细胞生物学7细胞质基质与内膜02

1、第五节第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装 分泌蛋白合成的模型分泌蛋白合成的模型-信号假说信号假说 蛋白质分选与分选信号蛋白质分选与分选信号 膜泡运输膜泡运输 细胞结构体系的组装细胞结构体系的组装 一、分泌蛋白合成的模型分泌蛋白合成的模型-信号假说信号假说 信号序列信号序列 信号假说信号假说(Signal hypothesis) GBlobel et al：Signal hypothesis,1975 信号肽（信号肽（Signal peptide）与共转移（）与共转移（Cotranslocation） 导肽（导肽（Leader peptide）与）与后转

2、移后转移（Post translocation） 蛋白质的加工蛋白质的加工 信号序列信号序列(signal sequence) 为什么有些核糖体合成蛋白质时不同内质网结合为什么有些核糖体合成蛋白质时不同内质网结合, ,有些正在合成蛋有些正在合成蛋 白质的核糖体要同内质网结合白质的核糖体要同内质网结合, ,并将合成的蛋白质插入内质网并将合成的蛋白质插入内质网 设计实验：分别分离设计实验：分别分离mRNA、微粒体和核糖体，然后慢慢、微粒体和核糖体，然后慢慢 加在一起，进行体外翻译。有的加在一起，进行体外翻译。有的mRNA能够与微粒体结能够与微粒体结 合，而有的合，而有的mRNA只与核糖体结合合成蛋

3、白质，不能够只与核糖体结合合成蛋白质，不能够 与微粒体结合与微粒体结合 1971年美国洛克菲勒大学的年美国洛克菲勒大学的Blobel等提出了信号序等提出了信号序 列列(signal sequence)的概念。的概念。 分泌蛋白的分泌蛋白的N-端含有一段特别的信号序列端含有一段特别的信号序列(signal sequence),可将多肽和核糖体引导到可将多肽和核糖体引导到ER膜上膜上; 多肽通过多肽通过ER膜上的水性通道进入膜上的水性通道进入ER的腔中的腔中,并推并推 测多肽是在合成的同时转移的。测多肽是在合成的同时转移的。 将将RER微粒体置于加有放射性标记氨基酸的微粒体置于加有放射性标记氨基酸

4、的 蛋白质合成体系中进行短暂温育蛋白质合成体系中进行短暂温育,然后加入嘌然后加入嘌 呤霉素，使蛋白质合成提前中止并从核糖体呤霉素，使蛋白质合成提前中止并从核糖体 中释放出不完全的多肽。此时离心收集中释放出不完全的多肽。此时离心收集RER 小泡小泡,用去垢剂将用去垢剂将RER小泡破坏小泡破坏,使小泡内的使小泡内的 物质释放出来物质释放出来,并对其进行分析并对其进行分析,结果表明结果表明,从从 破裂的破裂的RER小泡中释放出来的物质中有放射小泡中释放出来的物质中有放射 性标记的新合成的多肽性标记的新合成的多肽 实验证明膜结合核糖体合成的蛋实验证明膜结合核糖体合成的蛋 白质进入了微粒体的腔白质进入了

5、微粒体的腔 蛋白蛋白 质进质进 入核入核 糖体糖体 实验实验 信号序列存在的直接证据信号序列存在的直接证据 1972年年, Milstein 和他的同事发现和他的同事发现: 从细胞质分离的从细胞质分离的IgG轻链轻链: 多多20个氨基酸残基个氨基酸残基 释放到细胞外的释放到细胞外的IgG轻链轻链: 少少20个氨基酸残基个氨基酸残基 推测：这段肽具有信号作用推测：这段肽具有信号作用,使使IgG得以通过粗面得以通过粗面 内质网并继而分泌到细胞外。内质网并继而分泌到细胞外。 即信号肽即信号肽 G.Blobel等用离体实验证实了信号肽的等用离体实验证实了信号肽的 存在存在: RER对产物的影响对产物的

