第五節(jié) 蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運課件

第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運本節(jié)內(nèi)容：一、蛋白質(zhì)合成后的細胞定位；二、蛋白質(zhì)合成后的轉(zhuǎn)運；三、蛋白質(zhì)合成后的加工及修飾；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運一、蛋白質(zhì)合成后的細胞定位：1、蛋白質(zhì)是在細胞中游離的核糖體上或者是在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的。2、蛋白質(zhì)合成后需要運轉(zhuǎn)到特定的位點起作用：（1）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白、高爾基體駐留蛋白質(zhì)、溶酶體蛋白質(zhì)、分泌蛋白質(zhì)、膜蛋白等這些蛋白是由位于糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的。然后進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中蛋白質(zhì)經(jīng)過高爾基體，然后成為溶酶體蛋白或成為分泌蛋白。進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的蛋白質(zhì)經(jīng)過膜泡運輸而成為各種內(nèi)膜蛋白和細胞膜蛋白。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、對于線粒體、葉綠體來說雖然可以合成一些蛋白質(zhì)，但大部分蛋白質(zhì)是由核基因編碼的，并且是由位于胞質(zhì)中的游離核糖體合成的。這些蛋白質(zhì)合成后的定位機制是什么？（3）、對于細胞核中的蛋白質(zhì)來說，它們也是由游離核糖體合成，然后輸入到細胞核中的。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、蛋白質(zhì)細胞分選的機制－信號假說：（1）、假說的發(fā)現(xiàn)：

C.Milstein（1972）發(fā)現(xiàn)從骨髓瘤細胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到細胞外的N端多出一段。

G.Blobel和D.Sabatini等根據(jù)進一步的實驗，提出了信號假說（Signalhypothesis）：認為蛋白質(zhì)上存在信號肽，指導蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。

Blobel因此項發(fā)現(xiàn)獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、蛋白質(zhì)定位的信號：A、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，可以指導新合成的蛋白質(zhì)發(fā)生定向轉(zhuǎn)移。有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號肽酶（signalpeptidase）切除.信號序列第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、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。信號斑第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運功能信號序列輸入細胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-輸出細胞核-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-輸入線粒體+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-輸入過氧化物酶體-Ser-Lys-Leu-COO-（3）、一些典型的定位信號

輸入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Lys-Asp-Glu-Leu-COO-（KDEL）第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運二、蛋白質(zhì)合成后的轉(zhuǎn)運：（一）、轉(zhuǎn)運的方式；（二）、進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)；（三）、進入葉綠體中、線粒體、細胞核中的蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)；（四）、進入到高爾基體、溶酶體、及細胞外蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)－膜泡運輸。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（一）、蛋白質(zhì)運輸?shù)耐緩?/p>

蛋白質(zhì)的分選運輸途徑主要有三類：

1、門控運輸（gatedtransport）：如核孔可以選擇性的主動運輸大分子物質(zhì)和RNP復合體。

2、跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進入目的地。如細胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號序列的引導下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子進入線粒體或葉綠體中。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、膜泡運輸（vesiculartransport）：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運輸小泡，定向轉(zhuǎn)運到靶細胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種運輸方式。這幾種運輸機制都涉及信號序列的引導和靶細胞器上受體蛋白的識別。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（二）、進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)：1、進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)的分子基礎(chǔ)；2、蛋白質(zhì)進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的過程；3、蛋白質(zhì)進入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的過程。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運1、分子基礎(chǔ)

①信號肽（signalpeptide），是引導新合成肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一段多肽，位于新合成肽鏈的N端，一般16~30個氨基酸殘基。由于信號肽又是引導肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）。蛋白質(zhì)信號序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg．．．Pre-IgGlightchainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly-Thr-Arg-Cys↓Asp．．．PrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu-Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys．．．蛋白質(zhì)信號序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg．．．Pre-IgGlightchainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly-Thr-Arg-Cys↓Asp．．．PrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu-Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys．．．蛋白質(zhì)信號序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg．．．Pre-IgGlightchainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly-Thr-Arg-Cys↓Asp．．．PrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu-Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys．．．第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運②信號識別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP），由幾種結(jié)構(gòu)不同的多肽組成，結(jié)合一個7SRNA，屬于一種核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP與信號序列結(jié)合，導致蛋白質(zhì)合成暫停。Thesignal-recognitionparticle(SRP)第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運

