第四章 蛋白质的转运、加工与修饰

第四章蛋白质的转运、加工与修饰第一节蛋白质的转运、到位第二节蛋白质的加工与修饰细胞核DNA编码细胞器DNA编码（线粒体和叶绿体）

细胞质核糖体细胞器核糖体绝大多数蛋白质小部分蛋白质(人线粒体核糖体组成蛋白有78个基因)

蛋白质合成（真核细胞）（分泌、膜、胞汁及大部分细胞器蛋白）

细胞中蛋白质合成后必须定位于特定的位置（到位）。如膜：细胞膜，细胞器膜；水相腔室：细胞质，细胞器基质或内膜腔；

镶嵌在质膜内：受体、离子通道蛋白和转运蛋白；细胞核（nucleus）：DNA、RNA聚合酶；

溶酶体（lysosome）：蛋白酶（proteolyticenzymes）过氧化物酶体（peroxisome）：过氧化氢酶（catalase）过氧化物酶体（peroxisome）

分泌到细胞外：细胞外间质蛋白、激素和细胞因子。第一节蛋白质的转运、到位一、蛋白质转运与分拣信号二、分子伴侣三、翻译同步转运和翻译后转运四、小泡运输的机制五、受体介导的胞吞作用和内化蛋白质的分拣六、高尔基复合体内蛋白质的分拣一、蛋白质转运与分拣信号1.信号序列（斑块）2.跨膜疏水区信号3.分拣信号

内质网（endoplasmicreticulum,ER）信号序列：存在于所有分泌蛋白质前体中。通常位于肽链N-terminus，引导新生肽链从细胞质进入内质网基质（matrix）信号序列：引导新生蛋白质从细胞质进入细胞器基质的跨膜转运内膜腔（intermembranespace）信号序列：新生蛋白质先进入基质，基质信号序列被切除，露出的内膜腔信号序列再引导蛋白质进入内膜腔（即内、外膜间隙）1.信号序列（斑块）（signalsequece/patch）信号斑块：蛋白质分子中互不连续的肽段折叠而成的具有蛋白质到位功能的局部立体结构，其功能与信号序列相似。信号-锚定序列（signal-anchorsequence）：穿膜蛋白中的一段独特信号序列，其作用是将这些蛋白质锚定在脂双层膜上。。信号序列常位于链内，其序列两端的荷电位置决定该蛋白在细胞膜上的朝向（序列中带正电荷端总是朝向细胞质侧）。

停止转运-锚定序列（stoptransfer-anchorsequence）：

停止新生肽的转运并锚定在内质网膜中。2.跨膜疏水区信号3.分拣信号（sortingsignal）新生蛋白质通常具有信号肽：肽链N端或C端或肽链的内部的一段15-60个氨基酸的连续氨基酸序列。

分拣信号：是存在于蛋白质中，能被特异的受体所识别，从而引导蛋白质到达细胞的指定地点。如在溶酶体降解的蛋白：KFERQ或RIDKQ（自噬性模体）

滞留内质网的蛋白：KDEL几种信号序列及分拣信号

内质网信号序列线粒体蛋白信号序列

内质网蛋白分拣信号核定位序列过氧化体分拣信号DELKKKKK各种蛋白质含有一种或多种信号序列或跨膜疏水区，从而决定了它们在细胞内的精确定位内质网信号序列线粒体蛋白信号序列内质网蛋白信号序列核定位序列过氧化体分拣信号二、分子伴侣（molecularchaperones）

分子伴侣：非共价地与新生肽链和解折叠的蛋白质肽链结合，并帮助其折叠和转运，通常不参与靶蛋白的生理功能。分子伴侣的功能：

指导合成肽链正确折叠；

使肽链保持伸展状态，有利于蛋白质的分拣和跨膜转运；

应激状态下，防止蛋白质变性后内部疏水基团暴露而发生不可逆的凝集；另外，还参与新复制DNA与组蛋白装配成染色质，蛋白质的降解，类固醇激素受体的变构，某些酪氨酸蛋白激酶的活化等多种生理生化过程.分子伴侣的分类

按分子量大小分类，尚无明确界定。(1)伴侣蛋白（chaperonin

）：具有独特双层7-9元环状结构的寡聚蛋白,包括GroEL蛋白和热激蛋白60等

。功能：蛋白质正确折叠和亚基组装。(2)应激蛋白70家族(Stress-70family)：一类分子量约70kD的高度保守的ATP酶，广泛分布于原核和真核细胞中，如大肠杆菌胞浆DnaK/DnaJ,高等生物内质网Bip,Hsc1,Hsc2,Hsc4或hsc70,胞浆Hsp70,Hsp68和Ssal4p,线粒体中的Ssclp,Hsp70等。(3)应激蛋白90家族(Stress-90family):分子量90kD左右,如大肠杆菌胞浆HtpG,酵母胞浆Hsp83与Hsc83,果蝇胞浆Hsp83,及哺乳类胞浆Hsp90与内质网Grp94（Erp90或内质网素endoplasmin）等.其他分子伴侣：

