分子translation2014lsl样式 第二级第三级第

1、分子生物学分子生物学 I 00818501/2 I 00818501/2（Molecular Biology I)Molecular Biology I)柳素玲柳素玲 办公室办公室: : 生命科学院生命科学院 318 318 电邮电邮: : 电话电话: : 助教：郑撼助教：郑撼 课代表课代表: :白冠华白冠华 21 1、掌握遗传密码的基本规律和特性、掌握遗传密码的基本规律和特性2 2、掌握蛋白质合成的体系和蛋白质生物合成的、掌握蛋白质合成的体系和蛋白质生物合成的 基本过程。基本过程。3 3、掌握蛋白质合成后加工的主要方式以及蛋、掌握蛋白质合成后加工的主要方式以及蛋 白质合成后的输送。白质合成后

2、的输送。3蛋白质合成后的加工修饰蛋白质合成后的加工修饰由核糖体释放的新生肽链并不是一个完整的、有生物学由核糖体释放的新生肽链并不是一个完整的、有生物学功能的蛋白质分子，必需经过翻译后加工，才具有生物功能的蛋白质分子，必需经过翻译后加工，才具有生物学活性。肽链从核糖体释放后，经过细胞内各种加工修学活性。肽链从核糖体释放后，经过细胞内各种加工修饰处理，成为有活性的成熟蛋白质的过程，称为蛋白质饰处理，成为有活性的成熟蛋白质的过程，称为蛋白质合成后的加工过程。合成后的加工过程。加工修饰类型加工修饰类型一级结构的修饰一级结构的修饰高级结构的修饰高级结构的修饰多肽链折叠多肽链折叠Post-translat

3、ional modifications of proteins are important for their localization, folding, and functions 451、N端端fMet或或Met的切除的切除 无论原核生物还是真核生物，无论原核生物还是真核生物，N端的甲硫氨酸端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕前就被切除，此过程是由往往在多肽链合成完毕前就被切除，此过程是由氨肽酶（氨肽酶（amino peptidase）水解来完成的。）水解来完成的。（一）蛋白质前体的加工（一）蛋白质前体的加工2、二硫键的形成、二硫键的形成 mRNA中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质都中没有胱氨

4、酸密码子，而不少蛋白质都含有二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸含有二硫键。蛋白质合成后往往通过两个半胱氨酸的氧化作用生成胱氨酸。的氧化作用生成胱氨酸。6二硫键的形成二硫键的形成Cys73、特定氨基酸的修饰、特定氨基酸的修饰对新生肽链中某些氨基酸残基进行共价修饰，是对新生肽链中某些氨基酸残基进行共价修饰，是翻译后加工的主要内容。反应的主要类型有：乙翻译后加工的主要内容。反应的主要类型有：乙酰化（如组蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋酰化（如组蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白质）、磷酸化（如核糖体蛋白质）、泛素化、白质）、磷酸化（如核糖体蛋白质）、泛素化、转氨基酸作用、多聚转氨基酸作用、多聚

5、ADPADP核糖基化和糖基化（如核糖基化和糖基化（如各种糖蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧基化各种糖蛋白）、羟基化（如胶原蛋白）和羧基化等等。等等。每一种类型的共价修饰过程，都由不同的酶催化，每一种类型的共价修饰过程，都由不同的酶催化，每一种共价修饰都具有重要的生理功能。每一种共价修饰都具有重要的生理功能。氨基酸的修饰：氨基酸的修饰：磷酸化修饰：某些蛋白质分子中的丝氨酸、苏氨磷酸化修饰：某些蛋白质分子中的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基在酶催化下被酸、酪氨酸残基在酶催化下被ATPATP磷酸化；磷酸化；糖基化修饰：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之后，糖基化修饰：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之后，在通过高尔基体时

