《細(xì)胞生物學(xué)》教案-細(xì)胞6章蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸10

PAGE1《細(xì)胞生物學(xué)》教案 （第10次課2學(xué)時(shí)）第六章蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸（ProteinSortingandMembranetrafficking）[教學(xué)要求]2.1知識(shí)目標(biāo)1.熟練掌握核糖體與蛋白質(zhì)合成,信號(hào)假說；2.掌握三種包被膜泡的結(jié)構(gòu)與功能；3.供體膜與靶膜融合的機(jī)制。2.2能力目標(biāo)1.講解三位諾貝爾獲獎(jiǎng)科學(xué)家的研究成果；2.講解共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)和后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)的過程；2.3德育目標(biāo)1.在分析細(xì)胞運(yùn)輸途徑時(shí)，闡述細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)對(duì)于擴(kuò)大細(xì)胞膜表面積的重要意義，并引入擴(kuò)大內(nèi)需是確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定健康發(fā)展的根本之策這一思政內(nèi)涵；2.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的科研思維、科研精神。[教學(xué)重點(diǎn)]內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)溶酶體的發(fā)生及功能[教學(xué)難點(diǎn)]內(nèi)膜系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系[教學(xué)時(shí)數(shù)]2學(xué)時(shí)[主要內(nèi)容]6.1細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選6.2細(xì)胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸[參考資料]翟中和．細(xì)胞生物學(xué)，第五版．北京：高等教育出版社，2020．[教學(xué)內(nèi)容]2013年10月7日，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭曉，該獎(jiǎng)授予了發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞囊泡運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制的三位科學(xué)家，分別是美國(guó)耶魯大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)系主任詹姆斯?羅斯曼(JamesE.Rothman)、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校分子與細(xì)胞生物學(xué)系教授蘭迪?謝克曼(RandyW.Schekman)以及美國(guó)斯坦福大學(xué)分子與細(xì)胞生理學(xué)教授托馬斯?聚德霍夫(ThomasC.Südhof)。包被囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡儲(chǔ)存囊泡分泌囊泡無包被囊泡（囊泡膜上的膜蛋白和脂類等，參與細(xì)胞的組成與特定的細(xì)胞功能）（囊泡所包裹的內(nèi)含物，如神經(jīng)遞質(zhì)、激素、各種酶和細(xì)胞因子等，可參與蛋白質(zhì)或脂類的降解或剪切功能等，或者分泌到細(xì)胞外，調(diào)節(jié)自身或其他細(xì)胞的功能）動(dòng)力（動(dòng)力蛋白質(zhì)）車輛（運(yùn)輸復(fù)合體）貨物（囊泡上的分子）行駛路線（微管）交通控制（調(diào)節(jié)分子）細(xì)胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸系統(tǒng)，就好比一個(gè)城市的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，各種具有動(dòng)力(即動(dòng)力蛋白)的不同車輛(即運(yùn)輸復(fù)合體)裝載著所運(yùn)輸?shù)牟煌浳?即囊泡上的貨物分子)，按照指定的行駛路線(即微管)抵達(dá)目的地后，完成貨物的卸載。一個(gè)城市的良好交通運(yùn)輸狀況，需要精細(xì)的交通控制(即調(diào)節(jié)分子)。如果控制得不好，某些地方就會(huì)出現(xiàn)交通擁堵，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)城市的交通都會(huì)癱瘓。當(dāng)類似情況出現(xiàn)在我們的細(xì)胞內(nèi)時(shí)，這些細(xì)胞就無法實(shí)現(xiàn)正常功能，甚至?xí)蚨劳觥?013諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)簡(jiǎn)單圖解生物膜構(gòu)成了細(xì)胞及細(xì)胞器之間的天然屏障，使得一些重要的生命活動(dòng)能在相對(duì)獨(dú)立的空間內(nèi)進(jìn)行，由此產(chǎn)生了細(xì)胞之間、細(xì)胞器之間的物質(zhì)、能量和信息交換的過程。細(xì)胞內(nèi)的膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸(如蛋白質(zhì)、脂類)，主要是通過囊泡完成的。