高級(jí)生物化學(xué)_蛋白質(zhì)加工與輸送

1、整理課件1 蛋白質(zhì)合成后加工與蛋白質(zhì)合成后加工與輸送輸送第第2章章整理課件2整理課件3 翻譯后加工翻譯后加工 （Posttranslational processing） 肽鏈從核蛋白體釋放后，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)肽鏈從核蛋白體釋放后，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)各種修飾處理，成為各種修飾處理，成為有有活性的具有天然構(gòu)活性的具有天然構(gòu)象的成熟蛋白質(zhì)象的成熟蛋白質(zhì)的過程。的過程。整理課件4包括包括： 整理課件5 多肽鏈合成后需要逐步折疊（多肽鏈合成后需要逐步折疊（folding)folding)成天然空成天然空間構(gòu)象間構(gòu)象( (native conformation)native conformation)才成為有功能的蛋

2、白才成為有功能的蛋白質(zhì)。質(zhì)。一些疾病是單純由錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)引發(fā)的一些疾病是單純由錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)引發(fā)的 蛋白質(zhì)構(gòu)象病蛋白質(zhì)構(gòu)象病。時(shí)間：新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成，時(shí)間：新生肽鏈的折疊在肽鏈合成中、合成后完成， 新生肽鏈新生肽鏈N N端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折端在核蛋白體上一出現(xiàn)，肽鏈的折 疊即開始。疊即開始。整理課件6AnfinsenAnfinsen經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（20世紀(jì)60年代） n牛胰核糖核酸酶含有124個(gè)氨基酸殘基，由8個(gè)巰基配對(duì)組成4對(duì)二硫鍵。可以計(jì)算出酶分子中8個(gè)巰基組成4對(duì)二硫鍵的可能方式有105種，在溫和的堿性條件下，8摩爾的濃脲和大量巰基乙醇能使四對(duì)二

3、硫鍵完全還原，整個(gè)分子變?yōu)闊o規(guī)則卷曲狀，酶分子變性。透析去除脲，在氧的存在下，二硫鍵重新形成，酶分子完全復(fù)性，二硫鍵中成對(duì)的巰基都與天然一樣，復(fù)性分子可以結(jié)晶且具有與天然酶晶體相同的X射線衍射花樣，從而證實(shí)，酶分子在復(fù)性過程中，不僅能自發(fā)地重新折疊，而且只選擇了105種二硫鍵可能配對(duì)方式中的一種。整理課件7nAnfinsenAnfinsen經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)nAnfinsenAnfinsen基于還原變性的牛胰基于還原變性的牛胰RNaseRNase在不需其他任何物質(zhì)幫助在不需其他任何物質(zhì)幫助下，僅通過去除變性劑和還原劑就使其恢復(fù)天然結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)下，僅通過去除變性劑和還原劑就使其恢復(fù)天然結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果，果，提出了提出了“多肽鏈的氨基酸序列包含了形成其熱力多肽鏈的氨基酸序列包含了形成其熱力學(xué)上穩(wěn)定的天然構(gòu)象所必需的全部信息學(xué)上穩(wěn)定的天然構(gòu)象所必需的全部信息”的的“自組自組裝學(xué)說裝學(xué)說”。n這一學(xué)說表明：蛋白質(zhì)折疊的必需信息都儲(chǔ)存在一級(jí)結(jié)構(gòu)中。這一學(xué)說表明：蛋白質(zhì)折疊的必需信息都儲(chǔ)存在一級(jí)結(jié)構(gòu)中。即即“序列決定構(gòu)象序列決定構(gòu)象”。n隨著對(duì)蛋白質(zhì)折疊研究的廣泛開展，人們對(duì)蛋白質(zhì)折疊理論有隨著對(duì)蛋白質(zhì)折疊研究的廣泛開展，人們對(duì)蛋白質(zhì)折疊理論有了進(jìn)一步的補(bǔ)充和擴(kuò)展。了進(jìn)一步的補(bǔ)充和擴(kuò)展。AnfinsenAnfinsen的的“自組裝熱力學(xué)假說自組裝熱力學(xué)假說”得得到了許多體外實(shí)驗(yàn)的證明，的確有許多蛋

5、白在體外可進(jìn)行可逆到了許多體外實(shí)驗(yàn)的證明，的確有許多蛋白在體外可進(jìn)行可逆的變性和復(fù)性，尤其是一些小分子量的蛋白。但是并非所有的的變性和復(fù)性，尤其是一些小分子量的蛋白。但是并非所有的蛋白都如此。蛋白都如此。整理課件8n有些蛋白質(zhì)移除前導(dǎo)序列會(huì)伴隨著之后的蛋白有些蛋白質(zhì)移除前導(dǎo)序列會(huì)伴隨著之后的蛋白質(zhì)重折疊的缺失。相反的，全長(zhǎng)酶原解折疊后質(zhì)重折疊的缺失。相反的，全長(zhǎng)酶原解折疊后可以重新產(chǎn)生一個(gè)折疊的酶。這個(gè)結(jié)果表明前可以重新產(chǎn)生一個(gè)折疊的酶。這個(gè)結(jié)果表明前導(dǎo)序列參與了折疊反應(yīng)，這說明并不是導(dǎo)序列參與了折疊反應(yīng)，這說明并不是“最終最終的的”序列編碼了折疊信息。序列編碼了折疊信息。整理課件9n細(xì)胞中大

6、多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白質(zhì)輔助他酶、蛋白質(zhì)輔助.n所有細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的伴侶蛋白都是聚體體系，它阻止了不正所有細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的伴侶蛋白都是聚體體系，它阻止了不正確的蛋白質(zhì)的折疊，以確的蛋白質(zhì)的折疊，以7個(gè)、個(gè)、8個(gè)或個(gè)或9個(gè)亞基的超環(huán)形結(jié)構(gòu)個(gè)亞基的超環(huán)形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。超環(huán)形結(jié)構(gòu)被任意端蓋住，形成一個(gè)通過疏水表為基礎(chǔ)。超環(huán)形結(jié)構(gòu)被任意端蓋住，形成一個(gè)通過疏水表面結(jié)合解折疊多肽的空穴，通過面結(jié)合解折疊多肽的空穴，通過ATP驅(qū)動(dòng)的構(gòu)象變化促使驅(qū)動(dòng)的構(gòu)象變化促使肽折疊為天然構(gòu)象。肽折疊為天然構(gòu)象。n不正確的折疊導(dǎo)致活性失活，這是許多疾病