6、影响 蛋白水解酶实验蛋白水解酶实验 多聚核糖体的离体翻译多聚核糖体的离体翻译 信号肽的信号肽的证实证实 信号肽的进一步证实信号肽的进一步证实 因此推测信号序列在引导蛋白进入内质网后被切除因此推测信号序列在引导蛋白进入内质网后被切除 蛋白水解酶水解实验蛋白水解酶水解实验 在分泌蛋白进行体外在分泌蛋白进行体外 翻译的无细胞系统中翻译的无细胞系统中( (含有含有RERRER小泡小泡) )加入蛋加入蛋 白水解酶白水解酶, ,并不能使新生肽水解。但同时加并不能使新生肽水解。但同时加 入去垢剂入去垢剂, ,则能将蛋白质水解则能将蛋白质水解, ,提示新生肽提示新生肽 链是边合成边运输的链是边合成边运输的,

7、,因为去垢剂能够破坏因为去垢剂能够破坏 内质网的膜内质网的膜, ,使合成的蛋白质暴露于蛋白水使合成的蛋白质暴露于蛋白水 解酶遭到降解。若无去垢剂解酶遭到降解。若无去垢剂, ,多肽在合成的多肽在合成的 同时就向内质网转运同时就向内质网转运, ,所以不受蛋白水解酶所以不受蛋白水解酶 的影响。的影响。 用去垢剂处理从骨髓瘤分离的多聚核糖体，使用去垢剂处理从骨髓瘤分离的多聚核糖体，使 之与内质网膜分离后，继续在无细胞体系之与内质网膜分离后，继续在无细胞体系(不不 含含RER小泡小泡)中进行翻译，发现中进行翻译，发现:短时间温育，短时间温育， 即可得到成熟的分泌蛋白即可得到成熟的分泌蛋白(无信号序列无信

8、号序列),而长时而长时 间的温育，得到的产物间的温育，得到的产物N-端有信号序列端有信号序列,这一这一 结果说明由于结果说明由于mRNA中多聚核糖体合成蛋白质中多聚核糖体合成蛋白质 的不同步的不同步,位于位于mRNA3端的核糖体合成的蛋端的核糖体合成的蛋 白质在分离前不仅进入了内质网白质在分离前不仅进入了内质网,而且在内质而且在内质 网的腔中被切除了信号序列。越靠近网的腔中被切除了信号序列。越靠近 mRNA5端的核糖体合成的蛋白质越短端的核糖体合成的蛋白质越短,所以所以 在体外经较长时间的翻译得到的是含有信号序在体外经较长时间的翻译得到的是含有信号序 列的前蛋白列的前蛋白,因为没有了内质网因为

9、没有了内质网,信号序列不能信号序列不能 被切除被切除。 多聚核糖体实验多聚核糖体实验 信号肽的特性信号肽的特性 序列特征序列特征 15-3515-35个氨基酸残基，其中含有个氨基酸残基，其中含有 4-124-12个疏水残基个疏水残基 特异性特异性: :不严格不严格 位置位置: : N-N-端突出的一段肽端突出的一段肽 内含信号肽。内含信号肽。 信号假说信号假说 信号假说内容信号假说内容 指导因子指导因子： 蛋白质蛋白质N-端的信号肽（端的信号肽（signal peptide） 信号识别颗粒（信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP） 信号识别颗粒的受体（又称

10、停泊蛋白，信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白，docking protein，DP）等）等 早期信号假说内容早期信号假说内容 (1)(1)分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核分泌蛋白的合成始于细胞质中的游离核 糖体糖体; ; (2)(2)合成的合成的N-N-端信号序列露出核糖体后端信号序列露出核糖体后, ,靠靠 自由碰撞与内质网膜接触自由碰撞与内质网膜接触, ,然后靠然后靠N-N-端信号端信号 序列的疏水性插入内质网的膜序列的疏水性插入内质网的膜; ; (3)(3)蛋白质继续合成蛋白质继续合成, ,并以袢环形式穿过内并以袢环形式穿过内 质网的腔质网的腔; ;信号序列被信号肽酶切除。信号序列被信号肽