eg.核质素,T受体结合蛋白(TRAP),大肠杆菌的SecB和触发因子（triggerfactor）及PapD,噬菌体编码的支架蛋白(scaffoldingproteins)等均具有重要的分子伴侣功能。

eg.嗜热菌枯草芽孢杆菌中的“冷激”蛋白Bs-CspB和它的嗜热伴侣Bc-Csp分别为67和66AA,3D结构相似，仅12AA（均在分子表面）差异，但Tm值分别为54℃和77℃，突变分析表明，只有Arg3和Leu66对Tm产生重大影响。分子伴侣不仅与胞内蛋白的折叠与组装密切相关，还影响蛋白质的转运、定位或分泌；也与信号转导中信号分子的活性相关。Hsp70介导的蛋白质折叠Hsp70的ATPase结构域Hsp70的肽链结合结构域天精亮亮亮苏甘3.分子伴侣作用机理

①热激蛋白70②

GroEL（也称Hsp60）

14个相同的亚基组成，形成两个七聚体的环；每个亚基结合一个ATP。两个环上下堆叠在一起，中间形成一个通道。

GroES（Hsp10）:七聚体复合物，与GroEL结合，帮助GroEL完成蛋白质折叠，因此称为辅分子伴侣(Co-chaperonin)。上面观侧面观GroEL的两个环GroEL与GroES近侧GroES辅助的GroEL作用模式①蛋白质进入通道②GroES结合使通道扩大③近侧环内的ATP水解，蛋白质折叠④远侧环内的ATP水解，蛋白质和GroES从GroEL释放伴侣蛋白MediaConnections三、翻译同步转运和翻译后转运真核细胞所有蛋白质的起始合成都是在游离核糖体上1.翻译同步转运（co-translationaltranslocation）2.翻译后转运（post-translationaltranslocation）高尔基体内质网游离核糖体细胞质细胞核线粒体过氧化体分泌途径（翻译同步转运）（翻译后转运）小泡介导小泡介导溶酶体叶绿体跨膜转运通过核孔内体网状内皮系统1.翻译同步转运（co-translational

translocation）翻译同步转运：在游离核糖体上合成蛋白质N-端信号序列,信号序列指导核糖体与内质网膜结合，使新生肽链边合成边进入内质网腔(ERlumen）.进入内质网腔或膜的蛋白质:

一部分留在内质网；

另一部分形成转运小泡（transportvisicle）被运输到各网状内皮系统，并分泌或处理.调控型分泌（regulatedsecretion）：分泌物如激素、粘液或消化酶

组成型分泌（constitutivesecretion）：更新膜蛋白和膜脂、细胞外基质、养分和信号分子。

内质网上蛋白质合成：

(1)分泌性蛋白－进入内质网腔

(2)膜蛋白－插入内质网膜(1)分泌性蛋白－进入内质网腔蛋白质进入内质网腔的分子调控基础：①信号序列②信号识别颗粒和受体③易位子④能量供应

16-30AA，通常位于N-端，在极性区（Polar）含1-2正电荷AA，紧接其后是连续6-12疏水aa的疏水区；

引导游离核糖体与内质网结合,起始新生肽向内质网膜转运；

信号序列中疏水残基与内质网膜上受体蛋白结合；

合成后信号序列被信号肽酶（signalpeptidase）切除（切割位点的1,3位偏爱小R基氨基酸－Gly,Ala;而芳香、碱性及大R基AA则抑制切割）。①信号序列②信号识别颗粒及其受体

信号识别颗粒(SRP):由6条多肽链(P54,P9/P14,P68/P72,P19)和300个核苷酸的7SRNA组成的核糖核蛋白（ribonucleoprotein）信号识别颗粒受体（SRPreceptor),又称停靠蛋白（dockingprotein）

两个亚基组成：

βsubunit为膜蛋白，含300个氨基酸残基

αsubunit是膜周边蛋白,含640个氨基酸残基，负载着GDP，并且有GTP酶活性.

SRPreceptor功能:与SRP结合并引导肽链向内质网膜转运；使肽链的延长继续进行.③易位子（translocon）

新生肽链N-terminus带有正电荷，不易进入疏水内质网膜。需内质网膜提供一个水相通道（aqueouschannel）,即易位子。易位子含两种蛋白成分：转位链相关膜蛋白（translocatingchain-associatedmembraneprotein,TRAMprotein）:TRAM蛋白至少跨膜8次，能与新生肽链进行交联，启动所有蛋白质的转运（也称易位子相关蛋白）Sec61蛋白:易位子通道主要由Sec61α,β,γ三个膜蛋白组成。Sec61α含10个跨膜αhelices,与Sec61β和Sec61γ共同形成Sec61复合物。这个复合物能与核糖体大亚基紧密结合，从而把核糖体与内质网膜连接起来，启动部分蛋白质的转运。易位子结构

电镜下的易位子通道(炸面窝)易位子的功能

无蛋白质转运时,易位子胞质面被Sec61α的一个片段关闭;

核糖体-新生链复合物与内质网结合后，易位子打开，同时核糖体与易位子之间紧密密封以防止小分子物质进入易位子;

肽链通过易位子通道进入内质网.