7、的分子基礎(chǔ)。不正確的折疊導(dǎo)致活性失活，這是許多疾病的分子基礎(chǔ)。整理課件10（一）肽鏈折疊的模型（一）肽鏈折疊的模型n框架模型框架模型 （Framework Model） 假設(shè)蛋白質(zhì)的局部構(gòu)象依賴于局部的氨基酸序列。假設(shè)蛋白質(zhì)的局部構(gòu)象依賴于局部的氨基酸序列。在多肽鏈折疊過程的起始階段，先迅速形成不穩(wěn)定在多肽鏈折疊過程的起始階段，先迅速形成不穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元；的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元； 稱為稱為“flickering cluster”，隨，隨后這些二級(jí)結(jié)構(gòu)靠近接觸，從而形成穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)后這些二級(jí)結(jié)構(gòu)靠近接觸，從而形成穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)框架；最后，二級(jí)結(jié)構(gòu)框架相互拼接，肽鏈逐漸構(gòu)框架；最后，二級(jí)結(jié)構(gòu)框架相互拼

8、接，肽鏈逐漸緊縮，形成了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。緊縮，形成了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 這個(gè)模型認(rèn)為即使是一個(gè)小分子的蛋白也可以一部這個(gè)模型認(rèn)為即使是一個(gè)小分子的蛋白也可以一部分一部分的進(jìn)行折疊，其間形成的亞結(jié)構(gòu)域是折疊分一部分的進(jìn)行折疊，其間形成的亞結(jié)構(gòu)域是折疊中間體的重要結(jié)構(gòu)中間體的重要結(jié)構(gòu)整理課件112.疏水塌縮模型疏水塌縮模型 （Hydrophobic Collapse Model） 疏水作用力被認(rèn)為是在蛋白質(zhì)折疊過程中起決定性作用的力的因素。在形成任何二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之前首先發(fā)生很快的非特異性的疏水塌縮。整理課件123.擴(kuò)散擴(kuò)散-碰撞碰撞-粘合機(jī)制粘合機(jī)制 （Diffusion-Collisio

9、n-Adhesion Model） 該模型認(rèn)為蛋白質(zhì)的折疊起始于伸展肽鏈上的幾個(gè)位點(diǎn)，在這些位點(diǎn)上生成不穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元或者疏水簇，主要依靠局部序列的進(jìn)程或中程（3-4個(gè)殘基）相互作用來維系。它們以非特異性布朗運(yùn)動(dòng)的方式擴(kuò)散、碰撞、相互黏附，導(dǎo)致大的結(jié)構(gòu)生成并因此而增加了穩(wěn)定性。進(jìn)一步的碰撞形成具有疏水核心和二級(jí)結(jié)構(gòu)的類熔球態(tài)中間體的球狀結(jié)構(gòu)。球形中間體調(diào)整為致密的、無活性的類似天然結(jié)構(gòu)的高度有序熔球態(tài)結(jié)構(gòu)。最后無活性的高度有序熔球態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾挠谢盍Φ奶烊粦B(tài)。整理課件134.成核成核-凝聚凝聚-生長(zhǎng)模型生長(zhǎng)模型 （Nuclear-Condensation-Growth Model） 根據(jù)這

10、種模型，肽鏈中的某一區(qū)域可以形成“折疊晶核”，以它們?yōu)楹诵?，整個(gè)肽鏈繼續(xù)折疊進(jìn)而獲得天然構(gòu)象。 所謂“晶核”實(shí)際上是由一些特殊的氨基酸殘基形成的類似于天然態(tài)相互作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些殘基間不是以非特異的疏水作用維系的，而是由特異的相互作用使這些殘基形成了緊密堆積。晶核的形成是折疊起始階段限速步驟。整理課件14（molecular chaperonmolecular chaperon）（protein disulfide isomerase,PDI）（peptidyl prolyl cis-trans isomerase, PPI）整理課件151 1分子伴侶分子伴侶* *（molecular ch

11、aperonmolecular chaperon） 是細(xì)胞中一大類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天是細(xì)胞中一大類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象然構(gòu)象（不穩(wěn)定構(gòu)象不穩(wěn)定構(gòu)象），促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊正確折疊（穩(wěn)定構(gòu)象穩(wěn)定構(gòu)象）。普遍特點(diǎn)普遍特點(diǎn)-只與只與Pr分子的非天然構(gòu)象結(jié)合，而不與已經(jīng)折疊分子的非天然構(gòu)象結(jié)合，而不與已經(jīng)折疊 成天然構(gòu)象的成天然構(gòu)象的Pr分子結(jié)合分子結(jié)合整理課件16（1 1）功能）功能 幫助肽鏈折疊；幫助肽鏈折疊； 輔助新生肽鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)位，幫助輔助新生肽鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)位，幫助“次品蛋白質(zhì)次品蛋白質(zhì)” 的降解。的降解。 一些細(xì)胞質(zhì)中的可溶性

12、分子伴侶還可以通過與輔助分子伴侶一些細(xì)胞質(zhì)中的可溶性分子伴侶還可以通過與輔助分子伴侶 的相互作用，行使更多的功能：的相互作用，行使更多的功能：網(wǎng)格蛋白的去組裝；參與突觸小網(wǎng)格蛋白的去組裝；參與突觸小泡融合后的內(nèi)吞；幫助蛋白質(zhì)泡融合后的內(nèi)吞；幫助蛋白質(zhì)/ /新生肽鏈靶向，如進(jìn)入線粒體；新生肽鏈靶向，如進(jìn)入線粒體；以及一些復(fù)合物的組裝，如肌球蛋白復(fù)合物和核孔等；以及一些復(fù)合物的組裝，如肌球蛋白復(fù)合物和核孔等； 分子伴侶還參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。另外，引發(fā)因子分子伴侶還參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。另外，引發(fā)因子(TF)(TF)除了能幫助新除了能幫助新生肽鏈折疊外，還兼有生肽鏈折疊外，還兼有PPIPPI酶的活性。酶的活性。整

