第三章蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運加工與

第三章蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運、加工與修飾第一節(jié)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運第二節(jié)蛋白質(zhì)的加工與修飾本文檔共159頁；當前第1頁；編輯于星期三\10點25分第一節(jié)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運哺乳動物細胞大約含有10,000種蛋白質(zhì)，酵母約含5,000種除了少量的蛋白質(zhì)由線粒體和葉綠體DNA編碼外，其余蛋白質(zhì)都是由細胞核DNA編碼，在細胞質(zhì)（cytosol）游離核糖體（freeribosomes）上合成細胞發(fā)揮正常功能，每一個蛋白質(zhì)都要在膜（細胞膜，細胞器膜）或水相腔室（細胞質(zhì)，細胞器基質(zhì)或內(nèi)膜腔）中正確定位

如受體蛋白、離子通道蛋白和轉(zhuǎn)運蛋白需要鑲嵌在質(zhì)膜內(nèi)；DNA、RNA聚合酶需運送到細胞核（nucleus）；蛋白酶（proteolyticenzymes）和過氧化氫酶（catalase）應(yīng)分別轉(zhuǎn)運至溶酶體（lysosome）和過氧化物酶體（peroxisome）；其他如細胞外間質(zhì)（ECM）和激素則需要分泌到細胞外本文檔共159頁；當前第2頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運一、信號序列（斑塊）、跨膜疏水區(qū)和分揀信號二、伴侶蛋白（chaperone）三、翻譯同步轉(zhuǎn)運和翻譯后轉(zhuǎn)運四、小泡運輸?shù)臋C制五、受體介導(dǎo)的胞吞作用和內(nèi)化蛋白質(zhì)的分揀六、高爾基復(fù)合體內(nèi)蛋白質(zhì)的分揀本文檔共159頁；當前第3頁；編輯于星期三\10點25分一、信號序列（斑塊）、跨膜疏水區(qū)和分揀信號1.信號序列（斑塊）2.跨膜疏水區(qū)3.分揀信號

本文檔共159頁；當前第4頁；編輯于星期三\10點25分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum,ER）信號序列：存在于所有進入分泌途徑的蛋白質(zhì)前體中。一般位于肽鏈N-terminus，引導(dǎo)新生肽鏈從細胞質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)基質(zhì)（matrix）信號序列：引導(dǎo)新合成的蛋白質(zhì)通過跨膜轉(zhuǎn)運從細胞質(zhì)進入細胞器基質(zhì)內(nèi)膜腔（intermembranespace）信號序列：新合成的蛋白質(zhì)進入基質(zhì)后，基質(zhì)信號序列被切除，然后由內(nèi)膜腔信號序列引導(dǎo)蛋白質(zhì)進入內(nèi)膜腔（即內(nèi)、外膜間隙）信號斑塊：蛋白質(zhì)分子中由于肽鏈折疊而使互不連續(xù)的肽段相互靠攏而構(gòu)成的局部立體結(jié)構(gòu)，其功能與信號序列相似

1.信號序列（斑塊）（signalsequece/patch）本文檔共159頁；當前第5頁；編輯于星期三\10點25分信號斑塊本文檔共159頁；當前第6頁；編輯于星期三\10點25分信號-錨定序列（signal-anchorsequence）：引導(dǎo)新生肽鏈從細胞質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中轉(zhuǎn)運停止-錨定序列（stoptransfer-anchorsequence）：停止新生肽鏈的轉(zhuǎn)運并錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中信號-轉(zhuǎn)運停止-錨定序列（signal-stoptransfer-anchorsequence）：兼有上述二者功能2.跨膜疏水區(qū)本文檔共159頁；當前第7頁；編輯于星期三\10點25分3.分揀信號（sortingsignal）存在于已合成的蛋白質(zhì)中，能為特異的受體所識別，從而引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達合適的地點。如溶酶體分揀信號M6P、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分揀信號KDEL等本文檔共159頁；當前第8頁；編輯于星期三\10點25分幾種信號序列及分揀信號

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號序列線粒體蛋白信號序列

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白分揀信號核定位序列過氧化體分揀信號本文檔共159頁；當前第9頁；編輯于星期三\10點25分各種蛋白質(zhì)含有一種或多種信號序列或跨膜疏水區(qū)，從而決定了它們在細胞內(nèi)的精確定位本文檔共159頁；當前第10頁；編輯于星期三\10點25分二、伴侶蛋白（chaperone）細胞內(nèi)95%以上的蛋白質(zhì)處于天然構(gòu)象狀態(tài)，所以蛋白質(zhì)的折疊效率是很高的有些蛋白質(zhì)由于自身內(nèi)部發(fā)生的相互作用而進行自我組裝（selfassembly），但更多蛋白質(zhì)的折疊需要伴侶蛋白參與伴侶蛋白存在于所有生物細胞的所有腔室中，與靶蛋白的活性表面結(jié)合，阻止這些表面與蛋白質(zhì)其他部分發(fā)生作用，從而防止蛋白質(zhì)形成錯誤構(gòu)象伴侶蛋白有ATP酶（ATPase）活性，它們結(jié)合并穩(wěn)定靶蛋白的過程需要ATP水解本文檔共159頁；當前第11頁；編輯于星期三\10點25分伴侶蛋白的功能與合成中的肽鏈結(jié)合，介導(dǎo)各功能域乃至整個蛋白質(zhì)分子的正確折疊與胞液中合成的線粒體及葉綠體蛋白質(zhì)結(jié)合，使肽鏈保持伸展狀態(tài)而被跨膜轉(zhuǎn)運應(yīng)激狀態(tài)下，與非天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)結(jié)合，穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)，防止蛋白質(zhì)變性后內(nèi)部疏水基團暴露而發(fā)生不可逆的凝集另外，伴侶蛋白還介導(dǎo)新復(fù)制的DNA和組蛋白裝配成染色質(zhì)，蛋白質(zhì)的降解，類固醇激素信號傳遞中類固醇受體的變構(gòu)，某些酪氨酸蛋白激酶的活化等多種生理生化過程本文檔共159頁；當前第12頁；編輯于星期三\10點25分伴侶蛋白可分為兩類molecularchaperone：與未折疊或部分折疊的蛋白質(zhì)結(jié)合，防止蛋白質(zhì)降解2.

chaperanin：多個分子伴侶蛋白形成的復(fù)合體，能直接推動蛋白質(zhì)的折疊本文檔共159頁；當前第13頁；編輯于星期三\10點25分1.molecularchaperoneHsp70家族分子伴侶普遍存在于細菌及真核生物的細胞質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體及線粒體中，包括Hsp70（細胞質(zhì)、線粒體基質(zhì)），Bip（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），DnaK（細菌）Hsp70的作用機制：Hsp70與ATP結(jié)合后，呈開放形式，其疏水“口袋”暴露出來，與靶蛋白的疏水區(qū)結(jié)合。然后ATP水解，Hsp70變成關(guān)閉形式，釋放蛋白質(zhì)本文檔共159頁；當前第14頁；編輯于星期三\10點25分Hsp70介導(dǎo)的蛋白質(zhì)折疊Hsp70的ATPase結(jié)構(gòu)域Hsp70的肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域本文檔共159頁；當前第15頁；編輯于星期三\10點25分2.

