肽信號(hào)與蛋白質(zhì)分選命運(yùn)

1、肽信號(hào)與蛋白質(zhì)分選命運(yùn)肽信號(hào)與蛋白質(zhì)分選命運(yùn)一、蛋白質(zhì)合成后的去向和命運(yùn)一、蛋白質(zhì)合成后的去向和命運(yùn)p316 蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)常依據(jù)核糖體位置蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)常依據(jù)核糖體位置（合成場(chǎng)所）分兩大類：（合成場(chǎng)所）分兩大類： 翻 譯 后 轉(zhuǎn) 運(yùn)翻 譯 后 轉(zhuǎn) 運(yùn)（ p o s t - t r a n s l a t i o n a l translocation):胞質(zhì)內(nèi)游離核糖體合成的蛋白胞質(zhì)內(nèi)游離核糖體合成的蛋白質(zhì)，合成后釋放出來，再轉(zhuǎn)運(yùn)。質(zhì)，合成后釋放出來，再轉(zhuǎn)運(yùn)。 共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn) (Co-translation translocation)：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)，邊粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體

2、合成的蛋白質(zhì)，邊合成合成邊轉(zhuǎn)運(yùn)。邊轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)蛋白合成的場(chǎng)所和蛋白的最后定位分為以下根據(jù)蛋白合成的場(chǎng)所和蛋白的最后定位分為以下幾類：幾類：（一）游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)：（一）游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)：p316p3161 1、定位于細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)中的蛋白：合成后駐留在胞、定位于細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)中的蛋白：合成后駐留在胞質(zhì)溶質(zhì)中，就地成為不同的催化中心，參加細(xì)質(zhì)溶質(zhì)中，就地成為不同的催化中心，參加細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)中的代謝活動(dòng)。有些胞質(zhì)溶質(zhì)蛋白結(jié)胞質(zhì)溶質(zhì)中的代謝活動(dòng)。有些胞質(zhì)溶質(zhì)蛋白結(jié)合其他成分構(gòu)成大分子結(jié)構(gòu)，如中心粒。合其他成分構(gòu)成大分子結(jié)構(gòu)，如中心粒。2 2、核定位蛋白：合成后通過核孔運(yùn)送到核中的蛋、核定位蛋白：

3、合成后通過核孔運(yùn)送到核中的蛋白。有的參加構(gòu)成染色體，如組蛋白；有的成白。有的參加構(gòu)成染色體，如組蛋白；有的成為細(xì)胞核中特有的結(jié)構(gòu)成分，如轉(zhuǎn)錄因子等為細(xì)胞核中特有的結(jié)構(gòu)成分，如轉(zhuǎn)錄因子等. .3 3、半自主性細(xì)胞器的組成蛋白：大部分葉、半自主性細(xì)胞器的組成蛋白：大部分葉綠體和線粒體蛋白是由核基因編碼的，在綠體和線粒體蛋白是由核基因編碼的，在細(xì)胞質(zhì)中合成的。細(xì)胞質(zhì)中合成的。4 4、過氧化物酶體蛋白：有些蛋白合成后進(jìn)、過氧化物酶體蛋白：有些蛋白合成后進(jìn)入過氧化物酶體行使功能。如：過氧化氫入過氧化物酶體行使功能。如：過氧化氫酶等。酶等。( (二二) )粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成的蛋白粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成

4、的蛋白p316p3161 1、運(yùn)往細(xì)胞外的分泌蛋白；、運(yùn)往細(xì)胞外的分泌蛋白；2 2、輸入溶酶體腔的溶酶體酶蛋白；、輸入溶酶體腔的溶酶體酶蛋白；3 3、插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的整合蛋白，其中部、插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的整合蛋白，其中部分蛋白隨膜流進(jìn)入內(nèi)膜系統(tǒng)的各區(qū)和質(zhì)膜；分蛋白隨膜流進(jìn)入內(nèi)膜系統(tǒng)的各區(qū)和質(zhì)膜；4 4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白。、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白。（三）蛋白運(yùn)送的機(jī)制和基本途徑（三）蛋白運(yùn)送的機(jī)制和基本途徑p314-p314-315315 除葉綠體、線粒體中合成的少數(shù)蛋白外，在除葉綠體、線粒體中合成的少數(shù)蛋白外，在胞質(zhì)游離核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體合成的蛋白肽胞質(zhì)游離核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體合成的蛋白肽鏈一般都含有