分泌蛋白通过内质网膜进入内质网腔的全过程⑵膜蛋白插入内质网膜以翻译同步转运方式一边合成一边插入内质网膜;合成完毕后,部分留在内质网膜,大部分通过小泡转运到质膜或细胞外;膜蛋白插入内质网膜的过程需要多种信号序列；在转运过程中，蛋白质的方向保持不变。Ⅱ型膜蛋白Ⅰ型膜蛋白影响蛋白质方向的因素由于蛋白质信号锚定序列两侧的亲水氨基酸残基的极性不同，故插入膜时正电性强的一端总是朝向细胞质侧，由此决定蛋白质在膜上的定位方向。

信号锚定序列的长度对蛋白质的方向也有影响。含有长的疏水片段（>20个残基）的一般是Ⅰ型膜蛋白。Ⅰ型膜蛋白II型膜蛋白正电性强的一端总朝向细胞液侧Ⅱ型膜蛋白Ⅰ型膜蛋白信号锚定序列：有两种类型。Ⅰ型序列介导穿膜蛋白的N端域移位，Ⅱ型则介导C端肽链移位。膜蛋白插入内质网膜的方式①Ⅰ、Ⅱ型膜蛋白形成机制②多跨膜蛋白质（multipassransmembraneprotein）③与糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）共价结合的膜蛋白Ⅰ、Ⅱ型膜蛋白形成机制

Ⅰ型膜蛋白的C-terminus在细胞液，含有N-端信号序列和停止转运-锚定序列（stoptransfer-anchorsequence）.

如胰岛素受体有信号-停止转运-锚定序列（signal-stoptransfer-anchorsequence），再如细胞色素P450

Ⅱ型膜蛋白N-terminus在细胞液,如脱唾液酸糖蛋白（asialoglycoprotein）Ⅰ型膜蛋白举例(胰岛素受体)

含一个N-terminus信号序列和一个停止转运-锚定序列；

序列中22个疏水氨基酸的停止转运-锚定序列，进入易位子后能阻止新生肽链向内质网转运；

肽链合成结束后，停止转运-锚定序列从易位子中移动出来，接着锚定在磷脂双层中。Ⅱ型膜蛋白（脱唾液酸糖蛋白）

脱唾液酸糖蛋白含一个信号-锚定序列，引导新生肽链进入内质网，但信号序列的N-terminus在细胞质。

信号序列进入易位子后，C端肽链继续合成，逐步进入内质网。核糖体始终结合在内质网膜上，直至蛋白质合成结束。②多跨膜蛋白质

多跨膜蛋白质（multipasstransmembraneprotein）：是指含有多个跨膜区段（疏水αhelices）的蛋白质。

第一个αhelices是信号-锚定序列，进入易位子后新生肽链在内质网内延伸，直到第二个αhelices形成

第二个αhelices是停止转运-锚定序列，阻止肽链进一步延伸，然后与第一个αhelices一起锚定在内质网膜中

依次类推，第三个信号-锚定序列入易位子，第四个停止转运-锚定序列。③与GPI共价结合的膜蛋白

某些膜蛋白可借助停止转运序列旁侧的氨基酸序列信息,被内质网中的转肽酶（transpeptidase）识别，将肽转到糖基磷脂酰肌醇上。

MediaConnections翻译同步转运2.翻译后转运（post-translationaltranslocation）

指蛋白质合成时，核糖体不与任何细胞器相连，在游离核糖体(freeribosome)上合成的蛋白质的转运。

因此，在游离核糖体上合成的蛋白质的跨膜转运须解决一个问题：即在膜上构建一个特殊的通道使蛋白质穿过疏水膜。

（1）转运到线粒体（mitochondria）（2）转运到叶绿体（chloroplast）（3）转运到过氧化体（peroxisome）（4）转运到细胞核（nuclear）

蛋白质合成后的分拣(sorting)、投递（traffcking）和到位（localization）翻译同步转运翻译后转运

不同类型的信号序列

（1）转运到线粒体（mitochondria）

线粒体和叶绿体自主蛋白质约10%，其他都在细胞质游离核糖体中合成。

线粒体和叶绿体蛋白质的信号序列有三种：

基质信号序列内膜腔信号序列停止转运序列线粒体蛋白转运的特点

转运信息存在于N端基质信号序列中

只有未折叠的蛋白质才可以转运

转运发生在外膜与内膜紧贴处(细胞色素c例外)