chaperonin少數(shù)蛋白質(zhì)（如細胞骨架中的肌動蛋白、微管蛋白）的正確折疊需要chaperonin輔助真核chaperonin:TCiP，大的、桶形多聚體復(fù)合物，由8個Hsp60亞基組成細菌chaperonin：GroEL（相當于Hsp60），14個相同的亞基組成，形成兩個七聚體的環(huán)。每個亞基結(jié)合一個ATP。兩個環(huán)上下堆疊在一起，中間形成一個通道。GroES是一個七聚體復(fù)合物，與GroEL結(jié)合，幫助GroEL完成蛋白質(zhì)折疊，因此稱為co-chaperonin本文檔共159頁；當前第16頁；編輯于星期三\10點25分上面觀側(cè)面觀GroEL的兩個環(huán)GroEL與GroES本文檔共159頁；當前第17頁；編輯于星期三\10點25分GroEL作用模式①蛋白質(zhì)進入通道②GroES結(jié)合使通道擴大③近側(cè)環(huán)內(nèi)的ATP水解，蛋白質(zhì)折疊④遠側(cè)環(huán)內(nèi)的ATP水解，蛋白質(zhì)和GroES從GroEL釋放本文檔共159頁；當前第18頁；編輯于星期三\10點25分伴侶蛋白MediaConnections本文檔共159頁；當前第19頁；編輯于星期三\10點25分三、翻譯同步轉(zhuǎn)運和翻譯后轉(zhuǎn)運真核生物細胞中所有蛋白質(zhì)的起使合成都是在游離核糖體翻譯同步轉(zhuǎn)運（co-translationaltranslocation）2.翻譯后轉(zhuǎn)運（post-translationaltranslocation）本文檔共159頁；當前第20頁；編輯于星期三\10點25分高爾基體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)游離核糖體細胞質(zhì)細胞核線粒體過氧化體分泌途徑（翻譯同步轉(zhuǎn)運）（翻譯后轉(zhuǎn)運）小泡介導(dǎo)小泡介導(dǎo)溶酶體葉綠體通過核孔跨膜轉(zhuǎn)運本文檔共159頁；當前第21頁；編輯于星期三\10點25分本文檔共159頁；當前第22頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方式跨膜轉(zhuǎn)運通過核孔小泡運輸本文檔共159頁；當前第23頁；編輯于星期三\10點25分1.翻譯同步轉(zhuǎn)運（co-translationaltranslocation）翻譯同步轉(zhuǎn)運：蛋白質(zhì)首先在游離核糖體中合成N-terminus信號序列（即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號序列），然后信號序列介導(dǎo)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合，使新生肽鏈邊合成邊進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔（ERlumen）或插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或膜的蛋白質(zhì)除了一部分留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外，其他的形成轉(zhuǎn)運小泡（transportvisicle）被運輸?shù)礁鱾€細胞器或分泌到細胞外（分泌途徑）

本文檔共159頁；當前第24頁；編輯于星期三\10點25分分泌途徑（secretorypathway）是指通過翻譯同步轉(zhuǎn)運、小泡介導(dǎo)的方式把蛋白質(zhì)分泌到細胞外本文檔共159頁；當前第25頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)分泌有兩種形式：

一是組成型分泌（constitutivesecretion），即蛋白質(zhì)持續(xù)地進行的分泌。這些蛋白質(zhì)在外側(cè)高爾基體網(wǎng)（trans-Golginetwork）進行分揀，然后由轉(zhuǎn)運小泡運送到質(zhì)膜并與質(zhì)膜融合，最后通過外吐作用（exocytosis）釋放到細胞外二是調(diào)控型分泌（regulatedsecretion），蛋白質(zhì)在外側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)分揀后形成分泌小泡（secretoryvesicles），然后儲存在細胞內(nèi)，有神經(jīng)或激素刺激時從細胞內(nèi)釋放出來本文檔共159頁；當前第26頁；編輯于星期三\10點25分

調(diào)控型分泌組成型分泌分揀到溶酶體逆向轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)的分泌途徑逆向轉(zhuǎn)運本文檔共159頁；當前第27頁；編輯于星期三\10點25分新生蛋白質(zhì)從核糖體進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程

⑴分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

⑵膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

本文檔共159頁；當前第28頁；編輯于星期三\10點25分⑴分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

①信號序列②信號識別顆粒和受體③易位子④能量供應(yīng)本文檔共159頁；當前第29頁；編輯于星期三\10點25分①信號序列由16~30個氨基酸殘基組成，一般位于N-terminus，含有一個或兩個帶正電的氨基酸殘基，后面是連續(xù)的6~12個疏水性氨基酸殘基引導(dǎo)游離核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合并起始新生肽鏈向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的轉(zhuǎn)運疏水殘基形成信號序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上受體蛋白結(jié)合的位點信號序列由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的信號肽酶（signalpeptidase）切除。所以成熟的蛋白質(zhì)是沒有信號序列的本文檔共159頁；當前第30頁；編輯于星期三\10點25分牛生長激素信號序列本文檔共159頁；當前第31頁；編輯于星期三\10點25分②信號識別顆粒（SRP）和受體（SRPreceptor）SRP是一種核糖核蛋白（ribonucleoprotein），由6條多肽鏈及含300個核苷酸的7S小RNA組成P54的一個區(qū)域含有甲硫氨酸殘基簇。甲硫氨酸的疏水側(cè)鏈向外伸展，與信號序列的疏水氨基酸殘基相結(jié)合P9/P14與核糖體相互作用P68/P72為蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運所必需SRP功能：介導(dǎo)新生肽鏈與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合；在核糖體沒有與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合時阻止肽鏈延長本文檔共159頁；當前第32頁；編輯于星期三\10點25分信號識別顆粒本文檔共159頁；當前第33頁；編輯于星期三\10點25分信號識別顆粒受體（SRPreceptor），又稱?？康鞍祝╠ockingprotein）

由兩個亞基組成：

βsubunit為膜蛋白，含300個氨基酸殘基αsubunit是膜周邊蛋白，含640個氨基酸殘基，負載著GDP，并且有GTP酶活性SRPreceptor

功能:與SRP結(jié)合并起始肽鏈向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜轉(zhuǎn)運；使肽鏈的延長繼續(xù)進行本文檔共159頁；當前第34頁；編輯于星期三\10點25分SRP與信號序列及SRP受體結(jié)合本文檔共159頁；當前第35頁；編輯于星期三\10點25分③易位子（translocon）

新生肽鏈由于N-terminus帶有正電荷，不能輕易進入疏水的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。所以要完成蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜提供一個水相通道（aqueouschannel）。這個水相通道就是易位子易位子含兩種蛋白成分：連接轉(zhuǎn)移鏈膜蛋白（translocatingchain-associatedmembraneprotein,TRAMprotein）TRAM蛋白至少跨膜8次，能與新生肽鏈進行交聯(lián)

Sec61蛋白，易位子通道的主要蛋白成分。哺乳動物Sec61p含10個跨膜αhelices，與Sec61β和Sec61γ共同形成Sec61復(fù)合物。這個復(fù)合物能與核糖體大亞基緊密結(jié)合，從而把核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜連接起來本文檔共159頁；當前第36頁；編輯于星期三\10點25分易位子結(jié)構(gòu)電鏡下的易位子通道本文檔共159頁；當前第37頁；編輯于星期三\10點25分易位子的功能沒有蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運時，易位子的胞質(zhì)面被Sec61p蛋白的一個片段關(guān)閉核糖體-新生鏈復(fù)合物結(jié)合后，易位子打開，同時核糖體與易位子之間緊密密封以防止小分子物質(zhì)進入易位子然后肽鏈一邊合成一邊通過易位子通道進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)本文檔共159頁；當前第38頁；編輯于星期三\10點25分④能量供應(yīng)SRP的P54蛋白和SRP受體的

αsubunit都負載著GDP，且都有GTPase活性GTP取代GDP，促進核糖體-新生肽鏈-SRP-SRP受體復(fù)合物的形成水解GTP，復(fù)合物解離，然后核糖體-新生肽鏈-易位子復(fù)合物形成。SRP和受體進入下一輪循環(huán)，而肽鏈轉(zhuǎn)移繼續(xù)進行本文檔共159頁；當前第39頁；編輯于星期三\10點25分能量供應(yīng)本文檔共159頁；當前第40頁；編輯于星期三\10點25分分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的全過程

本文檔共159頁；當前第41頁；編輯于星期三\10點25分⑵膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

膜蛋白以翻譯同步轉(zhuǎn)運的方式一邊合成一邊插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中合成完畢后，一部分留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，但大部分通過小泡轉(zhuǎn)運到質(zhì)膜或其他細胞器膜（如滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、內(nèi)體）在轉(zhuǎn)運過程中，蛋白質(zhì)的方向保持不變。比如，同一個片段總是向著細胞質(zhì)。所以膜蛋白的方向都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成時建立的膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的過程需要多種信號序列本文檔共159頁；當前第42頁；編輯于星期三\10點25分各種膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的方向本文檔共159頁；當前第43頁；編輯于星期三\10點25分膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜①Ⅰ、Ⅱ型膜蛋白形成機制②多跨膜蛋白質(zhì)（multipasstransmembraneprotein）③與GPI共價結(jié)合的膜蛋白本文檔共159頁；當前第44頁；編輯于星期三\10點25分①Ⅰ、Ⅱ型膜蛋白形成機制

