為180kDa的重鏈和相對(duì)分子質(zhì)量為3540kDa的輕鏈組成二聚體, 三個(gè)二聚體形成包被的基本結(jié)構(gòu)單位-三聯(lián)體骨架(triskelion), 稱為三腿蛋白(three-legged protein)。許多三腿復(fù)合物再組裝成六邊形或五邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu),即包被亞基,然后由這些網(wǎng)格蛋白亞基組裝成披網(wǎng)格蛋白小泡(圖9-66)。圖9-6

8、6 網(wǎng)格蛋白的結(jié)構(gòu)(a) 網(wǎng)格蛋白的三腿復(fù)合物;(b)網(wǎng)格蛋白包被亞基;(c)披網(wǎng)格蛋白小泡。  銜接蛋白(adaptin, AP) 和發(fā)動(dòng)蛋白(dynamin) 銜接蛋白在網(wǎng)格蛋白被膜小窩形成時(shí), 網(wǎng)格蛋白和膜之間有一種蛋白質(zhì)起銜接作用,這就是銜接蛋白。所以銜接蛋白是一種在披網(wǎng)格蛋白小泡形成中起中介作用的蛋白質(zhì)(圖9-67)。圖9-67 銜接蛋白與膜受體細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域中的信號(hào)序列相互作用目前已知有三種銜接蛋白:AP1、AP2和AP3。AP1: 銜接蛋白AP1參與反面高爾基體的披網(wǎng)格蛋白小泡的出芽。由于M6P受體蛋白既存在于反面高爾基體又存在于細(xì)胞質(zhì)膜,所以這種受體既能同AP1作用又能

9、與AP2相互作用。AP2: 銜接蛋白AP2是由銜接蛋白(鏈)和銜接蛋白(鏈)兩種銜接蛋白組成的異二聚體。參與反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)的披網(wǎng)格蛋白小泡的組裝。AP3: 最近在酵母和鼠的研究中又鑒定了一種銜接蛋白, AP3，具有AP3突變的酵母,反面高爾基體的某些蛋白就不能被運(yùn)輸?shù)揭号荨⑷苊阁w。什么是銜接蛋白? 在小泡裝配中起什么作用? 發(fā)動(dòng)蛋白發(fā)動(dòng)蛋白是一種胞質(zhì)溶膠蛋白,有900個(gè)氨基酸, 能夠同GTP結(jié)合并將GTP水解。發(fā)動(dòng)蛋白的作用是在被膜小窩的頸部聚合,通過水解GTP調(diào)節(jié)自己收縮, 最后將小泡與質(zhì)膜割開。  披網(wǎng)格蛋白小泡的形成和運(yùn)輸披網(wǎng)格蛋白小泡的形成分為三個(gè)基本過程 被膜小窩(cla

10、thrin-coated pit)的形成網(wǎng)格蛋白被膜小窩是披網(wǎng)格蛋白小泡形成過程中的一個(gè)中間體。在胞吞過程中, 吞入物(配體)先同膜表面特異受體結(jié)合, 然后網(wǎng)格蛋白裝配的亞基結(jié)合上去, 使膜凹陷成小窩狀。由于這種小窩膜外側(cè)結(jié)合有許多網(wǎng)格蛋白, 故稱為網(wǎng)格蛋白被膜小窩。 披網(wǎng)格蛋白小泡的形成在形成了網(wǎng)格蛋白被膜小窩之后, 很快通過出芽的方式形成小泡，即披網(wǎng)格蛋白小泡, 小泡須在發(fā)動(dòng)蛋白的作用下與質(zhì)膜割離。由于此時(shí)的小泡外面有網(wǎng)格蛋白包被, 故稱為被膜小泡。 無被小泡的形成披網(wǎng)格蛋白小泡形成之后, 很快脫去網(wǎng)格蛋白的外被, 成為無被小泡。在真核細(xì)胞中有一種分子伴侶Hsc70催化披網(wǎng)格蛋白小泡的外被

