翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控

1、翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控,定義,從DNA到蛋白質(zhì)的過程叫基因表達(dá)，從RNA到蛋白質(zhì)的過程叫翻譯，翻譯完成后對蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)即為翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控。,翻譯后的調(diào)控包括,1.蛋白質(zhì)前體的加工 2.蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運 3.蛋白質(zhì)的降解 4.蛋白質(zhì)的折疊,一、蛋白質(zhì)前體的加工,新和成的多肽鏈大多沒有功能，必須經(jīng)過一系列的修飾與加工才能更利于其定位和表現(xiàn)功能。 修飾與加工過程包括以下幾類： 1、N端甲硫氨酸和信號肽的切除 2、二硫鍵的形成 3、多肽的修飾 4、亞基的聚合 5、新生肽鏈的剪切加工,（1）N端甲硫氨酸和信號肽的切除： 細(xì)菌蛋白質(zhì)氨基端的甲酰甲硫氨酸的甲酰基在脫甲?；傅淖饔孟滤?。另外，無論是真核還是

2、原核細(xì)胞，在蛋白質(zhì)合成完成前，N端的Met將被切除；而分泌蛋白的信號肽在穿膜后被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號肽酶所切除和水解。 （2）二硫鍵的形成： mRNA上沒有胱氨酸的密碼子，多肽鏈中的二硫鍵是在肽鏈合成后通過兩個半胱氨酸的巰基氧化而形成的，二硫鍵的形成對于許多酶和蛋白質(zhì)的活性是必須的。,（3）多肽的修飾： 指新合成多肽的氨基酸側(cè)鏈被磷酸化，糖基化，乙?；?，羥基化和甲基化等。其作用是增加或降低蛋白質(zhì)的活性。,（4）亞基的聚合 有許多蛋白質(zhì)是有兩個以上的亞基組合而成，這就是多肽鏈通過非共價鍵的聚合而形成的多聚體。,（5）新生肽鏈剪切加工： 例：胰島素的加工P269,此外，有些動物病毒mRNA可以翻譯成很長

3、的多肽鏈，包含多種病毒蛋白質(zhì)，經(jīng)過蛋白酶在特定位置的水解，得到幾個有功能的蛋白質(zhì)分子。,二、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運的類型：P271 1、共翻譯轉(zhuǎn)運（翻譯轉(zhuǎn)運同步機制）： 蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成，并同時發(fā)生轉(zhuǎn)運。（如分泌蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運） 2、翻譯后轉(zhuǎn)運（翻譯后轉(zhuǎn)運機制）： 蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成，合成完畢從核糖體上釋放后才發(fā)生轉(zhuǎn)運 （如線粒體、葉綠體等蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運）,蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位總覽,1、特點： 1）常位于蛋白質(zhì)的N-端，1336個AA殘基 2）一般有1015個疏水氨基酸 3）在靠近該序列N端常有1個或數(shù)個帶正電荷的殘基 4）在其C-端靠近蛋白酶切割位點處常有數(shù)個極性殘基 2、作用：

4、 對蛋白質(zhì)的特定去向有決定作用,信號肽： 引導(dǎo)新合成肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一段多肽,三、蛋白質(zhì)的降解,細(xì)胞為維持其旺盛的生命活動，必須隨時進行物質(zhì)更新，合成新的蛋白質(zhì)供生命活動需要，降解衰老、失活的蛋白質(zhì)為新物質(zhì)合成提供原料和能量，蛋白質(zhì)的降解是細(xì)胞生理代謝的需要。,兩個主要的級聯(lián)反應(yīng) P275,1、Caspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解 2、泛素調(diào)節(jié)的選擇性降解,（1）Caspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解 Caspase全稱為含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase) 在細(xì)胞程序性死亡過程中由Caspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解，是引起細(xì)胞編程性

5、死亡的關(guān)鍵酶，該酶一旦被信號途徑激活，能將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆的走向死亡。,（2）泛素選擇性降解 泛素受E1激活； 泛素轉(zhuǎn)移至E2； 底物蛋白和E3的相互作用； E2和E3的相互作用； 底物蛋白的多聚泛素化； 泛素化的蛋白質(zhì)被蛋白酶體降解； 去泛素化使泛素釋放和再利用,泛素(Ubiquitin) 1、76個氨基酸 ，高度保守，廣泛存在于真核細(xì)胞 2、是蛋白質(zhì)降解的 標(biāo)簽 3、多聚泛素鏈的形成是蛋白質(zhì)降解的信號， 需要能量,（二）三種酶 E1-泛素激活酶：激活泛素分子 E2 -泛素連合酶：把泛素分子綁在的蛋白質(zhì)上 E3 -泛素連接酶 ：辨認(rèn)需要降解蛋白質(zhì) （三）蛋白酶體：蛋白質(zhì)降解的

6、場所,泛素,四、蛋白質(zhì)的折疊,蛋白質(zhì)折疊是生命科學(xué)的重要課題，是中心法則尚未解決的一個重大生物學(xué)問題。關(guān)于蛋白質(zhì)的折疊有兩種主要假說：即蛋白質(zhì)的自我組裝和分子伴侶介導(dǎo)的蛋白質(zhì)折疊。,新生肽鏈的自我組裝,折疊是許多新生多肽鏈從沒有活性變?yōu)榛钚誀顟B(tài)的重要步驟。有些多肽序列在其氨基酸的指導(dǎo)下進行自我的折疊和組裝，最終成為有活性的蛋白質(zhì)。,分子伴侶與蛋白質(zhì)折疊,新生肽段的折疊在合成早期就已開始，而不是在合成完后才開始進行的，隨著肽段的延伸同時折疊，又不斷進行構(gòu)象的調(diào)整。因此新生肽段在邊合成邊折疊過程中有可能形成一種臨時結(jié)構(gòu)，并會發(fā)生錯誤的折疊而形成非功能的分子，甚至?xí)l(fā)生分子的聚集和沉淀。與前一假說不同之處在于，自我組裝假說認(rèn)為折疊都是正確的，而分子伴侶假說則認(rèn)為，折疊也是有正確和錯誤之分的，分子伴侶就是引導(dǎo)折