蛋白质和蛋白质组学-苏州班

1、李冬民李冬民 博士博士 副教授副教授Email：；西安交通大学医学部生物化学与分子生物学系西安交通大学医学部生物化学与分子生物学系蛋白质和蛋白质组学 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系主要内容 第一章第一章 蛋白质分子的折叠和定位蛋白质分子的折叠和定位 第二章第二章 蛋白质的修饰与降解蛋白质的修饰与降解 第三章第三章 蛋白质相互作用蛋白质相互作用 第四章第四章 糖蛋白与蛋白聚糖的结构与功能糖蛋白与蛋白聚糖的结构与功能 第五章第五章 蛋白质组学蛋白质组学西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一章 折叠和定位 蛋白质作为基因表达的最终产物，参与了生命活动的蛋白质作为基

2、因表达的最终产物，参与了生命活动的每一个环节。每一个环节。 为了发挥应有的生物学功能，蛋白质不仅需要有正确为了发挥应有的生物学功能，蛋白质不仅需要有正确的氨基酸序列，而且还需要有正确的空间结构、正确的氨基酸序列，而且还需要有正确的空间结构、正确的亚基组装、正确的化学修饰和正确的靶向定位。的亚基组装、正确的化学修饰和正确的靶向定位。 以以mRNA 为模板，以氨基酸为底物，从合成第一个为模板，以氨基酸为底物，从合成第一个肽键起，新生的多肽链就开始了反复不断的折叠一去肽键起，新生的多肽链就开始了反复不断的折叠一去折叠一再折叠的复杂过程，最终形成一个具有天然空折叠一再折叠的复杂过程，最终形成一个具有天

3、然空间结构的蛋白质。间结构的蛋白质。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质分子的折叠蛋白质分子的折叠 从一条伸展无序的多肽链折叠成具有正确从一条伸展无序的多肽链折叠成具有正确空间结构的蛋白质分子的过程称为空间结构的蛋白质分子的过程称为蛋白质折叠蛋白质折叠( protein folding）。）。 影响蛋白质折叠的因素：影响蛋白质折叠的因素：蛋白质的一级结构包含蛋白质的一级结构包含了决定蛋白质空间结构的所有信息，正确空间结构的了决定蛋白质空间结构的所有信息，正确空间结构的形成还需要正确的二硫键组合和复杂的非共价键作用形成还需要正确的二硫键组合和复杂的非共价键作用

4、（氢键、离子作用力和疏水作用力）、适当的外部环（氢键、离子作用力和疏水作用力）、适当的外部环境（温度、境（温度、pH、金属离子、细胞内的空间拥挤程度、金属离子、细胞内的空间拥挤程度等）和辅助分子的参与。等）和辅助分子的参与。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质分子的折叠蛋白质分子的折叠1. 蛋白质的体外折叠符合蛋白质的体外折叠符合“自组装自组装”热力学假说热力学假说一、蛋白质的折叠机制体现了热力学、动力学和能量一、蛋白质的折叠机制体现了热力学、动力学和能量学理论的和谐统一学理论的和谐统一西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质分子

5、的折叠蛋白质分子的折叠Anfinsen CB 提出提出“自组装自组装”（self-assembly）热力学假说）热力学假说：l天然蛋白质多肽链可以在体外复性；天然蛋白质多肽链可以在体外复性；l天然蛋白质在生物学环境中处在热力学最稳定的状态；天然蛋白质在生物学环境中处在热力学最稳定的状态；l多肽链的氨基酸序列包含了可以形成热力学意义上稳定多肽链的氨基酸序列包含了可以形成热力学意义上稳定的天然构象所必需的全部信息。的天然构象所必需的全部信息。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质分子的折叠蛋白质分子的折叠2. 折叠也是一个动力学控制的过程折叠也是一个动力学控制的过

6、程蛋白质折叠的动力学学说认为：蛋白质折叠的动力学学说认为： 从总体上看，蛋白质的折叠遵循从高能态向低能态从总体上看，蛋白质的折叠遵循从高能态向低能态转变的热力学理论，但是在蛋白质折叠的途径中存在转变的热力学理论，但是在蛋白质折叠的途径中存在着某些能级势垒，阻碍蛋白质形成最稳定的空间构象着某些能级势垒，阻碍蛋白质形成最稳定的空间构象，从而使得蛋白质结构处在某种亚稳态，受到，从而使得蛋白质结构处在某种亚稳态，受到r r 动力动力学的控制。学的控制。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质分子的折叠蛋白质分子的折叠3. 能级形貌理论和谐统一地诠释了蛋白质的折叠过程：能

7、级形貌理论和谐统一地诠释了蛋白质的折叠过程： 能级形貌理论能级形貌理论(energy landscape): 该理论融合了热力学和动力学的内涵该理论融合了热力学和动力学的内涵; 该理论认为，蛋白质是一组具有随机结构的分子群，在该理论认为，蛋白质是一组具有随机结构的分子群，在 折叠过程中各个分子沿着各自的途径进行折叠。折叠过程中各个分子沿着各自的途径进行折叠。 在折叠初期，分子结构松散，自由能大，可选择构象熵在折叠初期，分子结构松散，自由能大，可选择构象熵 （conformational entropy）也大。）也大。 蛋白质多肽链（随机结构）通过构象塌陷、表面张力或蛋白质多肽链（随机结构）通过

8、构象塌陷、表面张力或 疏水作用形成紧凑结构。疏水作用形成紧凑结构。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 成核成核-快速生长模型快速生长模型 拼图模型拼图模型 框架模型框架模型 快速疏水垮塌模型快速疏水垮塌模型 扩散扩散-碰撞碰撞-缔合模型缔合模型 动力学模型动力学模型 格点模型格点模型二、二、 不同模型从不同视角描述了蛋白质的折叠过程不同模型从不同视角描述了蛋白质的折叠过程西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 侧链影响二级结构具有一定的倾向性侧链影响二级结构具有一定的倾向性 二硫键的形成和脯氨酸残基酰胺键的顺反异构化是二硫键的形成和脯氨酸残基酰胺键的顺反异构化是折