6、，经过糖化而形成的；在通过高尔基体时，经过糖化而形成的；羟基化反应：羟基化反应： 胶原蛋白中的脯氨酸与赖氨酸的羟胶原蛋白中的脯氨酸与赖氨酸的羟基化，由相应的羟基化酶催化完成；基化，由相应的羟基化酶催化完成；甲基化反应：某些蛋白质中的赖氨酸残基需要甲甲基化反应：某些蛋白质中的赖氨酸残基需要甲基化，某些谷氨酸残基的羧基也要甲基化，以除去基化，某些谷氨酸残基的羧基也要甲基化，以除去负电荷。负电荷。89蛋白质的磷酸化蛋白质的磷酸化 10发生在小牛组蛋白发生在小牛组蛋白H3前前35个氨基酸残基中的个氨基酸残基中的4种化学修饰种化学修饰蛋白质的甲基化、乙基化蛋白质的甲基化、乙基化 114、切除新生肽链中非

7、功能片段、切除新生肽链中非功能片段 将多聚蛋白切开，成为几个成熟蛋白；将多聚蛋白切开，成为几个成熟蛋白； 新生肽链新生肽链N和和C端多余部分的切除；端多余部分的切除； 切除中间部分，余下的部分由二硫键链接；切除中间部分，余下的部分由二硫键链接； 蛋白质的内含肽的剪接蛋白质的内含肽的剪接由由1010个以上单体（蛋白质分子）组成的聚合体称为多聚个以上单体（蛋白质分子）组成的聚合体称为多聚（蛋白）体（蛋白）体(polymer)(polymer)。12新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。新生蛋白质经蛋白酶切割后变成有功能的成熟蛋白质。左：新生蛋白质在去掉左：新生蛋白质在去掉N端一部分残基后

8、变成有功能的蛋白质；端一部分残基后变成有功能的蛋白质；右：某些病毒（反转录病毒）可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋右：某些病毒（反转录病毒）可合成无活性的多聚蛋白质，经蛋白酶切割后成为有功能成熟蛋白。白酶切割后成为有功能成熟蛋白。Protein splicing lProtein splicing: an intramolecular reaction of a particular protein in which an internal protein segment (called an intein) is removed from a precursor protein with a l

9、igation of C-terminal and N-terminal external proteins (called exteins) on both sides. 1314内含肽intein是位于宿主蛋白质中的一段插入序列，前缀in一取自inventing, 后缀tein一取自protein。与内含肽相对应的另一专用术语是外显肽。内含肽基因不是一个独立的， 必须插入于外显肽基因才能复制转录，可从前体蛋白中切除并将两侧外显肽连接起来成为成熟蛋白质。其对应的核苷酸序列嵌合在宿主蛋白对应的核酸序列之中，与宿主蛋白基因存在于同一开放阅读框架(open reading frame，ORF)内，

10、并与宿主蛋白质基因进行同步转录和翻译，当翻译形成蛋白质前体后，内含肽从宿主蛋白质中切除，从而形成成熟的具有活性的蛋白。蛋白质自我剪接：切除蛋白内含肽蛋白质自我剪接：切除蛋白内含肽(Intein)(Intein)的过程。的过程。1516前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图Four classesThe maxi-inteins are N- and C-terminal splicing domains containing an endonuclease domain. The mini-inteins are typical N- and C-terminal

11、 splicing domains; however, the endonuclease domain is not present. The trans-splicing inteins are split inteins which are divided into N-termini and C-termini. Alanine inteins have the splicing junction of an alanine instead of a cysteine or a serine, in both of which the protein splicing occurs.17

12、18蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N-端的端的22个氨基酸以后才个氨基酸以后才有生物活性有生物活性19绝大多数细菌跨膜蛋白的N端都有一长为15-30个氨基酸的信号肽。位于内膜外表面的信号肽酶（signal peptidase）可以切除信号肽。真核生物细胞中合成的蛋白质如何到达不同的部位取决于蛋白质是否具有转运信号。不同的细胞定位需要不同的转运信号。205、亚基的聚合、亚基的聚合 许多蛋白质是由二个以上亚基构成的，这就需许多蛋白质是由二个以上亚基构成的，这就需这些多肽链通过非共价键聚合成多聚体才能表现生这些多肽链通过非共价键聚合成多聚体才能表现生物活性。物活性。6、辅基

