分子生物学第四章 生物信息的传递（下）――从mRNA到蛋白质.ppt

第四章生物信息的传递 下 从mRNA到蛋白质 中心法则 本章主要内容 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制 蛋白质的生物合成步骤 1 翻译的起始核糖体与mRNA结合并与氨酰 tRNA生成起始复合物 2 肽链的延伸由于核糖体沿mRNA5 端向3 端移动 开始了从N端向C端的多肽合成 这是蛋白质合成过程中速度最快的阶段 3 肽链的终止及释放核糖体从mRNA上解离 准备新一轮合成反应 翻译 指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始 按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原则 依次合成一条多肽链的过程 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制 Contents 4 1遗传密码 三联子 三联子密码定义mRNA链上每三个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸 这三个核苷酸就称为密码子或三联子密码 tripletcoden mRNA5 CUAUGAACUAGU CGG3 方向 4 1 1三联子密码的破译 首先从数学的角度来考虑 mRNA中有4种核苷酸 蛋白质中有20种氨基酸 以一种核苷酸代表一种氨基酸则蛋白质中只能有4种氨基酸 不行 以两种核苷酸作为一个氨基酸的密码 二联子 它们能代表的氨基酸只有42 16种 不足20种 也不行 以3个核苷酸代表一个氨基酸 则可以有43 64种密码 可以满足编码20种氨基酸的需要 三联子密码破译图解说明 核甘酸序列 氨基酸序列 经过研究 Crick等人首先从遗传学的角度证实三联子密码的构想是正确的 在模板mRNA中插入或删除一个碱基 会改变该密码子以后全部氨基酸序列 若同时对模板进行插入和删除试验 插入和删除的碱基数一样 后续密码子序列就不会变化 翻译得到的蛋白质序列就保持不变 除了发生突变的那个密码子所代表的氨基酸之外 如果同时删去3个核苷酸 翻译产生少一个氨基酸的蛋白质 序列不发生变化 1 PaulZamecnik等人证实细胞中蛋白质合成的场所 50 60年代破译遗传密码方面的三项重要成果 他们把放射性标记的氨基酸注射到大鼠体内 经过一段时间后收获其肝脏 进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份中的放射性蛋白质 如果注射后经数小时 或数天 收获肝脏 所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白质 如果注射后几分钟内即收获肝脏 那么 放射性标记的蛋白质只存在于含有核糖体颗粒的细胞质成份中 2 FrancisCrick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息 核酸 准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列 实现遗传信息的表达 实验1 用吖啶类试剂 诱导核苷酸插入或丢失 处理T4噬菌体rII位点上的两个基因 使之发生移码突变 frame shift 就生成完全不同的 没有功能的蛋白质 实验2 研究烟草坏死卫星病毒发现 其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成 相应的RNA片段长1200个核苷酸 与密码三联子体系正好相吻合 实验3 以均聚物为模板指导多肽的合成 在含有tRNA 核糖体 AA tRNA合成酶及其它蛋白质因子的细胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作为模板以及ATP GTP 氨基酸等成分时又能合成新的肽链 新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板来决定 1961年 Nirenberg等以poly U 作模板时发现合成了多聚苯丙氨酸 从而推出UUU代表苯丙氨酸 Phe 以poly C 及poly A 做模板分别得到多聚脯氨酸和多聚赖氨酸 实验4 以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成 以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽 5 UGUGUGUGUGUGUGUGUG 3 不管读码从U开始还是从G开始 都只能有UGU Cys 及GUG Val 两种密码子 实验5 以共聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽 如以多聚 UUC 为模板 可能有3种起读方式 5 UUCUUCUUCUUCUUC 3 或5 UCUUCUUCUUCUUCU 3 或5 CUUCUUCUUCUUCUU 3 分别产生UUC Phe UCU Ser 或CUU Leu 多聚三核苷酸为模板时也可能只合成2种多肽 5 GUAGUAGUAGUAGUA 3 或5 UAGUAGUAGUAGUAG 3 或5 AGUAGUAGUAGUAGU 