需ATP及复合物通道（内膜和外膜中）参与。线粒体到位序列实验

无细胞体系中合成酵母线粒体蛋白；

一组加入胰蛋白酶处理；另一组加入线粒体后，再加入胰蛋白酶处理。

基质信号序列：20-30AA(N端)，富含带正电荷（Arg,Lys）和含有羟基的氨基酸残基（Ser,Thr）,易形成两亲螺旋。信号肽进入基质后被切除.酵母细胞色素c氧化酶亚基Ⅳ的基质信号序列①线粒体基质蛋白的转运①线粒体基质蛋白的转运这类蛋白质为可溶性、定位于基质,内膜与外膜贴近处进入。

胞质伴侣蛋白防止蛋白质折叠、聚集,以保持伸展状态;

基质Hsp70结合防止蛋白质聚集和错误折叠;

少数蛋白入基质后可自发折叠，多数蛋白还需Hsp60辅助。线粒体蛋白转运相关蛋白受体蛋白-Tom

存在于线粒体外膜

Tom40嵌入在膜内，形成转运通道

Tom37,70,71识别少量含有内部信号序列的蛋白质

Tom20/22复合物识别蛋白质的N-terminus信号序列

Tom5,6,7可能是通道的组成成分，也可能是通道的组装因子受体蛋白—Tim

Tim存在于线粒体内膜

由多种蛋白质组成：Tim17/23、Tim22/54、Tim44、Tim9/10和Tim8/13

Tim44：分别与Tim17/23和Hsp70结合。使蛋白质进入基质就能立即与Hsp70结合。

Tim9/10和Tim8/13：将Tom转运来的蛋白质“护送”到Tim。

内膜有两种通道：Tim17/23:转运进入线粒体基质的蛋白质。

Tim22/54:转运定位在内膜上的蛋白质Tim9/10:能把蛋白质护送到Tim17/23和Tim22/54Tim8/13:只能护送蛋白到Tim22/54有些蛋白质不被为二者护送说明还存在着其他途径。能量供应

胞质伴侣蛋白水解ATP，以保持蛋白质的伸展状态；

基质伴侣蛋白辅助进入基质的蛋白质正确折叠,需水解ATP供能；

蛋白质跨越内膜时需要电化学梯度以提供质子动力（proton-motiveforce）,但跨越外膜时不需要.②蛋白质转运到线粒体内膜腔转运到内膜腔的蛋白质有线粒体基质和线粒体内膜跨越信号。细胞色素c1的信号序列

N端有两个信号序列:整个蛋白质进入基质后，第二个信号序列（含有连续的不带电荷的氨基酸残基）引导它跨越内膜进入内膜腔.细胞色素c1和细胞色素b2转运到内膜腔保留性机制非保留性机制蛋白质转运到内膜腔有多种分拣机制。③蛋白质插入到线粒体内外膜这类蛋白富含苯丙氨酸和酪氨酸,不含色氨酸。如ADP-ATP载体蛋白（AAC）、孔蛋白等，定位信号不在N端，而在内部（AAC在72-115）。含1个以上的穿膜肽段，进入外膜的蛋白有受体。

插入外膜的蛋白质含有基质信号序列和停止转运－锚定信号序列。当蛋白质在进入基质时，停止转运序列使蛋白质停止转运并锚定在外膜中；

插入内膜的蛋白质具有几种不同的转运途径（图）线粒体内膜蛋白到位有三种途径Oxa1:Alb3/Oxa1/YidC内膜蛋白家族.（2）转运到叶绿体（chloroplast）

叶绿体蛋白质转运到基质中的方式与线粒体基本相同，不同的是叶绿体不能产生电化学梯度，所以没有质子动力驱动；定位序列多含碱性AA,富含Ser和Thr,序列长度20-120AA;内外膜转运通道蛋白分别称Toc和Tic.类囊体（thylakoid）在叶绿体基质中，是单层膜围成的扁平小囊。转运到类囊体的蛋白质含有基质信号序列和类囊体信号序列，不同的蛋白质含有不同的类囊体信号序列。

进入类囊体的蛋白质具有不同的受体。如质体蓝蛋白和金属结合蛋白分别与各自的受体结合后进入类囊体（3）转运到过氧化体（peroxisome）过氧化体是单层膜，所有的蛋白质都由核基因编码，通过转运进入过氧化体基质.大部分过氧化体蛋白C端有SKL信号或相关序列。过程:细胞质可溶性的过氧化物酶体定位信号受体1（PTS1R）与信号序列结合,再与过氧化体膜上的过氧化物酶体膜锚定蛋白受体（Pex14p，已鉴定出Pex1p-Pex22p）结合,然后在ATP水解驱动下进入过氧化体。蛋白质进入后SKL序列不被切除.有些过氧化体蛋白含有N端信号序列，与细胞质受体PTS2R结合再结合到膜受体Pex14p上，然后进入过氧化体。进入后信号序列被切除.