Ⅰ型膜蛋白的C-terminus在細胞液，包括兩類：

一是蛋白質(zhì)含有N-terminus信號序列和轉(zhuǎn)運停止-錨定序列（stoptransfer-anchorsequence），如胰島素受體二是蛋白質(zhì)只有一個疏水的內(nèi)部信號-轉(zhuǎn)運停止-錨定序列（signal-stoptransfer-anchorsequence），如細胞色素P450Ⅱ型膜蛋白N-terminus在細胞液，如脫唾液酸糖蛋白（asialoglycoprotein）本文檔共159頁；當前第45頁；編輯于星期三\10點25分影響蛋白質(zhì)方向的因素不同的蛋白質(zhì)信號錨定序列兩側(cè)的親水氨基酸殘基的極性不同，但插入時總是正電性強的一端朝向細胞液，由此決定了蛋白質(zhì)的方向信號錨定序列的長度和氨基酸組成對蛋白質(zhì)的方向也有影響。含有長的疏水片段（>20個殘基）的一般是Ⅰ型膜蛋白本文檔共159頁；當前第46頁；編輯于星期三\10點25分Ⅰ型膜蛋白舉例—胰島素受體胰島素受體含有一個N-terminus信號序列和一個轉(zhuǎn)運停止-錨定序列轉(zhuǎn)運停止-錨定序列由22個疏水氨基酸殘基組成，進入易位子后能阻止新生肽鏈向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運。然后核糖體離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，繼續(xù)進行肽鏈合成肽鏈合成結(jié)束后，轉(zhuǎn)運停止-錨定序列從易位子中移動出來，接著錨定在磷脂雙層中P450只含有一個信號-轉(zhuǎn)運停止-錨定序列，既能引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，又能停止肽鏈轉(zhuǎn)運并錨定在磷脂雙層中本文檔共159頁；當前第47頁；編輯于星期三\10點25分胰島素受體的合成本文檔共159頁；當前第48頁；編輯于星期三\10點25分Ⅱ型膜蛋白舉例—脫唾液酸糖蛋白脫唾液酸糖蛋白含有一個信號-錨定序列，引導(dǎo)新生肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，但信號序列的Nterminus在細胞質(zhì)信號序列進入易位子后，C端肽鏈繼續(xù)合成，逐步進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。核糖體始終結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，直至蛋白質(zhì)合成結(jié)束蛋白質(zhì)合成結(jié)束后信號序列移出易位子并錨定在磷脂雙層中本文檔共159頁；當前第49頁；編輯于星期三\10點25分脫唾液酸糖蛋白的合成本文檔共159頁；當前第50頁；編輯于星期三\10點25分②多跨膜蛋白質(zhì)（multipasstransmembraneprotein）

多跨膜蛋白質(zhì)是指含有多個跨膜區(qū)段（αhelices）的蛋白質(zhì)第一個αhelices是信號-錨定序列，進入易位子（N-terminus在細胞質(zhì)）后新生肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)延伸，直到第二個αhelices形成第二個αhelices是轉(zhuǎn)運停止-錨定序列，阻止肽鏈進一步延伸，然后與第一個αhelices一起錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中本文檔共159頁；當前第51頁；編輯于星期三\10點25分多跨膜蛋白質(zhì)（multipasstransmembraneprotein）

依次類推，第三個是信號-錨定序列，第四個是轉(zhuǎn)運停止-錨定序列只有第一個αhelices序列的插入需要SRP及其受體，后面的都不需要。第二個αhelices合成后核糖體離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，在細胞質(zhì)繼續(xù)進行肽鏈合成各個αhelices的相對位置決定了誰是信號-錨定序列，誰是轉(zhuǎn)運停止-錨定序列本文檔共159頁；當前第52頁；編輯于星期三\10點25分多跨膜蛋白質(zhì)舉例—葡萄糖轉(zhuǎn)運子1

（GLUT1）的合成本文檔共159頁；當前第53頁；編輯于星期三\10點25分③與GPI共價結(jié)合的膜蛋白

某些膜蛋白的轉(zhuǎn)運停止序列位于C-terminus，該肽段及其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔旁側(cè)的氨基酸序列含有特異的信息，使肽鏈合成之后能被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的轉(zhuǎn)肽酶（transpeptidase）識別轉(zhuǎn)肽酶切除轉(zhuǎn)運停止序列并催化新生的C-terminus羧基與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）相連的乙醇胺的氨基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)通過酰胺鍵與膜上的GPI共價結(jié)合而定位于膜，最后被轉(zhuǎn)運到細胞表面這類蛋白質(zhì)能通過擴散作用進入磷脂雙層，最終被運送到細胞表面，所以不受細胞質(zhì)和細胞骨架的作用，因而比跨膜蛋白有更大的活動程度本文檔共159頁；當前第54頁；編輯于星期三\10點25分與GPI共價結(jié)合的膜蛋白GPIGPI本文檔共159頁；當前第55頁；編輯于星期三\10點25分MediaConnections翻譯同步轉(zhuǎn)運本文檔共159頁；當前第56頁；編輯于星期三\10點25分2.翻譯后轉(zhuǎn)運（post-translationaltranslocation）

翻譯后轉(zhuǎn)運指的是游離多聚核糖體上合成的蛋白質(zhì)的運輸

（1）轉(zhuǎn)運到線粒體（mitochondria）（2）轉(zhuǎn)運到葉綠體（chloroplast）（3）轉(zhuǎn)運到過氧化體（peroxisome）（4）轉(zhuǎn)運到細胞核（nuclear）本文檔共159頁；當前第57頁；編輯于星期三\10點25分（1）轉(zhuǎn)運到線粒體（mitochondria）

線粒體和葉綠體中的蛋白質(zhì)除了很少一部分（主要是與細胞器功能相關(guān)的膜蛋白亞基）在線粒體和葉綠體內(nèi)部的核糖體上合成外，其他都在細胞質(zhì)游離核糖體中合成細胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)首先釋放到細胞質(zhì)，然后由細胞器表面的受體蛋白識別新合成蛋白質(zhì)的信號序列，經(jīng)過跨膜轉(zhuǎn)運進入細胞器中線粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的信號序列有三種：基質(zhì)信號序列，內(nèi)膜腔信號序列和轉(zhuǎn)運停止序列本文檔共159頁；當前第58頁；編輯于星期三\10點25分被轉(zhuǎn)運到相同地點的蛋白質(zhì)信號序列含有相同的模體（但一級結(jié)構(gòu)一般不同），它們的受體能識別不同但相關(guān)的這些蛋白質(zhì)基質(zhì)信號序列富含帶正電的（Arg,Lys）和含有羥基的氨基酸殘基（Ser,Thr）酵母細胞色素c氧化酶亞基Ⅳ的基質(zhì)信號序列本文檔共159頁；當前第59頁；編輯于星期三\10點25分線粒體蛋白轉(zhuǎn)運的特點指導(dǎo)蛋白質(zhì)從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運到線粒體基質(zhì)的所有信息都存在于N-terminus基質(zhì)信號序列中只有未折疊的蛋白質(zhì)才可以轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運在外膜較少的位點發(fā)生，即外膜與內(nèi)膜靠近處本文檔共159頁；當前第60頁；編輯于星期三\10點25分線粒體蛋白轉(zhuǎn)運本文檔共159頁；當前第61頁；編輯于星期三\10點25分①蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到線粒體基質(zhì)②蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔③蛋白質(zhì)插入到內(nèi)外膜本文檔共159頁；當前第62頁；編輯于星期三\10點25分①蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到線粒體基質(zhì)

