蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸任麗

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

(ProteinSorting)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡介信號假說與蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選第3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天1.1細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡介蛋白質(zhì)分選(ProteinSorting)：細胞中蛋白質(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胞的各種區(qū)間或組分，因此必然存在不同的機制以確保蛋白質(zhì)分選，轉(zhuǎn)運至細胞的特定部位，也只有蛋白質(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)與功能的復合體，才能參與實現(xiàn)細胞的各種生命活動。這一過程稱為蛋白質(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致細胞存在多種蛋白質(zhì)分選機制

蛋白質(zhì)分選與組裝是涉及多種信號調(diào)控的復雜而重要的細胞生物學熱點問題第4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天1.2信號假說與蛋白質(zhì)分選信號信號假說(Signalhypothesis)1975年，GünterBlobel和其同事DavidSabatini推測分泌蛋白可能攜帶N端短信號序列，一旦該序列從核糖體翻譯合成，組合因子和蛋白結(jié)合，指導其轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，后續(xù)翻譯過程將在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上進行。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine

1999wasawardedtoGünterBlobel

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

(signalpeptide)

信號識別顆粒

(signalrecognitionparticle,SRP)——細胞質(zhì)基質(zhì)

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

要點回顧細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選簡介信號假說與蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運的基本途徑與類型蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細胞內(nèi)膜泡運輸

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