13、理課件17（2 2）折疊作用：）折疊作用：蛋白質(zhì)肽鏈的折疊可以簡(jiǎn)單看作是一些疏水基團(tuán)被包埋到蛋白質(zhì)肽鏈的折疊可以簡(jiǎn)單看作是一些疏水基團(tuán)被包埋到分子內(nèi)部的過程，因此，幫助新生肽鏈折疊的分子伴侶一分子內(nèi)部的過程，因此，幫助新生肽鏈折疊的分子伴侶一定是具有與疏水基團(tuán)結(jié)合能力的蛋白質(zhì)。以最常見的定是具有與疏水基團(tuán)結(jié)合能力的蛋白質(zhì)。以最常見的hsp70hsp70為例，它們都具有一個(gè)肽結(jié)合部位，由疏水氨基酸殘基構(gòu)為例，它們都具有一個(gè)肽結(jié)合部位，由疏水氨基酸殘基構(gòu)成。成。分子伴侶總的作用是與暴露的疏水區(qū)域穩(wěn)定結(jié)合。分子伴侶總的作用是與暴露的疏水區(qū)域穩(wěn)定結(jié)合。結(jié)果：結(jié)果： 降低了局部未折疊蛋白質(zhì)的濃度并防止其

14、非特異性的降低了局部未折疊蛋白質(zhì)的濃度并防止其非特異性的不可逆的聚合和錯(cuò)誤折疊，同時(shí)保存了多肽鏈折疊的能力，不可逆的聚合和錯(cuò)誤折疊，同時(shí)保存了多肽鏈折疊的能力，當(dāng)折疊不成功時(shí)，可以重新進(jìn)行折疊。當(dāng)折疊不成功時(shí)，可以重新進(jìn)行折疊。整理課件18（3 3）分布：）分布： 廣泛分布于原核和真核細(xì)胞中。廣泛分布于原核和真核細(xì)胞中。 在真核細(xì)胞中目前發(fā)現(xiàn)它們存在于：在真核細(xì)胞中目前發(fā)現(xiàn)它們存在于： 細(xì)胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞核中。細(xì)胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞核中。 （存在胞內(nèi)（存在胞內(nèi)prpr折疊、組裝的各部位）折疊、組裝的各部位）整理課件19（4 4）典型分子伴侶）典型分子伴侶細(xì)胞

15、至少有兩種分子伴侶家族細(xì)胞至少有兩種分子伴侶家族熱休克蛋白熱休克蛋白伴侶素伴侶素 整理課件20(1)(1)熱休克蛋白熱休克蛋白（heat shock protein, HSP )heat shock protein, HSP )：屬于應(yīng)激反應(yīng)性蛋白，高溫應(yīng)激可誘導(dǎo)該蛋白合成增屬于應(yīng)激反應(yīng)性蛋白，高溫應(yīng)激可誘導(dǎo)該蛋白合成增加。加。包括包括HSP70, HSP40HSP70, HSP40和和GrpEGrpE三族三族整理課件21 HSP70 HSP70：一類約一類約70kD70kD的高度保守的的高度保守的ATPATP酶酶，廣泛存在原、真核，廣泛存在原、真核細(xì)胞中。細(xì)胞中。由兩個(gè)功能不同的結(jié)構(gòu)域組成：

16、由兩個(gè)功能不同的結(jié)構(gòu)域組成： N N端的端的ATPATP酶結(jié)構(gòu)域酶結(jié)構(gòu)域和和C C端的端的多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域。ATPATP酶結(jié)構(gòu)域：酶結(jié)構(gòu)域：能結(jié)合和水解能結(jié)合和水解ATP.ATP.多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域：多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域：可識(shí)別由可識(shí)別由4-54-5個(gè)疏水個(gè)疏水AAAA殘基為核殘基為核心組成的心組成的7 7肽片段。肽片段。整理課件22整理課件23整理課件24(2(2）伴侶素伴侶素（chaperonins )chaperonins )： 是分子伴侶的另一家族是分子伴侶的另一家族 如的如的GroELGroEL和和GroESGroES 真核細(xì)胞中同源物為真核細(xì)胞中同源物為HSP60HSP6

17、0和和HSP10 HSP10 等家族。等家族。主要作用主要作用 是為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成是為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成 天然空間構(gòu)象的天然空間構(gòu)象的微環(huán)境微環(huán)境。整理課件25整理課件26整理課件27伴侶素伴侶素GroEL/GroESGroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程 整理課件282 2蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（protein disulfide isomerase, PDIprotein disulfide isomerase, PDI）多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵二硫鍵的正確形成對(duì)穩(wěn)定分泌蛋的正確形成對(duì)穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋

18、白等的天然構(gòu)象十分重要白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要部位：主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。部位：主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。原因：多肽鏈的幾個(gè)半胱氨酸間可能出現(xiàn)錯(cuò)配原因：多肽鏈的幾個(gè)半胱氨酸間可能出現(xiàn)錯(cuò)配二硫鍵，二硫鍵，影響蛋白質(zhì)正確折疊。影響蛋白質(zhì)正確折疊。解決：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高解決：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并 形成正確二硫鍵連接。形成正確二硫鍵連接。整理課件29整理課件30n并不是所有的蛋白質(zhì)都含有二硫鍵，特別是在細(xì)胞并不是所有的蛋白質(zhì)都含有二硫鍵，特別是在細(xì)胞內(nèi)的多數(shù)蛋白質(zhì)是不含有二硫鍵的，因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的內(nèi)的多數(shù)蛋白質(zhì)是不含有二硫鍵的，

19、因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的環(huán)境是個(gè)還原性的環(huán)境。環(huán)境是個(gè)還原性的環(huán)境。n近年來的研究表明，蛋白二硫鍵異構(gòu)酶也參與了對(duì)近年來的研究表明，蛋白二硫鍵異構(gòu)酶也參與了對(duì)蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié)。蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié)。整理課件313.3.肽?；桓滨ｍ樂串悩?gòu)酶，（肽酰基一脯氨酰順反異構(gòu)酶，（peptidyl peptidyl prolyl cis-trans isomerase, PPIprolyl cis-trans isomerase, PPI）脯氨酸為亞氨基酸，多肽鏈中肽酰一脯氨酸間形脯氨酸為亞氨基酸，多肽鏈中肽酰一脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象差別明顯。成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象差別明顯。PPI可

