第七章-真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输(1).ppt

第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输,第一节细胞质基质的涵义与功能一、细胞质基质的涵义二、细胞质基质的功能第二节细胞内膜系统及其功能一、内质网的形态结构与功能二、高尔基体的形态结构与功能三、溶酶体的形态结构与功能第三节细胞内蛋白质的分选与膜泡运输一、信号假说与蛋白质分选信号二、细胞内蛋白质的分选的基本途径和类型三、膜泡运输,真核细胞的细胞内区室化（compartmentalization）：细胞质基质、细胞内膜系统-膜包被的各种细胞器,真核细胞的细胞内膜将细胞质分隔成不同的区域：一、细胞质基质：在细胞质中除了膜性细胞器以外的胶状物质二、细胞内膜系统：内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡三、其他膜包被的细胞器：线粒体、叶绿体、过氧化物酶体和细胞核,P169,细胞质基质（cytoplasmicmatrixorcytosol）：在真核细胞细胞质中，除去可分辨的细胞器外的胶状物质。,第一节细胞质基质的涵义与功能,P169,用差速离心法分离细胞匀浆物组分，先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系；通过弱键的相互作用处于动态平衡的结构体系,一、细胞质基质的涵义,P171,1、完成各种中间代谢过程如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等2、蛋白质的分选与运输3、与细胞质骨架相关的功能维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等4、蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解（1）蛋白质的修饰（2）控制蛋白质的寿命（3）降解变性和错误折叠的蛋白质（4）帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象,二、细胞质基质的功能,P172-173,蛋白质的修饰辅酶或辅基与酶的共价结合；磷酸化与去磷酸化；调节蛋白活性。糖基化（添加GlcNAc到Ser）；主要发生在内质网和高尔基体中，cytosol内的糖基化只在哺乳动物细胞中发生。N端甲基化。保护蛋白不被水解，延长寿命，如支架蛋白和组蛋白酰基化：将脂肪酸链加在蛋白暴露在基质的区域。,P173,控制蛋白质的寿命N端第一个特殊氨基酸决定Met(甲硫),Ser(丝),Thr(苏),Ala(丙),Val(缬),Cys(半胱),Gly(甘),Pro(脯)稳定其他氨基酸，则不稳定Met+肽链氨基肽酶去除Met氨酰-tRNA转移酶加一个氨基酸在N端依赖泛素的降解途径（Ubiquitin-dependentPathway）,P173-174,降解变性和错误折叠的蛋白质机制：畸形蛋白质暴露出的氨基酸疏水基团的识别，启动对于该N端氨基酸的作用，形成不稳定的氨基酸。依赖泛素的降解途径。,P174,帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,Hsp,heatshockprotein,P174,与原核细胞不同的是真核细胞具有复杂的由内膜构成的功能区隔。细胞内膜系统是指在结构，功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。内膜系统的功能主要在于两个方面：扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架；将细胞内部区分为不同的功能区域，保证各种生化反应所需的独特的环境。,第二节细胞内膜系统及其功能,P175,一、内质网的形态结构与功能,内质网（endoplasmicreticulum）由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的空腔形成互相沟通的三维网络结构。,发现：K.R.Porter等人于1945年在培养的小鼠成纤维细胞发现。微粒体Microsome,P175-176,（一）内质网的两种基本类型,根据结构与功能，可以分为两种基本类型：1.粗面内质网（roughendoplasmicreticulum，rER）多呈扁囊状，排列较为整齐，在其膜表面分布着大量的颗粒（核糖体）是内质网与核糖体共同形成的复合功能结构。主要功能：合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白。存在：分泌细胞和分泌抗体的浆细胞中，粗面内质网非常发达。,2.光滑内质网（smoothendoplasmicreticulum，sER）表面没有核糖体的内质网，常呈分支管状。