13、结合、辅基结合u细胞色素细胞色素C C（Cytochrome C)Cytochrome C)只有与血红素（只有与血红素（hemeheme）相结合才有功能。相结合才有功能。u乙酰辅酶乙酰辅酶A A 羧化酶羧化酶(Acetyl-CoA Cayboxylase)(Acetyl-CoA Cayboxylase)常与常与BiotinBiotin分子相结合。分子相结合。u例如：成人血红蛋白由两条例如：成人血红蛋白由两条链，两条链，两条链及四分子链及四分子血红素所组成。血红素所组成。21Membrane localized: hydrophobic groups are addedMyristoylatio

14、n豆蔻酰化豆蔻酰化 a C14 saturated acidPalmitoylation棕榈酰化棕榈酰化 a C16 saturated acidisoprenylation异戊二烯化异戊二烯化 an isoprenoid groupglypiation, glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor formation via an amide bond to C-terminal tailEnhance enzymatic activity：cofactors addedLipoate脂酸脂酸 ，FAD，Heme C，4-phosphopantethe

15、inyl moiety （来自（来自CoA）Modifications of translation factorsdiphthamide （白喉酰胺），（白喉酰胺）， eEF2 ethanolamine phosphoglycerol （乙酰胺磷酸甘油），（乙酰胺磷酸甘油），eEF1Addition of smaller chemical groups酰基化：酰基化：O-acylation , N-acylation , S-acylation ,甲甲/乙酰乙酰化。烷基化：化。烷基化：methyl, ethyl 酰胺基：酰胺基：C端酰胺化，加氨基酸，糖基化，磷酸化，硫化端酰胺化，加氨基酸，糖

16、基化，磷酸化，硫化，氧化，羟基化，碘化，硒，氧化，羟基化，碘化，硒化，谷胱甘肽化化，谷胱甘肽化Non-enzymatic additions: 加糖基，加生物素加糖基，加生物素22Modification via addition of other protein or peptidesISGylation, the covalent linkage to the ISG15 protein (Interferon-Stimulated Gene 15)SUMOylation, the covalent linkage to the SUMO protein (Small Ubiquitin-

17、related Modifier)Ubiquitination(泛素化), the covalent linkage to the protein ubiquitin.Neddylation(类泛素化), the covalent linkage to Nedd (Neural-precursor-cell-expressed developmentally down-regulated 8) 与AD有关，其激活能促进神经元细胞凋亡。23The Nobel Prize in Chemistry, 2004“for the discovery of ubiquitin-mediated prot

18、ein degradation”Avram HershkoIrwin RoseAaron Ciechanover细胞内蛋白质降解细胞内蛋白质降解主要通过两大细胞器：溶酶体和蛋白酶体主要通过两大细胞器：溶酶体和蛋白酶体UbUbUbUbUbLysosomeXProteasomeX* Wolf, D.H. “Proteasomes: The World of Regulatory Proteolysis”UbUbUbUbUb E3: ubiquitin ligase （泛素连接酶）（泛素连接酶）. Totally 600 distinct E3s in human genomeX*X*XX*PTM1

19、PTM2PTM2PTM1UbUbUbUbUbiquitination is carried out in three main steps: activation, conjugation, and ligation, performed by ubiquitin-activating enzymes (E1s), ubiquitin-conjugating enzymes (E2s), and ubiquitin ligases (E3s), respectively. The result of this sequential cascade binds ubiquitin to lysi

