翻译后功能蛋白质的形成2009.ppt

1,DNARNAProtein,Geneexpression,2,第七章翻译后功能蛋白质的形成和降解,南华大学心血管疾病研究所动脉硬化学湖南省重点实验室,EMAIL:liuls2000TEL:139754914738281297(O),刘录山博士/教授,3,折叠,组装,修饰,靶向运输,细胞内定位,4,第一节新生肽链经折叠形成特定空间构象,一、新生肽链折叠形成空间构象后才具有生物学效应多肽链自我组装成为功能蛋白质的过程称为蛋白质折叠。,酶活性中心,抗原抗体反应,配体受体结合,离子通道,5,二、蛋白质折叠需要分子伴侣分子伴侣(MolecularChaperone)：一类在序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质，在细胞内协助其它多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解，在功能完成后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。热休克蛋白家族(HeatShockProtein)伴侣素(Chaperonin),6,GrpE,热休克蛋白Hsp70（Dnak），Hsp40，GrpE,正确构象形成变性蛋白质复性错误折叠蛋白质降解清除蛋白质跨膜转运,7,伴侣素Hsp60（GroEL），Hsp10（GroES）,伴侣素为蛋白质的折叠提供必要的微环境,8,9,三、某些酶在蛋白质折叠中起重要作用二硫键异构酶（PDI）,10,肽-脯氨酰顺反异构酶催化Xxx-Pro键顺反异构体之间的转换是蛋白质折叠的限速酶,11,四、蛋白折叠机制研究,X射线衍射分析核磁共振基于已有知识的结构预测,12,五、蛋白质错误折叠与疾病,朊病毒,Bothformshavethesameaminoacidsequence,differingonlyinconformation.,13,forhisdiscoveryofPrions-anewbiologicalprincipleofinfection,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997,StanleyB.Prusiner,14,AlzheimersDisease,15,第二节寡聚蛋白组装机制,蛋白质组装3D结构域交换,16,第三节蛋白质翻译后的修饰,一、肽链N端甲硫氨酸残基的切除二、蛋白质前体的酶切修饰三、氨基酸残基侧链基团的化学修饰,17,一、甲硫氨酸切除N端甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸脱甲酰基酶和氨肽酶,Met,Arg,fMet,Ala,18,二、前体蛋白酶切信号肽切除多条肽链的形成分子内伴侣的切除,19,糖基化磷酸化甲基化乙酰化甲酰化十四烷基化,三、蛋白质侧链化学修饰,氨基化去氨基化二硫键的形成硝化异戊二烯基化共两百多种类型,20,磷酸化-去磷酸化,蛋白质修饰最普遍的形式蛋白激酶，蛋白磷酸酶磷酸化位点：Ser，Thr，Tyr（-OH）荷电性，位阻，影响蛋白质构象，进而影响蛋白质活性,21,磷酸化/去磷酸化调节细胞过程,22,N-糖基化,N-糖基化在内质网中形成N-糖基化发生于Asn残基侧链酰氨基的N原子上，蛋白质糖基化位点存在特征性序列：Asn-X-Ser/Thr,GlcNac：N-乙酰葡萄糖胺，Man：甘露糖，Glc：葡萄糖，dol：多萜醇焦磷酸酯,23,O-糖基化高尔基体中形成,GalNac：N-乙酰半乳糖胺，UDP-Gal：尿苷（尿嘧啶）二磷酸半乳糖,O-糖基化,O-糖基化发生于Ser/Thr残基侧链羟基的O原子，未发现特征性序列，选择性修饰机制不清楚,24,乙酰化与去乙酰化,N-末端乙酰化,侧链乙酰化,25,26,组蛋白与乙酰化,乙酰化增强转录，而去乙酰化抑制转录活性,HMT:组蛋白甲基化转移酶HDAC：组蛋白去乙酰酶HAT：组蛋白乙酰转移酶,27,第四节蛋白质的靶向运输,28,蛋白质靶向输送：蛋白质合成后，通过复杂机制，经过不同途径，定向运送到其执行功能的目的地的过程。信号肽：分泌蛋白新生肽链N端的一段能被细胞转运系统识别的特征性（保守性）氨基酸序列。16-30AAN-末端碱性区：含碱性氨基酸,提供正电荷疏水核心区：含中性或疏水性氨基酸加工区：是信号肽酶切割信号肽的部位,29,forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1999,GnterBlobel,30,Therearetwobasicformsoftargetingpathways:post-translationaltargeting:nucleusmitochondriachloroplastsperoxisomesco-translationaltargeting(secretorypathway):ERGolgilysosomesplasmamembranesecretedproteins,31,32,33,第五节蛋白质降解,降解途径溶酶体途径：外源性蛋白质、膜蛋白，长寿命细胞内蛋白质特殊细胞器内水解系统细胞膜表面水解酶体系泛素蛋白酶体途径：细胞内异常蛋白质，短寿命蛋白质。内质网蛋白质降解途径（ERAD）,34,一、蛋白质降解与末端序列有关实验证据：N-末端化学修饰构建不同的N-末端N-末端规则：N-端氨基酸决定蛋白质半衰期去稳定残基：一、二、三级稳定残基N-端保守序列：降解盒（cyclin）C-端序列：PEST序列（Pro-Glu-Ser-Thr）,35,二、泛素-蛋白酶复合体途径,Cys,Gly,泛素活化酶,泛素偶联酶,泛素-蛋白连接酶,36,forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation,TheNobel