③轉(zhuǎn)移通道：存在與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的跨膜通道。④。SRP受體（SPRreceptor），是膜的整合蛋白，為異二聚體蛋白，存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，可與SRP特異結(jié)合。⑤停止轉(zhuǎn)移序列（stoptransfersequence），肽鏈上的一段特殊序列，與轉(zhuǎn)移通道蛋白親合力很高，能阻止肽鏈繼續(xù)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移通道第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上蛋白質(zhì)進入ER腔的過程a、游離核糖體先與mRNA分子結(jié)合，翻譯信號肽序列。b.信號肽與SRP結(jié)合形成SRP核糖體復合物。導致翻譯的暫停。c.SRP核糖體復合物與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的SRP受體結(jié)合，并促進核糖體大亞基與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合。d.SRP與核糖體分離，循環(huán)使用。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運e、轉(zhuǎn)移通道的開啟與關(guān)閉膜上存在一個直徑1.5nm的孔道，平時由Bip蛋白封閉。當新生肽鏈達70個氨基酸左右的長度時，轉(zhuǎn)移通道開啟，信號肽結(jié)合在通道上。合成蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜人腔，一旦合成結(jié)束，Bip蛋白又將孔道封閉轉(zhuǎn)移通道的開啟第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運f、蛋白質(zhì)進入ER腔信號肽的切除；信號肽移到脂雙層中，最終被降解；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜整合蛋白的定位機制(1)、對于單一跨膜片段的跨膜蛋白：肽鏈中存在第二個疏水片段－停止轉(zhuǎn)移序列；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運(2)、對于兩個跨膜片段的膜蛋白：

起始轉(zhuǎn)移序列存在于肽鏈的內(nèi)部，同時還存在著另一段停止轉(zhuǎn)移序列；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運(3)、對于具有多次跨膜片段的膜蛋白：存在多對起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移序列。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（三）、線粒體蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運（1）、轉(zhuǎn)位因子（translocator）：位于線粒體內(nèi)膜上或者是外膜上，由兩部分構(gòu)成，受體和蛋白質(zhì)通過的孔道。

受體蛋白：TOM復合體，TIM復合體，

OXA復合體；

孔道：GIP孔道。1、轉(zhuǎn)移的分子基礎(chǔ)主要包括轉(zhuǎn)位因子、信號肽。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（1）、TOM復合體

負責通過外膜，進入膜間隙。在酵母中TOM70負責轉(zhuǎn)運內(nèi)部具有信號序列的蛋白，TOM20負責轉(zhuǎn)運N端具有信號序列的蛋白，TOM復合體的通道被稱為GIP（generalimportpore）第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、TIM復合體TIM23負責將進入膜間隙的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到基質(zhì)，也可將某些蛋白質(zhì)安插在內(nèi)膜；TIM22負責將細胞質(zhì)合成的線粒體蛋白（主要是與線粒體代謝物轉(zhuǎn)運有關(guān)的蛋白質(zhì)），如ADP／ATP和磷酸的轉(zhuǎn)運蛋白插入內(nèi)膜；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（3）、OXA復合體負責將線粒體自身合成的蛋白質(zhì)插到內(nèi)膜上，同樣也可使經(jīng)由TOM／TIM復合體進入基質(zhì)的蛋白質(zhì)插入內(nèi)膜。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運2、前體蛋白信號序列

