蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸任麗

蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸任麗第八章內(nèi)容概要細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選(ProteinSorting)細(xì)胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸(VesicularTransporting)第2頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選

(ProteinSorting)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡(jiǎn)介信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選第3頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.1細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡(jiǎn)介蛋白質(zhì)分選(ProteinSorting)：細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類極多，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)。這一過(guò)程稱為蛋白質(zhì)分選，或蛋白質(zhì)尋靶

(proteintargeting)。

發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位各異導(dǎo)致細(xì)胞存在多種蛋白質(zhì)分選機(jī)制

蛋白質(zhì)分選與組裝是涉及多種信號(hào)調(diào)控的復(fù)雜而重要的細(xì)胞生物學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題第4頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)假說(shuō)(Signalhypothesis)1975年，GünterBlobel和其同事DavidSabatini推測(cè)分泌蛋白可能攜帶N端短信號(hào)序列，一旦該序列從核糖體翻譯合成，組合因子和蛋白結(jié)合，指導(dǎo)其轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，后續(xù)翻譯過(guò)程將在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上進(jìn)行。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine

1999wasawardedtoGünterBlobel

"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell".第5頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信號(hào)肽為例，顯示出兩者信號(hào)肽一級(jí)序列由疏水核心、C端和N端3個(gè)區(qū)域構(gòu)成。信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)序列第6頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽

(signalpeptide)

信號(hào)識(shí)別顆粒

(signalrecognitionparticle,SRP)——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

信號(hào)識(shí)別顆粒受體(停泊蛋白，dockingprotein,DP)——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜指導(dǎo)分泌性蛋白質(zhì)在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素：第7頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)在非細(xì)胞系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程與SRP、DP和微粒體的關(guān)系共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)(cotranslationaltranslocation)：應(yīng)用體外非細(xì)胞系統(tǒng)進(jìn)行蛋白質(zhì)合成實(shí)驗(yàn)，證實(shí)分泌性蛋白向rER(微粒體)腔內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)是同蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程偶聯(lián)進(jìn)行的，分泌蛋白在信號(hào)肽引導(dǎo)下邊翻譯邊跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。第8頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)分泌性蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程圖示信號(hào)肽、SRP、DP及移位子之間的相互作用第9頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜整合蛋白的拓?fù)鋵W(xué)類型開始轉(zhuǎn)移序列、停止轉(zhuǎn)移錨定序列(STA)、內(nèi)在信號(hào)錨定序列(SA)第10頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.3蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)的基本途徑與類型核基因編碼的蛋白質(zhì)的分選后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分類(根據(jù)蛋白質(zhì)分選的不同轉(zhuǎn)運(yùn)方式)蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸選擇性的門控轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)第11頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.3蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)的基本途徑與類型真核細(xì)胞蛋白質(zhì)分選的主要途徑與類型第12頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)指導(dǎo)蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞器的靶向序列的主要特征第13頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.4蛋白質(zhì)線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑核基因編碼的線粒體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)第14頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.4蛋白質(zhì)線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選后翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑葉綠體蛋白從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)注入到類囊體腔第15頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.4蛋白質(zhì)線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選PTS1指導(dǎo)的過(guò)氧化物酶體基質(zhì)蛋白的輸入第16頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選

要點(diǎn)回顧細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡(jiǎn)介信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運(yùn)的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選第17頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸

(VesicularTransporting)膜泡運(yùn)輸概觀COPⅡ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸COPⅠ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡的裝配與運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡與靶膜的錨定和融合第18頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1膜泡運(yùn)輸概觀蛋白質(zhì)的分泌與胞吞途徑蛋白質(zhì)通過(guò)共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑跨膜運(yùn)輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽，形成高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)高爾基體膜從順面至反面的成熟遞進(jìn)逆向運(yùn)輸組成型分泌調(diào)節(jié)型分泌分選到溶酶體胞吞途徑第19頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1膜泡運(yùn)輸概觀蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中涉及的三種包被膜泡COPII(coatproteinII)包被膜泡COPI(coatproteinI)包被膜泡網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡第20頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1膜泡運(yùn)輸概觀在細(xì)胞合成-分泌與內(nèi)吞途徑中3種不同的主要膜泡運(yùn)輸方式COPⅡ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸COPⅠ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡的裝配與運(yùn)輸?shù)?1頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2COPⅡ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸Sar1蛋白在COPⅡ包被膜泡裝配與去裝配中作用模型第22頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2COPⅡ包被膜泡的裝配與運(yùn)輸已知的指導(dǎo)蛋白質(zhì)包裝到特異性轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡的分選信號(hào)第23頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.3COPI包被膜泡的裝配與運(yùn)輸不同類型的膜泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)第24頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.4網(wǎng)格蛋白/接頭