脂质合成的重要场所，广泛存在于能合成类固醇的细胞及肝细胞中。,P176-177,（二）内质网的功能,ER是细胞内除核酸以外的生物大分子，蛋白质与脂类合成的基地。几乎全部脂类和多种重要蛋白质都是在内质网合成的。蛋白质合成-RER脂类的合成-SER蛋白质的修饰与加工新生肽的折叠与组装ER的其他功能,P178-182,1.蛋白质的合成细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中。有些蛋白质刚合成不久便转移至内质网膜上，继续进行蛋白质合成，这些蛋白质包括：向细胞外分泌的蛋白质：酶、抗体、多肽类激素、胞外基质成分等。膜整合蛋白：细胞质膜以及内质网、高尔基体、溶酶体膜上的膜蛋白。构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白：溶酶体和植物液泡中的酸性水解酶，内质网、高尔基体和胞内体中固有的蛋白以及其他有重要生物活性的蛋白质。,（二）内质网的功能,P178,（二）内质网的功能,P204,2.脂质的合成内质网合成构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部的膜脂，其中最主要的是磷脂酰胆碱（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三种酶（酰基转移酶、磷酸酶、胆碱磷酸转移酶）都定位于内质网膜上。在内质网膜上合成的磷脂几分钟后，就由细胞质基质一侧转向内质网腔面，这种转运可能借助一种磷脂转位因子（phospholipidtranslocator）或称转位酶（flippase）来完成。,胆碱磷酸转移酶,磷酸酶,磷脂酰胆碱（卵磷酯）,甘油磷酸,磷脂酸,二酰甘油,酰基转移酶,磷脂转位因子/转位酶,（二）内质网的功能,胆碱,P178-179,合成的磷脂由内质网向其它膜转运主要有两种方式：以出芽的方式转运到高尔基体、溶酶体和细胞膜上；凭借水溶性的载体蛋白磷脂转运蛋白（phospholipidexchangeproteins，PEP）在膜之间转运磷脂。,（二）内质网的功能,2.脂质的合成,P179,3.蛋白质的修饰与加工主要化学修饰作用有：糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成等。糖基化伴随多肽合成同时进行，是内质网中最常见的蛋白质修饰。,（二）内质网的功能,在内质网腔面，寡糖链连接在插入膜内的磷酸多萜醇上，当与糖基化有关的氨基酸残基出现后，通过在膜上的糖基转移酶的作用，将寡糖基由磷酸多萜醇转移到相应的天冬酰胺残基上。,甘露糖,葡萄糖,多萜醇,P179-180,寡糖基转移到天冬酰胺残基上称之为N-连接的糖基化（N-linkedglycosylation），与天冬酰胺直接结合的糖都是N-乙酰葡萄糖胺。有少数糖基化是发生在丝氨酸或苏氨酸残基上（羟赖氨酸或羟脯氨酸），称之为O-连接的糖基化(O-linkedglycosylation)，与之直接结合的是N-乙酰半乳糖胺，主要发生在高尔基体中。,（二）内质网的功能,P180,4.新生肽的折叠与装配不同的蛋白质在内质网停留的时间长短不一。不能正确折叠的畸形肽链或未装配成寡聚体的蛋白质亚单位，一般不能进入高尔基体。内质网腔是非还原性的内腔，易于二硫键形成；多肽链的正确折叠涉及两种驻留蛋白：它们均具有KDEL（赖天谷亮）或HDEL（组天谷亮）信号。蛋白二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase，PDI）结合蛋白（Bindingprotein，Bip）识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促进重新折叠与装配。,（二）内质网的功能,P180-181,蛋白二硫键异构酶（PDI）切断二硫键，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态。,（二）内质网的功能,P181,结合蛋白（Bip）识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促进重新折叠与装配。,（二）内质网的功能,P181,5.内质网的其它功能固醇类激素的合成：生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质；肝细胞的解毒作用（Detoxification）：肝细胞中存在细胞色素P450家族酶系，在这些酶的作用下，可以将不溶于水的有毒物质和代谢产物处理为溶于水的物质，通过尿液排出体外；储存钙离子：肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质基质中Ca2+泵入肌质网腔中。,（二）内质网的功能,P181,大量蛋白在ER折叠、组装、加工、转运，需要精细的调控机制：ER腔内未折叠蛋白的过量积累；折叠好的膜蛋白的过量积累；ER膜上膜脂成分的变化，如固醇缺乏。