①多位于肽鏈的N端，由大約20個氨基酸構(gòu)成；此外有些信號序列位于蛋白質(zhì)內(nèi)部，完成轉(zhuǎn)運后不被切除，還有些信號序列位于前體蛋白C端。②信號肽經(jīng)常形成alpha螺旋，其中沒有帶負電荷的氨基酸，帶正電荷的氨基酸殘基和不帶電荷的疏水氨基酸殘基分別位于螺旋的兩側(cè)，認為這個螺旋與轉(zhuǎn)位因子的識別有關(guān)；③對所牽引的蛋白質(zhì)沒有特異性要求，非線粒體蛋白連接上此類信號序列，也會被轉(zhuǎn)運到線粒體。（1）、特點：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運前體蛋白信號序列特點第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、蛋白質(zhì)輸入線粒體的過程（1）、進入外膜的蛋白：具有N端信號序列，其后還有疏水性序列作為停止轉(zhuǎn)移序列，然后蛋白質(zhì)被TOM復合體安裝到外膜上，如線粒體的各類孔蛋白。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、進入線粒體基質(zhì)蛋白質(zhì)：可以先通過TOM復合體進入膜間隙，然后通過TIM復合體進入基質(zhì)。也可以通過線粒體內(nèi)、外膜間的接觸點，一步進入基質(zhì)，在接觸點上TOM與TIM協(xié)同作用完成蛋白質(zhì)向基質(zhì)的輸入。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（3）、進入線粒體內(nèi)膜和膜間隙的蛋白：①蛋白N端具有兩個信序列，首先被運送到基質(zhì)，然后N端信號肽被切除，暴露出導向內(nèi)膜的信號序列，在OXA的幫助下插入內(nèi)膜。如果第二段信號序列被內(nèi)膜外表面的異二聚體內(nèi)膜蛋白酶切除，則成為膜間隙蛋白。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運②N端信號序列的后面有停止轉(zhuǎn)移序列，能與TIM23復合體結(jié)合，當進入基質(zhì)的信號序列被切除后，脫離轉(zhuǎn)位因子復合體而進入內(nèi)膜，如果插入膜中的部分又被酶切除，側(cè)成為定位于膜間隙的蛋白。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運③線粒體內(nèi)膜上的多次跨膜蛋白，內(nèi)部包含多對開始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移序列，可被TIM復合體插到內(nèi)膜上。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（四）、葉綠體的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運

葉綠體蛋白的轉(zhuǎn)運機理與線粒體的相似。但轉(zhuǎn)位因子復合體是不同的。葉綠體外膜的轉(zhuǎn)位因子被稱為TOC復合體，內(nèi)膜的轉(zhuǎn)位因子被稱為TIC復合體。葉綠體前體蛋白的N端信號序列長度為20－150個氨基酸殘基。分為3個部分：N端缺乏帶正電荷的氨基酸，以及甘氨酸和脯氨酸；C端形成β折疊；中間富含羥基化的氨基酸，如絲氨酸和蘇氨酸。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（四）、葉綠體的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運

轉(zhuǎn)運到基質(zhì)的前體蛋白具有典型的N端序列。轉(zhuǎn)運到葉綠體內(nèi)膜和類囊體膜的前體蛋白含有兩個N端信號序列，第一個被切除后，暴露出第二個信號序列，將蛋白導向內(nèi)膜或類囊體膜。葉綠體的蛋白質(zhì)定向轉(zhuǎn)運第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（五）、進入到細胞核的蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)：1、核孔的結(jié)構(gòu)及作用；2、核質(zhì)蛋白上的入核信號；3、核質(zhì)蛋白入核的輔助蛋白；4、核質(zhì)蛋白輸入細胞核過程；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運1、核孔的結(jié)構(gòu)及作用（1）、結(jié)構(gòu)：核孔由至少50種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成，稱為核孔復合體（nuclearporecomplex，NPC）。一般哺乳動物細胞平均有3000個核孔。細胞核活動旺盛的細胞中核孔數(shù)目較多，反之較少。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運核孔是呈圓形或八角形。主要包括以下幾個部分：①胞質(zhì)環(huán)（cytoplasmicring），位于核孔復合體胞質(zhì)一側(cè)，環(huán)上有8條纖維伸向胞質(zhì)；②核質(zhì)環(huán)（nuclearring），位于核孔復合體核質(zhì)一側(cè)，上面伸出8條纖維，纖維端部與端環(huán)相連，構(gòu)成籠子狀的結(jié)構(gòu)；③轉(zhuǎn)運器（transporter），核孔中央的一個栓狀的中央顆粒；④輻（Spoke）：核孔邊緣伸向核孔中央的突出物。