20、ne residues on the protein substrate via an isopeptide bond or to the amino group of the proteins N-terminus via a peptide bond.DUBs: Deubiquitinating enzymes细胞周期和细胞分裂、分化发育的调节细胞对外环境的应激反应的调节神经网络的形态发生细胞表面受体和离子通道的下调DNA修复免疫和感染反应的调节细胞器的生物生成Functions of Ubiquitination-mediated protein degradationDifferent

21、 modification states of p53 and MDM2Daniela Hoeller et al. Ubiquitin and ubiquitin-like proteins in cancer pathogenesis. Nat. Rev. Cancer, 2006, 6, 776肿瘤肿瘤 细菌感染细菌感染神经退行性疾病神经退行性疾病 病毒感染病毒感染发育畸形发育畸形抑制蛋白质降解的细胞生物学后果抑制蛋白质降解的细胞生物学后果正常细胞正常细胞抑制蛋白质降解抑制蛋白质降解生长抑制生长抑制抑制蛋白质降解抑制蛋白质降解细胞凋亡细胞凋亡肿瘤细胞肿瘤细胞UbUbUbUbUbX*X*X

22、X*PTM1PTM2PTM2PTM1UbUbUbUb药药 物物Bortezomib，CarfilzomibRG7112，JIJ26854165蛋白酶体蛋白酶体骨髓瘤骨髓瘤/白血病白血病多发性骨髓瘤多发性骨髓瘤As2O3早幼粒细胞白血病早幼粒细胞白血病PML-RARRNF4底底 物物p53癌症癌症UBC9UPS 底物底物SUUb临临 床床 应应 用用临临 床床 试试 验验Ub去修饰酶去修饰酶修饰酶修饰酶泛素化泛素化SUMO化化以泛素化以泛素化- -降解途径为靶点的靶向药物降解途径为靶点的靶向药物Mdm2降解降解Citrullination, or deimination, the convers

23、ion of arginine to citrulline (瓜氨酸）Deamination, the conversion of glutamine to glutamic acid or asparagine to aspartic acidEliminylation, the conversion to an alkene (烯烃）by beta-elimination of phosphothreonine and phosphoserine, or dehydration of threonine and serine, as well as by decarboxylation o

24、f cysteine Carbamylation（氨甲酰化）, the conversion of lysine to homocitrulline（高瓜氨酸）Modification via changing the chemical nature of amino acids34Disulfide bridges, the covalent linkage of two cysteine amino acidsProteolytic cleavage, cleavage of a protein at a peptide bondRacemization（外消旋化） of proline

25、by prolyl isomeraseModification via protein structural changes3536n肽链的折叠在肽链合成没有结束时就已经开始，三级结肽链的折叠在肽链合成没有结束时就已经开始，三级结构的形成几乎和肽链合成的终止同时完成。构的形成几乎和肽链合成的终止同时完成。n蛋白质的折叠是从蛋白质的折叠是从N N端开始的。端开始的。几种有促进蛋白折叠功能的大分子几种有促进蛋白折叠功能的大分子1 1、分子伴侣、分子伴侣 (molecular chaperon) (molecular chaperon) 2 2、蛋白二硫键异构酶、蛋白二硫键异构酶 (protein

26、disulfide (protein disulfide isomerase, PDI)isomerase, PDI)3 3、肽、肽- -脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)cis-trans isomerase, PPI)3738需要助折叠蛋白（需要助折叠蛋白（folding helper）的参与：）的参与：A、折叠酶、折叠酶蛋白质二硫键异构酶（蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI) ：肽基脯氨酸顺反异构酶（肽基脯氨酸顺反异构酶（pep