这些信号将传递到细胞核，启动相应的基因表达的调控。,（三）内质网与基因表达的调控,P182,1889年，Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。,二、高尔基体的形态结构与功能,P182,数量：平均为每细胞20个。在低等真核细胞中,有时只有12个，有的可达一万多个。在分泌功能旺盛的细胞中,高尔基复合体都很多。分布：只存在于真核细胞中,原核细胞中则无。主要的酶有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等。标志酶为糖基转移酶。,二、高尔基体的形态结构与功能,P182-183,常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面cisface,凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面transface。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。扁平囊直径约1um，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，4-8个扁平囊在一起(某些藻类可达一二十个)。,(一)高尔基体的形态结构和极性,动物细胞,植物细胞,P183,高尔基体结构成分的标志细胞化学反应嗜锇反应：cis面膜囊被特异地染色焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）：trans面的膜囊胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）或核甘酸二磷酸酶：trans面12层囊膜扁平囊膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶（NADP酶）或甘露糖酶：中间几层,嗜锇反应,甘露糖酶,核甘酸二磷酸酶,P183,高尔基体的功能分室化,1.顺面的网络结构（cisGolginetwork），CGN是物质入口区域。2.中间膜囊（medialGolgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成发生于此处。3.反面的网络结构（transGolginetwork），TGN是出口区域，参与蛋白质的分类与包装，最后输出。,P184,1、高尔基体顺面膜囊（cis）或顺面网状结构（CGN）顺面膜囊是中间多孔而呈连续分支状的管网结构。RER（蛋白质和脂类）（蛋白质KDEL或HDEL）CGN；蛋白丝氨酸残基发生O-连接糖基化；跨膜蛋白在细胞质基质一侧结构域的酰基化；2、高尔基体中间膜囊（medialGolgi）由扁平膜囊与管道组成，形成不同间隔，但功能上是连续的、完整的膜囊体系。多数糖基修饰；糖脂的形成；与高尔基体有关的多糖的合成。,高尔基体的功能分室化,P184-185,回收逃逸蛋白到ER,定位于ER的逃逸的蛋白,3、高尔基体反面的膜囊（trans）及反面高尔基体网状结构（TGN）TGN中的低pH值；标志酶CMP酶阳性。TGN的主要功能：参与蛋白质的分类与包装、运输；某些“晚期”的蛋白质修饰（如唾液酸化、蛋白质酪氨酸残基的硫酸化及蛋白原的水解加工）；在蛋白质与脂类的转运过程中的“瓣膜”作用，保证单向转运。4、周围大小不等的囊泡高尔基体周围常见大小不等的囊泡。其顺面一侧的囊泡可能是内质网与高尔基体之间的物质运输小泡，称之为ERGIC（endoplasmicreticulum-Golgiintermediatecompartment）或称管状小泡丛VTCs（vesicular-tubularclusters）。,高尔基体的功能分室化,P185,（二）高尔基体的功能,高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。高尔基体与细胞的分泌活动蛋白质的糖基化及其修饰蛋白酶的水解和其它加工过程,P186-190,1.高尔基体与细胞的分泌活动,参与细胞分泌活动：rER上合成的蛋白质进入ER腔COP运输泡进入CGN在medialGolgi中加工在TGN形成分泌泡运输与质膜融合、排出。,高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。细胞内合成的多种蛋白（质膜蛋白、溶酶体中的酸性水解酶、ECM蛋白成分等）都是通过Golgi分类、运输。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号序列（如KDEL序列），或信号斑，而这种信息仅存在于编码该蛋白质的基因本身。,P186,蛋白质的分选及其转运的信息仅存在于编码该蛋白质的基因本身在内质网网腔中，蛋白二硫键异构酶和协助折叠的分子伴侣，均具有典型的回收信号Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。