蛋白分選課件

第七章第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配蛋白的分選機(jī)制（重點）蛋白的分選途徑（重點）細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配本節(jié)重點分泌蛋白的信號假說（組成成分，轉(zhuǎn)運(yùn)過程）三種轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡（發(fā)源地、功能）蛋白的分選途徑分子伴侶的概念及作用一、蛋白的分選

分泌蛋白的信號假說

細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成都起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體，一些蛋白起始合成不久便轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，另一些則停留在胞質(zhì)核糖體上合成。

決定轉(zhuǎn)移的因素是什么？

１９７５年，Ｇ．Ｂｌｏｂｅｌ依據(jù)實驗提出了分泌蛋白的信號假說理論：分泌蛋白的N端序列是信號序列（肽），指導(dǎo)分泌蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在蛋白合成結(jié)束之前信號肽被切除。１.信號假說的組成成分信號肽（ｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅ）；位于分泌蛋白N端，由１６～２６個氨基酸組成，分為N端、疏水核心區(qū)及Ｃ端。信號識別顆粒（ＳＲＰ）：能識別信號肽的蛋白，由６條多肽和一個７ＳＲＮＡ組成的復(fù)合物。信號識別蛋白受體（SRP受體或停泊蛋白DP）：為SRP受體，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。信號肽的結(jié)構(gòu)

信號肽的一級序列信號肽一級序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n）三個區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信號肽為例，顯示出兩者的n區(qū)長度明顯不同２.轉(zhuǎn)移過程多肽鏈開始在游離核糖體上合成，信號密碼子轉(zhuǎn)譯信號肽（約有15-30個氨基酸（16-26）)；信號識別蛋白（signalrecognitionprotein，SRP）識別正在合成信號肽的核糖體，并與之結(jié)合，多肽鏈合成暫停；SRP與ER膜上的SRP受體（又稱停泊蛋白）結(jié)合，多肽鏈合成繼續(xù)。SRP脫離釋放返回基質(zhì)重復(fù)利用。(此步消耗ＧＴＰ）．信號肽與ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽鏈通過通道進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池。（ｒＥＲ上的蛋白復(fù)合體，直徑８.５ｎｍ，中心為２ｎｍ的通道，主要成分是Ｓｅｃ６１ｐ蛋白）．信號肽被位于ER膜內(nèi)表面的信號肽酶（Signalpeptidase）切掉。多肽鏈繼續(xù)伸長，直至合成完畢。在一種分離因子作用下，通道封閉３.共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移的方式由于信號肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）；起始轉(zhuǎn)移序列——信號肽停止轉(zhuǎn)移系列——與膜緊密結(jié)合不轉(zhuǎn)移至ER腔的序列

起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移系列決定蛋白的跨膜情況后轉(zhuǎn)移：蛋白合成完成后再轉(zhuǎn)移的方式如線粒體蛋白其指導(dǎo)轉(zhuǎn)移的序列稱導(dǎo)肽轉(zhuǎn)移序列與蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移序列與蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)一、蛋白的分選（總結(jié)）細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列（signalsequence）。其二是細(xì)胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sorting）一、蛋白的分選蛋白的信號：信號序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基，每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向。信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。一、蛋白的分選１.膜泡運(yùn)輸

膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用

網(wǎng)格蛋白包被小泡、COPII包被小泡、COPI包被小泡在細(xì)胞合成與分泌途徑中不同膜組分之間三種不同的膜泡運(yùn)輸方式:1.籠形蛋白包被小泡介導(dǎo)從高爾基體TGN向質(zhì)膜和胞內(nèi)體及溶酶體的運(yùn)輸；2.COPII包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)至高爾基體的運(yùn)輸；3.COPI包被小泡負(fù)責(zé)將蛋白從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。①、網(wǎng)格蛋白包被小泡負(fù)責(zé)將蛋白質(zhì)從高爾基體TGN→質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡在受體介導(dǎo)的胞吞途徑中，將物質(zhì)從質(zhì)膜→內(nèi)吞泡(細(xì)胞質(zhì))→胞內(nèi)體→溶酶體高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白包被小泡形成的發(fā)源地

②、COPII包被小泡負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸；COPII包被蛋白由5種蛋白亞基組成；包被蛋白的裝配受ＧＴＰ、Ｓａｒ蛋白調(diào)控；COPII包被小泡由ER出芽形成。COPII包被小泡形成示意圖③、COPI包被小泡負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白(escapedproteins）返回ER，兩種機(jī)制：轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn)；

通過識別駐留蛋白C-端的回收信號(lys-asp-glu-leu,KDEL)的特異性受體，以COPI-包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。COPI-包被小泡除行使Golgi→ER逆行轉(zhuǎn)運(yùn)外，也可行使順行轉(zhuǎn)運(yùn)功能,從ER→ER-GolgiIC→Golgi。

COPI包被含有8種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配與去裝配依賴于ARF(GTP-bindingprotein)；４.出芽部位及轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性出芽部位：蛋白信號序列與受體結(jié)合所處的膜部位。轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性：由轉(zhuǎn)運(yùn)小泡和靶膜上的膜蛋白決定。最早在神經(jīng)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)：

神經(jīng)突觸膜上具syntaxin（突觸融合蛋白）轉(zhuǎn)運(yùn)小泡膜上：具VAMP—vesicle-associatedmembraneprotein)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)小泡膜上：具VAMP類似蛋白ｖ－ＳＮＡＲＥ靶膜上：具syntaxin類似蛋白ｔ－ＳＮＡＲＥ

二者特異的相互作用以保證轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性。４.出芽部位及轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性SNAREs：solubleNSFattachmentproteinreceptor，其作用是介導(dǎo)運(yùn)輸小泡與靶膜的融合。動物細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)20多種SNAREs。v-和t-SNAREs都具有一個螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREs復(fù)合體，將運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配細(xì)胞提供裝配的環(huán)境裝配方式裝配意義１.裝配方式自我裝配：信息存在與裝配亞基中協(xié)助裝配：裝配需要細(xì)胞中其他成分的幫助直接裝配：把單位裝配到已形成的結(jié)構(gòu)上裝配方式示意圖２.裝配輔助因子分子伴侶（molecularchaperones）：細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子“伴侶”。

分子伴侶在裝配中的協(xié)助作用３.裝配的意義減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)的錯誤減少所需的遺傳物質(zhì)信息量通過裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學(xué)過程第六周預(yù)習(xí)提綱1、線粒體的結(jié)構(gòu)可以分為哪幾個部分？各有什么特點？如何區(qū)別其各個區(qū)域？2、線粒體內(nèi)膜上有哪些酶類？他們的排列順序是怎樣