11、酶切除。 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 信号识别颗粒信号识别颗粒(signal recognition partical, SRP) SRP是一种核糖核酸蛋白复合体是一种核糖核酸蛋白复合体,沉降系数为沉降系数为11S，含有分，含有分 子量为子量为72kDa、68kDa、54kDa、19kDa、14kDa及及9kDa 的的6条多肽和一个条多肽和一个7S(长约长约300个核苷酸个核苷酸)的的scRNA。 SRP上有三个功能部位上有三个功能部位:信号肽识

12、别结合位点信号肽识别结合位点(P54)、翻译暂、翻译暂 停结构域停结构域(P9/P14)、SRP受体蛋白结合位点受体蛋白结合位点(P68/P72)。因。因 此此, SRP能够识别刚从游离核糖体上合成出来的信号肽，并能够识别刚从游离核糖体上合成出来的信号肽，并 与之结合，暂时中止新生肽的合成，同时与内质网上的停靠与之结合，暂时中止新生肽的合成，同时与内质网上的停靠 蛋白结合蛋白结合,使核糖体附着到内质网膜上，并进行新生肽的转使核糖体附着到内质网膜上，并进行新生肽的转 移。移。SRP对正在合成的其它蛋白质无作用对正在合成的其它蛋白质无作用,这些游离核糖体这些游离核糖体 也就不能附着到内质网膜上。也

13、就不能附着到内质网膜上。 信号识别颗粒信号识别颗粒(SRP)的组成的组成 停靠蛋白停靠蛋白 (docking protein, DP) SRP在内质网膜上的受体蛋白在内质网膜上的受体蛋白,它能够与结合有信它能够与结合有信 号序列的号序列的SRP牢牢地结合牢牢地结合,使正在合成蛋白质的核使正在合成蛋白质的核 糖体停靠到内质网上来。停靠蛋白含有两个亚基，糖体停靠到内质网上来。停靠蛋白含有两个亚基， 一个亚基暴露于细胞质的亲水部分，由一个亚基暴露于细胞质的亲水部分，由640个氨基个氨基 酸组成；另一个亚基是嵌入膜内的疏水部分，由酸组成；另一个亚基是嵌入膜内的疏水部分，由 300个氨基酸所组成。个氨基

14、酸所组成。SRP受体蛋白除了同受体蛋白除了同SRP结结 合将核糖体引导到内质网合将核糖体引导到内质网, 同时同时,它的它的亚基与亚基与SRP 一起催化一起催化GTP水解释放能量水解释放能量,帮助信号肽转位。帮助信号肽转位。 Signal hypothesis Signal hypothesis 体外实验证明体外实验证明SRP颗粒、颗粒、SRP受体的作用受体的作用 修正信号假说修正信号假说 信号序列与信号序列与SRP结合结合。SRP上的翻译暂停结构域同核糖上的翻译暂停结构域同核糖 体的体的A位点作用位点作用, 暂时停止核糖体的蛋白质合成。暂时停止核糖体的蛋白质合成。 核糖体附着到内质网上核糖体附

15、着到内质网上。结合有信号序列的。结合有信号序列的SRP通过它通过它 的第三个结合位点与内质网膜中受体结合的第三个结合位点与内质网膜中受体结合, 将核糖体附将核糖体附 着到内质网的蛋白质转运通道着到内质网的蛋白质转运通道 SRP受体将其结合的受体将其结合的GTP水解水解同时将同时将SRP释放出来释放出来,此此 时蛋白转运通道打开时蛋白转运通道打开,核糖体与通道结合核糖体与通道结合,新生的肽插进新生的肽插进 通道通道 信号序列与通道中受体结合信号序列与通道中受体结合。信号序列与通道中的受体信号序列与通道中的受体 结合结合,蛋白质的合成重新开始蛋白质的合成重新开始,并向内质网腔转运。并向内质网腔转运