内质网滞留信号：内质网的功能和结构蛋白羧基端的一个同肽系列:Lys-Asp-Gly-Leu-Coo-,即KDEL信号序列。,与M6P结合的蛋白质,驻留蛋白,高尔基体与细胞的分泌活动,P186,溶酶体酶的分选,甘露糖-6-磷酸（M6P）高尔基体反面膜囊的M6P受体。在肝细胞中溶酶体酶还存在不依赖于M6P的另一种分选途径。,P186,2.蛋白质的糖基化及其修饰,蛋白质的糖基化类型两种糖基化形式的比较蛋白质糖基化的特点及其生物学意义蛋白聚糖的合成参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质,P187-190,蛋白质的糖基化类型,N-乙酰葡萄糖胺,N-乙酰半乳糖胺,天冬酰胺,葡萄糖胺,半乳糖,甘露糖,半乳糖胺,N-乙酰葡萄糖胺,N-连接寡糖在高尔基体中进行的加工,P189,蛋白质糖基化的两种类型比较,P188,蛋白质糖基化的特点及其生物学意义,溶酶体中的水解酶类、多数细胞膜上的膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白，而在细胞质基质和细胞核中绝大多数蛋白质都没有糖基化修饰。糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板，靠不同的酶在细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。糖基化的主要作用是蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白质的稳定性；多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质。对多数分选的蛋白质来说，糖基化并非作为蛋白质的分选信号。进化上的意义：寡糖链具有一定的刚性，从而限制了其它大分子接近细胞表面的膜蛋白，这就可能使真核细胞的祖先具有一个保护性的外被，同时又不象细胞壁那样限制细胞的形状与运动。,P187-188,3.蛋白酶的水解和其它加工过程,无生物活性的蛋白质高尔基体切除N-端或两端的序列成熟的多肽；如胰岛素、胰高血糖素及血清蛋白；蛋白质前体高尔基体水解同种有活性的多肽，如神经肽等；含有不同信号序列的蛋白质前体高尔基体加工成不同的产物；同一种蛋白质前体不同细胞以不同的方式加工不同的多肽；加工方式多样性的可能原因：确保小肽分子的有效合成；弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号；有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用。,P190,三、溶酶体的形态结构与功能,1955年deDuve与Novikoff首次发现溶酶体（lysosome）,几乎存在于所有的动物细胞中。（一）溶酶体的形态结构与类型（二）溶酶体的功能（三）溶酶体的发生（四）溶酶体与过氧化物酶体,P191-199,（一）溶酶体的形态结构与类型,溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。溶酶体是一种异质性细胞器，根据溶酶体的不同生理阶段，可分为初级溶酶体（primarylysosome）、次级溶酶体（secondarylysosome）和残余体（residualbody）。酸性磷酸酶是其标志酶。,P191,初级溶酶体呈球形，不含明显的颗粒物质，外面由一层脂蛋白膜围绕。其中含有多种水解酶类，酶的最适pH值为5左右。溶酶体膜在成分上也与其它生物膜不同：嵌有质子泵，借助水解ATP释放出的能量将H+泵入溶酶体内，以形成和维持酸性的内环境；具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运；膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。,（一）溶酶体的形态结构与类型,P191-192,次级溶酶体是初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成的复合体，分别称之为自噬溶酶体（autophagolysosome）和异噬溶酶体（phagolysosome），二者都是进行消化作用的溶酶体。,（一）溶酶体的形态结构与类型,进入次级溶酶体的物质经过一段时间的消化后，小分子物质可通过其膜上的载体蛋白转运到细胞质基质中，供细胞代谢利用。未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余小体或后溶酶体。残余小体可通过类似胞吐的方式将内容物排除细胞。,P192,（二）溶酶体的功能,1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞2.防御功能3.