9、叠过程中的慢反应折叠过程中的慢反应 形成形成-螺旋的起始过程是个慢过程螺旋的起始过程是个慢过程 单个结构域作为独立单位进行折叠单个结构域作为独立单位进行折叠三、三、 蛋白质的体内折叠同时受到内在因素和外部条件制约蛋白质的体内折叠同时受到内在因素和外部条件制约（一）氨基酸的侧链和肽链的二级结构是影响蛋白质折叠的（一）氨基酸的侧链和肽链的二级结构是影响蛋白质折叠的内在因素内在因素西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 细胞内大分子拥挤效应影响多肽链的折叠过程细胞内大分子拥挤效应影响多肽链的折叠过程 T T和和pHpH也会影响多肽链的折叠也会影响多肽链的折叠 金属离子的配位效应可以影响蛋

10、白质的天然结构金属离子的配位效应可以影响蛋白质的天然结构（二）细胞内的特殊环境是影响蛋白质折叠的外部条件（二）细胞内的特殊环境是影响蛋白质折叠的外部条件西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 热激蛋白热激蛋白HSP70HSP70和和HSP40HSP40以以ATPATP依赖方式参与蛋白质折叠过程依赖方式参与蛋白质折叠过程四、蛋白质的折叠需要其他辅助分子参与：四、蛋白质的折叠需要其他辅助分子参与：（一）（一）分子伴侣分子伴侣是蛋白质在进行正确折叠的最主要辅助分子是蛋白质在进行正确折叠的最主要辅助分子西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 分子伴侣素分子伴侣素 HSP60和和

11、HSP10形成了圆桶状复合体辅助多形成了圆桶状复合体辅助多肽链的正确折叠肽链的正确折叠 触发因子是可以与核糖体结合的分子伴侣触发因子是可以与核糖体结合的分子伴侣西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 最常见两类：最常见两类： 1. 蛋白质二硫键异构酶蛋白质二硫键异构酶(PDI)：参与二硫键的形成：参与二硫键的形成 2. 肽基脯氨酰顺反异构酶肽基脯氨酰顺反异构酶(PPI)：帮助脯氨酸弯折：帮助脯氨酸弯折 处形成处形成正确的折叠正确的折叠（二）折叠酶辅助共价键的形成（二）折叠酶辅助共价键的形成西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 许多具有前导肽的前体形式的蛋白质，必须有前

12、导许多具有前导肽的前体形式的蛋白质，必须有前导肽的参与才能完成折叠，前导肽具备了分子伴侣的作用肽的参与才能完成折叠，前导肽具备了分子伴侣的作用，从而提出了，从而提出了IMC的概念：的概念： 两类：两类：I类参与多肽链的延伸和正确折叠类参与多肽链的延伸和正确折叠 II类参与蛋白在胞内的转运和定位类参与蛋白在胞内的转运和定位（三）分子内的分子伴侣（三）分子内的分子伴侣(IMC)是具有前导肽的蛋白是具有前导肽的蛋白质的前体形式质的前体形式（四）（四） 分子伴侣可辅助其他大分子的折叠分子伴侣可辅助其他大分子的折叠西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系五五 、膜蛋白的折叠研究具有较大挑战、膜

13、蛋白的折叠研究具有较大挑战（一）膜蛋白在磷脂膜中的二级结构可以全部是（一）膜蛋白在磷脂膜中的二级结构可以全部是-螺螺旋结构旋结构（二）也可以是（二）也可以是-片层结构片层结构西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的定位蛋白质的定位蛋白质合成后的去向：蛋白质合成后的去向： 驻留在细胞质中；驻留在细胞质中； 运输到细胞器；运输到细胞器； 分泌到细胞外；分泌到细胞外； 插入到细胞膜插入到细胞膜蛋白质的靶向输送（蛋白质的靶向输送（protein targeting）：）：蛋白质合成蛋白质合成后被定向输送到发挥作用的靶区域的过程。后被定向输送到发挥作用的靶区域的过程。蛋白

14、质的靶向输送蛋白质的靶向输送是由蛋白质上所携带的定位信号所决是由蛋白质上所携带的定位信号所决定的。定的。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的定位蛋白质的定位 20 世纪世纪70 年代，年代，Blobel G 提出了提出了“信号肽假说信号肽假说”，即所，即所有靶向输送的蛋白质的一级结构中都存在定位信号，它有靶向输送的蛋白质的一级结构中都存在定位信号，它可以引导蛋白质转移到适当的细胞靶部位。可以引导蛋白质转移到适当的细胞靶部位。 定位信号是决定蛋白质靶向输送的关键因素。定位信号是决定蛋白质靶向输送的关键因素。 例如，靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋白例如

15、，靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋白质，其信号肽（质，其信号肽（signal peptide）是肽链）是肽链N - 末端长度为末端长度为1336个氨基酸的序列。个氨基酸的序列。一、蛋白质分子上携带着不同的定位信号一、蛋白质分子上携带着不同的定位信号 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的定位蛋白质的定位 这个信号肽将正在合成之中的分泌型蛋白引导到内质网腔中，然这个信号肽将正在合成之中的分泌型蛋白引导到内质网腔中，然后信号肽被切除，分泌型蛋白在内质网腔中经过折叠、组装和修后信号肽被切除，分泌型蛋白在内质网腔中经过折叠、组装和修饰后，经由高尔基复合体输送到