3 由第二种读码方式产生的密码子UAG是终止密码 不编码任何氨基酸 因此 只产生GUA Val 或AGU Ser 实验6 以随机多聚物指导多肽合成 Nirenberg等及Ochoa等又用各种随机的多聚物作模板合成多肽 例如 以只含A C的多聚核苷酸作模板 任意排列时可出现8种三联子 即CCC CCA CAC ACC CAA ACA AAC AAA 获得由Asn His Pro Gln Thr Lys等6种氨基酸组成的多肽 3 氨基酸的 活化 与核糖体结合技术 以人工合成的三核苷酸如UUU UCU UGU等为模板 在含核糖体 AA tRNA的反应液中保温后通过硝酸纤维素滤膜 只有游离的AA tRNA因相对分子质量小而通过滤膜 而核糖体或与核糖体结合的AA tRNA则留在滤膜上 这样可把已结合与未结合的AA tRNA分开 若用20种AA tRNA做20组同样的实验 每组都含有20种AA tRNA和各种三核苷酸 但只有一种氨基酸用14C标记 看那种AA tRNA被留在滤膜上 再分析模板是那个三核苷酸 从模板三核苷酸与氨基酸的关系测知该氨基酸的密码子 如模板是UUU时 Phe tRNA结合于核糖体上 可知UUU是Phe的密码子 至1966年 20种氨基酸对应的61个密码子和三个终止密码子全部被查清 4 1 2遗传密码的性质 4 1 2 1密码的简并性 由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并 degeneracy 对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子 synonymouscodon 同义密码子第一 二位核苷酸往往是相同的 而第三位核苷酸的改变不一定影响所编码的氨基酸 一般说来 编码某一氨基酸的密码子越多 该氨基酸在蛋白质中出现的频率也越高 精氨酸是个例外 因为在真核生物中CG双联子出现的频率较低 所以尽管有6个同义密码子 蛋白质中精氨酸的出现频率仍然不高 编码某一氨基酸的密码子越多 该氨基酸在蛋白质中出现的频率就越高 Arg例外 4 1 2 2密码的普遍性与特殊性 蛋白质生物合成的整套密码 从原核生物到人类都通用 已发现少数例外 如动物细胞的线粒体 植物细胞的叶绿体 线粒体与核DNA密码子使用情况的比较 4 1 2 3密码的连续性 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读 密码间既无间断也无交叉 移码突变 frame shiftmutation 在mRNA中 若插入或删去一个核苷酸 就会使读码发生错误 称为移码 由于移码而造成的突变 称移码突变 开放阅读框架概念 从mRNA5 端起始密码子AUG到3 端终止密码子之间的核苷酸序列 各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链 称为开放阅读框架 openreadingframe ORF 转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合 在密码子与反密码子的配对中 前两对严格遵守碱基配对原则 第三对碱基有一定的自由度 可以 摆动 这种现象称为密码子的摆动性 4 1 2 4密码的摆动性 摆动配对 U 摆动假说 Wobblehypothesis 任意一个密码子的前两位碱基都与tRNAanticodon中的相应碱基形成Watson Crick碱基配对 反密码子第一位是A或C时 只能识别一个密码子 当反密码子第一位是U或G时 能识别两个密码子 当Inosine 次黄嘌呤核苷 I 作为反密码子第一位时 能识别三个密码子 如果数个密码子同时编码一个氨基酸 凡是第一 二位碱基不相同的密码子都对应于各自的tRNA 根据上述规则 至少需要32种不同的tRNA才能翻译61个密码子 原核生物中有30 45种tRNA 真核细胞中存在50种左右tRNA 小结 1 密码子 三联子密码2 遗传密码的性质 1 简并性 2 普遍性与特殊性 3 连续性 4 摆动性 1 遗传密码是如何破译的 2 遗传密码有什么特点 思考题 3 翻译 密码子 密码的简并性 同义密码子 移码突变 开放阅读框架 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的过程 蛋白质的运转机制 Contents 4 2tRNA tRNA在蛋白质合成中为每个三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体 为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体 它又被称为第二遗传密码 4 2 1tRNA的结构 二级结构 三叶草形 受体臂 链两端碱基序列互补形成的杆状结构 3 端有未配对的3 4个碱基 3 端的CCA 最后一个碱基2 或3 烃基 OH 可被氨酰化 T C臂 其中 表示拟尿嘧啶 是tRNA分子所拥有的不常见核苷酸 反密码子臂 位于套索中央有三联反密码子 D臂 含有二氢尿嘧啶 Dihydrouracil 三级结构 L形 tRNA的三级结构 都呈L形折叠式 而这种结构是靠二级结构中未配对碱基间所形成的氢键来维持的 tRNA的三级结构与氨酰 tRNA合成酶对tRNA的识别有关 受体臂和T C臂的杆状区域构成了第一个双螺旋 