第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運

1982年R.Laskey發(fā)現(xiàn)核內(nèi)含量豐富的核質(zhì)蛋白（nucleoplasmin）的C端有一個信號序列，可引導蛋白質(zhì)進入細胞核，稱作核定位信號（nuclearlocalizationsignal，NLS）。NLS由4-8個氨基酸組成，含有Pro、Lys和Arg。對其連接的蛋白質(zhì)無特殊要求，并且完成核輸入后不被切除。2、核質(zhì)蛋白上的入核信號：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、核質(zhì)蛋白入核的輔助蛋白（1）、Karyopherin：是一類與核孔選擇性運輸有關(guān)的蛋白家族，相當于受體蛋白。其中imporin負責將蛋白從細胞質(zhì)運進細胞核，exportin負責相反方向的運輸。（2）、Ran蛋白：調(diào)節(jié)貨物受體復合體的組裝和解體，在細胞核內(nèi)Ran-GTP的含量遠高于細胞質(zhì)。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運4、核質(zhì)蛋白輸入細胞核過程①蛋白與NLS受體，即imporinα/β二聚體結(jié)合；②貨物與受體的復合物與NPC胞質(zhì)環(huán)上的纖維結(jié)合；③纖維向核彎曲，轉(zhuǎn)運器構(gòu)象發(fā)生改變，貨物通過；④貨物受體復合體與Ran-GTP結(jié)合，復合體解散，釋放出貨物；⑤與Ran-GTP結(jié)合的imporinβ，輸出細胞核，在細胞質(zhì)中Ran結(jié)合的GTP水解，Ran-GDP返回細胞核重新轉(zhuǎn)換為Ran-GTP；⑥imporinα在核內(nèi)exportin的幫助下運回細胞質(zhì)。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運核質(zhì)蛋白輸入細胞核過程第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（六）、溶酶體蛋白質(zhì)、分泌蛋白質(zhì)及膜蛋白的轉(zhuǎn)運－膜泡運輸1、膜泡運輸?shù)奶攸c；2、衣被類型；3、衣被的形成；4、衣被的解體；5、膜泡運輸?shù)倪^程；6、蛋白質(zhì)的外排作用－分泌蛋白質(zhì)的運輸；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（1）、膜泡運輸是一種高度有組織的定向運輸;因為細胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標志蛋白。決定細胞器識別的膜泡的特異性。1、膜泡運輸?shù)奶攸c：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、大多數(shù)運輸小泡是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜（或高爾基體膜）的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。這種衣被在運輸小泡與靶細胞器的膜融合之前解體。衣被具有兩個主要作用：①選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡；②決定運輸小泡的外部特征，如：形狀和體積等。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（3）、胞內(nèi)膜泡運輸沿微管或微絲運行；動力來自馬達蛋白（motorproteins）；與膜泡運輸有關(guān)的馬達蛋白有3類：動力蛋白（dynein），可向微管負端移動；驅(qū)動蛋白（kinesin），可牽引物質(zhì)向微管的正端移動；肌球蛋白（myosin）,可向微絲的正極運動。

第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運2、衣被類型已知三類具有代表性的衣被蛋白，即：籠形蛋白（clathrin）、COPI和COPII，每個介導不同的運輸途徑第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（1）、籠形蛋白衣被小泡A、籠形蛋白衣被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導高爾基體到溶酶體，高爾基體到植物液泡的運輸；籠形蛋白衣被小泡的形態(tài)第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、籠形蛋白的結(jié)構(gòu)

籠形蛋白分子形成一個具有3個曲臂的形狀（triskelion）。許多籠形蛋白的曲臂部分交織在一起，形成一個籠子?；\形蛋白的結(jié)構(gòu)，A電鏡照片，B分子模型，C衣被模型第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運C、銜接蛋白（adaptin）銜接蛋白（adaptin）介于籠形蛋白與配體受體復合物之間，起連接作用?；\形衣被小泡的組成第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運D、動力素（dynamin）動力素（dynamin）聚集成一圈圍繞在芽的頸部，從而導致膜融合，掐斷衣被小泡。Clathrin衣被小泡的掐斷過程第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）COPI衣被小泡

負責轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸到高爾基體的蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。這種衣被蛋白復合體包含多達7種肽鏈。

COPI衣被小泡還可以介導高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運輸。COPI衣被小泡的形態(tài)A、作用：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、回收原理

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，在C端含有一段回收信號序列（KDEL）高爾基體cis面的膜上受體蛋白可以識別并結(jié)合逃逸蛋白，形成COPI衣被小泡將它們返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。KDEL序列第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（3）、COPⅡ衣被小泡

介導從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸作用：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運3、衣被的形成過程A、衣被召集GTP酶也叫G蛋白，起分子開關(guān)的作用，結(jié)合GDP的形式?jīng)]有活性，位于細胞質(zhì)中，結(jié)合GTP而活化，轉(zhuǎn)位至膜上，能與衣被蛋白結(jié)合，促進組裝。（1）、衣被召集GTP酶第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、衣被召集GTP酶

COPII衣被小泡的衣被召集GTP酶為Sar1蛋白，負責召集COPII衣被的形成。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運鳥苷酸交換因子（GEF）：GEF的作用是使衣被召集GTP酶釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein,GAP）。GAP的作用是激活衣被召集GTP酶的水解活性，使GTP水解，G蛋白失活。C、衣被召集GTP酶具有的調(diào)節(jié)蛋白第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、Sar1的工作過程