16、细胞外、溶酶体中、内质网腔中饰后，经由高尔基复合体输送到细胞外、溶酶体中、内质网腔中、高尔基复合体腔中，或整合到这些细胞器的膜上，或整合到细、高尔基复合体腔中，或整合到这些细胞器的膜上，或整合到细胞质膜上。胞质膜上。 非分泌型蛋白在细胞质中游离核糖体上合成后释放到细胞质中，非分泌型蛋白在细胞质中游离核糖体上合成后释放到细胞质中，然后在蛋白分子中定位信号的引导下进人不同的细胞器然后在蛋白分子中定位信号的引导下进人不同的细胞器 Blobel G 因为发现蛋白质具有内在的、可以引导它们在细胞内转因为发现蛋白质具有内在的、可以引导它们在细胞内转运和定位的信号，荣获了运和定位的信号，荣获了1999 年的

17、诺贝尔生理学或医学奖。年的诺贝尔生理学或医学奖。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系 定位信号有不同形式：氨基酸序列；蛋白质空间结构；蛋定位信号有不同形式：氨基酸序列；蛋白质空间结构；蛋白质的修饰信号等白质的修饰信号等二、不同的定位信号引导蛋白质转运到不同的细胞部位二、不同的定位信号引导蛋白质转运到不同的细胞部位（一）线粒体中的蛋白质由胞质游离核糖体合成并靶向输（一）线粒体中的蛋白质由胞质游离核糖体合成并靶向输送到线粒体中送到线粒体中 线粒体蛋白质的线粒体蛋白质的N-末端带有定位信号末端带有定位信号 蛋白质进入线粒体需要外膜转运酶复合体蛋白质进入线粒体需要外膜转运酶复合体(TOM

18、)和内膜和内膜转运酶复合体转运酶复合体(TIM)复合体复合体 线粒体蛋白质的输送模型具有保守性线粒体蛋白质的输送模型具有保守性西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（二）细胞核蛋白的入核和出核是由核定位信号（二）细胞核蛋白的入核和出核是由核定位信号（NLS）和）和核输出信号（核输出信号（NES）所决定）所决定 蛋白质的核定位信号和核输出信号决定了蛋白质在细胞核蛋白质的核定位信号和核输出信号决定了蛋白质在细胞核内外的转运内外的转运 蛋白质的出核和入核需要由蛋白质的出核和入核需要由G蛋白进供能量蛋白进供能量西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系西安交通大学医学部基础医学院生

19、物化学与分子生物学系（三）成熟的、完全折叠的蛋白质才能被转运到过氧化物酶体中（三）成熟的、完全折叠的蛋白质才能被转运到过氧化物酶体中 两类：两类： C-端端Ser-Lys-Leu(SKL)序列，不会被切除；序列，不会被切除； N-端端PTS2信号，进入后被切除。信号，进入后被切除。 （四）分泌型蛋白质的靶向输送起始于粗面内质网（四）分泌型蛋白质的靶向输送起始于粗面内质网 过程：核糖体合成，信号肽引导进入内质网腔，折叠后在过程：核糖体合成，信号肽引导进入内质网腔，折叠后在高尔基体进分泌小泡，转移到包膜分泌到胞外高尔基体进分泌小泡，转移到包膜分泌到胞外西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物

20、学系（五）膜蛋白的插入具有方向性（五）膜蛋白的插入具有方向性1. 膜蛋白都是从粗面的内质网转运到膜上膜蛋白都是从粗面的内质网转运到膜上2. 膜蛋白的方向性是在蛋白质插入内质网膜的过程中决定的膜蛋白的方向性是在蛋白质插入内质网膜的过程中决定的 拓扑定位由拓扑序列决定：拓扑定位由拓扑序列决定： 内质网跨膜信号序列（内质网跨膜信号序列（N-末端或内部）；停止转运序列；末端或内部）；停止转运序列；膜锚定序列膜锚定序列西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二章 蛋白质的修饰与降解西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系l常见的蛋白质翻译后修饰有磷酸化、脂基化常见的蛋白质翻译后修饰

21、有磷酸化、脂基化、甲基化、乙酸化、类泛素化、巴豆酰化、糖、甲基化、乙酸化、类泛素化、巴豆酰化、糖基化和泛素化等。基化和泛素化等。l在体内，各种蛋白质翻译后修饰过程不是孤在体内，各种蛋白质翻译后修饰过程不是孤立存在，而是相互影响、相互协调。立存在，而是相互影响、相互协调。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质的修饰蛋白质的修饰一、磷酸化修饰一、磷酸化修饰（一）蛋白质磷酸化和去磷酸化的概念（一）蛋白质磷酸化和去磷酸化的概念l蛋白质磷酸化（蛋白质磷酸化（protein phosphorrylation）是通过是通过蛋白激酶催化将蛋白激酶催化将ATP或或GTP的的位磷

22、酸基转移到蛋白质位磷酸基转移到蛋白质的特定位点上的过程。的特定位点上的过程。l其逆过程由蛋白磷酸酶催化，称为其逆过程由蛋白磷酸酶催化，称为蛋白质去磷酸化（蛋白质去磷酸化（protein dephosphorylation）。）。l蛋白质磷酸化是生物中的一种最有效的调控途径。蛋白质磷酸化是生物中的一种最有效的调控途径。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第一节第一节 蛋白质的修饰蛋白质的修饰 增强或减弱被修饰蛋白质的活性；增强或减弱被修饰蛋白质的活性； 改变其在亚细胞内定位；改变其在亚细胞内定位； 改变其与其他生物分子的相互作用。改变其与其他生物分子的相互作用。（二）蛋白质磷酸化

23、的生物学作用（二）蛋白质磷酸化的生物学作用（三）催化蛋白质磷酸化的蛋白激酶（三）催化蛋白质磷酸化的蛋白激酶l蛋白激酶（蛋白激酶（protein kinase, PK）是目前已知最大的蛋白家）是目前已知最大的蛋白家族，所有蛋白激酶都有一个非常保守的族，所有蛋白激酶都有一个非常保守的催化核心催化核心和和多种调控多种调控模式模式。催化核心由。催化核心由250300个氨基酸残基组成。催化核心以个氨基酸残基组成。催化核心以外的区域往往与外的区域往往与PK 的酶活性调节和亚细胞定位有关，但没的酶活性调节和亚细胞定位有关，但没有进化同源性。有进化同源性。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系根据