其它重要的生理功能,作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；在分泌腺细胞中，溶酶体常常含有摄入的分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节；某些特定细胞程序性死亡及周围活细胞对其清除；精子的顶体（acrosome）相当于特化的溶酶体，在受精过程中的能溶解卵细胞膜。,P193-195,（三）溶酶体的发生,溶酶体酶是在粗面内质网上合成并经N-连接的糖基化修饰，然后转至高尔基体，在高尔基体的顺面膜囊中寡糖链的甘露糖残基发生磷酸化形成M6P，在高尔基体的反面膜囊和TGN膜上存在M6P受体，将溶酶体的酶与其它蛋白区分开来，并得以浓缩，最后以出芽的方式转运至溶酶体中。,P195,尿二甘酸葡萄糖胺,葡萄糖胺磷酸转移酶,催化位点,识别位点,识别序列,M6P,（三）溶酶体的发生,磷酸葡萄糖苷酶,P196,（三）溶酶体的发生,P196,（三）溶酶体的发生,溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（rER）,高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化,M6P,N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶,高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）,溶酶体酶分选与局部浓缩,以出芽的方式转运到前溶酶体,磷酸葡萄糖苷酶,磷酸化识别信号：信号斑,M6P是溶酶体水解酶分选的重要识别信号。所有糖蛋白离开ER都具有N-连接的寡糖链，只有溶酶体水解酶的寡糖链被磷酸化形成M6P，在每个水解酶上有其特异的信号斑（signalpatch），再通过两种酶的相继催化作用而形成。依赖于M6P的分选途径的效率不高，部分溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外；在细胞质膜上也存在依赖于钙离子的M6P受体，同样可与胞外的溶酶体酶结合，通过受体介导的内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M6P受体返回细胞质膜，反复使用。还存在不依赖于M6P的分选途径（如酸性磷酸酶、分泌溶酶体的perforin和granzyme）,分选途径多样化,P196-197,（四）溶酶体与过氧化物酶体,过氧化物酶体（peroxisome）又称微体（microbody），是由单层膜围绕的、内含一种或几种氧化酶类的细胞器。,结晶状的核心,P197,1、过氧化物酶体与溶酶体的区别过氧化物酶体的特征：和溶酶体形态大小类似，所含尿酸氧化酶等呈晶格状结构；含有氧化酶类；内环境pH值为7左右；酶在细胞质基质中合成，经分选与装配形成；识别的标志酶为过氧化氢酶。,P198,过氧化物酶体与初级溶酶体的特征比较,P198,2、过氧化物酶体的功能在动物细胞中过氧化物酶体的功能：动物细胞（肝细胞或肾细胞）中的过氧化物酶体可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒的作用。过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热量。在植物细胞中过氧化物酶体的功能：在绿色植物叶肉细胞中，它催化CO2固定反应副产物的氧化，即所谓光呼吸反应；乙醛酸循环的反应，在种子萌发过程中，过氧化物酶体降解储存的脂肪酸乙酰辅酶A琥珀酸葡萄糖。,P198-199,3、过氧化物酶体的发生,过氧化物酶体经分裂后形成子代的细胞器，子代的过氧化物酶体还需要进一步装配形成成熟的细胞器。组成过氧化物酶体的蛋白均由核基因编码，主要在细胞质基质中合成，然后转运到过氧化物酶体中。过氧化物酶体蛋白分选的信号序列（Peroxisomal-targetingsignal，PTS）：PTS1为Ser-lys-leu，多存在于基质蛋白的C端。PTS2为Arg/Lys-Leu/lle-5X-His/Gln-leu，存在于某些基质蛋白N-端过氧化物酶体膜上存在几种可与信号序列相识别的可能的受体过氧化物酶体的膜脂可能在内质网上合成后转运而来。,P199,过氧化物酶体的基质蛋白和膜蛋白均在细胞质基质中合成，通过其特有的信号序列（PTS）转移到过氧化物酶体中。,3、过氧化物酶体的发生,P199,另一种发生模型是过氧化物酶体前体的组装、成熟与分裂，而前体的形成与内质网相关。,3、过氧化物酶体的发生,成熟的过氧化物酶体通过分裂方式增生(4)。,P199,第三节细胞内蛋白质的分选与膜泡运输,蛋白质的分选（proteinsorting）：又称蛋白质的定向转运（proteintargeting），指绝大多数的蛋白质均在细胞质基质中的核糖体或粗面内质网膜结合的核糖体上合成，然后转运到细胞的特定部位，装配成结构与功能的复合体，才能参与细胞的生命活动这一过程。