囊泡是由單層膜所包裹的膜性結(jié)構(gòu)，從幾十納米到數(shù)百納米不等，主要司職細(xì)胞內(nèi)不同膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸，稱之為囊泡運(yùn)輸。細(xì)胞內(nèi)的囊泡有很多種，按結(jié)構(gòu)特征，可以分為包被囊泡和無包被囊泡兩類；按生理功能，可分為轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡、儲(chǔ)存囊泡、分泌囊泡等。通過囊泡運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類，一類是囊泡膜上的膜蛋白和脂類等，參與細(xì)胞器的組成與特定的細(xì)胞功能(如細(xì)胞代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等)；另一類是囊泡所包裹的內(nèi)含物，如神經(jīng)遞質(zhì)、激素、各種酶和細(xì)胞因子等，這些物質(zhì)可參與蛋白質(zhì)或脂類的降解或剪切功能等，或者分泌到細(xì)胞外，調(diào)節(jié)自身或其它細(xì)胞的功能。早在上世紀(jì)的1970年代，蘭迪?謝克曼（RandySchekman）便被細(xì)胞如何調(diào)節(jié)其內(nèi)部輸運(yùn)機(jī)制深深吸引并投身此項(xiàng)研究，并試圖利用酵母菌作為模型樣本來研究其背后的基因機(jī)制。在基因篩選中，他找到一些顯示出輸運(yùn)機(jī)制缺陷的酵母菌細(xì)胞，其表現(xiàn)就像是一個(gè)缺乏指揮協(xié)調(diào)而一片混亂的公共交通系統(tǒng)，其內(nèi)部囊泡堆積在細(xì)胞內(nèi)的部分區(qū)域。他發(fā)現(xiàn)造成這種囊泡發(fā)生“交通堵塞”的原因是基因?qū)用娴模?jù)此順藤摸瓜找到了其背后的基因機(jī)制。他找到了3組不同的基因?qū)@一細(xì)胞運(yùn)輸機(jī)制產(chǎn)生作用，從而改變并大大加深了我們對(duì)細(xì)胞如何規(guī)范其內(nèi)部輸運(yùn)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。詹姆斯?羅斯曼（JamesRothman）同樣對(duì)細(xì)胞輸運(yùn)機(jī)制感到好奇。在上世界80~90年代期間，Rothman正開展對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞囊泡輸運(yùn)機(jī)制的研究，他發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)可以讓囊泡實(shí)現(xiàn)與其目標(biāo)細(xì)胞膜的對(duì)接和融合。在融合過程中，囊泡上的蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)相互托馬斯?聚德霍夫（ThomasSüdhof）對(duì)大腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞是如何相互之間進(jìn)行溝通感興趣。這種傳遞信息的物質(zhì)被稱為神經(jīng)傳遞素，這種特殊分子正是由囊泡負(fù)責(zé)運(yùn)輸至神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜上并借助融合機(jī)制向外釋放的。這正是Rothman和Schekman所發(fā)現(xiàn)的機(jī)制。然而這些囊泡只有在其所在的神經(jīng)細(xì)胞向其“鄰居”發(fā)送信號(hào)之后才會(huì)被允許釋放它們運(yùn)載的“貨物”。這種精確的時(shí)機(jī)把握究竟是如何實(shí)現(xiàn)的？科學(xué)家們此前便已經(jīng)知道鈣離子參與了這一過程，在上世紀(jì)90年代，Südhof便開始在神經(jīng)細(xì)胞中尋找對(duì)鈣離子敏感的蛋白質(zhì)。最終他識(shí)別出一種分子機(jī)制，其會(huì)對(duì)注入的鈣離子做出反應(yīng)，并控制鄰近的蛋白質(zhì)迅速讓囊泡與神經(jīng)細(xì)胞的外部細(xì)胞膜相結(jié)合。于是“拉鏈”打開了，信號(hào)物質(zhì)被釋放出去。Südhof的發(fā)現(xiàn)解釋了這種細(xì)胞傳輸?shù)臅r(shí)間精確性是如何實(shí)現(xiàn)的，以及囊泡中的物質(zhì)是如何實(shí)現(xiàn)受控地釋放。他們的工作揭示了細(xì)胞內(nèi)部和外部的輸運(yùn)體系是如何達(dá)成時(shí)間與位置上的精確性的。在細(xì)胞中，不管是酵母菌還是人類，不管高等生物還是低等生物，它們體內(nèi)的囊泡輸運(yùn)以及細(xì)胞膜融合機(jī)制都遵循相同的基本原理。這一體系對(duì)于一系列的生理過程而言都至關(guān)重要，從大腦信號(hào)的傳遞，到荷爾蒙的釋放，再到免疫細(xì)胞活素。但當(dāng)發(fā)生疾病時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的囊泡輸運(yùn)機(jī)制會(huì)出現(xiàn)問題，這當(dāng)中包括一些神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)疾病。離開這一堪稱完美的控制機(jī)制，細(xì)胞將陷于混亂。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選蛋白質(zhì)分選（proteinsorting）或蛋白質(zhì)尋靶（proteintargeting）依靠蛋白質(zhì)自身信號(hào)序列，從蛋白質(zhì)起始合成部位轉(zhuǎn)運(yùn)到其功能發(fā)揮部位的過程。蛋白質(zhì)分選不僅保證了蛋白質(zhì)的正確定位，也保證了蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性。