16、。 信号肽酶切除信号序列信号肽酶切除信号序列。 当转运完成之后当转运完成之后,若转运多肽若转运多肽 的信号序列是可切割的序列则被内质网膜中信号肽酶所的信号序列是可切割的序列则被内质网膜中信号肽酶所 切割切割,释放出可溶性的成熟蛋白。释放出可溶性的成熟蛋白。 信号肽与共转移信号肽与共转移 起始转移序列和终止转移序列起始转移序列和终止转移序列 起始转移序列和终止转移序列的数目决起始转移序列和终止转移序列的数目决 定多肽跨膜次数定多肽跨膜次数 跨膜蛋白的跨膜蛋白的取向取向 起始转移信号：起始转移信号：在蛋白质共翻译转运过程中在蛋白质共翻译转运过程中, ,信号序信号序 列的列的N-N-端始终朝向内质网

17、的外侧端始终朝向内质网的外侧, ,插入蛋白质转运通插入蛋白质转运通 道后与通道内的信号序列结合位点道后与通道内的信号序列结合位点( (受体受体) )结合结合, ,其后其后 的肽序列是以袢环的形式通过运输通道。不过的肽序列是以袢环的形式通过运输通道。不过N-N-端端 的起始转移序列是的起始转移序列是可切除的序列可切除的序列, ,它的旁边有信号肽它的旁边有信号肽 酶的作用位点酶的作用位点, ,以以N-N-端信号序列作为起始转移信号的端信号序列作为起始转移信号的 一般都是分泌蛋白。一般都是分泌蛋白。 内含信号序列：内含信号序列：位于位于N-N-末端末端, ,但具信号序列的作用但具信号序列的作用, ,

18、 故称为内含信号序列。它可作为蛋白质共翻译转移故称为内含信号序列。它可作为蛋白质共翻译转移 的信号被的信号被SRPSRP识别识别, ,同时它也是起始转移信号。由于同时它也是起始转移信号。由于 内含信号序列是不可切除的内含信号序列是不可切除的, ,又是疏水性又是疏水性, ,所以它是所以它是 膜蛋白的一部分膜蛋白的一部分, ,如果共翻译转运蛋白质中只有一如果共翻译转运蛋白质中只有一 个内含信号序列个内含信号序列, ,那么合成的蛋白就是那么合成的蛋白就是单次跨膜蛋单次跨膜蛋 白白 信号肽与起始跨膜序列信号肽与起始跨膜序列 内含信号序列与单次跨膜蛋白的整合内含信号序列与单次跨膜蛋白的整合 停止转移肽停

19、止转移肽(stop-transfer peptide) 停止转移肽又称停止转运信号停止转移肽又称停止转运信号(halt transfer signal),它是存在于新生肽中能够使肽链通过它是存在于新生肽中能够使肽链通过 膜转移停止的一段信号序列膜转移停止的一段信号序列,结果导致蛋白质结果导致蛋白质 锚定在膜的双脂层锚定在膜的双脂层, 停止转运信号以停止转运信号以螺旋的形螺旋的形 式锚定在双脂层。因停止转移信号的作用而形式锚定在双脂层。因停止转移信号的作用而形 成单次跨膜的蛋白成单次跨膜的蛋白,那么该蛋白在结构上只有那么该蛋白在结构上只有 一个停止转移信号序列一个停止转移信号序列,没有内含转移信

20、号没有内含转移信号,但但 在在N-端有一个信号序列作为转移起始信号。端有一个信号序列作为转移起始信号。 终止转移信号与单次跨膜蛋白的形成终止转移信号与单次跨膜蛋白的形成 二次与多次跨膜蛋白二次与多次跨膜蛋白 多个起始与终止跨膜信号多个起始与终止跨膜信号 重链结合蛋白重链结合蛋白 (heavy-chain binding protein, Bip) Bip是一类分子伴侣是一类分子伴侣,属于属于Hsp70家族家族,在内质网中有两在内质网中有两 个作用。个作用。 第一，第一，Bip同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸同进入内质网的未折叠蛋白质的疏水氨基酸 结合，结合，防止多肽链不正确地折叠和聚合防