27、tidyl prolyl cis-trans isomerase，PPI) 可以识别和水解非正确配对的二硫键，使它们在正确的可以识别和水解非正确配对的二硫键，使它们在正确的半胱氨酸残基位置上重新形成二硫键；半胱氨酸残基位置上重新形成二硫键； 催化加速肽基脯氨酸的顺反异构化，在蛋白质的折叠催化加速肽基脯氨酸的顺反异构化，在蛋白质的折叠/解解折叠中起重要作用。它也可能参与蛋白质复合物的组装折叠中起重要作用。它也可能参与蛋白质复合物的组装/解组解组装、蛋白质运输及调节蛋白质活性。装、蛋白质运输及调节蛋白质活性。39分类：分类： 伴侣素家族（伴侣素家族（chaperonin, Cpn） 应激蛋白家族应

28、激蛋白家族(Stress family) 热休克蛋白热休克蛋白 70 家族（家族（ Hsp70 ） heat shock protein family热休克蛋白热休克蛋白 90 家族（家族（ Hsp90 ）功能：功能： 可阻止多肽的错误折叠。可阻止多肽的错误折叠。 和部分折叠或没有折叠的蛋白质分子结合，和部分折叠或没有折叠的蛋白质分子结合，稳定其构象，免遭其它酶的水解或促进蛋白稳定其构象，免遭其它酶的水解或促进蛋白质折叠成正确的空间结构。质折叠成正确的空间结构。B、分子伴侣（、分子伴侣（Molecular chaperone）定义：细胞内帮助新生肽链正确组装为成熟蛋白质，而定义：细胞内帮助新生

29、肽链正确组装为成熟蛋白质，而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成成分的分本身却不是最终功能蛋白质分子的组成成分的分子。（保护蛋白）子。（保护蛋白）蛋白质折叠过程中存在中间体蛋白质折叠过程中存在中间体40分子伴侣分子伴侣 (molecular chaperon)： 细胞内一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然细胞内一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能结构域和整体蛋白质的正确折叠。构象，促进各功能结构域和整体蛋白质的正确折叠。热休克蛋白热休克蛋白(heat shock protein, HSP)： HSP70、HSP40和和GreE家族；家族； 伴侣素伴侣素(chaperonins)： 包

30、括包括 GroEL/GroES家族，为非自发性折叠家族，为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。41大多数蛋白质的折叠都需要其他酶和蛋白质的辅助。大多数蛋白质的折叠都需要其他酶和蛋白质的辅助。新生肽链的体内折叠新生肽链的体内折叠合成后折叠合成后折叠边合成边折叠边合成边折叠42热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用：热休克蛋白促进蛋白质折叠的基本作用：与待折叠的多肽链结合，诱发多肽链折叠成正确构与待折叠的多肽链结合，诱发多肽链折叠成正确构象，防止多肽链间相互聚合或错误折叠。象，防止多肽链间相互聚合或错误折叠。HSP40HSP40结合待折结合待

31、折叠多肽片段叠多肽片段 HSP70-ATPHSP70-ATP复合物复合物 HSP40- HSP70-ADP-HSP40- HSP70-ADP-多肽复合物多肽复合物 ATPATP水解水解GrpE GrpE ATPATPADPADP复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠复合物解离，释出多肽链片段进行正确折叠 43伴侣素的主要作用伴侣素的主要作用:为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。间构象的微环境。 44伴侣素伴侣素GroEL/GroESGroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程系统促进蛋白质折叠过程 45蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶

32、 (protein disulfide isomerase, PDI) 二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。46肽肽-脯氨酰顺反异构酶脯氨酰顺反异构酶 (peptide prolyl cis-trans isomerase, PPI)多肽链中肽酰多肽链中肽酰- -脯氨酸间形成的肽键有顺反两脯氨酸间形成的肽键有顺反两种异构体，空间构象明显差别。种异构体，空间构象明显差别。 肽

33、酰肽酰- -脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种脯氨酰顺反异构酶可促进上述顺反两种异构体之间的转换。异构体之间的转换。 肽酰肽酰- -脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使成的限速酶，在肽链合成需形成顺式构型时，可使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。 47（二）蛋白质的定向运输（二）蛋白质的定向运输靶向输送（靶向输送（protein targetingprotein targeting）蛋白质合成后需要经蛋白质合成后需要经过复杂机制，定向输送到过复杂机制，定向输送到最终发挥生物功能的细胞最

