蛋白质分选与膜泡运输任丽

蛋白质分选与膜泡运输任丽第八章内容概要细胞内蛋白质的分选(ProteinSorting)细胞内膜泡运输(VesicularTransporting)第2页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节细胞内蛋白质分选

(ProteinSorting)细胞内蛋白质分选简介信号假说与蛋白质分选信号蛋白质分选转运的基本途径与类型蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选第3页,共26页，2024年2月25日，星期天1.1细胞内蛋白质分选简介蛋白质分选(ProteinSorting)：细胞中蛋白质种类极多，蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种区间或组分，因此必然存在不同的机制以确保蛋白质分选，转运至细胞的特定部位，也只有蛋白质各就各位并组装成结构与功能的复合体，才能参与实现细胞的各种生命活动。这一过程称为蛋白质分选，或蛋白质寻靶

(proteintargeting)。

发挥结构或功能作用的部位各异导致细胞存在多种蛋白质分选机制

蛋白质分选与组装是涉及多种信号调控的复杂而重要的细胞生物学热点问题第4页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号信号假说(Signalhypothesis)1975年，GünterBlobel和其同事DavidSabatini推测分泌蛋白可能携带N端短信号序列，一旦该序列从核糖体翻译合成，组合因子和蛋白结合，指导其转移到内质网膜，后续翻译过程将在内质网膜上进行。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine

1999wasawardedtoGünterBlobel

"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell".第5页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信号肽为例，显示出两者信号肽一级序列由疏水核心、C端和N端3个区域构成。信号肽的一级结构序列第6页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号蛋白质N端的信号肽

(signalpeptide)

信号识别颗粒

(signalrecognitionparticle,SRP)——细胞质基质

信号识别颗粒受体(停泊蛋白，dockingprotein,DP)——内质网膜指导分泌性蛋白质在糙面内质网上合成的决定因素：第7页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、DP和微粒体的关系共翻译转运(cotranslationaltranslocation)：应用体外非细胞系统进行蛋白质合成实验，证实分泌性蛋白向rER(微粒体)腔内的转运是同蛋白质翻译过程偶联进行的，分泌蛋白在信号肽引导下边翻译边跨膜转运。第8页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号分泌性蛋白在内质网上合成的共翻译转运过程图示信号肽、SRP、DP及移位子之间的相互作用第9页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号内质网膜整合蛋白的拓扑学类型开始转移序列、停止转移锚定序列(STA)、内在信号锚定序列(SA)第10页,共26页，2024年2月25日，星期天1.3蛋白质分选转运的基本途径与类型核基因编码的蛋白质的分选后翻译转运途径共翻译转运途径蛋白质转运分类(根据蛋白质分选的不同转运方式)蛋白质的跨膜转运膜泡运输选择性的门控转运细胞质基质中蛋白质的转运第11页,共26页，2024年2月25日，星期天1.3蛋白质分选转运的基本途径与类型真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型第12页,共26页，2024年2月25日，星期天1.2信号假说与蛋白质分选信号指导蛋白质从细胞质基质转运到细胞器的靶向序列的主要特征第13页,共26页，2024年2月25日，星期天1.4蛋白质线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选后翻译转运途径核基因编码的线粒体蛋白的转运第14页,共26页，2024年2月25日，星期天1.4蛋白质线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选后翻译转运途径叶绿体蛋白从细胞质基质注入到类囊体腔第15页,共26页，2024年2月25日，星期天1.4蛋白质线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选PTS1指导的过氧化物酶体基质蛋白的输入第16页,共26页，2024年2月25日，星期天第一节细胞内蛋白质分选

要点回顾细胞内蛋白质分选简介信号假说与蛋白质分选信号蛋白质分选转运的基本途径与类型蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选第17页,共26页，2024年2月25日，星期天第二节细胞内膜泡运输

(VesicularTransporting)膜泡运输概观COPⅡ包被膜泡的装配与运输COPⅠ包被膜泡的装配与运输网格蛋白/接头蛋白包被膜泡的装配与运输转运膜泡与靶膜的锚定和融合第18页,共26页，2024年2月25日，星期天2.1膜泡运输概观蛋白质的分泌与胞吞途径蛋白质通过共翻译转运途径跨膜运输内质网出芽，形成高尔基体顺面网状结构逆向转运高尔基体膜从顺面至反面的成熟递进逆向运输组成型分泌调节型分泌分选到溶酶体胞吞途径第19页,共26页，2024年2月25日，星期天2.1膜泡运输概观蛋白质转运中涉及的三种包被膜泡COPII(coatproteinII)包被膜泡COPI(coatproteinI)包被膜泡网格蛋白/接头蛋白包被膜泡第20页,共26页，2024年2月25日，星期天2.1膜泡运输概观在细胞合成-分泌与内吞途径中3种不同的主要膜泡运输方式COPⅡ包被膜泡的装配与运输COPⅠ包被膜泡的装配与运输网格蛋白/接头蛋白包被膜泡的装配与运输第21页,共26页，2024年2月25日，星期天2.2COPⅡ包被膜泡的装配与运输Sar1蛋白在COPⅡ包被膜泡装配与去装配中作用模型第22页,共26页，2024年2月25日，星期天2.2COPⅡ包被膜泡的装配与运输已知的指导蛋白质包装到特异性转运膜泡的分选信号第23页,共26页，2024年2月25日，星期天2.3COPI包被膜泡的装配与运输不同类型的膜泡运输的分选信号第24页,共26页，2024年2月25日，星期天2.4网格蛋白/接头