24、底物的磷酸化位点分三类：根据底物的磷酸化位点分三类：1.蛋白质丝氨酸蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶（苏氨酸激酶（protein serine/threonine kinase）：）： cAMP依赖的蛋白激酶（依赖的蛋白激酶（PKA）；）；Ca2+/磷脂依赖的蛋磷脂依赖的蛋白激酶（白激酶（ Ca2+/PL-PK）或蛋白激酶）或蛋白激酶C （PKC） ； Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶（钙调蛋白依赖的蛋白激酶（CaM-PK）；）；cGMP依赖的蛋白激酶（依赖的蛋白激酶（PKG）；）；DNA依赖的蛋白激酶（依赖的蛋白激酶（DNA-PK）2. 蛋白质酪氨酸激酶（蛋白质酪氨酸激酶（protein tyros

25、ine kinase, PTK）3. 双专一性蛋白激酶（双专一性蛋白激酶（double specific protein kinase, DSPK）西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系1. 蛋白质丝蛋白质丝/苏氨酸磷酸酶苏氨酸磷酸酶2. 蛋白质酪氨酸磷酸酶蛋白质酪氨酸磷酸酶（四）催化蛋白质去磷酸化的（四）催化蛋白质去磷酸化的蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶 蛋白磷酸酶（蛋白磷酸酶（protein phosphatase, PP）所催化的反所催化的反应与蛋白激酶催化的反应相反，是使磷酸化蛋白发生去应与蛋白激酶催化的反应相反，是使磷酸化蛋白发生去磷酸化。磷酸化。 根据磷酸化氨基酸残基不同将蛋白磷

26、酸酶分为两类：根据磷酸化氨基酸残基不同将蛋白磷酸酶分为两类： 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系1.蛋白激酶抑制剂蛋白激酶抑制剂（1）作用于蛋白激酶）作用于蛋白激酶ATP结合部位的抑制剂：结合部位的抑制剂： 对对PKA、PKC、PKG、MLCK等，是应用最广泛的等，是应用最广泛的丝丝/苏氨酸激酶抑制剂苏氨酸激酶抑制剂（2）PTK抑制剂：链霉素，除莠霉素，薰草菌素抑制剂：链霉素，除莠霉素，薰草菌素2.蛋白磷酸酶抑制剂蛋白磷酸酶抑制剂（1）作用于）作用于PP1和和PP2A的抑制剂的抑制剂（2）作用于）作用于PP2B的抑制剂的抑制剂（五）蛋白激酶和磷酸酶抑制剂（五）蛋白激酶和磷酸酶抑

27、制剂西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（一）蛋白质脂基化的概念（一）蛋白质脂基化的概念二、脂基化修饰二、脂基化修饰l蛋白质脂基化（蛋白质脂基化（protein lipidation）为长脂肪链通过为长脂肪链通过O或或者者S原子与蛋白质缀合形成蛋白缀合物的过程，通常是蛋原子与蛋白质缀合形成蛋白缀合物的过程，通常是蛋白质分子中半胧氨酸残基被棕搁酰化（白质分子中半胧氨酸残基被棕搁酰化（palmitoylation ) ，或者被法呢基化（或者被法呢基化（farllesylation ) 修饰。修饰。l这两种修饰常发生在同一个蛋白质分子上，使其与生物这两种修饰常发生在同一个蛋白质分子上，

28、使其与生物磷脂膜具有更好的相溶性，将蛋白质固定在细胞膜上。磷脂膜具有更好的相溶性，将蛋白质固定在细胞膜上。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（二）蛋白质脂基化的生物学作用（二）蛋白质脂基化的生物学作用 1.能增强蛋白质在细胞膜上的亲和力；能增强蛋白质在细胞膜上的亲和力； 2.调节亚细胞定位，调节亚细胞定位， 3. 蛋白子的转运、稳定性以及相互作用等。蛋白子的转运、稳定性以及相互作用等。（三）催化蛋白质脂基化的酶：（三）催化蛋白质脂基化的酶： 主要是棕榈酰基转移酶和法呢基转移酶主要是棕榈酰基转移酶和法呢基转移酶西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系三、甲基化修饰三、

29、甲基化修饰（一）蛋白质甲基化的概念（一）蛋白质甲基化的概念l蛋白质甲基化（蛋白质甲基化（protein methylation）是指在甲基转移是指在甲基转移酶催化下，甲基基团由酶催化下，甲基基团由S-腺普甲硫氨酸转移至相应蛋白腺普甲硫氨酸转移至相应蛋白质的过程。质的过程。l甲基基团虽然不能明显改变整个氨基酸的电荷，只是甲基基团虽然不能明显改变整个氨基酸的电荷，只是替代了氨基上的替代了氨基上的H 原子，但却减少了氢键的形成数量，原子，但却减少了氢键的形成数量，而且甲基的加人增加了空间阻力，进而影响底物与蛋白而且甲基的加人增加了空间阻力，进而影响底物与蛋白质的相互作用。质的相互作用。 西安交通大学

30、医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（二）蛋白质甲基化的生物学作用（二）蛋白质甲基化的生物学作用 1.影响蛋白之间、蛋白和影响蛋白之间、蛋白和RNA之间的相互作用；之间的相互作用； 2. 蛋白定位；蛋白定位； 3. RNA加工；加工； 4.细胞信号转导等细胞信号转导等 （三）催化蛋白质甲基化的酶：（三）催化蛋白质甲基化的酶： 甲基转移酶甲基转移酶.蛋白质主要在赖氨酸或精氨酸侧链氨基蛋白质主要在赖氨酸或精氨酸侧链氨基上进行甲基化。另外，也有在天冬氨酸或谷氨酸侧链竣上进行甲基化。另外，也有在天冬氨酸或谷氨酸侧链竣基上进行甲基化形成甲酉旨的形式。基上进行甲基化形成甲酉旨的形式。 西安交通大学医学部

