第七章第三节

第七章第三节

细胞内蛋白质的分选

与

膜泡运输蛋白质的合成地点?蛋白质的命运?（P174）定向转运（proteintargeting）又称分选（proteinsorting），在细胞质基质核糖体上合成的蛋白质经过转运到达正确的部位并装配成具有结构和功能的复合体，参与细胞的生命活动。1999年G.Blobel的关于信号序列控制蛋白质的转移和定位成果获得了诺贝尔医学和生理学奖。一、信号假说与蛋白质分选信号

P200蛋白运输途径中：①没有障碍：细胞质基质→细胞质基质②完全封闭膜障碍：叶绿体、线粒体、溶酶体、内质网、高尔基体等③有膜障碍，但具孔：细胞核蛋白质分子上的信号序列决定运输方向：①入核信号：指导核蛋白的运输；②引导肽：引导叶绿体、线粒体、过氧化物酶体蛋白运输；③信号肽：指导内膜系统的蛋白质运输。1、指导分泌蛋白在rER上合成的因素（P200）信号肽序列决定因素信号识别颗粒信号识别颗粒受体1）信号肽序列（signalsequence）位于蛋白质N端，长16～26个氨基酸残基，包括疏水核心区、C端和N端三部分。是决定该蛋白在rER上合成的决定因素。2）信号识别颗粒（signalrecognitionparticle，SRP）是6种多肽和1个7S的RNA组成的复合物，MW＝325×103；既可与新生肽信号序列和核糖体结合，又能和停泊蛋白结合。3）停泊蛋白（dockingprotein，DP）MW＝72×103，存在于内质网上，特异地与信号识别颗粒结合。2、分泌蛋白的合成过程（P201）蛋白质的合成起始于细胞质基质中的游离核糖体上，当多肽链延伸到80个氨基酸残基时，N端的信号序列和SPR结合，延伸暂时停止；SPR与内质网上的停泊蛋白（SPR受体）结合，核糖体与内质网膜上的易位子（translocon）结合。SPR脱离信号序列和核糖体，返回细胞质基质，肽链恢复延伸；信号肽引导肽链以袢环的形式进入内质网腔。信号肽酶切除信号肽。肽链持续延伸直到完成。这种边合成肽链边转移到内质网腔中的方式称为共转移（cotranslocation）。3、蛋白质在膜上的位置决定①有信号肽序列的肽链，在rER上合成，无此序列的，注定在细胞质基质中合成；②只有起始转移序列，没有停止转移序列的肽链，合成后的肽链进入内质网腔；③肽链中部如果有一个停止转移序列，合成的肽链最终成为单次跨膜蛋白；④如果有多个停止转移序列，合成的肽链最终成为多次跨膜蛋白。蛋白质分子上的信号序列决定运输方向：①入核信号：指导核蛋白的运输；②引导肽：引导叶绿体、线粒体、过氧化物酶体蛋白运输；③信号肽：指导内膜系统的蛋白质运输。2、指导蛋白质进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的因素（P202）这些细胞器内的大多数蛋白是合成好之后在导肽（前导肽）（leadpeptide）的指导下进入细胞器内部，称为后转移（posttranslocation）。二、蛋白质分选的基本途径和类型（P203）蛋白质分选途径①“三体”——跨膜转运②ER、高尔基体、细胞膜（外）、溶酶体——膜泡运输③细胞核——选择性门控④细胞基质内——细胞骨架定向运输1、蛋白质的跨膜转运（P203）细胞质基质中合成的蛋白质转运到线粒体、质体（叶绿体）、过氧化物酶体，需要运输蛋白的帮助。2、膜泡运输蛋白质从ER→高尔基体→溶酶体、分泌泡、细胞质膜、细胞外。3、选择性的门控转运蛋白质在细胞质基质和核之间通过核孔复合物进行的选择性输入和输出。4、细胞质基质中的蛋白质转运依靠在细胞骨架上的定向运输。三、膜泡运输（vesiculartransport）（P205）真核细胞特有的蛋白转运方式，各种蛋白通过转运泡，从高尔基体TGN区→细胞各部位；（一）膜泡的形成目前发现的三种不同类型的有被小泡：网格蛋白有被小泡COPⅡ有被小泡COPⅠ有被小泡1、网格蛋白有被小泡小泡从高尔基体被转运到溶酶体、胞内体、液泡或质膜，小泡的结构同内吞作用。2、COPⅡ有被小泡由内质网向高尔基体的物质运输；跨膜受体在内质网腔中捕获并浓缩转运物质，COPⅡ蛋白、Sar蛋白和内质网膜受体装配小泡，并出芽；3、COPⅠ有被小泡（P207）负责将逃逸蛋白（escapedproteins）返回内质网。内质网内正常的驻留蛋白的C端都有一段回收信号序列（retrievalsignals），如KDEL。转运泡一般将其排斥在外；如果有少数意外逃逸到高尔基体的CGN，会被CGN膜结合受体识别并形成COPⅠ小泡将其送回内质网。凡是送往高尔基体的蛋白质，如果没有回收信号序列，则不会返回内质网。（二）膜泡和靶膜的融合（P209）特点：选择性融合通过两类膜蛋白v-SNARE（膜泡上）和t-SNARE（靶膜上）互补作用，决定膜泡的锚定和融合。源于内质网的膜泡只能与高尔基体CGN融合，不会与中间膜囊融合，而中间膜囊膜泡只能和TGN融合。（三）蛋白质的分选蛋白质在细胞内的去向决定于蛋白质本身携带的信号：某些信号可使其长期驻留在ER或者高尔基体中；另外一些信号可使蛋白质不断从一个间隔转移到另外一个间隔；补充概念：分子伴侣（molecularchaperones）细胞中的某些蛋白质分子，可以识别正在合成的、或者部分折叠的多肽，并与之相结合，帮助这些多肽的转运、折叠、装配。但不是最终功能结构的组分。分子伴侣的特点：分布广泛：细菌、人、动植物细胞质基质、细胞器中是一类蛋白的总称——具有这种功能的蛋白都称为分子伴侣，结构可能完全不同；作用机制复杂；一定不是最终结构组分，不一定是可分离实体。分子伴侣家族家族成员具有高度保守性；家族成员结构上具有相似