在細胞質(zhì)中，新合成的蛋白質(zhì)與一個或多個伴侶蛋白結(jié)合以防止蛋白質(zhì)聚集并使其保持伸展狀態(tài)。這些伴侶蛋白包括細胞質(zhì)Hsp70和線粒體輸入刺激因子（mitochondrial-importstimulationfactor,MSF）在基質(zhì)中，基質(zhì)Hsp70（結(jié)構(gòu)和功能與細胞質(zhì)Hsp70相似）結(jié)合在線粒體的內(nèi)膜表面并靠近受體蛋白通道。當?shù)鞍踪|(zhì)進入時與其結(jié)合以防止蛋白質(zhì)聚集和錯誤折疊有些蛋白質(zhì)進入基質(zhì)后能自己折疊成最終構(gòu)象，但許多蛋白質(zhì)需要Hsp60（一種基質(zhì)chaperonin）輔助伴侶蛋白本文檔共159頁；當前第63頁；編輯于星期三\10點25分本文檔共159頁；當前第64頁；編輯于星期三\10點25分受體蛋白—Tom存在于線粒體外膜Tom40嵌入在膜內(nèi)，形成轉(zhuǎn)運通道Tom5,6,7可能是通道的組成成分，也可能是通道的組裝因子Tom20/22亞復(fù)合物識別蛋白質(zhì)的N-terminus信號序列Tom37,70,71識別少量含有內(nèi)部信號序列的蛋白質(zhì)本文檔共159頁；當前第65頁；編輯于星期三\10點25分受體蛋白—Tim存在于線粒體內(nèi)膜，形成兩種通道Tim17/23：轉(zhuǎn)運進入線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)

Tim22/54：轉(zhuǎn)運定位在內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)Tim44分別與Tim17/23和Hsp70結(jié)合。這種結(jié)合使蛋白質(zhì)一進入基質(zhì)就結(jié)合到Hsp70上Tim9/10和Tim8/13負責(zé)把從Tom運出的蛋白質(zhì)“護送”到Tim。其中Tim9/10能把蛋白質(zhì)“護送”到Tim22/54和Tim17/23，而Tim8/13只能“護送”到Tim22/54。不過有些蛋白質(zhì)不為二者護送，說明還存在著其他途徑本文檔共159頁；當前第66頁；編輯于星期三\10點25分

Tim9/10和Tim8/13把蛋白質(zhì)從Tom“護送”到Tim

本文檔共159頁；當前第67頁；編輯于星期三\10點25分能量供應(yīng)細胞質(zhì)伴侶蛋白水解ATP供能來保持蛋白質(zhì)的伸展狀態(tài)基質(zhì)伴侶蛋白與進入線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)結(jié)合并輔助這些蛋白質(zhì)正確折疊也需要水解ATP來提供能量蛋白質(zhì)跨越內(nèi)膜時需要電化學(xué)梯度以提供質(zhì)子動力（proton-motiveforce），但跨越外膜時不需要本文檔共159頁；當前第68頁；編輯于星期三\10點25分②蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔

蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔有多種分揀機制細胞色素c1采用的是

保留性分揀機制（conservativesortingmechanism）細胞色素c1含有兩個信號序列。整個蛋白質(zhì)進入基質(zhì)后，第二個信號序列（含有連續(xù)的非帶電氨基酸殘基）引導(dǎo)它跨越內(nèi)膜進入內(nèi)膜腔細胞色素c1的信號序列本文檔共159頁；當前第69頁；編輯于星期三\10點25分細胞色素b2采用非保留性分揀機制（nonconservativesortingmechanism）細胞色素b2的第二個信號序列同時也是轉(zhuǎn)運停止序列蛋白質(zhì)進入內(nèi)膜腔時這個信號序列阻止它的轉(zhuǎn)運，然后離開受體蛋白通道并錨定在內(nèi)膜中最后內(nèi)膜腔中的蛋白酶將信號序列切割下來，把蛋白質(zhì)釋放到內(nèi)膜腔內(nèi)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔

本文檔共159頁；當前第70頁；編輯于星期三\10點25分細胞色素c1和細胞色素b2轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔保留性機制非保留性機制本文檔共159頁；當前第71頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)膜腔脫輔基細胞色素c（apocytochromec）不含任何信號序列而

直接進入內(nèi)膜腔脫輔基細胞色素c與它的成熟形式有相同的氨基酸序列，但缺少共價連接的血紅素（heme）基團P70（與細菌孔蛋白相似）在外膜磷脂雙層中形成一個通道，從而提高了外膜的通透性，使一些小分子能自由通過外膜脫輔基細胞色素c可能就是通過P70進入內(nèi)膜腔，然后在酶的作用下結(jié)合血紅素。與血紅素結(jié)合后，細胞色素c構(gòu)象發(fā)生變化，使其不能再通過P70通道回到細胞質(zhì)中本文檔共159頁；當前第72頁；編輯于星期三\10點25分③蛋白質(zhì)插入到內(nèi)外膜插入外膜的蛋白質(zhì)含有基質(zhì)信號序列和轉(zhuǎn)運停止－錨定信號序列。當?shù)鞍踪|(zhì)在進入基質(zhì)的過程中轉(zhuǎn)運停止序列使蛋白質(zhì)停止轉(zhuǎn)運并錨定在外膜中插入內(nèi)膜的蛋白質(zhì)首先進入基質(zhì)，但插入內(nèi)膜的機制未知本文檔共159頁；當前第73頁；編輯于星期三\10點25分（2）轉(zhuǎn)運到葉綠體（chloroplast）

葉綠體蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到基質(zhì)中的方式與線粒體基本相同，不同的是葉綠體不能產(chǎn)生電化學(xué)梯度，所以沒有質(zhì)子動力驅(qū)動轉(zhuǎn)運到類囊體（thylakoid）的蛋白質(zhì)含有基質(zhì)信號序列和類囊體信號序列。不同的蛋白質(zhì)含有不同的類囊體信號序列：有的僅有疏水區(qū)，與伴侶蛋白結(jié)合，然后以伸展的方式進入類囊體腔；有的在N-terminus含有堿性氨基酸殘基，先在基質(zhì)中與輔因子結(jié)合并進行折疊，然后在一些膜蛋白的幫助下進入類囊體腔，同時需要質(zhì)子動力驅(qū)動本文檔共159頁；當前第74頁；編輯于星期三\10點25分（3）轉(zhuǎn)運到過氧化體（peroxisome）

過氧化體是單層膜，不含DNA和核糖體，所有的蛋白質(zhì)都由核基因編碼，通過跨膜轉(zhuǎn)運進入過氧化體大部分過氧化體蛋白先在細胞質(zhì)中折疊成成熟形式。這些蛋白質(zhì)在C-terminus含有分揀信號Ser-Lys-Leu（SKL）或相關(guān)序列。細胞質(zhì)可溶性受體PTS1R與信號序列結(jié)合，再與過氧化體膜上的受體Pex14p結(jié)合，然后在ATP水解驅(qū)動下進入過氧化體。蛋白質(zhì)進入后SKL序列不被切除有些過氧化體蛋白含有N-terminus信號序列，與細胞質(zhì)受體PTS2R結(jié)合，再結(jié)合到膜受體Pex14p上，然后進入過氧化體。進入后信號序列被切除過氧化體的膜蛋白不含SKL序列，其轉(zhuǎn)運過程未知本文檔共159頁；當前第75頁；編輯于星期三\10點25分過氧化氫酶進入過氧化體本文檔共159頁；當前第76頁；編輯于星期三\10點25分（4）轉(zhuǎn)運到細胞核（nuclear）

蛋白質(zhì)是通過核膜上的核孔進入細胞核的輸入細胞核的蛋白質(zhì)都含有核定位信號序列（nuclearlocalizationsignal,NLS），其特征是：含一段或兩段富含堿性氨基酸殘基的信號序列；堿性氨基酸殘基上游有一個Pro以防止αhelix的形成；疏水氨基酸殘基很少輸出細胞核的蛋白質(zhì)則含有一個核輸出信號序列（nuclearexportsignal,NES）。NES由大約10個氨基酸殘基組成，富含LeuNLS本文檔共159頁；當前第77頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運涉及到多種蛋白質(zhì)和輔助因子，如轉(zhuǎn)運受體importin和exportin（分別負責(zé)蛋白質(zhì)輸入和輸出），Ran等Ran是一種小的GTP酶，有兩種構(gòu)象，分別結(jié)合GTP和GDP。在細胞核中以Ran-GTP形式存在，細胞質(zhì)中以Ran-GDP形式存在importin有兩個亞基importinα和importinβ，二者形成異源二聚體，稱為核輸入受體（nuclearimportreceptor）。在細胞質(zhì)中二聚體的α亞基與底物蛋白的NLS結(jié)合，再與importinβ結(jié)合形成三元復(fù)合物轉(zhuǎn)運到細胞核后，三元復(fù)合物中的importinβ與Ran-GTP緊密結(jié)合，同時二者的結(jié)合部分覆蓋了importinα與importinβ的結(jié)合位點，使結(jié)合有底物蛋白的importinα與importinβ解離，從而把底物蛋白釋放在細胞核內(nèi)蛋白質(zhì)輸出細胞核的過程與輸入細胞核相似本文檔共159頁；當前第78頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)輸入細胞核與Ran循環(huán)RanGAP：RanGTP激活蛋白，只存在于細胞質(zhì)RCC1：