5、信號(hào)序列。此序列決定了它們的鏈一般都含有信號(hào)序列。此序列決定了它們的去向和最終定位。去向和最終定位。 具分揀信號(hào)的蛋白在細(xì)胞內(nèi)區(qū)間有具分揀信號(hào)的蛋白在細(xì)胞內(nèi)區(qū)間有3 3條基本轉(zhuǎn)運(yùn)條基本轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：途徑：1 1、門控運(yùn)輸：核、質(zhì)間的蛋白運(yùn)輸，在胞質(zhì)游離、門控運(yùn)輸：核、質(zhì)間的蛋白運(yùn)輸，在胞質(zhì)游離核糖體上合成的核蛋白通過核孔復(fù)合體進(jìn)入核核糖體上合成的核蛋白通過核孔復(fù)合體進(jìn)入核內(nèi)。內(nèi)。2 2、穿膜運(yùn)輸：通過膜上的蛋白轉(zhuǎn)移體，把蛋白從、穿膜運(yùn)輸：通過膜上的蛋白轉(zhuǎn)移體，把蛋白從細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞的不同部位。被運(yùn)蛋白必細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞的不同部位。被運(yùn)蛋白必須是非折疊狀態(tài)的蛋白，使蛋白質(zhì)肽鏈蜿蜒穿須是非折疊狀

6、態(tài)的蛋白，使蛋白質(zhì)肽鏈蜿蜒穿膜。如胞質(zhì)溶質(zhì)中的游離核糖體上合成的蛋白膜。如胞質(zhì)溶質(zhì)中的游離核糖體上合成的蛋白就是通過穿膜運(yùn)輸途徑進(jìn)入葉綠體、線粒體和就是通過穿膜運(yùn)輸途徑進(jìn)入葉綠體、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的。3 3、膜泡運(yùn)輸：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜核糖體上合成的蛋白、膜泡運(yùn)輸：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜核糖體上合成的蛋白出出芽形式形成膜泡芽形式形成膜泡運(yùn)輸?shù)桨心み\(yùn)輸?shù)桨心つづ菖c靶膜融膜泡與靶膜融合合蛋白釋放進(jìn)此區(qū)間內(nèi)。如可溶性分泌蛋白蛋白釋放進(jìn)此區(qū)間內(nèi)。如可溶性分泌蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以膜泡的形式運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，再以從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以膜泡的形式運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，再以膜泡的形式運(yùn)到細(xì)胞外。膜泡的形式運(yùn)到細(xì)胞外。蛋白質(zhì)合成后的蛋白質(zhì)合成后的進(jìn)

7、入膜圍細(xì)胞器進(jìn)入膜圍細(xì)胞器的三條途徑的三條途徑門控運(yùn)輸門控運(yùn)輸穿膜運(yùn)輸穿膜運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸（四）引導(dǎo)蛋白質(zhì)定位運(yùn)輸?shù)男盘?hào)序列（四）引導(dǎo)蛋白質(zhì)定位運(yùn)輸?shù)男盘?hào)序列- -分分揀信號(hào)揀信號(hào)p315-316p315-316 信號(hào)序列信號(hào)序列（分揀信號(hào)）：（分揀信號(hào)）：15-6015-60個(gè)氨基酸的序列，個(gè)氨基酸的序列，可被細(xì)胞器上的受體蛋白所識(shí)別，也稱前導(dǎo)序可被細(xì)胞器上的受體蛋白所識(shí)別，也稱前導(dǎo)序列列( (leader sequence)leader sequence)，蛋白被運(yùn)到目的地后，蛋白被運(yùn)到目的地后，分揀信號(hào)通常被相應(yīng)的信號(hào)肽酶切除。分揀信號(hào)通常被相應(yīng)的信號(hào)肽酶切除。 信號(hào)序列具有指導(dǎo)一種

8、蛋白質(zhì)定位到細(xì)胞內(nèi)特信號(hào)序列具有指導(dǎo)一種蛋白質(zhì)定位到細(xì)胞內(nèi)特定部位所需要的全部信息。不同的信號(hào)序列可定部位所需要的全部信息。不同的信號(hào)序列可引導(dǎo)蛋白抵達(dá)不同的目的地。引導(dǎo)蛋白抵達(dá)不同的目的地。 還有一種分揀信號(hào)叫信號(hào)斑（還有一種分揀信號(hào)叫信號(hào)斑（signal signal patchpatch），存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，），存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰，折疊靠攏在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號(hào)，折疊靠攏在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號(hào)，可被互補(bǔ)的分揀受體識(shí)別，引導(dǎo)蛋白抵達(dá)可被互補(bǔ)的分揀受體識(shí)別，引導(dǎo)蛋白抵達(dá)目的地。目的地。 如溶酶體酶蛋