20、促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換?？纱龠M(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。天然蛋白肽鏈中肽酰一脯氨酸間肽鍵絕大部分是天然蛋白肽鏈中肽酰一脯氨酸間肽鍵絕大部分是反式構(gòu)型，僅反式構(gòu)型，僅6 6為順式構(gòu)型。為順式構(gòu)型。 在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，PPI可使多肽在各可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。整理課件32二、一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾二、一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾n場(chǎng)所：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體的管腔中（外分場(chǎng)所：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體的管腔中（外分泌蛋白前體的活化）泌蛋白前體的活化）（一）（一）去除去除N-N-甲?；蚣柞；騈-N-甲硫氨酸甲硫氨酸酶：脫甲?；?，氨

21、基肽酶酶：脫甲?；?，氨基肽酶 結(jié)果：切除結(jié)果：切除N-N-甲?；柞；?切除切除N-N-末端末端MetMet或或N-N-末端一段末端一段AAAA整理課件33蜂毒毒蛋白的加工成熟蜂毒毒蛋白的加工成熟 蜂毒蛋白只有經(jīng)蛋白酶水解蜂毒蛋白只有經(jīng)蛋白酶水解切除切除N N端的端的2222個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸以后以后才有生物活性才有生物活性。整理課件34（二）個(gè)別氨基酸的修飾（二）個(gè)別氨基酸的修飾 1.1.氨基末端乙?；被┒艘阴；?2.2.甲基化甲基化 3.3.氧化（氧化（-SH -SH -S-S- -S-S-） 4.4.羧基末端的酰胺化羧基末端的酰胺化 5.5.谷氨酸殘基的谷氨酸殘基的羧基修飾羧基修飾

22、6. 6. Pro, Lys OHPro, Lys OH 7. Ser, Thr, Tyr 7. Ser, Thr, Tyr 磷酸化磷酸化 整理課件351.1.氨基末端乙?；被┒艘阴；制毡?，估計(jì)體內(nèi)十分普遍，估計(jì)體內(nèi)50%50%的蛋白質(zhì)有氨基乙酰化。的蛋白質(zhì)有氨基乙酰化。在在N-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶乙酰轉(zhuǎn)移酶的催化下將多肽鏈的氨基末端（或氨的催化下將多肽鏈的氨基末端（或氨基酸殘基側(cè)鏈氨基）乙?；；釟埢鶄?cè)鏈氨基）乙?；Ｓ袃山M乙酰轉(zhuǎn)移酶：有兩組乙酰轉(zhuǎn)移酶：分泌蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶分泌蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和和非分泌蛋白非分泌蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，乙酰轉(zhuǎn)移酶，都以乙酰都以乙酰CoACoA為底物。為底物。近年發(fā)現(xiàn)

23、組蛋白的乙?；诨罨旧|(zhì)，使它作為轉(zhuǎn)錄近年發(fā)現(xiàn)組蛋白的乙?；诨罨旧|(zhì)，使它作為轉(zhuǎn)錄及復(fù)制的模板中起重要作用。及復(fù)制的模板中起重要作用。整理課件36核小體中四種組蛋白核小體中四種組蛋白各兩分子構(gòu)成的八聚各兩分子構(gòu)成的八聚體即核心組蛋白。體即核心組蛋白。（多富含（多富含LysLys殘基）殘基）它們的側(cè)鏈氨基是乙它們的側(cè)鏈氨基是乙酰化的位點(diǎn)。?；奈稽c(diǎn)。整理課件372.2.甲基化甲基化n酶酶: :甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶. .存在存在: :胞液胞液( (主要主要););細(xì)胞核細(xì)胞核( (少量少量) )n底物：底物：S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸(SAM, (SAM, 是是MetMet活化產(chǎn)物），活化

24、產(chǎn)物），SAMSAM的甲的甲基被高度活化，稱為活性蛋氨酸，是體內(nèi)最重要的甲基基被高度活化，稱為活性蛋氨酸，是體內(nèi)最重要的甲基直接供給體直接供給體n甲基化位點(diǎn)：甲基化位點(diǎn)：Lys,Arg, HisLys,Arg, His的側(cè)鏈；的側(cè)鏈；GlnGln的的N-N-甲基化和甲基化和Glu, AspGlu, Asp的的O-O-甲基化甲基化. .腺苷轉(zhuǎn)移酶腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)整理課件38整理課件393.3.氧化氧化蛋白質(zhì)多肽鏈中進(jìn)行氧化修飾最普遍現(xiàn)象是蛋白質(zhì)多肽鏈中進(jìn)行氧化修飾最普遍現(xiàn)象是- 二硫鍵的生成。二硫鍵的生成。酶：二硫鍵異構(gòu)酶酶：二硫

25、鍵異構(gòu)酶作用：肽鏈內(nèi)或鏈間的作用：肽鏈內(nèi)或鏈間的CysCys巰基氧化成二硫巰基。巰基氧化成二硫巰基。整理課件404.4.羧基末端的酰胺化羧基末端的酰胺化肽鏈羧基末端的肽鏈羧基末端的AAAA可出現(xiàn)酰胺化，如可出現(xiàn)酰胺化，如C C端端是是GlyGly的蛋白的蛋白質(zhì)常被酰胺化，質(zhì)常被酰胺化，保護(hù)它免受羧肽酶的降解。保護(hù)它免受羧肽酶的降解。酰胺化分兩步酰胺化分兩步： 1 1）GlyGly羥基化；羥基化； 2 2）脫去一分子乙醛酸并產(chǎn)生新的酰胺化的羧端。）脫去一分子乙醛酸并產(chǎn)生新的酰胺化的羧端。結(jié)果結(jié)果：缺失了原來作為羧基端的：缺失了原來作為羧基端的Gly.Gly. 整理課件415.5.谷氨酸殘基的谷氨

