1、第七章第五节 细胞内蛋白的分选与细胞结构体系的装配,蛋白的分选机制（重点） 蛋白的分选途径（重点） 细胞结构体系的装配,本节重点,分泌蛋白的信号假说（组成成分，转运过程） 三种转运膜泡（发源地、功能） 蛋白的分选途径 分子伴侣的概念及作用,一、蛋白的分选,分泌蛋白的信号假说细胞中蛋白质的合成都起始于细胞质基质中“游离”的核糖体，一些蛋白起始合成不久便转移到内质网上继续合成，另一些则停留在胞质核糖体上合成。决定转移的因素是什么？年，依据实验提出了分泌蛋白的信号假说理论：分泌蛋白的N端序列是信号序列（肽），指导分泌蛋白到内质网上合成，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。,蛋 白 合 成 途 径,.信号
2、假说的组成成分,信号肽（ ）；位于分泌蛋白N端，由个氨基酸组成，分为N端、疏水核心区及端。 信号识别颗粒（）：能识别信号肽的蛋白，由条多肽和一个组成的复合物。 信号识别蛋白受体（SRP受体或停泊蛋白DP）： 为SRP受体，位于内质网膜上。,信号肽的结构,信号肽的一级序列 信号肽一级序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n）三个区域构成。 以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信号肽为例，显示出两者的 n区长度明显不同,. 转移过程,多肽链开始在游离核糖体上合成，信号密码子转译信号肽（约有15-30个氨基酸（16-26）)； 信号识别蛋白（signal recognition pro
3、tein ，SRP）识别正在合成信号肽的核糖体，并与之结合，多肽链合成暂停； SRP 与ER膜上的SRP受体（又称停泊蛋白）结合，多肽链合成继续。 SRP脱离释放返回基质重复利用。(此步消耗） 信号肽与ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽链通过通道进入内质网池。（上的蛋白复合体，直径.，中心为的通道，主要成分是蛋白） 信号肽被位于ER膜内表面的信号肽酶（Signal peptidase）切掉。 多肽链继续伸长，直至合成完毕。 在一种分离因子作用下，通道封闭,蛋白转入内质网合成示意图,多肽链开始在游离核糖体上合成，信号密码子转译信号肽,信号识别蛋白识别并结合正在合成信号肽的核糖体，多
4、肽链合成暂停；,SRP 与ER膜上的SRP受体（又称停泊蛋白）结合，多肽链合成继续。,与ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽链进入内质网池。,信号肽被位于ER膜内表面的信号肽酶（Signal peptidase）切掉。,.共转移与后转移,共转移：肽链边合成边转移的方式 由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（start transfer sequence）；起始转移序列信号肽停止转移系列与膜紧密结合不转移至ER腔的序列起始转移序列和停止转移系列决定蛋白的跨膜情况 后转移：蛋白合成完成后再转移的方式 如线粒体蛋白其指导转移的序列称导肽,转移序列与蛋白的跨膜结构
5、,转移序列与蛋白的跨膜结构,.几种典型的蛋白分选信号,一、蛋白的分选（总结）,细胞内合成的蛋白质等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面：其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting）,一、蛋白的分选,蛋白的信号： 信号序列（signal sequence）：存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，每一种信号序列决定特殊的蛋白质转运方向。 信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。,一、蛋
6、白的分选,二、蛋白的分选途径,跨膜转运：基质中合成的蛋白转运至线粒体等细胞器 门控转运：蛋白的核输入和核输出（核质运输） 膜泡运输：转运小泡进行，介导蛋白从内质网 高尔基体 细胞各部位。,.膜泡运输,膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用 网格蛋白包被小泡 、 COPII包被小泡 、COPI包被小泡,在细胞合成与分泌途径中不 同膜组分之间三种不同的膜 泡运输方式:1. 笼形蛋白包被小泡介导从高尔基体TGN向质膜和胞内体及溶酶体的运输；2
7、. COPII包被小泡介导从内质网至高尔基体的运输； 3. COPI包被小泡负责将蛋白从高尔基体 运回 内质网。,、网格蛋白包被小泡,负责将蛋白质从高尔基体TGN 质膜、胞内体、溶酶体或植物液泡在受体介导的胞吞途径中，将物质从质膜 内吞泡(细胞质) 胞内体 溶酶体高尔基体TGN是网格蛋白包被小泡形成的发源地,网格蛋白有被小泡形成示意图,、 COPII包被小泡,负责从内质网 高尔基体的物质运输；COPII包被蛋白由5种蛋白亚基组成；包被蛋白的装配受、蛋白调控； COPII包被小泡由ER出芽形成。,COPII包被小泡形成示意图,、 COPI包被小泡,负责回收、转运内质网逃逸蛋白(escaped p
8、roteins）返回 ER，两种机制：转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运； 通过识别驻留蛋白C-端的回收信号(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特异性受体，以COPI-包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。COPI-包被小泡除行使GolgiER逆行转运外，也可行使顺行转运功能, 从ERER-GolgiICGolgi。COPI包被含有8种蛋白亚基，包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARF(GTP-binding protein)；,内质网驻留蛋白的回收图解,.出芽部位及转运的特异性,出芽部位：蛋白信号序列与受体结合所处的膜部位。 转运的特异性：由转运小泡和靶膜上的膜蛋白决定。最早
9、在神经细胞中发现： 神经突触膜上具syntaxin（突触融合蛋白）转运小泡膜上：具VAMPvesicle-associated membrane protein)蛋白转运小泡膜上：具VAMP类似蛋白靶膜上：具syntaxin类似蛋白二者特异的相互作用以保证转运的特异性。,.出芽部位及转运的特异性,SNAREs： soluble NSF attachment protein receptor，其作用是介导运输小泡与靶膜的融合。动物细胞中已发现20多种SNAREs。v-和t-SNAREs都具有一个螺旋结构域，能相互缠绕形成跨SNAREs复合体，将运输小泡的膜与靶膜拉在一起，实现运输小泡特异性停泊和
10、融合。,.出芽部位及转运的特异性,v,三、细胞结构体系的装配,细胞提供装配的环境 装配方式 装配意义,.装配方式,自我装配：信息存在与装配亚基中协助装配：装配需要细胞中其他成分的帮助直接装配：把单位装配到已形成的结构上,装配方式示意图,.装配辅助因子,分子伴侣 （molecular chaperones）：细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。,分子伴侣在装配中的协助作用,.装配的意义,减少和校正蛋白质合成中出现的错误减少所需的遗传物质信息量通过装配与去装配更容易调节与控制 多种生物学过程,第六周预习提纲,1、线粒体的结构可以分为哪几个部分？各有什么特点？如何区别其各个区域？ 2、线粒体内膜上有哪些酶类？他们的排列顺序是怎样的？起什么作用？ 3、基粒的结构有哪几部分组成？各部分由那些组分组成，起什么作用？ 4、什么是氧化磷酸化？其机制有哪些？如何理解化学渗透假说？ 5、线粒体的蛋白质是在哪里合成的？如何运送组装到合适的部位？在蛋白转运中参与的组分有哪些，各起什么作用？ 6、如何理解线粒体是一种半自主性细胞器？ 7、你认为线粒体是如何起源的？,