9、白的識(shí)別。如溶酶體酶蛋白的識(shí)別。signal sequence and signal patch二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜途徑的蛋白質(zhì)去向二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜途徑的蛋白質(zhì)去向（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成的蛋白質(zhì)及其（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成的蛋白質(zhì)及其特點(diǎn)特點(diǎn) 跨膜蛋白：插入膜中成為膜蛋白，多數(shù)隨膜流跨膜蛋白：插入膜中成為膜蛋白，多數(shù)隨膜流轉(zhuǎn)換成質(zhì)膜和其它細(xì)胞器的成分；轉(zhuǎn)換成質(zhì)膜和其它細(xì)胞器的成分； 水溶性蛋白：進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，少部分留在內(nèi)質(zhì)水溶性蛋白：進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，少部分留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，大部分運(yùn)到其它細(xì)胞器腔中或排到胞網(wǎng)腔中，大部分運(yùn)到其它細(xì)胞器腔中或排到胞外。外。 共同特點(diǎn)：信號(hào)肽；翻譯和轉(zhuǎn)移同步進(jìn)行（共共同特點(diǎn)：信號(hào)

10、肽；翻譯和轉(zhuǎn)移同步進(jìn)行（共翻譯轉(zhuǎn)移方式）翻譯轉(zhuǎn)移方式）可溶性蛋白跨膜轉(zhuǎn)移進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔可溶性蛋白跨膜轉(zhuǎn)移進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合核糖體合成蛋白質(zhì)的（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合核糖體合成蛋白質(zhì)的去向去向1 1、運(yùn)往細(xì)胞外的分泌蛋白；、運(yùn)往細(xì)胞外的分泌蛋白；2 2、輸入溶酶體腔的溶酶體酶蛋白；、輸入溶酶體腔的溶酶體酶蛋白；3 3、插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的整合蛋白，其中部、插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的整合蛋白，其中部分蛋白隨膜流進(jìn)入內(nèi)膜系統(tǒng)的各區(qū)和質(zhì)膜。分蛋白隨膜流進(jìn)入內(nèi)膜系統(tǒng)的各區(qū)和質(zhì)膜。4 4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白。、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白。（三）膜整合蛋白的定位機(jī)制（三）膜整合蛋白的定位機(jī)制p327p3271 1、具有單一跨膜區(qū)

11、的跨膜蛋白的定位、具有單一跨膜區(qū)的跨膜蛋白的定位 N-N-端疏水性信號(hào)肽序列啟動(dòng)轉(zhuǎn)移，這一過程可端疏水性信號(hào)肽序列啟動(dòng)轉(zhuǎn)移，這一過程可被肽鏈中的另一段疏水性氨基酸序列（起始轉(zhuǎn)被肽鏈中的另一段疏水性氨基酸序列（起始轉(zhuǎn)移序列）所阻斷，使肽鏈不能繼續(xù)穿膜。此序移序列）所阻斷，使肽鏈不能繼續(xù)穿膜。此序列進(jìn)入轉(zhuǎn)移通道后即被釋放，從轉(zhuǎn)移通道橫移列進(jìn)入轉(zhuǎn)移通道后即被釋放，從轉(zhuǎn)移通道橫移到脂雙層中，并形成到脂雙層中，并形成螺旋的跨膜片段，把蛋螺旋的跨膜片段，把蛋白鎖定在膜內(nèi)。白鎖定在膜內(nèi)。 信號(hào)肽序列被切除。信號(hào)肽序列被切除?？傇诎|(zhì)中總在胞質(zhì)中總在總在ER腔中腔中疏水性起始疏水性起始轉(zhuǎn)移序列轉(zhuǎn)移序列信號(hào)肽信

12、號(hào)肽一次跨膜一次跨膜2 2、兩次或多次穿膜的跨膜蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移和定位、兩次或多次穿膜的跨膜蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移和定位 有些蛋白肽鏈中含有多個(gè)疏水序列，在起始序列有些蛋白肽鏈中含有多個(gè)疏水序列，在起始序列之后，隔一段氨基酸序列后又存在一段疏水性停止轉(zhuǎn)移之后，隔一段氨基酸序列后又存在一段疏水性停止轉(zhuǎn)移序列，在肽鏈轉(zhuǎn)移體的協(xié)助下，肽鏈穿過通道轉(zhuǎn)移，起序列，在肽鏈轉(zhuǎn)移體的協(xié)助下，肽鏈穿過通道轉(zhuǎn)移，起始和停止轉(zhuǎn)移序列插入脂雙層中。始和停止轉(zhuǎn)移序列插入脂雙層中。 這些蛋白是由一個(gè)內(nèi)部信號(hào)序列（疏水序列），而這些蛋白是由一個(gè)內(nèi)部信號(hào)序列（疏水序列），而不是不是N-N-端的信號(hào)肽序列來啟動(dòng)轉(zhuǎn)移，并且這些內(nèi)部信號(hào)端的信號(hào)