（真核細(xì)胞中除線粒體和植物細(xì)胞葉綠體中能合成少量蛋白質(zhì)外，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都是由核基因編碼，起始合成均發(fā)生在游離核糖體上，然后或在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（游離核糖體）中完成翻譯過程，或在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合核糖體上完成合成。然而，蛋白質(zhì)發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位幾乎遍布細(xì)胞的各種區(qū)間或組分。因此必然存在不同的機(jī)制以確保蛋白質(zhì)分選，轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的特定部位，也只有蛋白質(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，才能參與實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的各種生命活動(dòng)）（合成的位點(diǎn)在核糖體，合成的蛋白起作用的位點(diǎn)在細(xì)胞的各個(gè)部位；即蛋白質(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，才能參與細(xì)胞的各種生命活動(dòng)，這一過程稱蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)運(yùn)或蛋白質(zhì)分選）信號(hào)假說與蛋白質(zhì)分選信號(hào)20世紀(jì)60年代，喬治?帕拉德(GeorgePalade)等發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分泌的蛋白需要先進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，再到高爾基體，然后分泌到胞外。這個(gè)細(xì)胞分泌途徑的重大發(fā)現(xiàn)，使他獲得了1974年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1972年Milstein和他同事用分離純化的核糖體在無細(xì)胞體系中用編碼免疫球蛋白輕鏈的mRNA指導(dǎo)合成多肽，發(fā)現(xiàn)合成的多肽比分泌到細(xì)胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽鏈，推測(cè)這段肽鏈具有信號(hào)作用。Blobel、Dobberstein和Walter在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上用分離的微粒體和無細(xì)胞體系進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了信號(hào)序列的存在及其作用。（1971，G.BlobelandD.Sabatini（研究抗體生成時(shí)發(fā)現(xiàn)的，血液中流動(dòng)的抗體跟細(xì)胞中合成的抗體，在無細(xì)胞系統(tǒng)中合成，合成的抗體的長(zhǎng)短及分子量都不一樣，成熟的抗體發(fā)現(xiàn)少了一段，就認(rèn)為N末端少了的一段有信號(hào)的功能；）1975年甘特爾?布洛貝爾(GunterBlobel)提出信號(hào)假說，認(rèn)為蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。信號(hào)假說（signalhypothesis）：①分泌蛋白N端序列作為信號(hào)肽，指導(dǎo)分泌性蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成②在信號(hào)肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊通過移位子（translocon）蛋白復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前切除信號(hào)肽。信號(hào)序列在分泌蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用Milsteinetal:StudyingthesynthesisoflightchainofIgC(incell-freesystems,20AalongeratN-terminalendthantheauthenticlightchain)(在無細(xì)胞系統(tǒng)中，邊合成邊轉(zhuǎn)運(yùn)，得到的蛋白質(zhì)無信號(hào)肽；如果在游離核糖體上先不加微粒體不加SRP，則最后帶有信號(hào)肽；)指導(dǎo)分泌性蛋白在rER上合成的決定因素蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽（signalpeptide）信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP）信號(hào)識(shí)別顆粒的受體（又稱停泊蛋白，dockingprotein，DP）信號(hào)肽（signalpeptide）：信號(hào)肽位于蛋白質(zhì)的N端，一般由16~26個(gè)氨基酸殘基組成，其中包括信號(hào)肽疏水核心區(qū)、N端和C端等3部分；由于信號(hào)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);特點(diǎn)：無特異性作用：通過與SRP的識(shí)別和結(jié)合，引導(dǎo)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合；通過信號(hào)序列的疏水性，引導(dǎo)新生肽跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)序列信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP）：信號(hào)識(shí)別顆粒是由6種不同蛋白質(zhì)和一個(gè)7S小RNA分子構(gòu)成的RNP(核糖核蛋白)顆粒。