失活狀態(tài)：Sar1大量存在于細胞質(zhì)中，與GDP結(jié)合的處于失活狀態(tài)。

激活狀態(tài)：Sar1釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。激活的Sar1暴露出一條脂肪酸的尾巴，插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，然后開始召集衣被蛋白，以衣被蛋白為模型形成運輸小泡。COPII衣被小泡的組裝第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運4、COPII衣被的解體

衣被召集GTP酶對衣被的形成其動態(tài)調(diào)節(jié)作用：當多數(shù)衣被召集GTP酶處于結(jié)合GTP的狀態(tài)時，它催化衣被的形成；反之當多數(shù)衣被召集GTP酶在GAP作用下水解GTP為GDP時，它催化衣被的解體。因此衣被的形成過程是邊形成邊解體的動態(tài)過程。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運5、膜泡運輸?shù)倪^程：

衣被小泡沿著細胞內(nèi)的微管運輸?shù)桨屑毎?，馬達蛋白水解ATP提供運輸?shù)膭恿Α８黝愡\輸小泡之所以能夠被準確地和靶膜融合，是因為運輸小泡表面的標志蛋白能被靶膜上的受體識別；識別過程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是：

SNAREs（solubleNSFattachmentproteinreceptor）：其介導運輸小泡特異性停泊和融合到特定的細胞器上；

Rabs（targetingGTPase）：調(diào)節(jié)運輸小泡靠近靶膜。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（1）、SNAREs

SNAREs的作用是保證識別的特異性和介導運輸小泡與目標膜的融合，

SNAREs有兩類：位于運輸小泡上的叫作v-SNAREs，位于靶膜上的叫作t-SNAREs。t-和v-SNARE第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運A、v-SNAREs和t-SNAREs識別機理

都具有一個螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成SNAREs復合體（trans-SNAREscomplexes）。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、小泡的膜與靶膜的融合過程

通過跨SNAREs復合體將運輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實現(xiàn)運輸小泡特異性停泊和融合。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運C、SNAREs的分離

NSF（N-ethylmaleimide-sensitivefusionprotein,NSF，N-乙基順丁烯二酰亞胺—敏感融合蛋白）催化

SNAREs的分離，它是一種類似分子伴侶的ATP酶，能夠利用ATP作為能量通過插入幾個適配蛋白（adaptorprotein）將SNAREs復合體的螺旋纏繞分開。SNARE復合體的解離第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（2）、Rabs

Rab也叫targetingGTPase，屬于單體GTP酶，已知30余種。不同膜上具有不同的Rab，結(jié)合GDP失活，位于細胞質(zhì)中，結(jié)合GTP激活，位于細胞膜、內(nèi)膜和運輸小泡膜上，調(diào)節(jié)SNAREs復合體的形成，從而調(diào)節(jié)運輸小泡的停泊和融合。Rab的作用第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運6、蛋白質(zhì)的外排作用－分泌蛋白質(zhì)的運輸

外排作用：將細胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜運出細胞的過程?？煞譃椋航M成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）

組成型的外排途徑（constitutiveexocytosispathway）：所有真核細胞都有從高爾基體分泌囊泡向質(zhì)膜運輸?shù)倪^程，其作用在于更新膜蛋白、形成質(zhì)膜外周蛋白、細胞外基質(zhì)、或作為營養(yǎng)成分和信號分子。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運

調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）：分泌細胞產(chǎn)生的分泌物（如激素、或消化酶）儲存在分泌泡內(nèi)，當細胞在受到胞外信號刺激時，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。調(diào)節(jié)型的外排途徑存在于特化的分泌細胞。其蛋白分選信號存在于蛋白本身，由高爾基體特殊的受體選擇性地包裝為運輸小泡。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運總結(jié)：蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的細胞定位及定向輸送

多肽或蛋白質(zhì)合成后要送往細胞的各個部分，以行使各自的生物功能。

真核細胞質(zhì)核糖體合成的蛋白質(zhì)