13、肽序列來啟動(dòng)轉(zhuǎn)移，并且這些內(nèi)部信號(hào)序列不被切除。序列不被切除。 多次穿膜蛋白在肽鏈中具有多個(gè)起始和停止轉(zhuǎn)移信多次穿膜蛋白在肽鏈中具有多個(gè)起始和停止轉(zhuǎn)移信號(hào)序列相間排列，從而使肽鏈多次穿膜。號(hào)序列相間排列，從而使肽鏈多次穿膜。兩次跨膜兩次跨膜疏水性停止疏水性停止轉(zhuǎn)移序列轉(zhuǎn)移序列疏水性起始疏水性起始轉(zhuǎn)移序列轉(zhuǎn)移序列（內(nèi)部）（內(nèi)部）都在胞質(zhì)中都在胞質(zhì)中不被信號(hào)不被信號(hào)肽酶切去肽酶切去視紫紅質(zhì)蛋白嵌入視紫紅質(zhì)蛋白嵌入ER膜示意圖膜示意圖多次跨膜多次跨膜（四）進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的蛋白質(zhì)的去向（四）進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的蛋白質(zhì)的去向p327p3271 1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白（、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白（ER resident p

14、roteinER resident protein）（1 1）特點(diǎn)：特點(diǎn)：C C端有由端有由4 4個(gè)氨基酸組成的駐留信號(hào)序個(gè)氨基酸組成的駐留信號(hào)序列，動(dòng)物列，動(dòng)物KDELKDEL（Lys-Asp-Glu-Leu)Lys-Asp-Glu-Leu)。（2 2）駐留蛋白的功能：催化劑的作用和分子伴侶）駐留蛋白的功能：催化劑的作用和分子伴侶的作用。協(xié)助進(jìn)入的作用。協(xié)助進(jìn)入ERER腔的蛋白質(zhì)正確折疊和組腔的蛋白質(zhì)正確折疊和組裝。裝。2 2、途徑、途徑ERER腔，高爾基體，經(jīng)修飾加工后被運(yùn)到其腔，高爾基體，經(jīng)修飾加工后被運(yùn)到其它部位的蛋白質(zhì)。大部分蛋白發(fā)生糖基化。如它部位的蛋白質(zhì)。大部分蛋白發(fā)生糖基化。如

15、溶酶體蛋白，細(xì)胞外分泌蛋白。溶酶體蛋白，細(xì)胞外分泌蛋白。 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體上合成蛋白的外粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體上合成蛋白的外運(yùn)方式運(yùn)方式膜泡運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸 目前發(fā)現(xiàn)的三類與膜泡運(yùn)輸有關(guān)的有被小泡：目前發(fā)現(xiàn)的三類與膜泡運(yùn)輸有關(guān)的有被小泡： (1) (1) 籠形蛋白包被小泡介導(dǎo)從高爾基體反面網(wǎng)籠形蛋白包被小泡介導(dǎo)從高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀結(jié)構(gòu)質(zhì)膜和胞內(nèi)體、溶酶體和植物液胞的質(zhì)膜和胞內(nèi)體、溶酶體和植物液胞的運(yùn)輸，需成籠蛋白、銜接蛋白、縊斷蛋白和伴運(yùn)輸，需成籠蛋白、銜接蛋白、縊斷蛋白和伴侶蛋白參與。侶蛋白參與。 (2) COPII(2) COPII包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體的運(yùn)輸；

16、的運(yùn)輸； (3) COPI(3) COPI包被小泡負(fù)責(zé)將蛋白從高爾基體包被小泡負(fù)責(zé)將蛋白從高爾基體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 在從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體分泌泡分泌泡細(xì)胞細(xì)胞表面表面的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中也也行使非選擇性批量運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中也也行使非選擇性批量運(yùn)輸功能。功能。COPII小泡小泡COPI小泡小泡 分泌小泡運(yùn)輸三種途徑：分泌小泡運(yùn)輸三種途徑： 溶酶體酶經(jīng)高爾基復(fù)合體的單獨(dú)分揀和包溶酶體酶經(jīng)高爾基復(fù)合體的單獨(dú)分揀和包裝，以有被小泡的形式運(yùn)往溶酶體。裝，以有被小泡的形式運(yùn)往溶酶體。 分泌蛋白被包裝成分泌泡，以衣被小泡的分泌蛋白被包裝成分泌泡，以衣被小泡的形式運(yùn)往細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外。形

17、式運(yùn)往細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外。 其余的部分蛋白質(zhì)被包裝成分泌小泡后，其余的部分蛋白質(zhì)被包裝成分泌小泡后，暫時(shí)貯存在細(xì)胞質(zhì)中，一旦需要，再被釋暫時(shí)貯存在細(xì)胞質(zhì)中，一旦需要，再被釋放到細(xì)胞外。放到細(xì)胞外。膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ蚰づ葸\(yùn)輸?shù)亩ㄏ? : 運(yùn)輸小泡擁有表面標(biāo)志，可根據(jù)其來源和運(yùn)輸小泡擁有表面標(biāo)志，可根據(jù)其來源和所攜帶的貨物的種類識(shí)別它們，而靶膜又帶有所攜帶的貨物的種類識(shí)別它們，而靶膜又帶有識(shí)別適當(dāng)標(biāo)志的受體，從而保證了相互間識(shí)別識(shí)別適當(dāng)標(biāo)志的受體，從而保證了相互間識(shí)別與定位的專一性。與定位的專一性。 主要受兩種蛋白的控制：主要受兩種蛋白的控制： SNAREs: 提供特異性，催化膜泡與靶膜融合。提供

