细胞生物学翟中和编 第8章 蛋白质分选与膜泡运输

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1、翟中和 王喜忠 丁明孝 主编 细胞生物学细胞生物学第第8 8章章 蛋白质分选与膜泡运输蛋白质分选与膜泡运输Protein Sorting and Membrane Trafficking本章主要内容本章主要内容l 细胞内蛋白质的分选细胞内蛋白质的分选信号假说与蛋白质分选信号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分选转运的基本途径与类型l 细胞内膜泡运输细胞内膜泡运输COPCOP包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输COPCOP包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输网格蛋白网格蛋白/ /接头蛋白的装配与运输接头蛋白的装配与运输转运膜泡与靶膜的锚定和融合转运膜泡与靶膜的锚

2、定和融合Protein Sorting一、信号假说与蛋白质分选信号一、信号假说与蛋白质分选信号第一节 细胞内蛋白质的分选信号假说（Signal hypothesis）位于蛋白质的位于蛋白质的N N端，一般由端，一般由16-2616-26个残基组个残基组成成包括包括疏水核心区疏水核心区、C C端端和和N N端端3 3部分部分Signal peptides信号肽与信号斑信号肽与信号斑信号肽似乎没有严格的专一性信号识别颗粒（SRP） 分泌性蛋白向分泌性蛋白向rER腔内的转运是同蛋白质翻译过程腔内的转运是同蛋白质翻译过程偶联进行的，这种分泌性蛋白在信号肽的引导下偶联进行的，这种分泌性蛋白在信号肽的引导

3、下边翻边翻译边跨膜转运译边跨膜转运的过程称为的过程称为共翻译转运共翻译转运（cotranslational translocation）。）。共翻译转运共翻译转运分泌性蛋白的合成与其跨膜内质网的共翻译转运分泌性蛋白的合成与其跨膜内质网的共翻译转运 蛋白质转入内质网合成的过程：蛋白质转入内质网合成的过程：信号肽与信号肽与SRP结合结合肽链延伸终止肽链延伸终止SRP与与受体受体(DP)结合结合SRP脱离信号肽脱离信号肽肽链在内质网肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔网腔信号肽被切除信号肽被切除肽链延伸至终止肽链延伸至终止翻译体翻译体系

4、解散。系解散。 蛋白质在细胞质基质中合成以后再在某种信号蛋白质在细胞质基质中合成以后再在某种信号序列（序列（导肽导肽）的指导下进入某些细胞器中，称）的指导下进入某些细胞器中，称后翻译转运后翻译转运（post translocation）。）。 蛋白质跨膜转移过程需要蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，使多肽去折叠，还需要一些蛋白质的帮助使其能够正确地折叠还需要一些蛋白质的帮助使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。成有功能的蛋白。 例：线粒体、叶绿体、过氧化物酶体蛋白例：线粒体、叶绿体、过氧化物酶体蛋白后翻译转运后翻译转运膜整合蛋白的信号序列膜整合蛋白的信号序列 开始转移序列开始转移序列（st

5、art transfer sequence） 内在停止转移锚定序列内在停止转移锚定序列（internal stop-transfer anchor sequence, STA） 内在信号锚定序列内在信号锚定序列（internal signal anchor sequence, SA）多肽跨膜次数的确定多肽跨膜次数的确定内质网膜整合蛋白的拓扑学类型内质网膜整合蛋白的拓扑学类型 蛋白质转入内质网合成涉及蛋白质转入内质网合成涉及5种蛋白成分：种蛋白成分： 信号肽信号肽:又称开始转移序列又称开始转移序列 信号识别颗粒（信号识别颗粒（SRP） SRP受体（受体（DP） 停止转移序列停止转移序列 移位子移

6、位子二、蛋白质分选转运的基本途径与类型 途径途径（1）后翻译转运途径）后翻译转运途径（2）共翻译转运途径）共翻译转运途径 类型类型（1）蛋白质的跨膜转运）蛋白质的跨膜转运（2）膜泡运输）膜泡运输（3）选择性的门控转运）选择性的门控转运（4）细胞质基质中蛋白质的转运）细胞质基质中蛋白质的转运二、蛋白质分选转运的基本途径与类型 转运类型1.门控运输（门控运输（gated transport）：）：如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP复复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。2.跨膜运输（跨膜运输（transme

7、mbrane transport）：）：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。蛋白质通过跨膜通道进入目的地。3.膜泡运输（膜泡运输（vesicular transport）：）：蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶蛋白质被选择性地包装成运输小泡，定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。，都属于这种运输方式。 4.细胞质基质中蛋白的转运细胞质基质中蛋白的转运:与细胞骨架密切相关与细胞骨架密切相关蛋白质分选信号序列（一）蛋白质从细

8、胞质基质输入到线粒体 蛋白质从细胞质基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体基质输入到线粒体基质 蛋白质从细胞质基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体内膜输入到线粒体内膜 蛋白质从细胞质基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体膜间隙输入到线粒体膜间隙靶向线粒体基质的跨膜运送靶向线粒体基质的跨膜运送靶向线粒体内膜的跨膜运送靶向线粒体内膜的跨膜运送 TOM: translocon of the outer membrane Tim: translocon of the inner membrane靶向线粒体靶向线粒体膜间膜间隙的跨膜运送隙的跨膜运送 途径途径A A是主要的是主要的 注意与内膜蛋白注意与内膜蛋白途径

9、途径A A不同点不同点导肽转运线粒体蛋白质的特点 需要受体需要受体 从接触点进入从接触点进入 蛋白质要蛋白质要解折叠与重新折叠解折叠与重新折叠 需要蛋白水解酶需要蛋白水解酶 需要能量需要能量 需要分子伴侣的帮助需要分子伴侣的帮助（二）叶绿体基质蛋白与类囊体蛋白的靶向输入 外膜蛋白外膜蛋白 内膜蛋白内膜蛋白 叶绿体基质蛋白叶绿体基质蛋白 类囊体膜蛋白类囊体膜蛋白 类囊体腔蛋白类囊体腔蛋白叶绿体蛋白质的运送及组装叶绿体蛋白质的运送及组装（三）过氧化物酶体蛋白的分选 C端端SKL(Ser-Lys-Leu)靶向序列靶向序列 可溶性细胞质受体可溶性细胞质受体 过氧化物酶体膜受体过氧化物酶体膜受体 信号序