D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个双螺旋 T C臂和D臂的套索状结构位于 L 的转折点 所以 受体臂顶端的碱基位于 L 的一个端点 反密码子臂的套索状结构生成了 L 的另一个端点 tRNA高级结构上的特点是研究其生物学功能的重要线索 tRNA上所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点 而反密码子必须与小亚基上的mRNA相配对 所以分子中两个不同的功能基团是最大限度分离的 这个结构形式满足了蛋白质合成过程中对tRNA的各种要求而成为tRNA的通式 研究证实tRNA的性质是由反密码子而不是它所携带的氨基酸所决定的 将 14C Cys tRNACys 经Ni催化生成 14C Ala tRNACys 再把 14C Ala tRNACys加进含血红蛋白mRNA的兔网织细胞核糖体的蛋白质合成系统中 结果发现 14C Ala tRNACys插入了血红蛋白分子通常由半胱氨酸占据的位置上 这表明在这里起识别作用的是tRNA而不是氨基酸 实验 4 2 2tRNA的功能 1 解读mRNA的遗传信息2 运输的工具 运载氨基酸 tRNA有两个关键部位 与mRNA结合部位 反密码子部位 3 端CCA 接受氨基酸 形成氨酰 tRNA tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码子相识别 把所带氨基酸放到肽链的一定位置 1 起始tRNA和延伸tRNA 有一类能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始tRNA 其他tRNA统称为延伸tRNA 4 2 3tRNA的种类 P111 P120 真核生物 起始密码子AUG所编码的氨基酸是Met 起始AA tRNA为Met tRNAMet 原核生物 起始密码子AUG所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身 而是甲酰甲硫氨酸 起始AA tRNA为fMet tRNAfMet 2 同工tRNA 一种氨基酸可能有多个密码子 代表一种氨基酸的多个tRNA以不同的反密码子为特征 从而可以识别mRNA上代表一种氨基酸的多个密码子 代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA 在一个同工tRNA组内 所有tRNA均专一于相同的氨酰 tRNA合成酶 即在一个同工tRNA组内tRNA只专一地结上一种氨基酸 同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码 又要有某种结构上的共同性 能被相同的AA tRNA合成酶识别 同工tRNA组内具备了区分其他tRNA组的特异构造 保证合成酶准确无误进行选择 tRNA的二级和三级结构对它的专一性起了重要作用 无义突变 在蛋白质的结构基因中 一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子 UAG UGA UAA 使蛋白质合成提前终止 合成无功能的或无意义的多肽 这种突变就称为无义突变 错义突变 由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子 这种基因突变叫错义突变 GGA 甘氨酸 AGA 精氨酸 3 校正tRNA 无义突变 无义突变的校正tRNA会与释放因子竞争识别密码子 错义突变 错义突变的校正tRNA则与该密码的正常tRNA竞争 4 2 4氨酰 tRNA合成酶 氨酰 tRNA合成酶是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶 其反应包括两步 第一步是氨基酸活化生成酶 氨酰腺苷酸复合物 AA ATP 酶 E E AA AMP PPi第二步是氨酰基转移到tRNA3 末端腺苷残基的2 或3 羟基上 E AA AMP tRNA AA tRNA E AMP 蛋白质合成的真实性主要决定于tRNA能否把正确的氨基酸放到新生多肽链的正确位置上 而这一步主要决定于AA tRNA合成酶是否使氨基酸与对应的tRNA相结合 AA tRNA合成酶既要能识别tRNA 又要能识别氨基酸 它对两者都具有高度的专一性 小结 1 tRNA的结构 1 三叶草型的二级结构 2 L型的三级结构2 tRNA的功能 1 解读mRNA的遗传信息 2 运输的工具 运载氨基酸3 tRNA的种类 1 起始tRNA和延伸tRNA 2 同功tRNA 3 校正tRNA4 氨酰 tRNA合成酶 思考题 1 蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的生物学机制 蛋白质的运转机制 Contents 4 3核糖体 生物细胞内 核糖体像一个能沿mRNA模板移动的工厂 执行着蛋白质合成的功能 核糖体是由几十种蛋白质和几种核糖体RNA ribosomalRNA rRNA 组成的亚细胞颗粒 一个细菌细胞内约有20000个核糖体 真核细胞内可达106个 表4 9核糖体蛋白及其他组分在大肠杆菌细胞内的分布 4 3 1核糖体的结构 核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒 可以解离为大小两个亚基 大亚基约为小亚基相对分子质量的二倍 每个亚基都含有一个分子质量较大的rRNA和许多蛋白质分子 这些大分子rRNA能在特定位点与蛋白质结合 从而完成核糖体不同亚基的组装 沉降系数 sedimentationcoefficient s 根据1924年Svedberg对沉降系数下的定义 颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度 表4 11几种不同生物核糖体及rRNA的组成 大肠杆菌核糖体小亚基由21种蛋白质组成 大亚基由36种蛋白质组成 真核细胞核糖体大亚基含有49种蛋白质 小亚基有33种蛋白质 核糖体蛋白质的空间结构 在高倍电镜下得到的原核生物70S核糖体大 小亚基相结合的模型 核糖体分子可容纳两个tRNA和约40bp长的mRNA 4 3 2核糖体的功能 核糖体存在于每个细胞中进行蛋白质的合成 尽管在不同生物体内其大小有别 但组织结构基本相同 而且执行的功能完全相同 在单个核糖体上 可化分多个功能活性中心 在蛋白质合成过程中各有专一的识别作用和功能 mRNA结合部位 小亚基 结合或接受AA tRNA部位 A位 大亚基 结合或接受肽基tRNA的部位 大亚基 肽基转移部位 P位 大亚基 形成肽键的部位 转肽酶中心 大亚基 由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多聚核糖体 小结 1 核糖体的结构2 核糖体的功能 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的生物学机制 蛋白质的运转机制 Contents 4 4蛋白质合成的生物学机制 蛋白质是生物活性物质中最重要的大分子组分 生物有机体的遗传学特性要通过蛋白质来得到表达 蛋白质合成的过程氨基酸的活化翻译的起始肽链的延伸肽链的终止蛋白质前体的加工 表4 13蛋白质合成各阶段的主要成分 原核 4 4 1氨基酸的活化 氨基酸的活化又分为两步 第一步反应 氨基酸 ATP E 氨基酰 AMP E PPi 第二步反应 氨基酰 AMP E tRNA 氨基酰 tRNA AMP E tRNA与酶结合的模型 氨基酰 tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性 氨基酰 tRNA的表示方法 Ala tRNAAlaSer tRNASerMet tRNAMet 4 4 2翻译的起始 原核生物 细菌 为例 翻译起始又可被分成3步 第一步 在IF 3作用下核糖体大小亚基分离 在IF l作用下mRNA模板通过SD序列与30S小亚基相结合 IF 3 IF 1 Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物mRNA上都有一个5 AGGAGGU 3 序列 这个富嘌呤区与30S亚基上16SrRNA3 端的富嘧啶区序列5 GAUCACCUCCUUA 3 相互补 SD序列 IF 3 IF 1 第二步 在IF 2和GTP的帮助下 fMet tRNAfMet进入小亚基的P位 tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对 mRNA IF 3 IF 1 IF 2 GTP GDP Pi 第三步 带有tRNA mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合 GTP水解 释放翻译起始因子 IF 3 IF 1 IF 2 GTP GDP Pi 真核生物翻译起始的特点 与原核生物对比 核糖体较大 为 起始因子比较多 mRNA5 端具有m7GpppNp帽子结构 Met tRNAMet mRNA的5 端帽子结构和3 端polyA都参与形成翻译起始复合物 真核生物翻译起始复合物形成 区别原核生物 原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合 再与fMet tRNAfMet结合 最后与50S大亚基结合 而在真核生物中 40S小亚基首先与Met tRNAMet相结合 再与模板mRNA结合 最后与60S大亚基结合生成80S mRNA Met tRNAMet起始复合物 P120 真核生物翻译起始复合物形成过程 4 4 3肽链的延伸 肽链延伸由许多循环组成 每加一个氨基酸就是一个循环 每个循环包括 AA tRNA与核糖体结合 肽键的生成和 移位 肽链合成的延长因子 1 AA tRNA与核糖体A位点的结合 需要消耗GTP 并需EF Tu EF Ts两种延伸因子 起始复合物形成以后 第二个AA tRNA在延伸因子EF Tu及GTP的作用下 生成AA tRNA EF Tu GTP复合物 然后结合到核糖体的A位上 通过延伸因子EF Ts再生GTP 形成EF Tu GTP复合物 重新参与下一轮循环 EF Tu GTP EF Ts EF Tu Ts GDP EF Tu GDP EF Ts EF Tu Ts GTP Tu Ts GTP GDP Tu Ts GTP 是由转肽酶 肽基转移酶催化 2 肽键形成 核糖体向mRNA3 端方向移动一个密码子 需要消耗GTP 并需EF G延伸因子 3 移位 fMet fMet mRNA 真核生物 只有一个终止因子 eRF 4 4 4肽链的终止 终止因子 