Ran核苷酸交換因子，只存在于細胞核本文檔共159頁；當前第79頁；編輯于星期三\10點25分MediaConnections翻譯后轉(zhuǎn)運本文檔共159頁；當前第80頁；編輯于星期三\10點25分四、小泡運輸?shù)臋C制

小泡轉(zhuǎn)運是指一種細胞器的膜局部突起形成小囊，萌發(fā)的小囊與供體膜分離形成獨立的小泡，然后小泡把攜帶的蛋白質(zhì)運輸?shù)搅硪粋€細胞器。小泡與受體細胞器的膜融合，完成蛋白質(zhì)的運輸。另外，細胞的胞吞作用（endocytosis）也是由小泡完成的小泡在介導(dǎo)蛋白質(zhì)運輸時保持了生物膜的不對稱性：小泡萌發(fā)時供體的胞液面成為小泡的胞液面，小泡與受體融合時小泡的胞液面又成為受體的胞液面，因此供體和受體細胞器內(nèi)部的蛋白質(zhì)不會因小泡的萌發(fā)和融合而釋放到胞液中本文檔共159頁；當前第81頁；編輯于星期三\10點25分小泡運輸過程中保持生物膜的不對稱性本文檔共159頁；當前第82頁；編輯于星期三\10點25分小泡的萌發(fā)、形成及融合需要許多蛋白質(zhì)參與

（1）小泡的類型

（2）小泡的融合本文檔共159頁；當前第83頁；編輯于星期三\10點25分（1）小泡的類型

根據(jù)小泡外包被蛋白的不同，可將小泡分為三種，每一種小泡可逆性聚合所需要的蛋白質(zhì)有很大差異①網(wǎng)格蛋白（clathrin）包被的小泡②包被蛋白Ⅰ（COPⅠ）包被的小泡③包被蛋白Ⅱ（COPⅡ）包被的小泡本文檔共159頁；當前第84頁；編輯于星期三\10點25分①網(wǎng)格蛋白（clathrin）包被的小泡

本文檔共159頁；當前第85頁；編輯于星期三\10點25分哺乳動物細胞表面有一些內(nèi)陷的區(qū)域，稱為有被小窩（coatedpit）這些有被小窩的形成需要三種蛋白質(zhì)成分：a.網(wǎng)格蛋白（clathrin）b.連接蛋白（adapterprotein）c.發(fā)動蛋白（dynamin）本文檔共159頁；當前第86頁；編輯于星期三\10點25分a.網(wǎng)格蛋白（clathrin）

一種纖維蛋白，由3條重鏈和3條輕鏈組成，形狀象3個分支的樹叉，又稱三腳蛋白復(fù)合體（triskelions）本文檔共159頁；當前第87頁；編輯于星期三\10點25分b.連接蛋白（adapterprotein）現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種連接蛋白（adapterprotein/adaptin）βadaptin與網(wǎng)格蛋白骨架相連

μadaptin

識別內(nèi)化作用（internalization）中基于酪氨酸的分揀信號α和/或γadaptin在組裝連接子時與膜發(fā)生相互作用每一種連接蛋白又有其亞型不同的四種連接蛋白形成的異源四聚體稱為連接子（adaptor,AP）本文檔共159頁；當前第88頁；編輯于星期三\10點25分連接子與網(wǎng)格蛋白的重鏈末端球狀區(qū)結(jié)合，促進網(wǎng)格蛋白形成籠狀結(jié)構(gòu)連接子與膜蛋白的胞質(zhì)面特異結(jié)合，在小泡萌發(fā)時對蛋白質(zhì)進行選擇（即選擇特定的蛋白質(zhì)用來組裝小泡）不同的連接子介導(dǎo)不同轉(zhuǎn)運過程AP1：高爾基體內(nèi)體（endosome）AP2：質(zhì)膜內(nèi)體AP3：高爾基體溶酶體，液泡（vacuole），黑素小體（melanosome），血小板小體（plateletvesicles）連接子（adaptor,AP）的功能連接子本文檔共159頁；當前第89頁；編輯于星期三\10點25分c.發(fā)動蛋白（dynamin）大約由900個氨基酸組成一種細胞質(zhì)蛋白，能結(jié)合并水解GTP發(fā)動蛋白的亞基圍繞萌發(fā)小泡的“頸部”進行多聚化，然后水解GTP，使小泡與膜相連的部位收縮，直至小泡解離本文檔共159頁；當前第90頁；編輯于星期三\10點25分小泡萌發(fā)時各種蛋白質(zhì)的摻入及對膜蛋白的選擇被排除的膜蛋白網(wǎng)格蛋白連接子發(fā)動蛋白本文檔共159頁；當前第91頁；編輯于星期三\10點25分網(wǎng)格蛋白包被小泡的解聚網(wǎng)格包被小泡形成后就進行解聚解聚由細胞質(zhì)伴侶蛋白Hsp70催化生成的網(wǎng)格蛋白可再利用本文檔共159頁；當前第92頁；編輯于星期三\10點25分②包被蛋白Ⅰ（COPⅠ）包被的小泡

COPⅠ含有7個亞基（α，β，β′，γ，δ，ε，ζ）。這些亞基與網(wǎng)格蛋白包被小泡中的連接蛋白有相似的功能。COPⅠ的各個亞基聚合在一起形成包被體（coatomer）ADP核糖基化因子（ADPribosylationfactor,ARF）是一種小的GTP結(jié)合蛋白。GTP置換GDP形成ARF-GTP復(fù)合物，然后此復(fù)合物與高爾基體膜上的ARF受體結(jié)合包被體與ARF結(jié)合，引起局部的膜突起完整的小泡與膜解離需要脂酰輔酶A（fattyacylCoA）的參與，但具體機制未知本文檔共159頁；當前第93頁；編輯于星期三\10點25分COPⅠ小泡的形成

脂酰輔酶A本文檔共159頁；當前第94頁；編輯于星期三\10點25分COPⅠ小泡的解聚本文檔共159頁；當前第95頁；編輯于星期三\10點25分COPⅠ小泡的功能介導(dǎo)蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w介導(dǎo)蛋白質(zhì)在高爾基體內(nèi)部進行逆向轉(zhuǎn)運（retrogradetransport）本文檔共159頁；當前第96頁；編輯于星期三\10點25分③包被蛋白Ⅱ（COPⅡ）包被的小泡

COPⅡ小泡的形成過程與COPⅠ相似，但所需要的蛋白成分不同COPⅡ的包被及連接蛋白包括：Sec23/24復(fù)合物，Sec13/31復(fù)合物，Sec16COPⅡ的小GTP結(jié)合蛋白是Sar1介導(dǎo)蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w本文檔共159頁；當前第97頁；編輯于星期三\10點25分（2）小泡的融合運輸小泡有不同的包被蛋白，但小泡與靶膜的融合有著共同的特征N-乙基馬來亞胺敏感因子（N-ethylmaleimide-sensitivefactor，NSF）是一個同源四聚體，能結(jié)合并水解ATP。NSF與膜結(jié)合需要多種可溶性NSF連接蛋白（solubleNSFattachmentproteins，SNAP）的參與，如α-，β-，γ-SNAP小泡SNAP受體（V-SNARE）在小泡萌發(fā)時就摻入小泡，與特異的靶膜SNAP受體（T-SNARE）相互作用，引導(dǎo)小泡與特定的靶膜融合Rab蛋白（一種GTP結(jié)合蛋白）中的GTP置換GDP，引起Rab蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，使其與特定小泡膜表面的蛋白結(jié)合。GTP水解使Rab蛋白釋放出來并進入下一個循環(huán)。Rab蛋白在小泡融合過程中起調(diào)節(jié)作用本文檔共159頁；當前第98頁；編輯于星期三\10點25分小泡與受體膜的融合①

V-SNARE與T-SNARE相互作用使小泡附著在受體膜上②

前融合復(fù)合物形成。需要許多V-SNARE與T-SNARE相互作用，ATP水解。能為N-乙基馬來亞胺（NEM，與NSF的巰基發(fā)生作用）阻斷，證明NSF是必需的③