31、基础医学院生物化学与分子生物学系（一）蛋白质乙酰化的概念（一）蛋白质乙酰化的概念 蛋白质乙酰化（蛋白质乙酰化（protein acetylation）是指在乙酰基转移）是指在乙酰基转移酶的催化下，在蛋白质特定的位置添加乙酰基的过程。酶的催化下，在蛋白质特定的位置添加乙酰基的过程。（二）蛋白质乙酶酰化的生物学作用（二）蛋白质乙酶酰化的生物学作用 1. 组蛋白的乙酰化调节基因转录组蛋白的乙酰化调节基因转录 2. 乙酰化修饰可实现对自噬过程的动态调控乙酰化修饰可实现对自噬过程的动态调控 3. 乙酰化修饰调节代谢酶的活性及代谢通路乙酰化修饰调节代谢酶的活性及代谢通路（三）催化蛋白质乙酰化的酶：（三）催

32、化蛋白质乙酰化的酶： 组蛋白乙酰基转移酶（组蛋白乙酰基转移酶（HAT）四、乙酰化修饰四、乙酰化修饰西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系五、类泛素化修饰五、类泛素化修饰l小泛素相关修饰物（小泛素相关修饰物（small ubiquitin related modifier, SUMO）是类泛素蛋白家族的重要成员之一，可与多种是类泛素蛋白家族的重要成员之一，可与多种蛋白结合发挥相应的功能。蛋白结合发挥相应的功能。lSUMO 的分子结构及的分子结构及SUMO 化的反应途径都与泛素类化的反应途径都与泛素类似，但二者功能完全不同。似，但二者功能完全不同。lSUMO 化修饰可参与转录调节、核转

33、运、维持基因组化修饰可参与转录调节、核转运、维持基因组完整性及信号转导等多种细胞内活动，是一种重要的多完整性及信号转导等多种细胞内活动，是一种重要的多功能蛋白质翻译后修饰方式。功能蛋白质翻译后修饰方式。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（一）（一）SUMO(小泛素相关修饰物小泛素相关修饰物)的结构与分类的结构与分类1. SUMO的结构：一个的结构：一个-折叠缠绕一个折叠缠绕一个-螺旋的球状折叠。螺旋的球状折叠。lSUMO 与泛素具有相同的三维结构，即一个与泛素具有相同的三维结构，即一个-折叠缠折叠缠绕一个绕一个-螺旋的球状折叠，而且参与反应的螺旋的球状折叠，而且参与反应的C-

34、端双端双Gly残残基位置也十分相似。基位置也十分相似。l不同的是不同的是SUMO 的的N-端还含有一个约端还含有一个约1025个氨基酸个氨基酸长度的柔韧延伸，而泛素无此结构；二者的表面电荷分长度的柔韧延伸，而泛素无此结构；二者的表面电荷分布也完全不同，这提示它们可能具有不同的功能布也完全不同，这提示它们可能具有不同的功能 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系2. SUMO的分类：人类四种的分类：人类四种l分别为：分别为：SUMO1（又称（又称PIC1、UBL1、GMP1或或SMT3C）、）、SUMO2（又称（又称SMT3A）、）、SUMO3（又称（又称SMT3B）和）和SUMO4

35、。l其中其中SUMO1-3在各种组织中均有表达，而在各种组织中均有表达，而SUMO4 则则主要在肾脏、淋巴结和脾脏中表达。主要在肾脏、淋巴结和脾脏中表达。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（二）催化蛋白质（二）催化蛋白质SUMO化修饰的酶：化修饰的酶： 包括包括E1活化酶、活化酶、E2结合酶、结合酶、E3连接酶连接酶l E1活化酶是一种异源二聚体，在哺乳动物中为活化酶是一种异源二聚体，在哺乳动物中为SAE1/SAE2，其中两个亚基的功能及调控各不相同，其中两个亚基的功能及调控各不相同，但必须二者都存在时才能够正常发挥功能。但必须二者都存在时才能够正常发挥功能。l E2 结合酶

36、为结合酶为UBC9，它是，它是SUMO 化修饰中唯一的化修饰中唯一的EZ 结合酶。结合酶。l E3 连接酶主要有连接酶主要有3 类：类：PIAS 家族、核孔蛋白家族、核孔蛋白RanBP2 / Nup358和和Pc2 ( polycomb group protein 2）西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（三）（三）SUMO可逆性修饰途径可逆性修饰途径2. SUMO 化修饰的反应途径化修饰的反应途径SUMO 化修饰的反应途径是在修饰蛋白化修饰的反应途径是在修饰蛋白C-端的端的Gly残基残基和底物蛋白和底物蛋白Lys的的-氨基之间形成一个异肽键。其具体氨基之间形成一个异肽键。其具体

37、途径涉及多个酶的级联反应。途径涉及多个酶的级联反应。1. SUMO的成熟的成熟： SUMO基因表达出一种不成熟的前体基因表达出一种不成熟的前体蛋白，蛋白，细胞内有一种细胞内有一种SUMO 特异的蛋白酶（特异的蛋白酶（Ulp）能能切除切除C-端端2-11个短肽段，露出个短肽段，露出Gly-Gly模体序列。模体序列。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系活化：活化：首先，首先，SUMO 分子由分子由ATP 提供能量发生提供能量发生C-末端竣基腺昔酸末端竣基腺昔酸化；然后与化；然后与El活化酶活化酶SAE2亚基活性位点的半胧氨酸反应，释放亚基活性位点的半胧氨酸反应，释放AMP ，形成，形