过氧化体膜蛋白不含SKL序列，其转运过程未知.过氧化氢酶进入过氧化体过氧化氢酶四聚体PTS1R:

Peroxisomaltargetingsignal1receptorPex14p:Peroxisomalmembraneanchorprotein（4）转运到细胞核（nuclear）

入核蛋白质:都含有核定位信号序列（nuclearlocalizationsignal,NLS）。特征：含4-10个氨基酸信号序列；序列中偏爱碱性氨基酸（Lys,Arg,Pro）序列上游的Pro以防止αhelix的形成；疏水氨基酸残基很少。出核蛋白质：含有核输出信号序列（nuclearExportsignal,NES）,NES由大约10个氨基酸残基组成，富含Leu。NLS核孔复合物

蛋白质通过核膜上的核孔进入细胞核，在真核生物中，核孔是一个近100种蛋白质（酵母近30种）组成的大于120mDa的巨大复合物。

核孔对输入分子有分子量限制。蛋白质输入细胞核与Ran循环Ran：是一种小的GTP酶；核输入受体：importinα和importinβ，异源二聚体；RanGAP：RanGTP激活蛋白，于细胞质；RCC1：Ran核苷酸交换因子，于细胞核。蛋白质输出细胞核的过程与输入细胞核相似。eg:P53:转录因子保留在核中,当P53的四聚体转变成二聚体或单体时,NES暴露,穿梭出核。eg:PRAK（p38调节活化蛋白激酶）:含核输出信号和核定位信号，从而具有核－质穿梭作用。

123456Ran循环MechanismofProteinImportintotheNucleus溶酶体分拣信号—甘露糖6-磷酸（M6P）溶酶体酶在内质网被部分糖基化，由非网格蛋白包被小泡运到内侧高尔基体。先由N-乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶在甘露糖6-OH上添加磷酸-N-乙酰氨基葡萄糖，再由磷酸二脂酶水解除去N-乙酰氨基葡萄糖，产生分拣信号M6P；再与受体结合被转运。溶酶体酶的甘露糖磷酸化M6PGlcNAcM6P分拣途径已发现两类受体：阳离子依赖性受体（CD-MPR，二聚体）和阳离子非依赖性受体（CI-MPR，单体）滞留在细胞质中的蛋白质

决定滞留在细胞质中蛋白质的信号知之甚少。不含已述信号的蛋白质留在细胞质是不令人信服的。

发现有相当多的细胞质蛋白质的N端被酰化。酰化是不是滞留细胞质信号？如果是侧是一种非肽类信号。MediaConnections翻译后转运四、小泡运输的机制

小泡的萌发、形成及融合需要许多蛋白质参与

（1）小泡的类型

（2）小泡的融合

小泡运输过程中保持生物膜的不对称性

蛋白质不会因小泡的萌发和融合而释放到胞液中（1）小泡的类型

根据小泡外包被蛋白的不同，可将小泡分为三种，包被蛋白与小泡可逆性聚合，蛋白质差异很大。①网格蛋白（clathrin）包被的小泡②包被蛋白Ⅰ（COPⅠ）包被的小泡③包被蛋白Ⅱ（COPⅡ）包被的小泡①网格蛋白（clathrin）包被的小泡

笼形蛋白

哺乳动物细胞表面有一些内陷的区域，称为有被小窝（coatedpit）这些有被小窝的形成需要三种蛋白质成分：a.网格蛋白（clathrin）b.连接蛋白（adapterprotein）c.发动蛋白（dynamin）网格蛋白（clathrin）一种纤维蛋白，由3条重链和3条轻链组成，形状象3个分支的树叉，又称三脚蛋白复合体（triskelions）b.连接蛋白（adapterprotein）现已发现多种连接蛋白（adapterprotein/adaptin）。βadaptin与网格蛋白骨架相连；

μadaptin识别内化作用（internalization）膜受体中酪氨酸分拣信号（YXXΦ,Φ为大疏水R基）；α和/或γadaptin在组装连接子时与膜发生相互作用。连接蛋白有不同亚型，亚基间形成异源四聚体，称为连接子（adaptor,AP）

AP1：高尔基体内体（endosome）

AP2：质膜内体AP3：高尔基体溶酶体，液泡（vacuole），黑素小体（melanosome），血小板小体（plateletvesicles）不同的连接子介导不同转运过程c.发动蛋白（dynamin）