11、去聚合形成三腿復(fù)合物, 并重新用于披網(wǎng)格蛋白小泡的裝配。披網(wǎng)格蛋白小泡形成的過程示于圖9-68。圖9-68 披網(wǎng)格蛋白小泡的形成過程。 Ca2+ 參與了披網(wǎng)格蛋白小泡包被的形成和去被的過程。在形成包被時(shí), 鈣泵將Ca2+ 泵出細(xì)胞外, 使胞質(zhì)中的Ca2+ 保持低濃度, 有利于有被小窩的形成。一旦形成被膜小泡, Ca2+ 同網(wǎng)格蛋白的輕鏈結(jié)合, 使包被不穩(wěn)定而脫去。簡(jiǎn)要敘述披網(wǎng)格蛋白小泡形成和運(yùn)輸?shù)幕具^程及參與的因子9.6.3 COP-被膜小泡形成的機(jī)理COP-被膜小泡介導(dǎo)的是非選擇性的小泡運(yùn)輸, 包括從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體潴泡、從一個(gè)潴泡到另一個(gè)潴泡、到反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)以及從反面高爾基體向ER的

12、回運(yùn)。  小GTP結(jié)合蛋白(small GTP binding protein)小GTP結(jié)合蛋白是細(xì)胞內(nèi)的一個(gè)大的蛋白家族, 它以兩種狀態(tài)存在: 同GTP結(jié)合時(shí), 具活性狀態(tài); 同GDP結(jié)合, 則是非活性狀態(tài)。小GTP結(jié)合蛋白的活性和非活性狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于兩種蛋白: 一種是鳥嘌呤核苷釋放蛋白(guanine-nucleotide-releasing protein, GNRP), 它催化GDP同GTP的交換。另一種是GTP 酶激活蛋白(GTPase-activating protein, GAP), 它觸發(fā)結(jié)合的GTP水解。在COP-被膜小泡的形成中小G蛋白起重要作用。 

13、裝配反應(yīng)因子及COP被膜小泡的形成 裝配反應(yīng)因子(assembly reaction factor, ARF)裝配反應(yīng)因子被認(rèn)為是外被體外被的裝配和去裝配的信號(hào)。ARF是一種單體GTPase。當(dāng)ARF同GDP結(jié)合時(shí)，游離存在于胞質(zhì)溶膠中,若同GTP結(jié)合，GTP使ARF的構(gòu)型發(fā)生改變，暴露出它的脂肪酸鏈，并隨即插入到供體膜中。同膜結(jié)合后的ARFGTP可以同外被體結(jié)合，形成被膜小泡。 外被體蛋白質(zhì)(coatmer protein, COP)COP是一種胞質(zhì)溶膠蛋白質(zhì)復(fù)合物,由7個(gè)亞基組成:、。COP在出芽小泡的胞質(zhì)溶膠面聚合, 形成COP被膜小泡。由COP作為外被的小泡稱為COP 被膜小泡。 CO

14、P被膜小泡的形成通過無細(xì)胞系統(tǒng)研究了COP運(yùn)輸小泡的出芽過程(圖9-69)： 一種胞質(zhì)溶膠中的小分子GTP結(jié)合蛋白,即ARF,釋放所結(jié)合的GDP,然后同GTP結(jié)合,形成ARF-GTP復(fù)合物,并整合在高爾基體膜中。GDP與GTP的交換是由高爾基體膜中的一種酶催化的； COP同ARF以及高爾基體膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)部分結(jié)合；在脂酰CoA(fatty-acyl CoA)的幫助下形成COP被膜小泡,但脂酰CoA的確切作用尚不清楚。一旦COP小泡形成就立即從供體膜釋放出來，COP包被去聚合, 并與膜脫離, 這一過程是由與ARF結(jié)合的GTP水解所觸發(fā)。圖9-69 COP被膜小泡形成的過程在高爾基體膜中一種酶的催