34、终发挥生物功能的细胞靶部位，这一过程称为蛋靶部位，这一过程称为蛋白质的靶向输送。白质的靶向输送。 48细胞质细胞质基质基质细胞核细胞核溶酶体溶酶体 高尔基体高尔基体 内质网内质网 线粒体线粒体过氧化物酶体过氧化物酶体分泌颗粒分泌颗粒内体内体细胞表面细胞表面核糖体核糖体膜结合核糖体膜结合核糖体游离核糖体游离核糖体49所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为号，主要为N N末端特异氨基酸序列，可引导蛋末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为信号序列信号序列 。 信号序列信号序列(signa

35、l sequence)50靶向输送蛋白靶向输送蛋白信号序列或成分信号序列或成分分泌蛋白分泌蛋白信号肽信号肽内质网腔蛋白内质网腔蛋白信号肽，信号肽，C C端端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列序列) )线粒体蛋白线粒体蛋白N N端靶向序列（端靶向序列（20203535氨基酸残基）氨基酸残基）核蛋白核蛋白核定位序列（核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Val-，SV40 TSV40 T抗原）抗原）过氧化体蛋白过氧化体蛋白-Ser

36、-Lys-Leu-Ser-Lys-Leu-（PSTPST序列）序列）溶酶体蛋白溶酶体蛋白Man-6-PMan-6-P（甘露糖（甘露糖-6-6-磷酸）磷酸）靶向输送蛋白的信号序列或成分靶向输送蛋白的信号序列或成分 51细胞内蛋白质的运输方式细胞内蛋白质的运输方式细胞核细胞核叶绿体叶绿体线粒体线粒体过氧化物酶体过氧化物酶体内内质质网网高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体内体内体穿膜运输：细胞质基质穿膜运输：细胞质基质- -细胞细胞器器. .，分选信号，分选信号- -细胞器膜上相应细胞器膜上相应转运子；转运子；门控运输：细胞质基质门控运输：细胞质基质- -细胞细胞核核. .， 分选信号分选信号- -核孔复合

37、体上相核孔复合体上相应受体；应受体；小泡运输：细胞器小泡运输：细胞器- -细胞器细胞器（细胞膜）（细胞膜）. . 分选信号分选信号- -运输小泡膜上相运输小泡膜上相应受体。应受体。52Proteins cross the membrane through translocon (异位子）异位子）Proteins usually have hydrophilic surface, can not freely cross membraneTranslocon: proteinaceous structures embedded in their membranes that allow prot

38、eins to pass throughDirect translocationCarrier protein assisted translocationMore complicated nuclear pore complex53A signal sequence motif is necessary for membrane association“Soluble proteins” that are translocated to certain destinations aftertranslation have distinctsignal sequencesTerminal si

39、gnal sequences often are cleaved off aftertranslocation54（I）分泌蛋白的靶向输送）分泌蛋白的靶向输送真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输真核细胞分泌蛋白等前体合成后靶向输送过程首先要进入内质网，再分别被包装成送过程首先要进入内质网，再分别被包装成分泌小泡而分泌出细胞。分泌小泡而分泌出细胞。 信号肽信号肽(signal peptide) 各种新生分泌蛋白的各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨端有保守的氨基酸序列称信号肽。基酸序列称信号肽。 lSecreted proteins translocated through reticuloendot

40、helial system（网状内皮系统）enter ER during translation（co-translationnal transport）lThese proteins have N-terminal signal sequence,l and is later removed.Secreted proteins56Secreted proteinsProteins synthesized on the rough ER are extruded into the space in between the two membranes of the ER golgi comple