一种细胞质蛋白，约由900个氨基酸组成；

能结合并水解GTP；

发动蛋白的亚基围绕萌发小泡的“颈部”进行多聚化，然后水解GTP，使小泡与膜相连的部位收缩，直至小泡解离。小泡萌发时各种蛋白质的掺入及对膜蛋白的选择被排除的膜蛋白网格蛋白连接子发动蛋白网格蛋白包被小泡的解聚

网格包被小泡形成后就进行解聚

解聚由细胞质伴侣蛋白Hsp70催化

生成的网格蛋白可再利用②包被蛋白Ⅰ（COPⅠ）包被小泡

回收、转运内质网逃逸蛋白（escapedproteins），这些蛋白C端具有回收信号序列（retrievalsignals）。

COPⅠ:含7个亚基（α,β,β′,γ,δ,ε,ζ）,各亚基聚集在一起形成包被体（coatomer）;

ADP核糖基化因子（ADPribosylationfactor,ARF）：一种小GTP结合蛋白;

包被体与ARF结合，引起局部的膜突起;

小泡与膜解离需要脂酰辅酶A（fattyacylCoA）的参与，但具体机制未知.COPⅠ小泡的形成脂酰辅酶ACOPⅠ小泡的解聚核糖基化因子（ARF）脱落COPⅠ小泡的功能

介导蛋白质从高尔基体向内质网运输

介导蛋白质在高尔基体内部进行逆向转运（retrogradetransport）③包被蛋白Ⅱ（COPⅡ）包被小泡

COPⅡ小泡的形成过程与COPⅠ相似，但所需要的蛋白成分不同;

COPⅡ的包被和连接蛋白,包括：Sec23/24复合物，Sec13/31复合物，Sec16;

COPⅡ的小GTP结合蛋白是Sar1;

介导蛋白质从内质网运输到高尔基体；包被发生在内质网出口（exitsites），这些部位没有核糖体。

（2）小泡的融合运输小泡有不同的包被蛋白，但小泡与靶膜的融合有着共同的特征.相关因子：

N-乙酰马来亚胺敏感因子（N-ethylmaleimide-sensitivefactor，NSF）同源四聚体，能结合并水解ATP;

可溶性NSF连接蛋白（solubleNSFattachmentproteins，

SNAP）：如α-，β-，γ–SNAP，辅助NSF与膜结合;

SNAP受体（V-SNARE）：小泡萌发时掺入小泡，与特异的靶膜SNAP受体（T-SNARE）作用，引导小泡与特定的靶膜融合;

Rab蛋白：GTP结合蛋白，GTP置换GDP，Rab构象变化，与特定小泡膜表面蛋白结合。GTP水解使Rab蛋白释放出来并进入下一个循环。Rab蛋白在小泡融合过程中起调节作用.小泡与受体膜的融合①

V-SNARE与

T-SNARE

相互作用使小泡附着在受体膜上；②

前融合复合物形成。需要许多V-SNARE与T-SNARE相互作用，GTP水解。能被N-乙酰马来亚胺阻断，证明NSF是必需的；③

融合，具体机制未知；④

解离，可能由NSF和SNAP催化；⑤

含有V-SNARE的小泡重新形成V-SNARET-SNARERab-GTP受体膜卷曲螺旋型α螺旋Rab-GDP囊泡膜靶膜无序的SNARE模体各种类型的小泡运输网格蛋白包被的小胞：胞吞作用；高尔基体到内体、溶酶体等COPⅠ包被的小泡：高尔基体到内质网；高尔基体内部逆向转运COPⅡ包被的小泡：内质网到高尔基体,MediaConnections小泡运输五、受体介导的胞吞作用和内化蛋白质的分拣

受体介导的胞吞作用（receptormediatedendocytosis）:

指细胞表面的特异受体识别细胞外配体，受体-配体复合物的细胞膜区内化（internalization）,形成转运小泡，从而使受体-配体复合物得到运输；

配体内化的效率取决于其在细胞表面受体的浓度。受体介导的内吞作用是一种选择浓缩机制，既可保证细胞大量地摄入特定的大分子，同时又避免了吸入细胞外大量的液体。（如低密脂蛋白、运铁蛋白、生长因子、胰岛素等

）

一些由小窝蛋白（caveolin）组成的小窝（caveolae）含有一些受体蛋白，能介导特定类型的胞吞作用。但大多数受体介导的胞吞作用是网格蛋白包被的小泡。

膜受体的胞质侧含有特异的分拣信号，它们决定蛋白质形成小泡的类型以及运往的位置

不同蛋白质的分拣信号（X=任何氨基酸，Φ=R较大的疏水氨基酸）LDL的胞吞

肝细胞和成纤维细胞的小窝占膜表面积的2%，小窝就是分子过滤器（molecularfilter），类似结构也存在于高尔基体的TGN区（transGolginetwork）