融合，具體機制未知④

解離，可能由NSF和SNAP催化⑤

含有V-SNARE的小泡重新形成V-SNARET-SNARERab-GTP受體膜卷曲螺旋型α螺旋Rab-GDP本文檔共159頁；當前第99頁；編輯于星期三\10點25分各種類型的小泡運輸網(wǎng)格蛋白包被的小泡：胞吞作用；高爾基體到內(nèi)體、溶酶體等COPⅠ包被的小泡：高爾基體到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；高爾基體內(nèi)部逆向轉(zhuǎn)運COPⅡ包被的小泡：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體本文檔共159頁；當前第100頁；編輯于星期三\10點25分MediaConnections小泡運輸本文檔共159頁；當前第101頁；編輯于星期三\10點25分五、受體介導(dǎo)的胞吞作用和內(nèi)化蛋白質(zhì)的分揀

受體介導(dǎo)的胞吞作用（receptormediatedendocytosis）是指細胞表面的特異受體識別細胞外大分子（配體）并與之緊密結(jié)合，含有受體-配體復(fù)合物的細胞膜區(qū)內(nèi)化（internalization）而形成轉(zhuǎn)運小泡，選擇性地把受體-配體復(fù)合物摻入小泡進行運輸配體內(nèi)化的效率取決于其在細胞表面對應(yīng)受體的濃度細胞表面有一些由小窩蛋白（caveolin）組成的小窩（caveolae）。這些小窩含有一些受體蛋白，能介導(dǎo)特定類型的胞吞作用。但大多數(shù)受體介導(dǎo)的胞吞作用形成的是網(wǎng)格蛋白包被的小窩和小泡本文檔共159頁；當前第102頁；編輯于星期三\10點25分細胞膜表面的受體在其胞質(zhì)面含有特異的分揀信號，這些分揀信號決定了蛋白質(zhì)形成什么樣的小泡以及運輸?shù)绞裁次恢貌煌鞍踪|(zhì)的分揀信號（X=任何氨基酸，Φ=體積較大的疏水氨基酸）本文檔共159頁；當前第103頁；編輯于星期三\10點25分小泡形成之后內(nèi)部裝載受體與配體的復(fù)合物。胞液中的伴侶蛋白Hsp70依靠水解ATP提供的能量使小泡外的網(wǎng)格蛋白解聚失去網(wǎng)格蛋白的小泡就成為早期內(nèi)體。早期內(nèi)體與晚期內(nèi)體融合，將受體-配體復(fù)合物帶進晚期內(nèi)體晚期內(nèi)體是一種蛋白質(zhì)分揀小泡（proteinsortingvesicles）。由于膜上有H離子泵，利用水解ATP的能量使H離子內(nèi)流，泡內(nèi)pH較低。受體與配體在低pH環(huán)境中相互分離不同的受體與配體有不同的去路本文檔共159頁；當前第104頁；編輯于星期三\10點25分LDL顆粒網(wǎng)格蛋白包被小泡LDL受體早期內(nèi)體晚期內(nèi)體受體運輸?shù)劫|(zhì)膜進行再循環(huán)溶酶體氨基酸膽固醇脂肪酸LDL降解低pH下LDL與受體解離LDL的胞吞本文檔共159頁；當前第105頁；編輯于星期三\10點25分鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白脫輔基轉(zhuǎn)鐵蛋白在中性pH下與受體解離pH7.0網(wǎng)格蛋白pH6.0脫輔基轉(zhuǎn)鐵蛋白晚期內(nèi)體轉(zhuǎn)鐵蛋白受體鐵離子釋放到細胞質(zhì)低pH使鐵離子與配體解離，但配體仍與受體結(jié)合pH5.0轉(zhuǎn)鐵蛋白循環(huán)本文檔共159頁；當前第106頁；編輯于星期三\10點25分方式受體去向配體去向舉例1再循環(huán)再循環(huán)運鐵蛋白

2再循環(huán)降解LDL

3降解降解上皮生長因子

4運出細胞運出細胞母體的免疫球蛋白通過胎盤受體介導(dǎo)的胞吞作用中受體與配體的去向本文檔共159頁；當前第107頁；編輯于星期三\10點25分一些蛋白質(zhì)通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進入細胞后就留在細胞內(nèi)，然后進行輕度加工，如卵黃原蛋白（vitellogenin）。卵黃原蛋白是多種卵黃（yolk）蛋白的前體，在肝臟中合成。合成之后分泌到血液，在蛋形成過程中通過胞吞作用進入蛋內(nèi)一些蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運是通過胞轉(zhuǎn)作用（transcytosis）完成的。胞轉(zhuǎn)作用是一種跨越細胞的運輸過程，即在細胞的一側(cè)通過胞吞作用使物質(zhì)進入細胞，在細胞質(zhì)中進行運輸，然后通過胞吐作用在細胞的另一側(cè)將物質(zhì)分泌到細胞外。如母體免疫球蛋白通過初生小鼠的小腸內(nèi)皮細胞進入小鼠體內(nèi)的過程就是胞轉(zhuǎn)作用本文檔共159頁；當前第108頁；編輯于星期三\10點25分內(nèi)皮細胞腸腔（pH6.0）Fc受體內(nèi)體Fc區(qū)IgG腸腔膜基底膜血液和腸液（pH7.0）初生小鼠免疫球蛋白的胞轉(zhuǎn)作用本文檔共159頁；當前第109頁；編輯于星期三\10點25分受體介導(dǎo)的胞吞作用的功能將胞外代謝物運輸?shù)桨麅?nèi)。如鐵離子、LDL、維生素B12等是細胞應(yīng)答肽類激素和生長因子的調(diào)節(jié)方式之一。通過胞吞作用可以清除環(huán)境中的激素或生長因子，細胞表面受體的減少使細胞對激素及生長因子的應(yīng)答減弱，稱為受體的下降調(diào)節(jié)將環(huán)境中需要降解的蛋白質(zhì)通過內(nèi)吞作用進入細胞后運輸?shù)饺苊阁w。如巨噬細胞清除血液循環(huán)中的損傷的蛋白質(zhì)某些病毒或及細菌毒素能通過這種作用進入細胞。如HIV病毒、白喉毒素等本文檔共159頁；當前第110頁；編輯于星期三\10點25分MediaConnectionsLDL的胞吞本文檔共159頁；當前第111頁；編輯于星期三\10點25分六、高爾基復(fù)合體內(nèi)蛋白質(zhì)的分揀

1.高爾基體蛋白的分揀2.轉(zhuǎn)運小泡和分泌小泡本文檔共159頁；當前第112頁；編輯于星期三\10點25分1.高爾基體蛋白的分揀

所有已知的高爾基體酶合成時都是插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)，然后通過小泡運輸?shù)竭_高爾基體并留在那里不同的高爾基體酶都含有一個跨膜α螺旋。這個α螺旋比一般的質(zhì)膜蛋白α螺旋短2~3個氨基酸殘基多個高爾基體酶分子可能通過α螺旋在磷脂雙層中特異性結(jié)合形成復(fù)合物然后與細胞骨架蛋白結(jié)合或通過其他未知的機制使它們定位在高爾基體內(nèi)而不是形成轉(zhuǎn)運小泡運輸?shù)劫|(zhì)膜本文檔共159頁；當前第113頁；編輯于星期三\10點25分2.轉(zhuǎn)運小泡和分泌小泡

外側(cè)高爾基體形成兩種小泡：轉(zhuǎn)運小泡（用于組成型分泌）和分泌小泡（用于調(diào)控型分泌）電鏡下的分泌小泡外層由網(wǎng)格蛋白包被，里面是分泌性蛋白聚集形成的核心分泌性蛋白的選擇性聚集決定了它們形成的是分泌小泡許多哺乳動物細胞中的分泌小泡含有兩種蛋白質(zhì)—嗜鉻粒蛋白B（chromograninB）和分泌粒蛋白Ⅱ（secretograninⅡ）。這兩種蛋白與選擇性聚集的分泌性蛋白一起在外側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)形成分泌小泡，而不與這兩種蛋白發(fā)生聯(lián)系的分泌性蛋白則進行組成型分泌本文檔共159頁；當前第114頁；編輯于星期三\10點25分第二節(jié)蛋白質(zhì)的加工與修飾只有正確折疊和組裝的蛋白質(zhì)才能夠從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w并最終運輸?shù)郊毎砻婊蚱渌课晃凑郫B、錯誤折疊和部分折疊或組裝的蛋白質(zhì)被選擇性地留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或者從高爾基體運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)錯誤折疊和多亞基蛋白質(zhì)的未組裝亞基往往通過易位子運回細胞質(zhì)，然后在蛋白體（ptoteasome）中降解本文檔共159頁；當前第115頁；編輯于星期三\10點25分二硫鍵的形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制蛋白質(zhì)的共價修飾蛋白質(zhì)前體的加工多亞基蛋白的組裝蛋白質(zhì)糖基化本文檔共159頁；當前第116頁；編輯于星期三\10點25分1.二硫鍵的形成