15、化下,ARF蛋白將所結(jié)合的GDP與GTP進(jìn)行交換,出芽隨即開始。ARF-GTP與高爾基體膜中ARF受體結(jié)合后,外被體與高爾基體的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合并聚合成纖維狀外被體,誘導(dǎo)出芽形成小泡。在出芽形成小泡過程中,不僅將被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)包進(jìn)小泡,也包括其他一些膜蛋白,其中包括V-SNARE,它的作用是導(dǎo)航,指引小泡到達(dá)正確的目的地。脂酰CoA幫助小泡與供體膜脫離,隨著GTP的水解小泡的外被解聚。 COP被膜小泡介導(dǎo)的運(yùn)輸方向前面討論過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留蛋白都有KDEL信號(hào), 如果錯(cuò)誤輸出到高爾基體,則由位于高爾基體膜囊中的KDEL受體識(shí)別并與之結(jié)合。這種受體又是如何被COP識(shí)別并包裝進(jìn)入COP小泡? 研究發(fā)現(xiàn), K

16、DEL受體的細(xì)胞質(zhì)面有Lys-Lys-X-X序列作為COP的識(shí)別信號(hào)。同樣,其他要回運(yùn)到ER的蛋白的細(xì)胞質(zhì)面都有這種信號(hào)。由此推測(cè), COP被膜小泡介導(dǎo)的運(yùn)輸方向是從高爾基體到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的回流。  COP小泡的形成 外被體蛋白(COP)COP小泡介導(dǎo)從ER到高爾基體的運(yùn)輸,所以小泡首先是從ER形成的,其外被蛋白與COP相似但不相同,故稱為COP被膜小泡。COP也是多亞基的蛋白復(fù)合物, 構(gòu)成的亞基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31和Sec16等。 COP被膜小泡的裝配COP小泡的裝配需要一種稱為Sar1的G蛋白的參與。當(dāng)Sar1中GDP與GTP進(jìn)行了交換, 誘導(dǎo)Sec23和S

17、ec24蛋白的結(jié)合,接著是Sec13和Sec31蛋白的結(jié)合,最后由一種結(jié)合在ER表面的大蛋白質(zhì),Sec16與Sec23/Sec24復(fù)合物、Sec13/Sec31復(fù)合物相互作用,裝配成一個(gè)完整的小泡。 識(shí)別信號(hào)在COP的小泡膜上有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為24kDa的蛋白質(zhì)幫助選擇被運(yùn)輸?shù)目扇苄缘腅R蛋白。COP小泡裝配時(shí)的識(shí)別信號(hào)是雙酸性分選信號(hào)(di-acidic sorting signal), 如Asp-X-Glu。這種信號(hào)序列與COP的一個(gè)或多個(gè)亞基結(jié)合。另外,從ER形成的COP小泡常常相互融合成大的運(yùn)輸小泡,這種大的小泡需要以微管作為運(yùn)輸軌道向高爾基體運(yùn)輸。9.6.4 小泡的定向運(yùn)輸、?？亢?/p>

18、融合機(jī)理無論是選擇性還是非選擇性的運(yùn)輸小泡, 它們都必須高度選擇性地有方向地到達(dá)目的地,那么定向運(yùn)輸和停泊的標(biāo)志是什么呢? 到達(dá)目的地后如何停泊?各種小泡都是膜封閉的結(jié)構(gòu)，它們又是怎樣突破膜結(jié)構(gòu)的障礙釋放出內(nèi)含物?  運(yùn)輸小泡尋靶: SNARE 假說James Rothman和他的同事根據(jù)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞融合研究的發(fā)現(xiàn), 提出有關(guān)小泡尋靶的SNARE假說(SNARE hypothesis)。 NSF和SNAPs他們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞融合需要一種可溶性的細(xì)胞質(zhì)蛋白,叫做N-乙基馬來酰亞胺敏感的融合蛋白(N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein,NSF)以及