原核肽链合成终止过程 RF 4 4 5蛋白质前体的加工 新生多肽链大多数是没有功能的 必须经过加工修饰才能转变为有活性的蛋白质 1 N端fMet或Met的切除 细菌蛋白质N端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解 原核生物和真核生物N端的甲硫氨酸在多肽链合成完毕之前被切除 2 二硫键的形成 mRNA中没有胱氨酸的密码子 而不少蛋白质都含有二硫键 氨基酸侧链的修饰包括磷酸化 如核糖体蛋白质 糖基化 如各种糖蛋白 甲基化 如组蛋白 肌肉蛋白质 乙基化 如组蛋白 羟基化 如胶原蛋白 和羧基化等 糖蛋白是通过蛋白质中天冬氨酸 丝氨酸 苏氨酸残基侧链上加上糖基形成的 胶原蛋白上的脯氨酸和赖氨酸为羟基化的 内质网是蛋白质N 糖基化的主要场所 3 特定氨基酸的修饰 4 切除新生链中非功能片段 不少多肽类激素和酶的前体要经过加工才能变为活性分子 新合成得到前胰岛素原 切去信号肽变成胰岛素原 再切去C 肽变成有活性的胰岛素 4 4 6蛋白质生物合成抑制剂 抗生素抑制蛋白质生物合成的原理 嘌呤霉素作用示意图 嘌呤霉素是一类AA tRNA的结构类似物 能够结合在核糖体的A位上 抑制AA tRNA的进入 它所带的氨基与AA tRNA上的氨基一样 能与生长中的肽链上的羧基反应生成肽链 这个反应的产物是一条3 羧基端挂了一个嘌呤霉素残基的小肽 肽酰嘌呤霉素随后从核糖体上解离下来 所以嘌呤霉素是通过提前释放肽链来抑制蛋白质的合成的 小结 6 蛋白质合成的抑制剂 1 AA tRNA与核糖体A位点结合 2 肽键的形成 3 移位 1 氨基酸的活化2 翻译的起始 3 肽链的延伸 4 肽链的终止 5 蛋白质前体的加工 1 N端fMet或Met的切割 2 二硫键的形成 3 特定氨基酸的修饰 4 切除新生链中非功能片段 思考题 1 真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同 如何证明核糖体是蛋白质的合成场所 2 氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的 3 简述蛋白质生物合成过程 4 原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别 5 蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容 遗传密码 三联子 tRNA的结构 功能与种类 核糖体的结构与功能 蛋白质合成的生物学机制 蛋白质的运转机制 Contents 4 5蛋白质运转机制 蛋白质的合成位点与功能位点常常被细胞内的膜所隔开 蛋白质需要运转 核糖体是真核生物细胞内合成蛋白质的场所 任何时候都有许多蛋白质被输送到细胞质 细胞核 线粒体和内质网等各个部分 补充和更新细胞功能 细胞各部分都有特定的蛋白质组分 蛋白质必须准确无误地定向运送才能保证生命活动的正常进行 蛋白质运转可分为两大类 1 翻译运转同步机制 蛋白质的合成和运转同时发生2 翻译后运转机制 蛋白质从核糖体上释放后才发生运转 表4 14几类主要蛋白质的运转机制 4 5 1翻译 运转同步机制 信号肽 signalpeptide 常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N 末端氨基酸序列 有时不一定在N端 信号肽假说 1 一般带有10 15个疏水氨基酸 2 在靠近该序列N 端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸 3 在其C 末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸 离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链 丙氨酸或甘氨酸 信号序列特点 图4 28蛋白质通过其N端的信号肽在内织网中运转到不同的细胞器 信号肽假说内容 核糖体 分泌蛋白 50 70个氨基酸残基后 露出大亚基 被内质网膜上的受体识别 并与之结合 信号肽过膜 信号肽酶水解 新生肽通过蛋白孔道穿越疏水的内质网双层磷脂 与信号识别颗粒结合翻译暂时停止 核糖体与内质网结合翻译重新开始 翻译继续进行 蛋白质合成结束 4 5 2翻译后运转机制 叶绿体和线粒体中有许多蛋白质和酶是由细胞质提供的 其中绝大多数以翻译后运转机制进入细胞器内 4 5 2 1线粒体蛋白质跨膜运转 1 通过线粒体膜的蛋白质在运转之前大多数以前体形式存在 它由成熟蛋白质和位于N端的一段前导肽 leaderpeptide 共同组成 前导肽约含20 80个氨基酸残基 当前体蛋白过膜时 前导肽被多肽酶所水解 释放成熟蛋白质 特征 2 蛋白质通过线粒体内膜的运转是一种需能过程 蛋白质跨膜运转时的能量来自线粒体Hsp70引发的ATP水解和膜电位差 3 蛋白质通过线粒体膜运转时 首先由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与分子伴侣相结合的待运转多肽 通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔 4 5 2 2前导肽的作用与特点 前导肽的作用 拥有前导肽的线粒体蛋白质前体能够跨膜运转进入线粒体 在这一过程中前