21、止多肽链不正确地折叠和聚合。然后。然后Bip同同 ATP结合并通过结合并通过ATP的水解释放出结合的多肽。在多的水解释放出结合的多肽。在多 数情况下，释放出的多肽很快折叠，或者同别的亚基数情况下，释放出的多肽很快折叠，或者同别的亚基 共同组装成完整的蛋白质。正确折叠和装配的蛋白质共同组装成完整的蛋白质。正确折叠和装配的蛋白质 不会同不会同Bip再结合，但是，如果蛋白质进行了不正确的再结合，但是，如果蛋白质进行了不正确的 折叠或错误的装配，折叠或错误的装配，Bip会马上同这种蛋白结合，使蛋会马上同这种蛋白结合，使蛋 白质处于未折叠的状态，从而防止了错误的折叠。白质处于未折叠的状态，从而防止了错误

22、的折叠。 Bip的第二个作用是的第二个作用是防止新合成的蛋白质在转运过程中防止新合成的蛋白质在转运过程中 变性或断裂变性或断裂。 Bip在在ER腔中的作用腔中的作用 BiP蛋白在蛋白在ER中的作用中的作用 导肽与后转移导肽与后转移 基本的特征：基本的特征： 蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细 胞器中，称胞器中，称后转移后转移（post translocation）。）。 蛋白质跨膜转移过程需要蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还使多肽去折叠，还 需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其）使其

23、能够正确地折叠成有功能的蛋白。能够正确地折叠成有功能的蛋白。 蛋白质在内质网中的加工与修饰蛋白质在内质网中的加工与修饰 二硫键二硫键 糖基化糖基化 羟基化羟基化 形成脂锚定蛋白形成脂锚定蛋白 蛋白质从内质网的输出蛋白质从内质网的输出 二硫键的形成二硫键的形成 N-糖基化糖基化 羟基化羟基化(hydroxylation) 除了除了N-N-连接糖基化以外，新生肽的脯氨酸连接糖基化以外，新生肽的脯氨酸 和赖氨酸要进行羟基化，形成羟脯氨酸和和赖氨酸要进行羟基化，形成羟脯氨酸和 羟赖氨酸，不过这种反应只是在少数蛋白羟赖氨酸，不过这种反应只是在少数蛋白 上发生。在合成胶原的细胞中上发生。在合成胶原的细胞中

24、, ,脯氨酸和赖脯氨酸和赖 氨酸羟基化则是一个主要的反应。氨酸羟基化则是一个主要的反应。 脂锚定蛋白的形成脂锚定蛋白的形成 Export of Proteins from the ER 二、蛋白质分选（二、蛋白质分选（protein sorting） 与分选信号（与分选信号（sorting signals） 分选途径分选途径 分选信号分选信号 分选途径（分选途径（Road map） 核孔运输（核孔运输（gated transport）；）； 跨膜运输（跨膜运输（transmembrane transport）；）； 膜泡运输（膜泡运输（vesicular transport） 内膜内膜 系统系

25、统 的蛋的蛋 白质白质 分选分选 蛋白质分选定位的三种途径蛋白质分选定位的三种途径 信号序列的引导作用信号序列的引导作用 与生俱来的三种信号序列与生俱来的三种信号序列 寿命信号寿命信号 加工信号加工信号 定位信号定位信号 核定位信号核定位信号 引导肽引导肽 信号肽。信号肽。 信号序列信号序列 在蛋白质定位中的作用在蛋白质定位中的作用 根据信号序列运输方向的不同分为三种类根据信号序列运输方向的不同分为三种类 型，即入核信号、引导肽和信号肽。入核型，即入核信号、引导肽和信号肽。入核 信号指导核蛋白的运输，引导肽指导线粒信号指导核蛋白的运输，引导肽指导线粒 体、叶绿体和过氧化物酶体蛋白的运输，体、叶