19、其它幾種可溶性的NSF附著蛋白(soluble NSF attachment protein,SNAPs)。NSF是一種四聚體，四個(gè)亞基都相同。SNAPs 有-、-和- SNAPs等。 SNARE 假說由于NSF/ SNAPs能夠介導(dǎo)不同類型小泡的融合,說明它沒有特異性。據(jù)此Rothman提出一種假說:膜融合的特異性是由另外的膜蛋白提供的，把這種蛋白稱為SNAP受體蛋白(SNAP receptors)，或稱為SNAREs，這種蛋白可以作為膜融合時(shí)SNAPs的附著點(diǎn)。 不同的小泡具有不同的SNAREs按照Rothman的SNARE假說，每一種運(yùn)輸小泡都有一個(gè)特殊的V-SNARE(vesicle-

20、SNAP receptor)標(biāo)志，能夠同適當(dāng)?shù)陌心ど系腡-SNARE(target-SNAP receptor)標(biāo)志相互作用。一種運(yùn)輸小泡在沒有找到合適的靶位點(diǎn)之前有可能同幾種不同的膜位點(diǎn)進(jìn)行過暫時(shí)性地接觸，這種接觸是不穩(wěn)定的，只有找到真正的靶位點(diǎn)才會(huì)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(圖9-70)。圖9-70 運(yùn)輸小泡尋靶不同的小泡上具有不同的V-SNARE, 它能識(shí)別不同靶膜上的T-SNARE并與之結(jié)合,以此保證運(yùn)輸小泡到達(dá)正確的目的地。 什么是小泡尋靶的SNARE假說? 提出的依據(jù)是什么?  Rab蛋白(Rab protein)在小泡運(yùn)輸與融合中的調(diào)節(jié)作用Rab蛋白家族是真核細(xì)胞中控制小泡轉(zhuǎn)運(yùn)的G

21、TP結(jié)合蛋白。 Rab蛋白是一類調(diào)節(jié)型的單體GTPase, 所有的Rab蛋白都是由大約200個(gè)氨基酸組成的,并且有類似于Ras蛋白的重疊結(jié)構(gòu)。它能夠結(jié)合GTP并將GTP水解,因此認(rèn)為Rab蛋白通過GTP的循環(huán)來調(diào)節(jié)小泡的融合(圖9-71)。圖9-71 Rab蛋白的結(jié)構(gòu) Rab蛋白在小泡的轉(zhuǎn)運(yùn)和融合中的調(diào)節(jié)機(jī)理可能是：供體膜上的鳥嘌呤核苷釋放蛋白(GNRP)識(shí)別胞質(zhì)溶膠中特異的Rab蛋白，誘導(dǎo)GDP的釋放并和GTP結(jié)合，進(jìn)而改變Rab蛋白的構(gòu)型，改變了構(gòu)型的Rab蛋白暴露出其脂基團(tuán)，從而將Rab蛋白錨定到膜上。運(yùn)輸小泡形成后，在V-SNARE的引導(dǎo)下，到達(dá)受體膜的T-SNARE部位，Rab幫助小

22、泡與受體膜結(jié)合。Rab蛋白上的GTP水解后從膜中釋放出來，而小泡卻鎖定在受體膜上，釋放出的Rab進(jìn)入胞質(zhì)溶膠進(jìn)行再利用(圖9-72)。圖9-72 Rab蛋白在小泡運(yùn)輸和融合中的調(diào)節(jié)作用 Rab蛋白作用的實(shí)驗(yàn)證據(jù)有一些離體實(shí)驗(yàn)支持Rab蛋白在小泡運(yùn)輸和融合中的作用。如Rab5定位于初級(jí)內(nèi)體的膜上, 無細(xì)胞系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)表明, 初級(jí)內(nèi)體間的相互融合需要Rab5的存在, 也不能用其它類Rab蛋白取代。加入Rab和GTP后初級(jí)內(nèi)體間就能發(fā)生融合, 說明Rab和GTP是初級(jí)內(nèi)體融合的觸發(fā)劑。同樣發(fā)現(xiàn)Rab1蛋白是ER同高爾基體小泡所必需的。什么是Rab蛋白? 在小泡轉(zhuǎn)運(yùn)中有什么作用?對(duì)于Rab的功能有否實(shí)驗(yàn)證