跨膜受体蛋白的胞质端有（Tyr-X-X-Φ）信号，

LDL受体缺陷，不能胞吞，患动脉粥样硬化，冠心病

受体运输到质膜进行再循环

转铁蛋白循环转铁蛋白脱辅基转铁蛋白在中性pH下与受体解离pH7.0网格蛋白pH6.0脱辅基转铁蛋白晚期内体转铁蛋白受体铁离子释放到细胞质低pH使铁离子与配体解离，但配体仍与受体结合pH5.0方式受体去向配体去向举例1再循环再循环运铁蛋白

2再循环降解LDL

3降解降解上皮生长因子

运出细胞运出细胞母体的免疫球蛋白通过胎盘受体介导的胞吞作用中受体与配体的去向

一些蛋白质通过受体介导的内吞作用进入细胞后就留在细胞内，然后进行轻度加工，如卵黄原蛋白（vitellogenin）。

一些蛋白质转运是通过胞转作用（transcytosis）完成的。

胞转作用是一种跨越细胞的运输过程，即在细胞的一侧通过

胞吞作用使物质进入细胞，然后通过胞吐作用在细胞的另一侧将物质分泌到细胞外。如母体免疫球蛋白通过初生小鼠的小肠内皮细胞进入小鼠体内的过程就是胞转作用初生小鼠免疫球蛋白的胞转作用受体介导的胞吞作用的功能

将胞外代谢物运输到胞内。如铁离子、LDL、维生素B12等；

是细胞应答肽类激素和生长因子的调节方式之一。通过胞吞作用使细胞表面受体数目减少，使细胞对激素及生长因子的应答减弱，称为受体的下降调节；

将需要降解的蛋白质

内吞作用

溶酶体。如巨噬细胞清除血液循环中被损伤的蛋白质；

某些病毒或细菌毒素

进入细胞。如HIV病毒、白喉毒素等。MediaConnectionsLDL的胞吞第二节蛋白质的加工与修饰二硫键的形成内质网中蛋白质的质量控制蛋白质的共价修饰蛋白质前体的加工多亚基蛋白的组装蛋白质糖基化肽链的加工修饰两个方面：氨基酸侧链的修饰，肽键的断裂和肽段的切除

肽键的断裂修饰：①N端信号肽的切除：真核信号肽的切除与内质网膜上的信号肽酶（亚基分子量12kDa,18kDa,21kDa,22/23kDa和25kDa）相关，其中18kDa和21kD亚基含有丝氨酸为中心的活性部位，与酵母中的Sec11p是同系物。②前肽的激活：酶原和激素原（如弗林酶，胰岛素原），酶切位点主要是原肽旁侧的氨基酸（1个，2个和4个碱性氨基酸，Arg>Lys）③一个肽可产生一组肽。NC垂体中叶肽转换酶（PC1/3）ACTHΒ-LPHPC2垂体前叶和中叶Α-MSHCLIPΒ内啡肽ν-LPH阿黑皮素原CLiP:染色单体连接蛋白(chromatidlinkingprotein)LPH:促脂解激素MSH：促黑激素ACTH：促肾上腺皮质激素④肽链的自我剪接。蛋白质自我切去内含肽（intein），保留外显肽（extein）蛋白质除去内含肽内含肽的剪切mRNA剪切的比较1.二硫键的形成

在真核细胞中，二硫键是在粗面内质网腔中形成的，所以

只有分泌性蛋白和膜蛋白的腔面结构域含有二硫键

谷光甘肽（glutathione）是一种三肽，是真核细胞中含有巯基的主要分子。细胞质中GSH与GSSG的比例是

50:1，说明细胞质中没有二硫键形成GSHPDI催化的二硫键重排

二硫键的形成的顺序：首先在小结构域内形成，然后是远距离的片段之间形成。

蛋白质的成熟需进行二硫键的重排：催化重排的酶是蛋白质二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase,PDI）。如果PDI与蛋白质结合后，形成了不可逆的错误，PDI可从错误折叠的蛋白质上脱离。2.蛋白质的质量控制（1）蛋白质折叠（2）未折叠或错误折叠的蛋白质留在内质网（3）泛素介导的蛋白酶解（4）内质网蛋白从内侧高尔基体运回内质网（1）蛋白质折叠

许多变性的蛋白质在体外能自发地进行折叠，但往往需要几个小时才能完成。而分泌性蛋白质在内质网腔中的折叠仅需几分钟；

内质网含有多种蛋白质，能加速新合成蛋白质的折叠，

如伴侣蛋白Bip、钙连接蛋白（calnexin）、钙网蛋白（calreticulin）、蛋白质二硫键异构酶（PDI）、肽基脯氨酰异构酶（peptidylprolyl

isomerases,PPI）钙连接蛋白和钙网蛋白(Calreticulin)构成了内质网内蛋白质折叠和装配的监控系统GT：葡萄糖转移酶葡萄糖苷酶错误依赖于GLUT1