26、绿体和过氧化物酶体蛋白的运输， 信号肽则指导内膜系统的蛋白质运输。信号肽则指导内膜系统的蛋白质运输。 信号序列的类型信号序列的类型 三膜泡运输三膜泡运输 膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普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。不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。 细胞分泌与内吞作用细胞分泌与内吞作用 细胞分泌活动的过程细胞分泌活动的过程 内质网内质网: : 高尔基体高尔基体: : 细胞质膜细

27、胞质膜: : 分泌活动的类型分泌活动的类型 组成型分泌途径组成型分泌途径 (Constitutive secretory pathway) 调节型分泌途径调节型分泌途径 (Regulated secretory pathway) 组成型、调节型分泌途径组成型、调节型分泌途径 分泌过程中的蛋白质加工分泌过程中的蛋白质加工 内质网内质网信号肽切除信号肽切除; ; 高尔基体高尔基体 分泌泡分泌泡: : 高尔基体蛋白的驻留高尔基体蛋白的驻留 胰岛素原的加工胰岛素原的加工 胞吐作用胞吐作用(exocytosis) 概念：将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的概念：将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的 物质通过

28、细胞质膜运出细胞的过程。物质通过细胞质膜运出细胞的过程。 胞吐作用与分泌活动胞吐作用与分泌活动 胞吐作用的意义胞吐作用的意义 胞吐作用与膜融合胞吐作用与膜融合 胞胞 吐吐 作作 用用 膜融合膜融合 胞吞作用胞吞作用 概念：通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物概念：通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物 质裹进并输入细胞的过程。质裹进并输入细胞的过程。 吞噬作用吞噬作用(phagocytosis) 巨噬细胞巨噬细胞(macrophage) 中性细胞中性细胞(neutrophils) 胞吞作用胞吞作用(endocytosis) 吞饮作用吞饮作用(pinocytosis) 液相内吞液相内吞(fluid-pha

29、se endocytosis) 吸附内吞吸附内吞(absorption endocytosis) 胞吞作用胞吞作用 巨噬细胞的吞噬作用巨噬细胞的吞噬作用 中中 性性 细细 胞胞 的的 吞吞 噬噬 作作 用用 受体受体 配体配体(Ligand) .营养物、营养物、 .有害物质有害物质 .免疫物质、免疫物质、.信号物质信号物质 内吞过程内吞过程 小窝小窝内吞泡的形成内吞泡的形成初级内体初级内体 次级内体次级内体溶酶体。溶酶体。 受体介导的内吞过程受体介导的内吞过程 受体介导的内吞过程受体介导的内吞过程 内吞过程中受体与配体的命运内吞过程中受体与配体的命运 受体再循环、配体被降解受体再循环、配体被降

30、解 受体与配体一起再循环受体与配体一起再循环 受体与配体都被降解受体与配体都被降解 转胞吞作用转胞吞作用 受体与配体的命运受体与配体的命运 受体介导的受体介导的LDL内吞过程内吞过程 转转 铁铁 蛋蛋 白白 膜结合核糖体合成的蛋白质进入内质网后的运膜结合核糖体合成的蛋白质进入内质网后的运 输是通过小泡转运实现的输是通过小泡转运实现的, ,其机理涉及三个其机理涉及三个 基本问题基本问题: : 小泡是怎样形成的小泡是怎样形成的? ? 不同类型小泡如何准确到达作用部位不同类型小泡如何准确到达作用部位? ? 小泡与细胞质膜、小泡与小泡之间是怎样融小泡与细胞质膜、小泡与小泡之间是怎样融 合的合的? ?