38、成El 活化酶和活化酶和SUMO 分子分子C-端梭基之间的高能硫醋键，使端梭基之间的高能硫醋键，使SUMO 活化；活化的活化；活化的SUMO 随后被转移至随后被转移至E2结合酶结合酶结合：结合：SuMO 转至转至E2结合酶结合酶UBC9，C-端梭基与端梭基与UBC9活性位点的活性位点的半胧氨酸反应生成半胧氨酸反应生成SUMO-E2硫酉旨中间体。硫酉旨中间体。 连接：连接：UBC9将将SUMO分子转移至底物蛋白，在分子转移至底物蛋白，在SUMO的的C-端端Gly残基和底物蛋白侧链残基和底物蛋白侧链Lys残基之间生成异肽键，残基之间生成异肽键，SUMO 化完成。化完成。 西安交通大学医学部基础医学

39、院生物化学与分子生物学系西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系3去去SUMO化化 SUMO化是一个动态的可逆性修饰过程，细胞内有一化是一个动态的可逆性修饰过程，细胞内有一种特异性蛋白酶种特异性蛋白酶Ulp能将能将SUMO从已发生从已发生SUMO 化修饰化修饰的蛋白上移除。的蛋白上移除。Ulp是一种半胧氨酸特异性蛋白酶是一种半胧氨酸特异性蛋白酶，既可以切除新合成，既可以切除新合成SUMO 前体蛋自前体蛋自C-端的短肽，以利于端的短肽，以利于SUMO的成熟；的成熟；又具备去又具备去SUMO化的功能。化的功能。正是由于有了正是由于有了Ulp（去（去SUMO 化酶）的这两种功能，化酶）的这

40、两种功能，细胞内细胞内SUMO 化结合才得以维持在正常水平。化结合才得以维持在正常水平。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（四）（四）SUMO化修饰的生物学作用化修饰的生物学作用1. SUMO化的核内底物多数都是转录调节因子或共调节因子化的核内底物多数都是转录调节因子或共调节因子2. SUMO参与维持基因组的完整性及调节染色体凝集与分离参与维持基因组的完整性及调节染色体凝集与分离3. SUMO参与参与DNA修复过程修复过程4. SUMO可拮抗泛素的作用可拮抗泛素的作用5. SUMO可调节蛋白的核质转运及信号转导可调节蛋白的核质转运及信号转导西安交通大学医学部基础医学院生物化学

41、与分子生物学系（一）蛋白质巴豆酰化的概念（一）蛋白质巴豆酰化的概念 蛋白质巴豆酰化蛋白质巴豆酰化是指在巴豆酸基转移酶的催化下，是指在巴豆酸基转移酶的催化下，在蛋白质特定的位置添加巴豆酰基的过程。在蛋白质特定的位置添加巴豆酰基的过程。 催化蛋白质巴豆酰化的酶是催化蛋白质巴豆酰化的酶是巴豆酰基转移酶巴豆酰基转移酶。六、巴豆酰化修饰六、巴豆酰化修饰西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系l组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰与基因的活化密切相关。组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰与基因的活化密切相关。l在人类体细胞和小鼠精子细胞基因组中，组蛋白在人类体细胞和小鼠精子细胞基因组中，组蛋白Kcr分分布于基因活性转录

42、启动子区域或增强子上。布于基因活性转录启动子区域或增强子上。l在减数分裂后的精子细胞中，在减数分裂后的精子细胞中，Kcr 高丰度集中在性染色高丰度集中在性染色体上，标记睾丸特异性基因，其中包括大量性染色体活性体上，标记睾丸特异性基因，其中包括大量性染色体活性基因，但机制目前尚不清楚。基因，但机制目前尚不清楚。 （二）蛋白质巴豆酰化的生物学作用（二）蛋白质巴豆酰化的生物学作用西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系七、不同翻译后修饰过程的相互协调与影响七、不同翻译后修饰过程的相互协调与影响（一）在细胞信号转导的过程中存在多种蛋白质翻译后修饰（一）在细胞信号转导的过程中存在多种蛋白质翻译

43、后修饰（二）一种蛋白质可以有一种以上的翻译后修饰（二）一种蛋白质可以有一种以上的翻译后修饰八、蛋白质修饰的研究策略八、蛋白质修饰的研究策略（一）传统的蛋白质修饰研究策略（一）传统的蛋白质修饰研究策略（二）基于抗体的蛋白质修饰研究策略（二）基于抗体的蛋白质修饰研究策略（三）基于质谱的蛋白质修饰研究策略（三）基于质谱的蛋白质修饰研究策略西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解 是细胞内蛋白质降解的主要途径，是细胞内蛋白质降解的主要途径，80 以上。以上。（一）（一）UPS的组成与分类的组成与分类有酶促活性的蛋白酶体是由圆柱形的有酶促活性的蛋白酶体是由

44、圆柱形的20S核心颗粒和蛋核心颗粒和蛋白酶体激活因子共同构成的复合体，负责选择性降解短白酶体激活因子共同构成的复合体，负责选择性降解短寿命的调节蛋白和损伤蛋白。寿命的调节蛋白和损伤蛋白。人体内主要有人体内主要有3 种蛋白酶体激活因子：种蛋白酶体激活因子：19S ( PA700）、）、11S ( PA28或或REG）和）和PA200（图（图2-2）。）。一、泛素一、泛素- -蛋白酶体系统（蛋白酶体系统（UPSUPS）西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解1. ATP和泛素依赖的和泛素依赖的UPS组

45、成组成19S蛋白酶体激活因子结合蛋白酶体激活因子结合20S蛋白酶体，形成蛋白酶体，形成26S蛋白酶蛋白酶体，这是一种体，这是一种ATP 和泛素依赖的蛋白酶体复合体。和泛素依赖的蛋白酶体复合体。细胞内大多数蛋白质泛素化后，都经细胞内大多数蛋白质泛素化后，都经26S蛋白酶体进行降蛋白酶体进行降解，解，26S蛋白酶体是降解蛋白质的最主要体系之一。蛋白酶体是降解蛋白质的最主要体系之一。已在已在19S激活因子内发现激活因子内发现6 种不同的种不同的ATPase 亚基，它们在亚基，它们在蛋白质底物进人蛋白质底物进人20S核心颗粒前提供核心颗粒前提供ATP，从而将蛋白质，从而将蛋白质底物进行解折叠，并使蛋白