（SRP含有2種結(jié)構(gòu)域，即信號(hào)肽識(shí)別結(jié)構(gòu)域和核糖體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，其中信號(hào)肽識(shí)別結(jié)構(gòu)域中的p54蛋白是一種包含成簇Met殘基的GTP酶，Met側(cè)鏈與信號(hào)肽的疏水核心結(jié)合；當(dāng)SRP與信號(hào)肽結(jié)合后，核糖體結(jié)合結(jié)構(gòu)域中的p9和p14蛋白復(fù)合體阻斷新生肽鏈的翻譯。SRP通常存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，等待信號(hào)肽從多核糖體上延伸暴露出來，SRP既可與新生信號(hào)肽序列和核糖體大亞基結(jié)合，又可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上SRP受體結(jié)合，指導(dǎo)新生多肽及核糖體和mRNA附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中必須有一個(gè)識(shí)別信號(hào)肽的SRP顆粒，一旦與信號(hào)結(jié)合則蛋白合成叫停；SRP是由6種不同的多肽構(gòu)成的復(fù)合物，另外有300個(gè)核苷酸組成的RNA與這個(gè)復(fù)合物結(jié)合，因此SRP是一個(gè)核糖核蛋白顆粒；這個(gè)結(jié)構(gòu)涉及到至少3部分結(jié)構(gòu)域，一個(gè)是與核糖體相互作用的結(jié)構(gòu)域，第二個(gè)是要有識(shí)別叫停蛋白信號(hào)肽的結(jié)構(gòu)域，第三個(gè)是與受體蛋白相互作用識(shí)別的結(jié)構(gòu)域）信號(hào)識(shí)別顆粒的受體（又稱停泊蛋白，dockingprotein，DP）：DP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的整合蛋白，由α和β亞基組成，可特異地與SRP結(jié)合。α亞基可結(jié)合GTP。信號(hào)肽酶（signalpeptidase）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面上蛋白水解酶，負(fù)責(zé)切除并快速降解新生多肽的N端信號(hào)肽序列。（在相應(yīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有相應(yīng)SRP的受體（GTPbindingprotein），可以將核糖體帶入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，構(gòu)成所謂功能性結(jié)合的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（cotranslationaltranslocation）：分泌蛋白向rER腔內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)是同蛋白質(zhì)翻譯過程偶聯(lián)進(jìn)行的，這種蛋白在信號(hào)肽引導(dǎo)下邊翻譯邊跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程稱為共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)。分泌性蛋白的合成與跨越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)圖解膜蛋白的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理膜蛋白的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)涉及幾個(gè)問題：（1）靠疏水區(qū)滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上；（2）單次跨膜和多次跨膜；（3）跨膜段的定向開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）：位于新生肽鏈N端的信號(hào)序列（信號(hào)肽）（最終不保留），既可被SRP識(shí)別，又可引導(dǎo)新生肽鏈開始穿膜轉(zhuǎn)移。內(nèi)部信號(hào)錨定序列（internalsignal-anchorsequence,SA）：位于新生肽鏈內(nèi)部的疏水序列，既是信號(hào)序列，又是肽鏈跨膜錨定在脂雙層中的序列。內(nèi)部停止轉(zhuǎn)移錨定序列（internalstop-transferanchorsequence,STA）：位于新生肽鏈內(nèi)部的疏水序列，既是肽段終止轉(zhuǎn)移，又是肽鏈跨膜錨定在脂雙層中的序列。多次跨膜蛋白：含有多個(gè)SA和多個(gè)STA的肽鏈將成為多次跨膜蛋白?？鐑?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜肽段的取向：一般而言，帶正電荷氨基酸殘基多的一側(cè)，朝向細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)（外側(cè)）。（肽鏈上的一段與內(nèi)質(zhì)特殊AA序列，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜具有很強(qiáng)的親合力而結(jié)合在脂雙層之中，能阻止肽鏈續(xù)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，使其成為跨膜蛋白質(zhì)）（跨膜的方向性是由信號(hào)肽兩側(cè)氨基酸所帶電荷的性質(zhì)決定的）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜整合蛋白的拓?fù)鋵W(xué)類型STA：內(nèi)部停止轉(zhuǎn)移錨定序列SA：內(nèi)部信號(hào)錨定序列（STA:其信號(hào)肽在N端，有一個(gè)STA，一旦停止轉(zhuǎn)移序列進(jìn)入移位子，并與其位點(diǎn)相互作用，移位子鈍化，停止轉(zhuǎn)移過程。