41、x（some modification） （ secretory vesicles release of the proteins to the outside of the cell、 or to lysosome/endosome.5758信号肽（信号肽（signal peptide）：）： 各种新生分泌蛋白的各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序端有保守的氨基酸序列。列。 信号斑（信号斑（plaque signal ）：）： 位于多肽链不同部位的几个特定氨基酸序列位于多肽链不同部位的几个特定氨基酸序列经折叠后形成的斑块区，具有分选信号的功能。经折叠后形成的斑块区，具有分选信号的功能。 信

42、号斑是一种三维结构；信号斑是一种三维结构； 完成分选任务后仍然存在。完成分选任务后仍然存在。59N-Terminal Signal peptide is hydrophobic lHydrophobic core is preceded or flanked by regions containing polar amino acids. 60信号肽的一级结构信号肽的一级结构N N端侧碱性区端侧碱性区 疏水核心区疏水核心区 C C端加工区端加工区 61可溶性蛋白质到内质网腔的运输过程可溶性蛋白质到内质网腔的运输过程 信号肽引导多肽链通过内质网膜上蛋白质转运信号肽引导多肽链通过内质网膜上蛋白质转

43、运子进入内质网，转运子的中央孔与核糖体大亚基的子进入内质网，转运子的中央孔与核糖体大亚基的中央通道对齐，供多肽链穿入。中央通道对齐，供多肽链穿入。62分泌蛋白进入内质网分泌蛋白进入内质网信号肽假说信号肽假说 当肽链合成至约当肽链合成至约7070个氨基酸残基时，信号肽识别颗粒个氨基酸残基时，信号肽识别颗粒（SRPSRP）与信号肽、）与信号肽、GTPGTP及核蛋白体结合，形成核蛋白体及核蛋白体结合，形成核蛋白体- -多肽多肽-SRP-SRP复合体，使肽链合成暂停。复合体，使肽链合成暂停。 SRPSRP引导该复合体识别并结合内质网（引导该复合体识别并结合内质网（ERER）上的）上的SPRSPR受体。

44、受体。 核蛋白体大亚基与核蛋白体大亚基与ERER上的核蛋白体受体结合，锚定在上的核蛋白体受体结合，锚定在ERER上。上。 具有具有GTPGTP酶活性的酶活性的SRPSRP水解水解GTPGTP并脱离复合体，肽链合成又并脱离复合体，肽链合成又开始进行。开始进行。 信号肽引导后续肽链通过转位子复合物（信号肽引导后续肽链通过转位子复合物（ERER上跨膜通道）上跨膜通道）进入进入ERER腔，并被信号肽酶（位于腔，并被信号肽酶（位于ERER膜腔面）切除而降解。膜腔面）切除而降解。 分子伴侣分子伴侣HSP70HSP70促进蛋白折叠成熟。促进蛋白折叠成熟。35内质网腔内质网腔停泊蛋白停泊蛋白信号肽酶信号肽酶核

45、糖体受体核糖体受体信号肽序信号肽序列的合成列的合成SRP识识别信号肽，别信号肽，翻译暂停翻译暂停SRP与停泊蛋与停泊蛋白结合，信号肽白结合，信号肽插入内质网膜插入内质网膜蛋白质合成恢复，蛋白质合成恢复，多肽链被引入内质网多肽链被引入内质网腔，信号肽被切除腔，信号肽被切除蛋白质释入蛋白质释入内质网腔内，内质网腔内，核糖体再循环核糖体再循环SRP被释放被释放信号肽指导真核蛋白进入内质网信号肽指导真核蛋白进入内质网SPR（signal recognition particle）：信号识别蛋白）：信号识别蛋白64Signal peptide is proteolytically （蛋白水解）（蛋白水解） removed SRP: snRNA (7S) and proteinsSRP 受体信号肽酶SRP & SRP 受体 both have GTPase activity, use GTP released energy to drive nasent peptide to enter into the membrane. And for SRP to dessociate from its receptor.65信号肽引导真核分泌蛋白进入内质网信号肽引