18、特異性，催化膜泡與靶膜融合。 Rabs: 與其它蛋白一起共同調(diào)控膜泡與靶膜之與其它蛋白一起共同調(diào)控膜泡與靶膜之間的接觸與融合。間的接觸與融合。三三 、游離核糖體上合成的蛋白的歸宿、游離核糖體上合成的蛋白的歸宿 在胞質(zhì)游離核糖體上合成的蛋白，除了在胞質(zhì)游離核糖體上合成的蛋白，除了部分駐留在胞質(zhì)溶質(zhì)中，多數(shù)運(yùn)到靶細(xì)胞部分駐留在胞質(zhì)溶質(zhì)中，多數(shù)運(yùn)到靶細(xì)胞器中，形成有功能的成熟蛋白，由于細(xì)胞器中，形成有功能的成熟蛋白，由于細(xì)胞器的種類不同，蛋白定位于靶細(xì)胞器的方器的種類不同，蛋白定位于靶細(xì)胞器的方式也不同。式也不同。（一）核定位蛋白的入核轉(zhuǎn)運(yùn)（一）核定位蛋白的入核轉(zhuǎn)運(yùn)p324-325 親核蛋白的核定位

19、信號(hào)序列親核蛋白的核定位信號(hào)序列4-84-8個(gè)個(gè)氨基酸組成，入核后不被切除；核輸入受氨基酸組成，入核后不被切除；核輸入受體起協(xié)助作用，解離后返回細(xì)胞質(zhì)，重新體起協(xié)助作用，解離后返回細(xì)胞質(zhì)，重新利用。利用。 親核蛋白經(jīng)核孔復(fù)合體主動(dòng)被運(yùn)進(jìn)親核蛋白經(jīng)核孔復(fù)合體主動(dòng)被運(yùn)進(jìn)核內(nèi)，除要依賴核內(nèi)，除要依賴核輸入信號(hào)核輸入信號(hào)外，還是一個(gè)外，還是一個(gè)載體介導(dǎo)的過程。載體介導(dǎo)的過程。目前已發(fā)現(xiàn)的這類載體蛋白有目前已發(fā)現(xiàn)的這類載體蛋白有4 4種：種：（1 1）RanRan蛋白，存在兩種形式：蛋白，存在兩種形式：GTP-Ran; GDP-GTP-Ran; GDP-Ran.Ran.(2)(2)核運(yùn)輸因子核運(yùn)輸因子2

20、 2 （3 3）輸入蛋白）輸入蛋白（4 4）輸入蛋白）輸入蛋白 兩種輸入蛋白構(gòu)成一個(gè)核輸入受體異二聚兩種輸入蛋白構(gòu)成一個(gè)核輸入受體異二聚體，體， 亞基與運(yùn)載物的核輸入信號(hào)序列結(jié)合；亞基與運(yùn)載物的核輸入信號(hào)序列結(jié)合；亞基與亞基與FGFG核孔蛋白的核孔蛋白的FGFG重復(fù)結(jié)合，其作用是重復(fù)結(jié)合，其作用是協(xié)助親核蛋白進(jìn)入核，然后再返回細(xì)胞質(zhì)，參協(xié)助親核蛋白進(jìn)入核，然后再返回細(xì)胞質(zhì)，參與再循環(huán)。此過程需要能量，能量來自于核孔與再循環(huán)。此過程需要能量，能量來自于核孔復(fù)合體上結(jié)合的復(fù)合體上結(jié)合的Mg2+-GTPaseMg2+-GTPase對(duì)對(duì)GTPGTP的水解。的水解。核質(zhì)蛋白輸入細(xì)胞核的過程核質(zhì)蛋白輸入細(xì)