26、酸殘基的羧基修飾羧基修飾凝血酶原及其他涉及與鈣離子相互作用的凝血因子如凝血酶原及其他涉及與鈣離子相互作用的凝血因子如，和和中均發(fā)現(xiàn)有羧基化修飾的羧化谷氨酸殘基（中均發(fā)現(xiàn)有羧基化修飾的羧化谷氨酸殘基（GluGlu殘基）。殘基）。部位部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過程過程：在：在GluGlu殘基的殘基的碳原子上添加羧基碳原子上添加羧基結(jié)果結(jié)果：GluGlu的的碳原子上有兩個(gè)羧基碳原子上有兩個(gè)羧基作用作用：能螯合鈣離子，在凝血過程中起重要作用。：能螯合鈣離子，在凝血過程中起重要作用。 羧化酶羧化酶整理課件426.6.脯氨酸和賴氨酸的羥基化修飾脯氨酸和賴氨酸的羥基化修飾前膠原是成纖維細(xì)胞分泌的前膠原是成纖維細(xì)胞

27、分泌的prpr，在生物合成過程中新生的，在生物合成過程中新生的肽肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的脯氨酰脯氨酰-4-4-羥化酶羥化酶和和賴氨酰羥化賴氨酰羥化酶酶能分別識(shí)別肽鏈中的能分別識(shí)別肽鏈中的GlyXProGlyXPro和和GlyXLysGlyXLys序列，羥化序列，羥化ProPro及及LysLys殘基。殘基。產(chǎn)物產(chǎn)物：4-4-羥基脯氨酸（羥基脯氨酸（Hyp)Hyp)及及 羥基賴氨酸（羥基賴氨酸（Hyl)Hyl)殘基。殘基。原膠原分子中的原膠原分子中的LysLys殘基可在殘基可在賴氨酰氧化酶賴氨酰氧化酶的催化下形成的催化下形成醛賴氨酸醛賴氨酸（aiiysine).

28、aiiysine). 整理課件43（三）水解修飾（三）水解修飾無活性的蛋白質(zhì)前體無活性的蛋白質(zhì)前體活性的蛋白質(zhì)或多肽活性的蛋白質(zhì)或多肽 如胰島素的成熟如胰島素的成熟真核細(xì)胞大分子多肽前體真核細(xì)胞大分子多肽前體數(shù)種小分子活性肽類數(shù)種小分子活性肽類如鴉片促黑皮質(zhì)素原如鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾整理課件44整理課件45鴉片促黑皮質(zhì)素原鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾的水解修飾整理課件46（一）（一） 亞基聚合亞基聚合具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上肽鏈通過非共價(jià)鍵聚具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體。如：血紅蛋白合，形成寡聚體。如：血紅蛋白22整

29、理課件47（二）（二） 輔基連接輔基連接結(jié)合蛋白中非蛋白質(zhì)部分（輔基）通過結(jié)合蛋白中非蛋白質(zhì)部分（輔基）通過共價(jià)鍵方共價(jià)鍵方式式與蛋白質(zhì)部分相連。與蛋白質(zhì)部分相連。各種主要的結(jié)合蛋白（如糖蛋白、脂蛋白等），各種主要的結(jié)合蛋白（如糖蛋白、脂蛋白等），合成后都需要結(jié)合相應(yīng)輔基，成為天然功能蛋白合成后都需要結(jié)合相應(yīng)輔基，成為天然功能蛋白質(zhì)質(zhì)整理課件48（三）（三）疏水疏水脂鏈脂鏈的共價(jià)連接的共價(jià)連接某些蛋白質(zhì)（如某些蛋白質(zhì)（如RasRas蛋白、蛋白、G G蛋白等），翻譯后需要蛋白等），翻譯后需要在肽鏈特定位點(diǎn)在肽鏈特定位點(diǎn)共價(jià)連接一個(gè)或多個(gè)疏水性強(qiáng)的脂鏈，共價(jià)連接一個(gè)或多個(gè)疏水性強(qiáng)的脂鏈，包括脂肪酸

30、鏈、多異戊二烯鏈等。包括脂肪酸鏈、多異戊二烯鏈等。這些蛋白通過這些蛋白通過脂鏈脂鏈嵌入嵌入疏水膜脂雙層，定位成疏水膜脂雙層，定位成為特殊質(zhì)膜內(nèi)在蛋白，為特殊質(zhì)膜內(nèi)在蛋白，才成為具有生物功能的才成為具有生物功能的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。整理課件49四、四、 蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送蛋白質(zhì)合成后的去向：蛋白質(zhì)合成后的去向：1 1、保留在胞漿、保留在胞漿2 2、進(jìn)入細(xì)胞核、線粒體等細(xì)胞器、進(jìn)入細(xì)胞核、線粒體等細(xì)胞器3 3、分泌到體液，再輸送到靶器官、靶細(xì)胞、分泌到體液，再輸送到靶器官、靶細(xì)胞 n靶向輸送靶向輸送* *（protein targeting)protein targeting

31、)： 蛋白質(zhì)合成后蛋白質(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜經(jīng)過復(fù)雜機(jī)制機(jī)制，定向到達(dá)其執(zhí)，定向到達(dá)其執(zhí) 行功能的目標(biāo)地點(diǎn)行功能的目標(biāo)地點(diǎn). .n蛋白質(zhì)的修飾反應(yīng)與靶向輸送過程同步完成蛋白質(zhì)的修飾反應(yīng)與靶向輸送過程同步完成整理課件50蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類-n結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白（structural protein)structural protein)或固有蛋白或固有蛋白（house house keeping protein): keeping protein):合成后留在細(xì)胞內(nèi)合成后留在細(xì)胞內(nèi)，如：，如： 酶、細(xì)胞骨架、亞細(xì)胞器如線粒體、過氧化體、細(xì)胞核等酶、細(xì)胞骨架、亞細(xì)胞器如線粒體、過氧化體、細(xì)胞核等n分