23、明?  小泡融合模型根據(jù)SNARE假說以及對(duì)Rab蛋白等生化和遺傳學(xué)研究結(jié)果表明, 小泡融合時(shí),需要V-SNARE、T-SNARE和融合蛋白SNAP25的存在。將含有純化的V-SNARE的人工脂質(zhì)體與含有T-SNARE/SNAP25復(fù)合物的脂質(zhì)體一起溫育,漸漸地兩種膜融合到一起, V-SNARE、T-SNARE/SNAP25出現(xiàn)在同一種膜上。在細(xì)胞中融合只要幾秒鐘,但需要幾種胞質(zhì)溶膠蛋白的參與,包括NSF、-、-和-SNAPs,它們的作用可能是使V-SNARE、T-SNARE/SNAP25解離以便于再利用, 同時(shí)擴(kuò)大融合。圖9-73是根據(jù)體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出的小泡融合模型。圖9-73

24、運(yùn)輸小泡尋靶與融合模型 運(yùn)輸小泡通過小泡膜中的V-SNARE與靶膜T-SNRE/SNAP25復(fù)合物的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相互作用,形成螺旋結(jié)構(gòu),使運(yùn)輸小泡附著到受體膜。小泡膜中的Rab蛋白作為小泡尋靶和融合的定時(shí)器； 通過多個(gè)V-SNARE與靶膜T-SNRE相互作用以及ATP的水解形成預(yù)融合復(fù)合物； 預(yù)融合開始之后立即進(jìn)行融合,但詳細(xì)機(jī)理不清； 在融合過程中,相互作用的蛋白進(jìn)行解離,如T-SNARE/V-SNARE/SNAP25相互分開,促進(jìn)了進(jìn)一步的融合； 含有V-SNARE小泡的形成并回到原始膜中。9.6.5 膜的生物發(fā)生(membrane biogenesis)細(xì)胞質(zhì)膜以及內(nèi)膜系統(tǒng)的膜是怎樣合成

25、的，曾提出兩個(gè)模型: 自裝配模型(spontaneous self-assembly)。該模型認(rèn)為膜是自我裝配的，為了驗(yàn)證這一模型，用純化的脂和蛋白在體外裝配時(shí)總是形成脂質(zhì)體，這種脂質(zhì)體與活細(xì)胞膜的一個(gè)根本區(qū)別是:脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)總是對(duì)稱的, 而活細(xì)胞中膜結(jié)構(gòu)則是不對(duì)稱的。 更新模型該模型認(rèn)為膜的合成通過不斷地將脂和蛋白插入已有的膜，即由已有膜的生長(zhǎng)而來。這一模型比較符合細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性質(zhì), 由于細(xì)胞的胞吞和胞吐作用以及小泡運(yùn)輸,使膜處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài), 這樣膜也就不必重新合成,而是在原有的基礎(chǔ)上不斷更新。  膜脂的來源及不對(duì)稱性分布 膜脂的兩種來源通過磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體等細(xì)胞器膜中的脂就是靠這種方式運(yùn)送的。通過出芽和膜融合,如ER通過出芽形成分泌小泡運(yùn)送蛋白質(zhì)時(shí),膜脂也隨之運(yùn)送到高爾基體,并通過高爾基體形成分泌小泡將膜脂運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)膜。 關(guān)于膜脂的不對(duì)稱性分布，有幾種可能的方式一種是磷脂交換蛋白對(duì)磷脂的運(yùn)輸和插入是選擇性的；第二種解釋是熱動(dòng)力學(xué)驅(qū)使磷脂的不對(duì)稱分布，因?yàn)槟蓚?cè)的環(huán)境不同。另外在ER膜中有翻轉(zhuǎn)酶(flippase),在新的磷脂合