21、胞核的過程 （1）胞質(zhì)中親核蛋白與輸入蛋白的）胞質(zhì)中親核蛋白與輸入蛋白的異二聚體結(jié)合異二聚體結(jié)合（2 2）形成的）形成的親核蛋白親核蛋白-受體復(fù)合物與核孔復(fù)合體的胞質(zhì)絲結(jié)合受體復(fù)合物與核孔復(fù)合體的胞質(zhì)絲結(jié)合（3）通過與）通過與FG重復(fù)的瞬時(shí)結(jié)合與分離，蛋白復(fù)合體穿過核孔重復(fù)的瞬時(shí)結(jié)合與分離，蛋白復(fù)合體穿過核孔 復(fù)合體進(jìn)入核內(nèi)。復(fù)合體進(jìn)入核內(nèi)。（4）核內(nèi)復(fù)合體與）核內(nèi)復(fù)合體與Ran-GTP互作，導(dǎo)致復(fù)合物解體，釋放親互作，導(dǎo)致復(fù)合物解體，釋放親 核蛋白。核蛋白。（5）輸入蛋白）輸入蛋白與與Ran-GTP結(jié)合一結(jié)合一 起被運(yùn)回胞質(zhì)，結(jié)合在胞質(zhì)絲起被運(yùn)回胞質(zhì)，結(jié)合在胞質(zhì)絲 上的上的GTP酶加速蛋白刺

22、激酶加速蛋白刺激Ran水解與其結(jié)合的水解與其結(jié)合的GTP,隨后隨后 Ran-GDP被轉(zhuǎn)運(yùn)回核；輸入蛋白被轉(zhuǎn)運(yùn)回核；輸入蛋白在核內(nèi)輸出蛋白的幫助下在核內(nèi)輸出蛋白的幫助下 運(yùn)回胞質(zhì)運(yùn)回胞質(zhì)（二）線粒體和葉綠體蛋白的穿膜輸（二）線粒體和葉綠體蛋白的穿膜輸入入 分分4個(gè)步驟：個(gè)步驟：A.A.胞質(zhì)中合成多肽前體物胞質(zhì)中合成多肽前體物B.B.多肽前體物和細(xì)胞器表面受體結(jié)合多肽前體物和細(xì)胞器表面受體結(jié)合C.C.穿過并移進(jìn)細(xì)胞器膜穿過并移進(jìn)細(xì)胞器膜D.D.前體物被加工成成熟多肽前體物被加工成成熟多肽1線粒體蛋白的穿膜輸入線粒體蛋白的穿膜輸入 線粒體輸入蛋白的特點(diǎn)：線粒體輸入蛋白的特點(diǎn)： 胞質(zhì)中合成的線粒體組分

23、蛋白，肽胞質(zhì)中合成的線粒體組分蛋白，肽鏈的鏈的N-末端有一段定位信號(hào)（基質(zhì)定位末端有一段定位信號(hào)（基質(zhì)定位序列），此序列富含疏水性氨基酸，具有序列），此序列富含疏水性氨基酸，具有引導(dǎo)蛋白抵達(dá)目標(biāo)部位的作用。引導(dǎo)蛋白抵達(dá)目標(biāo)部位的作用。（1 1）線粒體基質(zhì)蛋白的輸入（）線粒體基質(zhì)蛋白的輸入（P317P317）a.a.輸入蛋白在輸入前通過與伴侶蛋白輸入蛋白在輸入前通過與伴侶蛋白Hsc70Hsc70結(jié)合，結(jié)合，而去折疊。而去折疊。b.b.線粒體外膜中有輸入受體蛋白（如線粒體外膜中有輸入受體蛋白（如TOM20, TOM20, TOM22TOM22）識(shí)別基質(zhì)定位序列，與之結(jié)合后，將前）識(shí)別基質(zhì)定位序列，

24、與之結(jié)合后，將前體蛋白送入外膜通道（體蛋白送入外膜通道（TOM40TOM40構(gòu)成的通用輸入構(gòu)成的通用輸入孔孔 ）。）。c.c.內(nèi)膜上有由內(nèi)膜上有由TIM23TIM23和和TIM17TIM17蛋白構(gòu)成的通道，在蛋白構(gòu)成的通道，在此部位內(nèi)外膜緊貼在一起。此部位內(nèi)外膜緊貼在一起。d.d.在內(nèi)膜轉(zhuǎn)移通道處有基質(zhì)在內(nèi)膜轉(zhuǎn)移通道處有基質(zhì)Hsc70Hsc70分子伴侶蛋白，分子伴侶蛋白，該蛋白與該蛋白與TIM44TIM44接觸水解接觸水解ATP,ATP,驅(qū)動(dòng)基質(zhì)前體蛋白驅(qū)動(dòng)基質(zhì)前體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)中。轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)中。e.e.定位序列在基質(zhì)中被蛋白酶切除，多肽鏈在伴定位序列在基質(zhì)中被蛋白酶切除，多肽鏈在伴侶蛋白作用