32、泌蛋白（輸出蛋白，分泌蛋白（輸出蛋白，export protein):export protein): 合成后輸出細(xì)胞進(jìn)入血液和細(xì)胞間液合成后輸出細(xì)胞進(jìn)入血液和細(xì)胞間液，如：，如： 肝細(xì)胞制造的血漿清蛋白、凝血酶原、胰腺細(xì)胞合成的各種消化酶、胰肝細(xì)胞制造的血漿清蛋白、凝血酶原、胰腺細(xì)胞合成的各種消化酶、胰島素，免疫細(xì)胞合成的免疫球蛋白等。島素，免疫細(xì)胞合成的免疫球蛋白等。 整理課件51所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號(hào)所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號(hào)- 主要為主要為N N末端特異氨基酸序列末端特異氨基酸序列可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這類序

33、列稱為這類序列稱為信號(hào)序列信號(hào)序列* *（signal sequence) .signal sequence) .這提示指導(dǎo)蛋白質(zhì)靶向輸送的信息存在于它的一級(jí)結(jié)這提示指導(dǎo)蛋白質(zhì)靶向輸送的信息存在于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)中。構(gòu)中。靶向不同的蛋白質(zhì)各有特異的信號(hào)序列或成分靶向不同的蛋白質(zhì)各有特異的信號(hào)序列或成分. . 整理課件52( (一）與分泌蛋白的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的組分一）與分泌蛋白的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的組分1.1.信號(hào)肽信號(hào)肽* *（signal peptidesignal peptide） 未成熟蛋白質(zhì)的端序列，可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別未成熟蛋白質(zhì)的端序列，可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別的的特征性氨基酸序列特征性氨基酸

34、序列。n存在：所有存在：所有分泌分泌prpr、部分膜部分膜prpr、溶酶體溶酶體prpr的的N N端共端共 同序列。同序列。n結(jié)構(gòu)：一般含結(jié)構(gòu)：一般含15-3015-30個(gè)個(gè)AAAA殘基。殘基。 N N端或接近端或接近N N端端為親水區(qū)、帶正電，長(zhǎng)度常為為親水區(qū)、帶正電，長(zhǎng)度常為 1-71-7個(gè)個(gè)AA(AA(親水極性親水極性, ,如如Arg, Ser, Thr, LysArg, Ser, Thr, Lys）；）； 疏水核心區(qū)疏水核心區(qū)含疏水中性含疏水中性AA C C端端-加工區(qū)（含極性、小側(cè)鏈的加工區(qū)（含極性、小側(cè)鏈的AAAA；信號(hào)肽；信號(hào)肽 酶裂解的部位）酶裂解的部位）整理課件53緊接親水區(qū)

35、為緊接親水區(qū)為疏水核心疏水核心（hydrophobic core)hydrophobic core)，在，在分泌時(shí)起決定作用。該區(qū)段由分泌時(shí)起決定作用。該區(qū)段由15-1915-19個(gè)個(gè)AAAA殘基組成，殘基組成，并以并以GlyGly或或AlaAla等側(cè)鏈較短的等側(cè)鏈較短的AAAA結(jié)尾。此結(jié)尾的結(jié)尾。此結(jié)尾的AAAA恰恰好在切點(diǎn)之前。好在切點(diǎn)之前。疏水區(qū)中央常含疏水區(qū)中央常含ProPro或或GlyGly殘基，由此將疏水區(qū)分成殘基，由此將疏水區(qū)分成2 2個(gè)區(qū)。這個(gè)區(qū)。這2 2個(gè)個(gè)螺旋如被破壞，會(huì)抑制螺旋如被破壞，會(huì)抑制prpr的分泌。的分泌。整理課件54信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)整理課件55

36、v未發(fā)現(xiàn)信號(hào)肽有保守序列；信號(hào)肽似乎沒有嚴(yán)格的未發(fā)現(xiàn)信號(hào)肽有保守序列；信號(hào)肽似乎沒有嚴(yán)格的 專一性：專一性： 如將信號(hào)肽附加到正常存在細(xì)胞液中的球狀蛋白如將信號(hào)肽附加到正常存在細(xì)胞液中的球狀蛋白 的的N N端，導(dǎo)致該球蛋白分泌到細(xì)胞外。端，導(dǎo)致該球蛋白分泌到細(xì)胞外。整理課件562.2.信號(hào)識(shí)別顆粒信號(hào)識(shí)別顆粒（signal recognition particle,SRP）存在細(xì)胞溶質(zhì)中，存在細(xì)胞溶質(zhì)中，6 6條多肽鏈和一分子條多肽鏈和一分子7S RNA7S RNA共同構(gòu)成，共同構(gòu)成，RNARNA構(gòu)成核蛋白的骨架，構(gòu)成核蛋白的骨架，6 6條多肽鏈各自形成獨(dú)立功能的條多肽鏈各自形成獨(dú)立功能的結(jié)構(gòu)

37、。結(jié)構(gòu)。54kD54kD亞基：亞基：識(shí)別信號(hào)肽識(shí)別信號(hào)肽；9kD9kD和和14kD14kD亞基二聚體：亞基二聚體：抑制分泌肽延長(zhǎng)，使核蛋白體翻抑制分泌肽延長(zhǎng)，使核蛋白體翻譯停止，同時(shí)避免長(zhǎng)肽鏈折疊譯停止，同時(shí)避免長(zhǎng)肽鏈折疊；68kD68kD和和72kD72kD亞基二聚體：亞基二聚體：對(duì)對(duì)SRPSRP核蛋白體復(fù)合體的移位和核蛋白體復(fù)合體的移位和識(shí)別識(shí)別SRPSRP受體是必需的受體是必需的。整理課件57nSRPSRP作用：作用： 1.1.識(shí)別、結(jié)合信號(hào)肽；識(shí)別、結(jié)合信號(hào)肽； 2.2.將核蛋白體復(fù)合體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上并與受體結(jié)合；將核蛋白體復(fù)合體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上并與受體結(jié)合； 3.3.暫時(shí)抑制肽鏈延