31、三个基本问题三个基本问题 运输小泡的类型运输小泡的类型 披披网格蛋白小泡网格蛋白小泡(clathrin-coated vesicle) COPII被膜小泡被膜小泡(COPII coated vesicles) COPI被膜小泡被膜小泡(COPI coated vesicles) 三种类型被膜小泡运输途三种类型被膜小泡运输途 径径 网格蛋白小泡形成机制网格蛋白小泡形成机制 网格蛋白及被膜亚基网格蛋白及被膜亚基(coat subunits) 二聚体二聚体(Dimer): 三联体骨架三联体骨架(triskelion): 被膜亚基被膜亚基(coat subunits): 网网 格格 蛋蛋 白白 网格蛋

32、白亚基的装配网格蛋白亚基的装配 网网 格格 蛋蛋 白白 小小 泡泡 网格蛋白小泡的形成网格蛋白小泡的形成 衔接蛋白衔接蛋白 在网格蛋白被膜小窝形成时在网格蛋白被膜小窝形成时, , 网格蛋白和膜之间有一种网格蛋白和膜之间有一种 蛋白质起衔接作用蛋白质起衔接作用, ,这就是衔接蛋白。所以衔接蛋白是这就是衔接蛋白。所以衔接蛋白是 一种在披网格蛋白小泡形成中起中介作用的蛋白质一种在披网格蛋白小泡形成中起中介作用的蛋白质 衔衔 接接 蛋蛋 白白 的的 作作 用用 发动蛋白在网格蛋白小泡形成过程中同出发动蛋白在网格蛋白小泡形成过程中同出 芽的颈部结合，一旦小泡装配完成，发芽的颈部结合，一旦小泡装配完成，发

33、 动蛋白立即水解其本身结合的动蛋白立即水解其本身结合的GTP从而从而 将小泡与质膜切离。将小泡与质膜切离。 发动蛋白发动蛋白(dynamin) 发动蛋白的作发动蛋白的作 用用 COP-被膜小泡形成的机理被膜小泡形成的机理 Small GTP-binding proteins 单体单体G蛋白蛋白 活性调节活性调节 鸟嘌呤核苷释放蛋白鸟嘌呤核苷释放蛋白(GNRP) GTP酶激活蛋白酶激活蛋白(GAP) ARF在在COP被膜小泡形成中作用被膜小泡形成中作用 COPII-被膜小泡的形成被膜小泡的形成 COPI包被小泡包被小泡 COPI包被含有包被含有8种蛋白亚基，包被蛋白复合物的装配种蛋白亚基，包被蛋

34、白复合物的装配 与去装配依赖于与去装配依赖于ARF(GTP-binding protein)； 负责回收、转运内质网逃逸蛋白负责回收、转运内质网逃逸蛋白(escaped proteins） ER。 细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制：细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制： 转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运；转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运； 通过识别驻留蛋白通过识别驻留蛋白C-端的回收信号端的回收信号(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特异性受体，以的特异性受体，以COPI-包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。 COPII-包被小泡

35、在非选择性的批量运输包被小泡在非选择性的批量运输( bulk flow)中中 行使功能行使功能, 负责负责 rER Golgi SV PM。 COPI-包被小泡除行使包被小泡除行使GolgiER逆行转运外，也可行逆行转运外，也可行 使顺行转运功能使顺行转运功能, 从从ERER-Golgi ICGolgi。 内质网驻留蛋白的回收图解内质网驻留蛋白的回收图解 小泡的定向运输、小泡的定向运输、 停靠和融合机理停靠和融合机理 SNARE 假说假说 NSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein,NSF) SNAP (可溶性可溶性NSF附着蛋白附着蛋白,soluble NSF attachment protein,SNAP) V-SNARE(vesicle-SNAP receptor) T-SNARE(target-SNAP receptor) 小泡运输的导航标志小泡运输的导航标志 Rab蛋白在小泡运输和融合中的调节作用蛋白在小泡运输和融合中的调节作用 同型膜融合同型膜融合 四、细胞结构体系的组装四、细胞结构体系的组装