46、质底物去泛素化。底物进行解折叠，并使蛋白质底物去泛素化。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解2. 不依赖不依赖ATP和泛素的和泛素的UPS组成组成l11S蛋白酶体激活因子蛋白酶体激活因子（PA28或或REG）因不含）因不含ATPase活性活性，可不依赖，可不依赖ATP和泛素介导蛋白酶体进行蛋白质降解。和泛素介导蛋白酶体进行蛋白质降解。l在在3种种REG家族成员中，家族成员中，REG和和REG约有约有50同源性，同源性，而而REG与与REG和和REG的的aa仅有仅有25 同源性。同源性。lREG/主要位于细胞质，一起形成异七聚体的帽状结构。主

47、要位于细胞质，一起形成异七聚体的帽状结构。REG主要位于细胞核，可形成同七聚体帽状结构。但在有主要位于细胞核，可形成同七聚体帽状结构。但在有丝分裂期间，核膜破裂，丝分裂期间，核膜破裂，REG可分布于整个细胞。可分布于整个细胞。l目前发现目前发现REG 不参与泛素化蛋自质的识别，但影响不参与泛素化蛋自质的识别，但影响20S蛋蛋白酶体降解蛋白质的活性。白酶体降解蛋白质的活性。 西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解3. UPS的分类的分类l 3种激活因子与种激活因子与20S蛋白酶体至少可组成蛋白酶体至少可组成4 种蛋白酶体复合体种蛋白酶体复合体：1

48、9S-20S-19S、11S-20S-11S、11S-20S-19S和和PA200-20S-19S，后两者又被称为，后两者又被称为杂交蛋白酶体杂交蛋白酶体（图（图2-2）。）。l 细胞内大多数蛋白质主要通过细胞内大多数蛋白质主要通过26S蛋白酶体以蛋白酶体以ATP 和泛素依和泛素依赖方式降解赖方式降解，而，而11S-20S-11S、11S-20S-19S和和PA200-20S-19S蛋白酶体可以不依赖蛋白酶体可以不依赖ATP 和泛素的方式降解一些调节蛋白、和泛素的方式降解一些调节蛋白、氧化蛋白以及衰老蛋白等。氧化蛋白以及衰老蛋白等。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节

49、 蛋白质的降解蛋白质的降解（二）蛋白质（二）蛋白质UPS降解的反应过程降解的反应过程泛素是一个由泛素是一个由76 个氨基酸组成的高度保守的多肽链。个氨基酸组成的高度保守的多肽链。泛素可共价结合于底物蛋白的赖氨酸残基上，将底物蛋泛素可共价结合于底物蛋白的赖氨酸残基上，将底物蛋白进行泛素化标记而被白进行泛素化标记而被UPS 特异性识别并迅速降解。特异性识别并迅速降解。泛素化过程的关健酶：泛素化过程的关健酶： 关健酶：关健酶： E1活化酶、活化酶、E2结合酶、结合酶、E3连接酶连接酶1.UPS 通过通过E1、E2和和E3的组合获得泛素化过程具有特异的组合获得泛素化过程具有特异性和选择性，因此性和选择

50、性，因此UPS 降解底物蛋白具有高度选择性。降解底物蛋白具有高度选择性。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解2. 泛素化反应：泛素化反应： 泛素的活化泛素的活化。这个过程需要以。这个过程需要以ATP 作为能量，将泛素作为能量，将泛素C-端的梭基连接到泛素活化酶端的梭基连接到泛素活化酶E1 的疏基上，形成一个泛的疏基上，形成一个泛素和泛素活化酶素和泛素活化酶El 之间的硫酯键。之间的硫酯键。 泛素活化酶泛素活化酶El 将将活化活化后的泛素通过硫酯键反应传递给泛后的泛素通过硫酯键反应传递给泛素结合酶素结合酶E2 。 泛素连接酶泛素连接酶E3 将结

51、合在将结合在E2 上的泛素上的泛素连接到靶蛋白连接到靶蛋白上。上。 这个过程循环往复，靶蛋白可共价连接上多个泛素分子这个过程循环往复，靶蛋白可共价连接上多个泛素分子，然后被，然后被26S蛋白酶体所降解。蛋白酶体所降解。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解3. 泛素化蛋白的降解泛素化蛋白的降解在在20S核心颗粒的核心颗粒的亚基中进行亚基中进行，将靶蛋白完全降解为长，将靶蛋白完全降解为长度一定的肽段。度一定的肽段。26S蛋白酶体只识别泛素化标记的蛋白质并将其降解为蛋白酶体只识别泛素化标记的蛋白质并将其降解为小肽，泛素在去泛素连接酶的作用下再回收利

52、用，而靶小肽，泛素在去泛素连接酶的作用下再回收利用，而靶蛋白降解产生的小肽则被细胞质中的蛋白酶进一步降解蛋白降解产生的小肽则被细胞质中的蛋白酶进一步降解为氨基酸。为氨基酸。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解（三）泛素化调节和去泛素化调节（三）泛素化调节和去泛素化调节蛋白质本身可以提供特定的蛋白质本身可以提供特定的UPS 识别信号。这些泛素化识别信号。这些泛素化的信号通常被掩盖在正常蛋白质结构中，蛋白质在天然的信号通常被掩盖在正常蛋白质结构中，蛋白质在天然状态下不被降解。如果蛋白质的正常结构出现变化或者状态下不被降解。如果蛋白质的正常结构出现