25、下折疊和裝配成三維和四維結(jié)構(gòu)。侶蛋白作用下折疊和裝配成三維和四維結(jié)構(gòu)。(2)(2)內(nèi)膜蛋白的輸入內(nèi)膜蛋白的輸入p318p318A.A.一次性穿膜蛋白：一次性穿膜蛋白： 前體蛋白的前體蛋白的N-N-端基質(zhì)定位序端基質(zhì)定位序列被輸入受體蛋白列被輸入受體蛋白TOM20/22TOM20/22所識(shí)別，通過外膜所識(shí)別，通過外膜的通用輸入孔和內(nèi)膜的的通用輸入孔和內(nèi)膜的TIM23/17TIM23/17轉(zhuǎn)移復(fù)合物輸轉(zhuǎn)移復(fù)合物輸入到基質(zhì)中。輸入過程中，基質(zhì)定位序列被切入到基質(zhì)中。輸入過程中，基質(zhì)定位序列被切除。除。 多肽鏈含有疏水性停止轉(zhuǎn)移序列，當(dāng)?shù)鞍锥嚯逆満惺杷酝Ｖ罐D(zhuǎn)移序列，當(dāng)?shù)鞍状┻^穿過TIM23/17T

26、IM23/17通道時(shí)，此序列阻止通道時(shí)，此序列阻止C-C-端穿過內(nèi)端穿過內(nèi)膜，從轉(zhuǎn)移通道橫移到脂雙層中，膜，從轉(zhuǎn)移通道橫移到脂雙層中，把蛋白鎖定把蛋白鎖定在膜內(nèi)。在膜內(nèi)。B.B.兩次穿膜蛋白兩次穿膜蛋白 肽鏈肽鏈N-N-端含有基質(zhì)定位序列和兩段端含有基質(zhì)定位序列和兩段內(nèi)部疏水區(qū)（內(nèi)部疏水區(qū)（OXa1OXa1定位序列），肽鏈進(jìn)入定位序列），肽鏈進(jìn)入基質(zhì)后，基質(zhì)定位區(qū)被切除。基質(zhì)后，基質(zhì)定位區(qū)被切除。 OXa1OXa1定位定位序列被內(nèi)膜中的序列被內(nèi)膜中的OXa1OXa1蛋白所識(shí)別，并將蛋蛋白所識(shí)別，并將蛋白插入脂雙層中。白插入脂雙層中。C.C.多次穿膜蛋白多次穿膜蛋白 此類蛋白此類蛋白N-N-端無

27、基質(zhì)定位序列，但肽鏈內(nèi)端無基質(zhì)定位序列，但肽鏈內(nèi)部含有多個(gè)定位序列部含有多個(gè)定位序列-外膜中存在外膜中存在TOM70TOM70蛋白蛋白可識(shí)別內(nèi)部定位序列可識(shí)別內(nèi)部定位序列-通過通用運(yùn)輸孔多肽鏈通過通用運(yùn)輸孔多肽鏈穿過外膜穿過外膜-膜間隙中存在膜間隙中存在TIM9/10TIM9/10蛋白，在此蛋白，在此蛋白協(xié)助下，蛋白被移送到蛋白協(xié)助下，蛋白被移送到TIM22/54TIM22/54組成的轉(zhuǎn)組成的轉(zhuǎn)移復(fù)合體，將輸入蛋白的疏水性定位序列移入移復(fù)合體，將輸入蛋白的疏水性定位序列移入內(nèi)膜脂雙層中。內(nèi)膜脂雙層中。（3 3）外膜蛋白的輸入）外膜蛋白的輸入 蛋白前體的蛋白前體的N-N-端基質(zhì)定位序列后，端基質(zhì)

28、定位序列后，接著一段長(zhǎng)的疏水性氨基酸片段（停止轉(zhuǎn)接著一段長(zhǎng)的疏水性氨基酸片段（停止轉(zhuǎn)移序列），阻止蛋白進(jìn)入基質(zhì)，同時(shí)使蛋移序列），阻止蛋白進(jìn)入基質(zhì)，同時(shí)使蛋白結(jié)合到外膜中，成為外膜整合蛋白。白結(jié)合到外膜中，成為外膜整合蛋白。 此途徑蛋白輸入后，其基質(zhì)定位序此途徑蛋白輸入后，其基質(zhì)定位序列和內(nèi)部疏水性序列均不被切除。列和內(nèi)部疏水性序列均不被切除。（4 4）膜間隙蛋白質(zhì)的輸入（）膜間隙蛋白質(zhì)的輸入（p318p318）A.A.主要途徑：主要途徑： 前體肽鏈含有兩個(gè)不同的前體肽鏈含有兩個(gè)不同的N-N-末端定位末端定位序列，進(jìn)入基質(zhì)后，序列，進(jìn)入基質(zhì)后，N-N-末端的第一個(gè)序列末端的第一個(gè)序列被基質(zhì)中的