38、長(zhǎng)，避免長(zhǎng)肽鏈折疊。暫時(shí)抑制肽鏈延長(zhǎng)，避免長(zhǎng)肽鏈折疊。整理課件58SRPSRP抑制肽鏈延長(zhǎng)，是由于抑制肽鏈延長(zhǎng)，是由于SRPSRP占據(jù)了核蛋白體的占據(jù)了核蛋白體的A A位點(diǎn)，阻止了攜帶位點(diǎn)，阻止了攜帶AAAA的的tRNAtRNA進(jìn)入核蛋白體，即切進(jìn)入核蛋白體，即切斷了斷了prpr合成原料的進(jìn)入。合成原料的進(jìn)入。SRPSRP在分泌在分泌prpr的轉(zhuǎn)運(yùn)過程只起短暫作用，但可循環(huán)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程只起短暫作用，但可循環(huán)利用，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)濃度很高，為核蛋白體的利用，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)濃度很高，為核蛋白體的1/101/10。 整理課件593.3.對(duì)接蛋白對(duì)接蛋白（docking proteindocking protei

39、n，），）-(SRP-(SRP受體）受體）n存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，由存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，由（GTPGTP酶活性）和酶活性）和兩個(gè)亞基兩個(gè)亞基組成。組成。n作用：作用：n引導(dǎo)引導(dǎo)SRPSRP和新生肽鏈的復(fù)合物能正確地結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和新生肽鏈的復(fù)合物能正確地結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上；膜上；n一旦一旦SRPSRP和新生肽鏈的復(fù)合物結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，就促和新生肽鏈的復(fù)合物結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，就促使使SRPSRP與其受體以及新生肽鏈和核糖體解離，成為游與其受體以及新生肽鏈和核糖體解離，成為游離的離的SRPSRP，參與新的一輪，參與新的一輪SRPSRP的循環(huán)。的循環(huán)。整理課件60ERER膜上的轉(zhuǎn)位器膜上的轉(zhuǎn)位器(transloco

40、n)(translocon)包括了早前認(rèn)為的包括了早前認(rèn)為的核蛋白體受體等核蛋白體受體等：新生肽鏈跨膜的蛋白通道新生肽鏈跨膜的蛋白通道整理課件61（二）分泌蛋白的靶向輸送過程（二）分泌蛋白的靶向輸送過程合成肽鏈先由合成肽鏈先由信號(hào)序列信號(hào)序列引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum, ER)endoplasmic reticulum, ER)，蛋白質(zhì)再分別被包裝進(jìn)分泌小泡轉(zhuǎn)移、融合蛋白質(zhì)再分別被包裝進(jìn)分泌小泡轉(zhuǎn)移、融合到其他部位或分泌出細(xì)胞。到其他部位或分泌出細(xì)胞。（3）分泌肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔）分泌肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔整理課件62具體過程：具體過程：胞液游離核蛋白體上以胞

41、液游離核蛋白體上以mRNAmRNA為模板，合成出為模板，合成出N N端包括信號(hào)肽的端包括信號(hào)肽的最初約最初約7070個(gè)氨基酸殘基。個(gè)氨基酸殘基。SRPSRP結(jié)合新生肽鏈結(jié)合新生肽鏈N N端的信號(hào)端的信號(hào)肽肽，多，多肽肽合成暫停，通過雙重結(jié)合成暫停，通過雙重結(jié)合（合（SRPSRP與其受體的結(jié)合；帶有新生肽鏈的核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的與其受體的結(jié)合；帶有新生肽鏈的核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)合），確保新生肽鏈正確無誤地附著并進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。結(jié)合），確保新生肽鏈正確無誤地附著并進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。當(dāng)核糖體與轉(zhuǎn)位器正確對(duì)位接觸后，可導(dǎo)致轉(zhuǎn)位器的中央通當(dāng)核糖體與轉(zhuǎn)位器正確對(duì)位接觸后，可導(dǎo)致轉(zhuǎn)位器的中央通道與核糖體大亞基的中央

42、通道對(duì)齊，延伸中的新生肽鏈就能進(jìn)道與核糖體大亞基的中央通道對(duì)齊，延伸中的新生肽鏈就能進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在平時(shí)轉(zhuǎn)位器是關(guān)閉的，只是在新生肽鏈進(jìn)入的瞬入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在平時(shí)轉(zhuǎn)位器是關(guān)閉的，只是在新生肽鏈進(jìn)入的瞬間是開放的。信號(hào)肽是引起轉(zhuǎn)位器開放的觸發(fā)因素。間是開放的。信號(hào)肽是引起轉(zhuǎn)位器開放的觸發(fā)因素。信號(hào)肽將新生肽鏈引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)后，在信號(hào)肽酶復(fù)合信號(hào)肽將新生肽鏈引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)后，在信號(hào)肽酶復(fù)合物作用下，切除。折疊，形成有空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)，有的還需物作用下，切除。折疊，形成有空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)，有的還需要運(yùn)送到高爾基體等處進(jìn)行進(jìn)一步的加工修飾，才能成為有特要運(yùn)送到高爾基體等處進(jìn)行進(jìn)一步的加工修飾，才能成

43、為有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，并被定位到機(jī)體中的特定部位行使其定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，并被定位到機(jī)體中的特定部位行使其功能。功能。整理課件63整理課件64（三）線粒體蛋白的靶向輸送（三）線粒體蛋白的靶向輸送 9090以上線粒體蛋白前體在胞液合成后輸入線粒體以上線粒體蛋白前體在胞液合成后輸入線粒體其中：大部分定位基質(zhì)其中：大部分定位基質(zhì)其他定位內(nèi)、外膜或膜間隙其他定位內(nèi)、外膜或膜間隙如：線粒體基質(zhì)蛋白前體的如：線粒體基質(zhì)蛋白前體的N N端有保守的端有保守的20203535殘基殘基信號(hào)序列，稱為導(dǎo)肽，富含絲、蘇及堿性殘基。信號(hào)序列，稱為導(dǎo)肽，富含絲、蘇及堿性殘基。整理課件65線粒體基質(zhì)蛋白靶向輸送過程