53、变化或者受损，暴露这些信号，就会被受损，暴露这些信号，就会被UPS 发现。这就是折叠异发现。这就是折叠异常和突变蛋白容易被降解的原因。常和突变蛋白容易被降解的原因。细胞内同时还存在去泛素化调节。细胞内存在特异性去细胞内同时还存在去泛素化调节。细胞内存在特异性去泛素化蛋白酶，具有泛素化蛋白酶，具有泛素解离酶泛素解离酶( deubiquitinating enzyme, DUB）的功能，可能具有防止蛋白质过度降解的功能，可能具有防止蛋白质过度降解的作用。的作用。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系第二节第二节 蛋白质的降解蛋白质的降解（四）（四）UPS的生物学意义：的生物学意义：细胞

54、内细胞内UPS 降解蛋白质主要具有两个方面的作用：降解蛋白质主要具有两个方面的作用：一方面是通过降解错误折叠、突变或者损伤的蛋白质来一方面是通过降解错误折叠、突变或者损伤的蛋白质来维持细胞的质量控制；维持细胞的质量控制；另一方面是通过降解关键的调节蛋白来控制细胞的基本另一方面是通过降解关键的调节蛋白来控制细胞的基本生命活动，例如生长、代谢、细胞凋亡、细胞周期和转生命活动，例如生长、代谢、细胞凋亡、细胞周期和转录调节等。录调节等。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系二、自噬二、自噬- -溶酶体系统溶酶体系统l自噬自噬(autophagy）是细胞内蛋自质的另一个主要降解途径。）是细胞

55、内蛋自质的另一个主要降解途径。l自噬是一个在真核生物中高度保守的过程，可将细胞内过多自噬是一个在真核生物中高度保守的过程，可将细胞内过多或异常的细胞器和较稳定的蛋白运输到溶酶体中降解。因发现或异常的细胞器和较稳定的蛋白运输到溶酶体中降解。因发现各种自噬通路交汇于溶酶体，故又称之为各种自噬通路交汇于溶酶体，故又称之为自噬自噬-溶酶体系统（溶酶体系统（autophagic-lysosomal system）。）。 （一）自噬的概念及分类（一）自噬的概念及分类自噬的概念自噬的概念 自噬是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双自噬是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分细胞质和细胞内需降解

56、的细胞器、蛋白质层膜包裹部分细胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体等成分形成自噬体( autophagosome)，并与溶酶体融合，并与溶酶体融合形成自噬形成自噬-溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。2. 自噬的分类自噬的分类:巨自噬；微自噬；分子伴侣介导的自噬巨自噬；微自噬；分子伴侣介导的自噬（1）巨自噬（巨自噬（macroautophage）是细胞内过多或异常的细是细胞内过多或异常的细胞器及其周围的蛋白质和部分细胞质被双层膜所包裹形成自胞器及其周围的蛋白质和部分细胞

57、质被双层膜所包裹形成自噬体，随后自噬体与溶酶体融合并且降解其所包裹的内容物。噬体，随后自噬体与溶酶体融合并且降解其所包裹的内容物。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（2）微自噬（微自噬（macroautophage）是溶酶休直接通过溶是溶酶休直接通过溶酶体膜的突出、隔膜和（或）膜内陷来直接吞噬细胞质。酶体膜的突出、隔膜和（或）膜内陷来直接吞噬细胞质。如长寿命蛋白的降解等。如长寿命蛋白的降解等。（3）分子伴侣介导的自噬：分子伴侣介导的自噬：分子伴侣介导的自噬（分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy, CMA）具有高度选择性，）具有高度选择性，

58、并且只能降解一些特定蛋白质而不能降解细胞器，这些能并且只能降解一些特定蛋白质而不能降解细胞器，这些能够被降解的蛋白质都含有特定的氨基酸序列，且能被够被降解的蛋白质都含有特定的氨基酸序列，且能被HSP70分子伴侣或其复合体所识别并结合，随后，底物蛋分子伴侣或其复合体所识别并结合，随后，底物蛋白和分子伴侣复合体能被直接运送到溶酶体内，底物在溶白和分子伴侣复合体能被直接运送到溶酶体内，底物在溶酶体内降解。酶体内降解。西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（二）蛋白质经自噬降解的反应过程（二）蛋白质经自噬降解的反应过程1. 自噬的诱导激活：一系列由自噬相关基因自噬的诱导激活：一系列由自噬相

59、关基因( autophagy-related gene, Atg）的产物组成的复合体参与协调自噬体）的产物组成的复合体参与协调自噬体的形成（图的形成（图2-5）。）。2. 自噬体的成核和延伸自噬体的成核和延伸3. 自噬体与溶酶体融合及内容物的降解自噬体与溶酶体融合及内容物的降解西安交通大学医学部基础医学院生物化学与分子生物学系（三）自噬的调节（三）自噬的调节1. 对对mTORC1活性的调节是自噬调节的重要组成部分活性的调节是自噬调节的重要组成部分2. 胰岛素可以通过两个途径来抑制自噬：胰岛素可以通过两个途径来抑制自噬：激活激活mTOR使使Atg1/ULK1磷酸化抑制自噬；磷酸化抑制自噬；激活激

60、活PKB/Akt通路使通路使FoxO3磷酸化，抑制其转录活性磷酸化，抑制其转录活性（四）自噬的生物学意义：维持自身的稳定状态（四）自噬的生物学意义：维持自身的稳定状态细胞内自噬通常维持在很低的水平；细胞内自噬通常维持在很低的水平；在应激条件下被诱导，对细胞具有一定的保护性。在应激条件下被诱导，对细胞具有一定的保护性。自噬的诱发因素既有来自于细胞外的（如外界中的营养成分、自噬的诱发因素既有来自于细胞外的（如外界中的营养成分、缺血、缺氧及生长因子的浓度等），也有细胞内的（代谢压力缺血、缺氧及生长因子的浓度等），也有细胞内的（代谢压力、衰老或被损伤的细胞器、折叠错误或聚集的蛋白质等、衰老或被损伤的细