顺式Pro有利于肽键的折叠：蛋白质中肽键绝大多数是反式构型，但有6%的肽基与Pro残基之间的肽键是顺式的。

肽基脯氨酰异构酶：催化未折叠肽段中肽基和Pro残基间的肽链旋转，这种异构化作用往往是蛋白质结构域折叠的限速步骤。（2）未折叠或错误折叠的蛋白质留在内质网大多数情况下，未正确折叠的蛋白质永久性地与内质网伴侣蛋白结合，再不能进行转运到位。当过多的未折叠蛋白积累于ER，会加重ER肽链折叠的负担，细胞会发出信号，暂停核糖体工作，以缓解ER的压力，该过程称未折叠蛋白反应（应答）（unfoldingproteinresponse,UPR）,也称内质网应激（ERstress）。

内质网应急：增加内质网伴侣蛋白和其他相关酶的表达量。

关键作用是:内质网跨膜激酶（即内质网跨膜蛋白需肌醇酶1，

inositolrequiringenzyme1,IRE1)

IRE1的内质网腔面为未折叠蛋白质的结合位点，细胞核面有激酶和核酸内切酶活性。IRE1与未折叠蛋白质结合，促进HAC1表达,HAC1促进UPR相关蛋白(BiP、calnexin、PDI等)的表达.

ER中分子伴侣是Bip/GRP78最重要,在ER中浓度约100mg/ml；正常时：Bip多与IRE1、ATF6和PERK结合。内质网应急时：需大量BIP，因此Bip与IRE1、ATF6和PERK解离，并与未折叠蛋白结合。

①ATF6进入高尔基体加工后入核激活UPR相关基因;②IRE1二聚化,激酶和Rnase被激活,XBP1剪接，并入核促进EDEM,GRP78,ERdj3等(蛋白质量监控)转录，促进蛋白降解;③PERK二聚化激活,促eIF2α磷酸化,降低eIF2-GTP-tRNAmet的形成,抑制蛋白质合成.错误折叠蛋白形成聚集体

一些错误折叠蛋白降解前，在动力蛋白的作用下沿微管向细胞核旁中心体附近的微管组织中心（MTOC）募集，在波形蛋白（中间丝蛋白）作用下形成聚集体（aggresome）。此时分子伴侣和泛蛋白体系也向聚集体靠拢。新生肽链折叠的质量控制的两种方式a:原核细胞b:真核细胞(3)蛋白质的降解除少数蛋白（如肌动蛋白，血红蛋白，半衰期>50天），多数蛋白半衰期以分钟计。胞内蛋白质降解有多种方式：①氧化敏感氨基酸侧链（精,赖,脯）,使蛋白质失活；②泛素化识别序列

（PEST：Pro/Glu/Ser/Thr),PEST结构域的磷酸化导致钙的结合能力提高，促进钙依赖性蛋白酶对蛋白质的降解;

③N端氨基酸规律（如Ser>20h;Asp=3min)，N端氨基酸介导的蛋白质周转机制尚不清楚。

蛋白质降解：清除错误蛋白，实现蛋白质的周转；通过胞吞或胞饮进入细胞的胞外蛋白质和胞内蛋白由两种途径降解：①内体－溶酶体途径：凝血因子，免疫球蛋白，白蛋白载体蛋白，激素等胞外蛋白通过该降解体系；只要进入溶酶体的生物分子均会被降解，因此，属非特异降解体系。

②泛素－蛋白酶体途径：绝大部分胞内蛋白的降解通过该体系；泛素体系是特异、选择性、可控的依赖于ATP的蛋白质降解途径。泛素/泛蛋白（ubiquitin）:

76个氨基酸残基的碱性蛋白质，高度保守的蛋白质，从酵母

人类只有3个AA差异。

广泛存在于真核细胞（细菌中不存在泛素途径）。分子5β链,1个α，C-Arg-Gly-Gly从球形域中伸出.

泛素C端Gly的羧基能与靶蛋白质中Lys残基的ε氨基形成肽键，使泛素与蛋白质共价结合。

泛素增强蛋白质与蛋白酶体间的结合（无泛素，两者虽结合，但很快分开）。泛素介导的蛋白质降解泛素介导的蛋白质降解蛋白酶复合体的结构蛋白酶体与蛋白质降解

蛋白酶体：真核生物和古菌中普遍存在，一些原核生物中也存在一种巨型蛋白质复合物；分布于胞质和细胞核，还可与内质网结合的形式存在。

结构：空心桶状的复合物，含α和β亚基；四个堆积环核心，每个中空环由七个蛋白质分子组成，中间两个环各由七个β亚基组成，并含有六个蛋白酶的活性位点；外部两个环各含有七个α亚基，可发挥“门”控作用；“门”控环分别