,P200,一、信号假说与蛋白质分选信号,1975年Blobel和sabatini等提出了信号假说（signalhypothesis），即分泌性蛋白N端序列作为信号肽（signalsequence或signalpeptide），指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白合成结束前信号肽被切除。信号识别颗粒(SRP)和内质网膜上的信号识别颗粒的受体（停泊蛋白,DP）等因子协助完成这一过程。,P200,信号肽（signalpeptide）：引导新合成的肽链转移到内质网上合成的信号序列称为信号肽，位于新合成肽链的N端，一般16-26个氨基酸残基，含有6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸，包括疏水核心区、信号肽的C端和N端三部分。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（starttransfersequence）；信号肽没有严格的专一性，目前尚未发现共同的信号序列。,蛋赖-色缬苏笨异丝丝亮亮笨亮笨-丝丝丙络丝-,蛋白质N-端的信号肽,P200,信号识别颗粒,信号识别颗粒及其受体,P200,信号识别颗粒（SPR）：一种核糖核蛋白复合体，由6种不同的蛋白和一个由300个核苷酸组成的7SRNA结合组成。一般存在于细胞质中，既可以与新生肽的信号序列结合，又可与内质网停泊蛋白SRP受体结合。内质网停泊蛋白（DP）:存在于内质网膜上，可特异性的与SPR结合。,1.蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上合成2.信号肽与SRP结合3.SRP与SRP受体结合,共翻译转运过程,4.核糖体/新生肽与易位子结合并使孔道打开5.信号肽被切除并降解6.肽链延伸7-8、肽链合成完成，蛋白质进入内质网腔并折叠，核糖体释放，易位子关闭,P201-202,开始转移序列：引导肽链穿过内质网膜的信号肽。停止转移序列：肽链中还有某些序列与内质网膜具有很强的亲合力而结合在脂双层之中，能阻止肽链继续进入内质网腔，使其成为跨膜蛋白质，称为停止转移序列。起始转移序列和终止转移序列的数目决定多肽跨膜次数,跨膜蛋白的形成,P202,导肽与翻译后转运,某些蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器中称翻译后转移（posttranslocation）。指导蛋白质进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体中的信号序列称为导肽。蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。,P202,precursor,信号序列（signalsequence）：存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常由15-60个氨基酸残基组成，有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶（signalpeptidase）切除；通常信号序列对所引导的蛋白质没有特异性要求。信号斑（signalpatch）：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。,蛋白分选信号,P202-203,一些典型的蛋白分选信号序列,二、蛋白质分选的基本途径与类型,蛋白质分选的途径：1、翻译后转运途径：在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2、共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙面内质网，然后新生肽边合成边转入糙面内质网中，再经高尔基体加工包装并由其膜泡运送至溶酶体、细胞质膜或分泌到胞外。,P203,翻译后转运非分泌途径,共翻译转运的蛋白质分泌途径,途径1表示核基因编码的mRNA在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成。途径2表示合成的蛋白质不含信号序列，并留在细胞质基质中。途径3.4.5分别表示通过跨膜转运方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。途径6.表示通过门控转运方式转运至细胞核。途径7表示核基因编码的mRNA在细胞质基质游离核糖体上起始合成，然后在信号肽引导下与内质网膜结合并完成蛋白质合成（途径8）。途径9表示以膜泡运输方式从内质网转运至高尔基体。途径12、11、10表示以膜泡运输方式分选至质膜、溶酶体和分泌到细胞表面。,P203,1、蛋白质的跨膜转运：在细胞质基质中合成的蛋白质转运到内质网、线粒体、质体和过氧化物酶体等细胞器；2、膜泡运输：通过不同类型的转运小泡