29、蛋白酶切除。第二個(gè)序列阻止被基質(zhì)中的蛋白酶切除。第二個(gè)序列阻止肽鏈完全穿膜，使前體物蛋白結(jié)合到內(nèi)膜肽鏈完全穿膜，使前體物蛋白結(jié)合到內(nèi)膜中，內(nèi)膜中的蛋白酶切除穿膜的疏水性片中，內(nèi)膜中的蛋白酶切除穿膜的疏水性片段，將蛋白釋放到膜間隙中。段，將蛋白釋放到膜間隙中。B.B.穿外膜直接途徑穿外膜直接途徑 此途徑中，輸入蛋白通過外膜蛋白的此途徑中，輸入蛋白通過外膜蛋白的TOM40TOM40通用輸入孔，直接將蛋白釋放到膜通用輸入孔，直接將蛋白釋放到膜間隙中，不涉及內(nèi)膜。間隙中，不涉及內(nèi)膜。2葉綠體蛋白的輸入葉綠體蛋白的輸入（1 1）葉綠體間質(zhì)蛋白的輸入）葉綠體間質(zhì)蛋白的輸入p320p320 前體蛋白含有間質(zhì)

30、輸入序列，引導(dǎo)前體蛋白含有間質(zhì)輸入序列，引導(dǎo)蛋白進(jìn)入間質(zhì)中，間質(zhì)輸入序列在間質(zhì)中蛋白進(jìn)入間質(zhì)中，間質(zhì)輸入序列在間質(zhì)中被蛋白酶切除，多肽鏈在伴侶蛋白被蛋白酶切除，多肽鏈在伴侶蛋白Hsc70Hsc70作用下折疊和裝配成三維和四維結(jié)構(gòu)。作用下折疊和裝配成三維和四維結(jié)構(gòu)。 （2 2）類囊體腔蛋白的輸入）類囊體腔蛋白的輸入P320P320 類囊體腔蛋白前體的肽鏈中含有兩類囊體腔蛋白前體的肽鏈中含有兩個(gè)連續(xù)的攝取定位序列。第一個(gè)是個(gè)連續(xù)的攝取定位序列。第一個(gè)是N N末端末端間質(zhì)輸入序列，引導(dǎo)蛋白前體進(jìn)入間質(zhì)。間質(zhì)輸入序列，引導(dǎo)蛋白前體進(jìn)入間質(zhì)。第二個(gè)是類囊體定位序列，引導(dǎo)蛋白進(jìn)入第二個(gè)是類囊體定位序列，引

31、導(dǎo)蛋白進(jìn)入類囊體腔。類囊體腔。葉綠體信號(hào)肽葉綠體信號(hào)肽內(nèi)囊體信號(hào)肽內(nèi)囊體信號(hào)肽A.信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）途徑，蛋白進(jìn)入間質(zhì)，在間質(zhì)中的SRP顆粒引導(dǎo)與類囊體膜中受體結(jié)合后，然后被送入類囊體膜轉(zhuǎn)移體通道中進(jìn)入類囊體腔，折疊成成熟蛋白，此過程由ATP水解提供能量。B.pH途徑，前體蛋白進(jìn)入間質(zhì)后，間質(zhì)輸入序列被切除，然后發(fā)生折疊并與輔因子結(jié)合，由類囊體定位序列引導(dǎo)蛋白進(jìn)入類囊體腔。類囊體定位序列的N端為兩個(gè)天冬氨酸是識(shí)別的關(guān)鍵，此過程由質(zhì)子梯度提供能量，這對(duì)折疊的蛋白質(zhì)穿越類囊體膜轉(zhuǎn)運(yùn)體是必須的，進(jìn)入后類囊體定位序列被切除。（3 3）類囊體膜蛋白的插入）類囊體膜蛋白的插入p321p321 類囊體中

32、具有與線粒體類囊體中具有與線粒體Oxa1Oxa1蛋白相蛋白相關(guān)的蛋白有些進(jìn)入間質(zhì)中的蛋白通過此途關(guān)的蛋白有些進(jìn)入間質(zhì)中的蛋白通過此途徑插入類囊體膜中。徑插入類囊體膜中。（三）過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)輸入（三）過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)輸入 絕大多數(shù)過氧化物酶體基質(zhì)蛋白在近羧基絕大多數(shù)過氧化物酶體基質(zhì)蛋白在近羧基端處具有一特異性的端處具有一特異性的3 3個(gè)氨基酸（個(gè)氨基酸（Ser-Lys-LeuSer-Lys-Leu）序列的輸入信號(hào)，此序列稱為過氧化物酶體定序列的輸入信號(hào)，此序列稱為過氧化物酶體定位序列（位序列（PTS1PTS1）, ,此信號(hào)在胞質(zhì)中與受體此信號(hào)在胞質(zhì)中與受體Pex5Pex5結(jié)結(jié)合，此后與過氧化物酶體膜上的合，此后與過氧化物酶體膜上的Pex14Pex14互作，基互作，基質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白- Pex5- Pex5復(fù)合物被轉(zhuǎn)移到一組膜蛋白上后復(fù)合