信號(hào)肽釋放，STA留在膜中稱為單次的a螺旋跨膜片段，N端在膜的腔內(nèi)側(cè)，C端在基質(zhì)側(cè)。SA：既是開始轉(zhuǎn)移序列，又作為停止轉(zhuǎn)移序列，保留在脂雙層中成為單次跨膜的a螺旋；SA前后所帶電荷決定其插入的方向。具有較多正電荷氨基酸的一端朝向細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(基本規(guī)律：新生肽鏈在膜蛋白通道里面，一般帶正電荷的一側(cè)是面向細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)；這個(gè)也是跨膜蛋白跨膜的拓?fù)鋵W(xué)特征；）線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的蛋白質(zhì)的信號(hào)序列特稱為導(dǎo)肽（leaderpeptide），其基本的特征是蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的游離核糖體上合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞器中，因此稱這種翻譯后再轉(zhuǎn)運(yùn)的方式為后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translationaltranslocation）。這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式在蛋白質(zhì)跨膜過程中不僅需要消耗ATP使多肽去折疊，而且還需要跨膜后由分子伴侶幫助蛋白質(zhì)再正確折疊形成有功能的蛋白。繼信號(hào)假說提出與確證后，人們又發(fā)現(xiàn)一系列蛋白質(zhì)分選信號(hào)序列，統(tǒng)稱信號(hào)序列（signalsequence），而且有些信號(hào)序列還可形成三維結(jié)構(gòu)的信號(hào)斑（signalpatch），指導(dǎo)蛋白的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)和定位。分選信號(hào)：一個(gè)是向細(xì)胞核的輸入（賴氨酸），要有核定位信號(hào)；二是核輸出信號(hào)（苯丙氨酸，賴氨酸）；三是線粒體里轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的輸入信號(hào)（精氨酸，賴氨酸）；四是向質(zhì)體里輸入的信號(hào)（以絲氨酸為主）；五是向過氧化物酶體輸入的信號(hào)（三肽序列：絲氨酸，賴氨酸，亮氨酸）；六是輸入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)里的信號(hào)（構(gòu)成信號(hào)肽）；六是從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留的信號(hào)（四肽序列）信號(hào)肽與信號(hào)斑（信號(hào)斑存在于完成折疊的蛋白質(zhì)當(dāng)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰）蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)的基本途徑與類型途徑：共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)類型：跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸選擇性門控轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)核基因編碼的蛋白質(zhì)的分選大體可分2條途徑：（1）共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（cotranslationaltranslocation）途徑：在游離核糖體上起始合成由信號(hào)肽和與之結(jié)合的SRP引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)運(yùn)→糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或定位在ER膜上→經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)到高爾基體加工包裝→分選至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外。（2）后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translationaltranslocation）途徑在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成以后→細(xì)胞核、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體，或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和骨架蛋白。（共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（cotranslationaltranslocation）途徑：即蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后，由信號(hào)肽和與之結(jié)合的SRP引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或定位在ER膜上，經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)到高爾基體加工包裝再分選至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外。