胞漿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體細胞核細胞膜高爾基體溶酶體分泌到胞外

原核生物如E.Coli合成的蛋白質(zhì)胞漿、質(zhì)膜、外膜、質(zhì)膜與外膜之間的空隙。

第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運三、蛋白質(zhì)合成后的折疊及加工修飾：（一）、蛋白質(zhì)合成后的折疊；（二）、蛋白質(zhì)合成后的加工修飾；第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運（一）、蛋白質(zhì)合成后的折疊：1、一些蛋白質(zhì)能自發(fā)的獲得其成熟的構(gòu)型。這種能力稱為蛋白質(zhì)的自我裝配能力。將一種蛋白質(zhì)變性，根據(jù)它是否能復性為活性形式，可檢驗這種蛋白質(zhì)是否具有自發(fā)折疊的能力。這種能力被稱為自我裝配(Self-assemby)。

任何蛋白質(zhì)都需要高級的三維結(jié)構(gòu)才能具有生物活性。蛋白質(zhì)的折疊就是由蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)形成高級結(jié)構(gòu)的過程。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運2、另外一些蛋白質(zhì)不能進行自我裝配，它們形成正確的結(jié)構(gòu)需要分子伴侶(Chaperone)協(xié)助。（1）、定義：分子伴侶是一種能介導蛋白質(zhì)進行正確地折疊的蛋白質(zhì)。它能使蛋白質(zhì)獲得正確的構(gòu)型。（2）、分子伴侶的作用：A、對于在核糖體上延伸的蛋白質(zhì)，分子伴侶通過結(jié)合在靶蛋白質(zhì)裝配過程中暴露的反應(yīng)表面，并阻止這些反應(yīng)表面之間的相互作用產(chǎn)生不正確的構(gòu)型來完成的。

也就是說是通過防止蛋白質(zhì)錯誤折疊來幫助蛋白質(zhì)完成折疊的。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運B、對于折疊錯誤的蛋白質(zhì)：分子伴侶會識別錯誤折疊的蛋白質(zhì)，幫助其重新折疊成正確的構(gòu)型或介導其降解。C、對于跨膜蛋白質(zhì)：跨膜蛋白質(zhì)在進入膜之前需要保持未折疊狀態(tài)，其原因可能是由于成熟的蛋白質(zhì)對于進入通道來說太大，不易跨膜的緣故。分子伴侶會阻止跨膜蛋白質(zhì)形成不利于跨膜運輸?shù)臉?gòu)型；從而使蛋白質(zhì)順利通過膜。一旦蛋白質(zhì)跨過膜之后，就需要另外的分子伴侶協(xié)助其形成成熟的構(gòu)型。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運D、對于熱變性的蛋白質(zhì)：分子伴侶最初的發(fā)現(xiàn)是對于熱處理細胞的研究，發(fā)現(xiàn)熱處理會誘導細胞大量合成一些蛋白質(zhì)，稱為熱休克蛋白（Heatshockprotein，hsp）。后來發(fā)現(xiàn)它們中的一些有幫助熱變性的蛋白質(zhì)復性的作用，因此將這些熱休克蛋白稱為分子伴侶。分子伴侶能夠幫助熱變性的蛋白質(zhì)重新回復構(gòu)象或者介導其降解。其機理與分子伴侶幫助剛翻譯完成的多肽鏈折疊成正確的空間構(gòu)型相同。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運A、Hsp70系統(tǒng)包括Hsp70、Hsp40

和GrpE。作用對象：它們能作用于新合成的蛋白質(zhì)、跨膜運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)和在脅迫下變性的蛋白質(zhì)。B、Hsp60家族蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：

a、Hsp60包括Hsp60和Hsp10。（3）、常見的分子伴侶主要有Hsp70分子伴侶家族系統(tǒng)和Hsp60分子伴侶家族：第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運

b、Hsp60的結(jié)構(gòu)：

Hsp60

本身(在E.coli中稱為GroEL)形成具有14個亞基的結(jié)構(gòu)，以相反的方向互相堆疊成兩個七聚體環(huán)。這兩個環(huán)的頂部及底部的表面是完全相同的。中心的空洞貫穿這兩個環(huán)。Hsp60（GroEL）形成一個包含兩個環(huán)型結(jié)構(gòu)的寡聚體第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運c、Hsp10結(jié)構(gòu)：Hsp10(在E.coli為GroES)七聚體形成的隆起的鐘罩結(jié)構(gòu)，與雙環(huán)中的一個表面結(jié)合。這個隆起位于活性中心的上方，覆蓋HSP60形成的圓柱體的一個開口。第五節(jié)蛋白質(zhì)合成后的加工及轉(zhuǎn)運

HSP60在指導蛋白質(zhì)折疊的過程中起到了重要的作用，而HSP10起輔助HSP60活性的功能。

HSP60與底物的相互作用是以待折