在真核細胞中，二硫鍵是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中形成的，所以只有分泌性蛋白和膜蛋白的腔面結(jié)構(gòu)域含有二硫鍵谷光甘肽（glutathione,G）是一種三肽，是真核細胞中含有巰基的主要分子。有兩種形式：氧化型谷光甘肽（GSH）和還原型谷光甘肽（GSSG）。細胞質(zhì)中GSH與GSSG的比例是50:1，所以細胞質(zhì)中沒有二硫鍵形成GSH本文檔共159頁；當前第117頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)中二硫鍵的形成有特定的順序。首先在一條多肽鏈的小結(jié)構(gòu)域內(nèi)形成，然后在距離較遠的片段之間形成。二硫鍵在Cys間的正確配對對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能非常重要。有些情況下在蛋白質(zhì)合成過程中依次序形成的二硫鍵的不是其成熟蛋白質(zhì)中的正確配對形式，需要進行重排催化二硫鍵重排的酶是蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI）。二硫鍵異構(gòu)酶是一種含有巰基的酶，能隨機切斷及催化多種蛋白質(zhì)中二硫鍵的形成，使之正確折疊，形成熱力學(xué)上最穩(wěn)定的構(gòu)象。如果二硫鍵異構(gòu)酶與蛋白質(zhì)結(jié)合后形成了不可逆的錯誤折疊，二硫鍵異構(gòu)酶能夠從所形成的中間產(chǎn)物中脫離出來本文檔共159頁；當前第118頁；編輯于星期三\10點25分PDI催化的二硫鍵重排本文檔共159頁；當前第119頁；編輯于星期三\10點25分PDI從錯誤折疊的蛋白質(zhì)上脫離本文檔共159頁；當前第120頁；編輯于星期三\10點25分2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制（1）蛋白質(zhì)折疊（2）未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（3）泛素介導(dǎo)的蛋白酶解（4）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白從內(nèi)側(cè)高爾基體運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)本文檔共159頁；當前第121頁；編輯于星期三\10點25分（1）蛋白質(zhì)折疊許多變性的蛋白質(zhì)在體外能自發(fā)地進行折疊，但往往需要幾個小時才能完成。而體內(nèi)分泌性蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的折疊僅需幾分鐘內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有多種蛋白質(zhì)能加速新合成蛋白質(zhì)的折疊，如伴侶蛋白Bip、鈣連接蛋白（calnexin）、鈣網(wǎng)蛋白（calreticulin）、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶、肽基脯氨酰異構(gòu)酶（peptidylprolylisomerases,PPI）本文檔共159頁；當前第122頁；編輯于星期三\10點25分新生肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的Bip-ATP復(fù)合物能與肽鏈中Trp、Phe及Leu等疏水氨基酸殘基間相隔排列的肽段結(jié)合，使該肽段保持伸展狀態(tài)Bip有ATP酶活力，利用水解ATP產(chǎn)生的能量使其本身從肽段上解離。Bip解離后肽段迅速折疊。若折疊不正確而有疏水氨基酸殘基暴露在表面，Bip-ATP復(fù)合物能重新與它結(jié)合，重復(fù)上述過程，直到肽段正確折疊為止在這一過程中，Bip起著保持肽鏈伸展，防止肽鏈錯誤折疊與聚集的作用。除此之外，Bip在跨膜轉(zhuǎn)運中也其著重要作用本文檔共159頁；當前第123頁；編輯于星期三\10點25分許多分泌性蛋白和膜蛋白是糖蛋白，糖鏈的合成開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。肽鏈邊合成，邊糖基化，邊折疊。糖蛋白的正確折疊和能識別糖基化狀態(tài)的伴侶蛋白有關(guān)鈣連接蛋白屬Ⅰ型膜蛋白，Cterminus位于胞液，有磷酸化位點；Nterminus位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，能與鈣離子和靶蛋白結(jié)合鈣網(wǎng)蛋白結(jié)構(gòu)類似于鈣連接蛋白，但位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。二者均能介導(dǎo)肽鏈正確折疊鈣連接蛋白的活力受鈣離子及磷酸化的調(diào)控，它與靶蛋白的結(jié)合也需要ATP本文檔共159頁；當前第124頁；編輯于星期三\10點25分鈣連接蛋白介導(dǎo)糖蛋白肽鏈的正確折疊GT：葡萄糖轉(zhuǎn)移酶本文檔共159頁；當前第125頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)肽鍵絕大多數(shù)是反式構(gòu)型，但有6%的肽基與Pro殘基之間的肽鍵是順式的。順式Pro有利于肽鍵在該處折疊肽基脯氨酰異構(gòu)酶能催化多肽鏈未折疊肽段中肽基和Pro殘基間的肽鏈旋轉(zhuǎn)。這種異構(gòu)化作用往往是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域折疊的限速步驟許多肽基脯氨酰異構(gòu)酶能催化所有暴露在表面的肽基脯氨酰鍵，但有的只能催化特異的蛋白質(zhì)底物本文檔共159頁；當前第126頁；編輯于星期三\10點25分（2）未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

大多數(shù)情況下，未正確折疊的蛋白質(zhì)永久性地與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白（如Hsp70、鈣連接蛋白）結(jié)合在一起，不能進行轉(zhuǎn)運細胞對未正確折疊蛋白質(zhì)的反應(yīng)是增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白和其他酶的表達量，而在這個過程中起關(guān)鍵作用的是IRE1IRE1是一種膜蛋白，位于細胞核內(nèi)膜（與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜連續(xù)）上。IRE1的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面結(jié)構(gòu)域有未折疊蛋白質(zhì)的結(jié)合位點，而細胞核面結(jié)構(gòu)域有激酶活性（功能未知）和核酸內(nèi)切酶（endonuclease）活性。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)IRE1與未折疊蛋白質(zhì)結(jié)合，促進了轉(zhuǎn)錄因子HAC1的表達本文檔共159頁；當前第127頁；編輯于星期三\10點25分在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，未折疊蛋白質(zhì)的結(jié)合促進了IRE1二聚化，進而激活其核酸內(nèi)切酶活性。隨后IRE1切割HAC1的前體mRNA，并由tRNA連接酶（ligase）連接，產(chǎn)生有功能的HAC1mRNA。HAC1mRNA通過核孔運輸?shù)郊毎|(zhì)，合成HAC1蛋白，然后運回細胞核發(fā)揮作用HAC1能夠激活編碼內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白和其他酶的基因，從而使這些伴侶蛋白和酶的表達量增加以上過程稱為未折疊蛋白反應(yīng)（unfolded-proteinresponse）本文檔共159頁；當前第128頁；編輯于星期三\10點25分未折疊蛋白反應(yīng)本文檔共159頁；當前第129頁；編輯于星期三\10點25分（3）泛素介導(dǎo)的蛋白酶解

泛素/泛蛋白（ubiquitin）是含有76個氨基酸殘基的堿性蛋白質(zhì)，廣泛存在于真核細胞，在進化中高度保守泛素CterminalGly的羧基能與蛋白質(zhì)中Lys殘基的ε氨基形成肽鍵，使泛素與蛋白質(zhì)共價結(jié)合。結(jié)合分3步進行，需要兩個帶有巰基的酶泛素第48位是Lys殘基，它的ε氨基可作為泛素受體與另一泛素Ctermunus共價結(jié)合。這種泛素連接反應(yīng)可進行多次，使蛋白質(zhì)接上一串多聚泛素鏈連接多聚泛素鏈的蛋白質(zhì)進入胞質(zhì)中的蛋白體（proteosome），然后被其中的蛋白酶降解。需要ATP供能本文檔共159頁；當前第130頁；編輯于星期三\10點25分酶1酶1酶1酶2酶2酶2酶3ATP靶蛋白靶蛋白蛋白質(zhì)泛素化本文檔共159頁；當前第131頁；編輯于星期三\10點25分泛素介導(dǎo)的蛋白酶解