44、如下：線粒體基質(zhì)蛋白靶向輸送過程如下：胞液新合成的線粒體蛋白與分子伴侶胞液新合成的線粒體蛋白與分子伴侶HSP70HSP70或線粒體或線粒體輸入刺激因子（輸入刺激因子（MSF)MSF)結(jié)合，以穩(wěn)定的未折疊形式轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合，以穩(wěn)定的未折疊形式轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體。到線粒體。蛋白質(zhì)先通過信號(hào)序列識(shí)別、結(jié)合線粒體外膜的蛋白質(zhì)先通過信號(hào)序列識(shí)別、結(jié)合線粒體外膜的受體復(fù)受體復(fù)合物合物。再轉(zhuǎn)運(yùn)、穿過由線粒體外膜轉(zhuǎn)運(yùn)體（再轉(zhuǎn)運(yùn)、穿過由線粒體外膜轉(zhuǎn)運(yùn)體（TomTom）和內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)）和內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體體(Tim(Tim）共同組成的跨內(nèi)、外膜）共同組成的跨內(nèi)、外膜蛋白通道蛋白通道。以未折疊形式進(jìn)。以未折疊形式進(jìn)入線粒體基質(zhì)?；|(zhì)入線粒

45、體基質(zhì)。基質(zhì)HSP70HSP70水解水解ATPATP釋能及利用跨內(nèi)膜電化學(xué)釋能及利用跨內(nèi)膜電化學(xué)梯度，為肽鏈進(jìn)入線粒體提供動(dòng)力。梯度，為肽鏈進(jìn)入線粒體提供動(dòng)力。蛋白質(zhì)前體信號(hào)序列被蛋白酶切除，在上述的分子伴侶蛋白質(zhì)前體信號(hào)序列被蛋白酶切除，在上述的分子伴侶作用下折疊成有功能的蛋白質(zhì)作用下折疊成有功能的蛋白質(zhì)整理課件66整理課件67整理課件68新合成胞核蛋白靶向輸送涉及幾種蛋白質(zhì)成分：新合成胞核蛋白靶向輸送涉及幾種蛋白質(zhì)成分：l異二聚體可作為胞核蛋白受體，異二聚體可作為胞核蛋白受體， 識(shí)別結(jié)合識(shí)別結(jié)合NLSNLS序序列。列。整理課件69整理課件70蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞內(nèi)的降解蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞內(nèi)的降解

46、細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷更新過程，基本上處于細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷更新過程，基本上處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡：不斷被合成，不斷被降解。一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡：不斷被合成，不斷被降解。整理課件71一、與蛋白質(zhì)降解相關(guān)的末端和內(nèi)部序列一、與蛋白質(zhì)降解相關(guān)的末端和內(nèi)部序列n細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，出于細(xì)胞活動(dòng)對(duì)特異蛋白質(zhì)的需要，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，出于細(xì)胞活動(dòng)對(duì)特異蛋白質(zhì)的需要，各自都具有一定的壽命，長(zhǎng)短不一。各自都具有一定的壽命，長(zhǎng)短不一。n此外，細(xì)胞中受損蛋白、折疊或組裝錯(cuò)誤的蛋白都應(yīng)及此外，細(xì)胞中受損蛋白、折疊或組裝錯(cuò)誤的蛋白都應(yīng)及時(shí)清除。時(shí)清除。整理課件72N-末端殘基影響蛋白質(zhì)的壽命。末端殘基影響蛋白質(zhì)的壽命。（1）穩(wěn)定殘

47、基（）穩(wěn)定殘基（stabilizing residues)： Cys,Ala,Ser,Thr,Gly,Val,Met 30HoursCys,Ala,Ser,Thr,Gly,Val,Met 30Hours（2）一級(jí)去穩(wěn)定殘基（）一級(jí)去穩(wěn)定殘基（primary destabilizing residues): Lys,Arg,His;Phe,Leu,Ile,Tyr,Trp. 3minLys,Arg,His;Phe,Leu,Ile,Tyr,Trp. 3min（3）二級(jí)去穩(wěn)定殘基（）二級(jí)去穩(wěn)定殘基（secondary destabilizing residues): Asp,Glu,Cys Asp,G

48、lu,Cys 。這些氨基酸可以被這些氨基酸可以被Arg-tRNA-Arg-tRNA-蛋白轉(zhuǎn)移酶（蛋白轉(zhuǎn)移酶（R-R-transferase)transferase)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)ArgArg殘基。殘基。（4）三級(jí)去穩(wěn)定殘基）三級(jí)去穩(wěn)定殘基: Asn,Gln.Asn,Gln.可被一種可被一種N N末端酰胺水解酶作末端酰胺水解酶作用而變成用而變成Asp,Glu,Asp,Glu,之后再被之后再被Arg-tRNA-Arg-tRNA-蛋白轉(zhuǎn)移酶（蛋白轉(zhuǎn)移酶（R-R-transferase)transferase)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)ArgAr

49、g殘基。殘基。整理課件732.2.存在肽鏈內(nèi)部的一些保守序列存在肽鏈內(nèi)部的一些保守序列: :如如Arg-X-X-Leu-Gly-X-Ile-Gly-AsxArg-X-X-Leu-Gly-X-Ile-Gly-Asx 和和Pro-Glu-Ser-Thr(Pro-Glu-Ser-Thr(即即PESTPEST序列）序列）整理課件74 不依賴不依賴ATP和泛素；和泛素； 利用溶酶體中的利用溶酶體中的組織蛋白酶組織蛋白酶( (cathepsin)降解降解外源性蛋白、膜蛋白和長(zhǎng)壽蛋白質(zhì)。外源性蛋白、膜蛋白和長(zhǎng)壽蛋白質(zhì)。（一）蛋白質(zhì)在溶酶體通過（一）蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP-非依賴途徑非依賴途徑被降解被降解二、二、真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑（二）蛋白質(zhì)在（二）蛋白質(zhì)在蛋白酶體蛋白酶體通過通過ATP-依賴途徑依賴途徑被降解被降解 依賴依賴ATP和泛素和泛素 降解異常蛋白和短壽蛋白質(zhì)降解異常蛋白和短壽蛋白質(zhì)整理課件75n溶酶體是蛋白質(zhì)降解的重要場(chǎng)所。細(xì)胞內(nèi)外的蛋白質(zhì)都可以溶酶體是蛋白質(zhì)降解的重要場(chǎng)所。細(xì)胞內(nèi)外的蛋白質(zhì)都可以通過不同的方式進(jìn)入溶酶體。通過不同的方式進(jìn)入溶酶體。n細(xì)