這種蛋白在信號(hào)肽引導(dǎo)下邊翻譯邊跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程稱為共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)。注意：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體本身的蛋白質(zhì)分選也按此途徑來完成。后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translationaltranslocation）途徑：即蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成以后，再轉(zhuǎn)移到膜圍繞的細(xì)胞器，如細(xì)胞核、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體，或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和骨架蛋白。酵母中有些分泌蛋白由結(jié)合ATP的分子Bip蛋白（Bip-ATP）與膜整合蛋白Sec63復(fù)合物相互作用，水解ATP提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，即分泌蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成后，再轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。）（在真核細(xì)胞里，邊合成邊延伸，邊進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的轉(zhuǎn)運(yùn)，叫共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)；共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)涉及到的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)當(dāng)中一種信號(hào)識(shí)別蛋白，SRP；在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有一個(gè)SRP的受體，合成的蛋白上有信號(hào)序列，膜上有通道蛋白transpoter(轉(zhuǎn)運(yùn)子蛋白)；發(fā)現(xiàn)這種方式在古細(xì)菌和真細(xì)菌也如此）（翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)：真核細(xì)胞涉及到的結(jié)構(gòu)是一個(gè)sec62,63,71,72四種蛋白形成的復(fù)合物，幫助合成的蛋白跨膜，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)涉及到一個(gè)分子伴侶Bip，幫助蛋白重新折疊;主要在真核細(xì)胞里）（還有一種翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生在細(xì)菌里，是靠ATP酶secA，在膜上通過水解ATP提供能量，幫助蛋白進(jìn)入細(xì)胞外的空間）左：共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)右：后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（蛋白質(zhì)合成都是在核糖體上進(jìn)行，例如共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)和后翻譯起始位點(diǎn)都發(fā)生在游離核糖體上，然后看其有無信號(hào)，如果有分選信號(hào)則N末端的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號(hào)引導(dǎo)核糖體進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，如果沒有分選信號(hào)則在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)完成蛋白質(zhì)合成；）根據(jù)蛋白質(zhì)分選的機(jī)制或轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同，又可將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分為4類：（1）跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（transmembranetransport）：進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等（2）膜泡運(yùn)輸（vesiculartransport）：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體→細(xì)胞的不同部位。（3）選擇性門控轉(zhuǎn)運(yùn)（gatedtransport）：進(jìn)入細(xì)胞核（核孔復(fù)合體）（雙向）（4）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：與細(xì)胞骨架系統(tǒng)密切相關(guān)，其它不明。（合成的位點(diǎn)在核糖體，合成的蛋白起作用的位點(diǎn)在細(xì)胞的各個(gè)部位；即蛋白質(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，才能參與細(xì)胞