本文檔共159頁；當前第132頁；編輯于星期三\10點25分（4）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白從內(nèi)側(cè)高爾基體運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的寡糖鏈是在內(nèi)側(cè)高爾基體或內(nèi)側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)中由酶催化形成的，而且這些酶只存在于內(nèi)側(cè)高爾基體和內(nèi)側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)。所以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白必須至少運輸?shù)絻?nèi)側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白含有特異的Cterminus分揀信號Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL），其受體位于穿梭于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和內(nèi)側(cè)高爾基體網(wǎng)絡(luò)及內(nèi)側(cè)高爾基體的小泡的膜內(nèi)。這些受體識別內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的KDEL序列，然后把它們運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；而沒有KDEL序列的蛋白質(zhì)則順著高爾基體繼續(xù)運輸本文檔共159頁；當前第133頁；編輯于星期三\10點25分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白從內(nèi)側(cè)高爾基體運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的機制本文檔共159頁；當前第134頁；編輯于星期三\10點25分3.蛋白質(zhì)的共價修飾

（1）氨基酸殘基的修飾（2）蛋白質(zhì)與膜中脂類共價結(jié)合（3）肽鏈中L氨基酸的D構(gòu)型化本文檔共159頁；當前第135頁；編輯于星期三\10點25分（1）氨基酸殘基的修飾

細胞內(nèi)幾乎所有的蛋白質(zhì)在核糖體合成后都要經(jīng)過共價修飾蛋白質(zhì)的共價修飾發(fā)生在肽鏈Nterminus、Cterminus或內(nèi)部殘基側(cè)鏈的活性基團上蛋白質(zhì)的這種修飾作用能改變其活性、壽命及細胞內(nèi)定位本文檔共159頁；當前第136頁；編輯于星期三\10點25分①氨基的甲基化和乙?；?/p>

蛋白質(zhì)中氨基甲基化的例子不多，已知有肌動蛋白中His殘基N3位的甲基化，組蛋白中Lys殘基的ε氨基甲基化，細胞色素c、鈣調(diào)蛋白（calmodulin,CaM）的甲基化等。Lys殘基甲基化可消除正電荷蛋白質(zhì)乙?；制毡椋烙嬻w內(nèi)80%的蛋白質(zhì)有末端氨基的乙?；鞍踪|(zhì)乙?；苎娱L蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)存在的時間，而組蛋白的乙?；c染色質(zhì)活化、染色質(zhì)復(fù)制與組裝、細胞分化和細胞癌變等有關(guān)本文檔共159頁；當前第137頁；編輯于星期三\10點25分②羧基末端的酰胺化蛋白質(zhì)羧基端酰胺化能保護蛋白質(zhì)免受羧肽酶降解Cterminus是Gly的蛋白質(zhì)常被酰胺化。分兩步進行：先是Gly羥基化，然后脫去一分子乙醛酸并產(chǎn)生新的酰胺化Cterminus

蛋白質(zhì)—CO-NH-CH2-COOH蛋白質(zhì)—CO-NH-CH(OH)-COOH蛋白質(zhì)—CONH2+CHOCOOH肽鏈Nterminus的Glu殘基可通過氨基與γ羧基脫水形成吡咯酮羧酸（PCA），以消除Nterminus氨基本文檔共159頁；當前第138頁；編輯于星期三\10點25分③磷酸化蛋白質(zhì)磷酸化是由蛋白激酶催化ATP中的磷酸基團轉(zhuǎn)移到氨基酸殘基的功能基團上。常見的磷酸化修飾基團是Ser、Thr和Tyr羥基蛋白激酶可分為三類：

絲/蘇氨酸蛋白激酶，如PKA、PKC、癌基因產(chǎn)物Raf等Tyr蛋白激酶（TPK），如生長因子受體、胰島素受體、Src蛋白等雙功能蛋白激酶，如絲裂原激活的蛋白激酶激酶（MAKPKK）本文檔共159頁；當前第139頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)磷酸化修飾及其對生理過程調(diào)控作用的特點可逆性。蛋白質(zhì)磷酸化后可被磷酸酶水解出去磷酸基團而恢復(fù)原狀，所以磷酸化既有活化又有抑制效應(yīng)快速高效。但若磷酸化涉及轉(zhuǎn)錄因子及基因表達則效應(yīng)產(chǎn)生較慢但較持久級聯(lián)式反應(yīng)。物質(zhì)代謝途徑和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中往往有一連串的蛋白質(zhì)磷酸化，構(gòu)成級聯(lián)反應(yīng)，從而產(chǎn)生放大效應(yīng)，同時各級反應(yīng)都有可調(diào)控性本文檔共159頁；當前第140頁；編輯于星期三\10點25分蛋白質(zhì)磷酸化修飾及其對生理過程調(diào)控作用的特點變構(gòu)效應(yīng)和易位。變構(gòu)效應(yīng)能調(diào)控酶的活性，而易位又使酶能到達底物分布的亞細胞區(qū)域發(fā)揮其催化作用廣泛存在與時空分布。蛋白質(zhì)磷酸化就整體而言廣泛存在于幾乎一切生命活動中，但就個別蛋白質(zhì)的磷酸化修飾有細胞周期特異性、發(fā)育階段特異性、組織特異性而呈現(xiàn)時空特異的分布。二者結(jié)合在一起對生命活動進行更精確更有效的調(diào)控本文檔共159頁；當前第141頁；編輯于星期三\10點25分④谷氨酸殘基的γ羧基化修飾修飾在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行，由依賴于維生素K的羧化酶在Glu殘基的γ碳原子上添加羧基，生成γ-羧基谷氨酸（Gla）Gla的γ碳原子有兩個羧基，能螯合鈣離子，在凝血過程中起重要作用本文檔共159頁；當前第142頁；編輯于星期三\10點25分⑤脯氨酸和賴氨酸殘基的羥基化與

蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子間的共價交聯(lián)Pro和Lys在羥化酶的作用下分別生成羥脯氨酸（Hyp）和羥賴氨酸（Hyl）Hyp和Hyl能通過醛醇縮合反應(yīng)、雪夫堿（Schiffbase）反應(yīng)等對蛋白質(zhì)進行分子內(nèi)和分子間的共價交聯(lián)羥化酶的活力依賴于維生素C5-羥賴氨酸3-羥脯氨酸5-羥脯氨酸本文檔共159頁；當前第143頁；編輯于星期三\10點25分⑥ADP核糖基化普遍存在于原核及真核細胞中，分為單ADP核糖基化和多聚ADP核糖基化哺乳動物細胞核外蛋白質(zhì)以單ADP核糖基化修飾為主。ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶催化將NAD+中的ADP核糖基轉(zhuǎn)移到Arg、Asn或白喉酰胺（diphthamide，一種修飾的His）殘基側(cè)鏈的氮原子上，兩者之間以N糖苷鍵相連多聚ADP核糖基化修飾主要發(fā)生在細胞核內(nèi)。ADP核糖基聚合酶（PARP）將NAD+中的ADP核糖基轉(zhuǎn)移到底物蛋白（可以是PARP本身）中某些Glu殘基側(cè)鏈的羧基，兩者以O(shè)糖苷鍵相連，然后在ADP核糖基上繼續(xù)添加ADP核糖基單位形成含有數(shù)百個ADP核糖基的側(cè)鏈，并可以有分枝。PARP與促進DNA損傷的修復(fù)有關(guān)本文檔共159頁；當前第144頁；編輯于星期三\10點25分（2）蛋白質(zhì)與膜中脂類共價結(jié)合一些膜周邊蛋白質(zhì)通過共價修飾與膜中脂類結(jié)合。這些蛋白質(zhì)定位于膜的方式有兩種：①蛋白質(zhì)與糖基磷脂酰肌醇（GPI）共價結(jié)合定位于膜②胞液中的可溶性蛋白質(zhì)通過脂肪?；虍愇煜┗c膜共價結(jié)合。這一類膜蛋白是在