翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控

1、翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控定義定義 從從DNA到蛋白質(zhì)的過(guò)程叫基因表達(dá)，從到蛋白質(zhì)的過(guò)程叫基因表達(dá)，從RNA到蛋白質(zhì)的過(guò)程叫翻譯，到蛋白質(zhì)的過(guò)程叫翻譯，翻譯完成后翻譯完成后對(duì)蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)即為翻譯后的基因表達(dá)調(diào)對(duì)蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)即為翻譯后的基因表達(dá)調(diào)控?？亍＝?jīng)過(guò)翻譯合成經(jīng)過(guò)翻譯合成相對(duì)較長(zhǎng)、沒相對(duì)較長(zhǎng)、沒有活性的前體有活性的前體調(diào) 控大致流程大致流程翻譯后的調(diào)控包括翻譯后的調(diào)控包括 1.蛋白質(zhì)前體的加工蛋白質(zhì)前體的加工 2.蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 3.蛋白質(zhì)的降解蛋白質(zhì)的降解 4.蛋白質(zhì)的折疊蛋白質(zhì)的折疊一、蛋白質(zhì)前體的加工一、蛋白質(zhì)前體的加工 新和成的多肽鏈大多沒有功能，必須經(jīng)過(guò)一

2、系新和成的多肽鏈大多沒有功能，必須經(jīng)過(guò)一系列的修飾與加工才能更利于其定位和表現(xiàn)功能。列的修飾與加工才能更利于其定位和表現(xiàn)功能。 修飾與加工過(guò)程包括以下幾類：修飾與加工過(guò)程包括以下幾類：1、N端甲硫氨酸和信號(hào)肽的切除端甲硫氨酸和信號(hào)肽的切除2、二硫鍵的形成、二硫鍵的形成3、多肽的修飾、多肽的修飾4、亞基的聚合、亞基的聚合5、新生肽鏈的剪切加工、新生肽鏈的剪切加工（1）N端甲硫氨酸和信號(hào)肽的切除：端甲硫氨酸和信號(hào)肽的切除： 細(xì)菌蛋白質(zhì)氨基端的甲酰甲硫氨酸的細(xì)菌蛋白質(zhì)氨基端的甲酰甲硫氨酸的甲?；柞；诿摷柞Ｔ诿摷柞；傅淖饔孟滤狻Ａ硗?，無(wú)論是真核還是原核細(xì)胞，化酶的作用下水解。另外，無(wú)論是真核還

3、是原核細(xì)胞，在蛋白質(zhì)合成完成前，在蛋白質(zhì)合成完成前，N端的端的Met將被切除；而分泌蛋將被切除；而分泌蛋白的白的信號(hào)肽信號(hào)肽在穿膜后被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號(hào)肽酶所切除和水在穿膜后被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號(hào)肽酶所切除和水解。解。（2）二硫鍵的形成：）二硫鍵的形成： mRNA上沒有胱氨酸的密碼子，多肽鏈中的二硫鍵上沒有胱氨酸的密碼子，多肽鏈中的二硫鍵是在肽鏈合成后通過(guò)兩個(gè)半胱氨酸的巰基氧化而形成的，是在肽鏈合成后通過(guò)兩個(gè)半胱氨酸的巰基氧化而形成的，二硫鍵的形成對(duì)于許多酶和蛋白質(zhì)的活性是必須的。二硫鍵的形成對(duì)于許多酶和蛋白質(zhì)的活性是必須的。（3）多肽的修飾：）多肽的修飾： 指新合成多肽的氨基酸側(cè)鏈被磷酸化，指新合成多

4、肽的氨基酸側(cè)鏈被磷酸化，糖基化，乙?；u基化和甲基化等。其糖基化，乙?；?，羥基化和甲基化等。其作用是增加或降低蛋白質(zhì)的活性。作用是增加或降低蛋白質(zhì)的活性。 （4）亞基的聚合）亞基的聚合 有許多蛋白質(zhì)是有兩個(gè)以上的亞基組合有許多蛋白質(zhì)是有兩個(gè)以上的亞基組合而成，這就是多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵的聚合而成，這就是多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵的聚合而形成的多聚體。而形成的多聚體。（5）新生肽鏈剪切加工：）新生肽鏈剪切加工： 例：胰島素的加工P269前胰島素前胰島素原原信號(hào)肽信號(hào)肽活性胰島素活性胰島素C肽肽胰島素原胰島素原 此外，有些動(dòng)物病毒此外，有些動(dòng)物病毒mRNA可以翻譯成很可以翻譯成很長(zhǎng)的多肽鏈，包含多種病毒蛋

5、白質(zhì)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)的多肽鏈，包含多種病毒蛋白質(zhì)，經(jīng)過(guò)蛋白酶在特定位置的水解，得到幾個(gè)有功蛋白酶在特定位置的水解，得到幾個(gè)有功能的蛋白質(zhì)分子。能的蛋白質(zhì)分子。二、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)二、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的類型：蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的類型：P2711、共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（、共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制）：）： 蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成，并同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)。（如分蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成，并同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)。（如分泌蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)）泌蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)）2、翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（、翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制）：）： 蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成，合成完畢從核糖體上釋放蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成，合成完畢從核糖體上釋放后才發(fā)生轉(zhuǎn)

6、運(yùn)后才發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn) （如線粒體、葉綠體等蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)）（如線粒體、葉綠體等蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)）蛋白質(zhì)在細(xì)胞蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位總覽中的定位總覽1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：1）常位于蛋白質(zhì)的）常位于蛋白質(zhì)的N-端，端，1336個(gè)個(gè)AA殘基殘基2）一般有）一般有1015個(gè)疏水氨基酸個(gè)疏水氨基酸3）在靠近該序列）在靠近該序列N端常有端常有1個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的殘基個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的殘基4）在其）在其C-端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常有數(shù)個(gè)極性殘端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常有數(shù)個(gè)極性殘基基2、作用：、作用： 對(duì)蛋白質(zhì)的特定去向有決定作用對(duì)蛋白質(zhì)的特定去向有決定作用信號(hào)肽：信號(hào)肽： 引導(dǎo)新合成肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一段多肽引導(dǎo)新合成肽鏈轉(zhuǎn)

7、移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一段多肽 三、蛋白質(zhì)的降解三、蛋白質(zhì)的降解 細(xì)胞為維持其旺盛的生命活動(dòng)，必須細(xì)胞為維持其旺盛的生命活動(dòng)，必須隨時(shí)進(jìn)行物質(zhì)更新，合成新的蛋白質(zhì)供生隨時(shí)進(jìn)行物質(zhì)更新，合成新的蛋白質(zhì)供生命活動(dòng)需要，降解衰老、失活的蛋白質(zhì)為命活動(dòng)需要，降解衰老、失活的蛋白質(zhì)為新物質(zhì)合成提供原料和能量，蛋白質(zhì)的降新物質(zhì)合成提供原料和能量，蛋白質(zhì)的降解是細(xì)胞生理代謝的需要。解是細(xì)胞生理代謝的需要。兩個(gè)主要的級(jí)聯(lián)反應(yīng)兩個(gè)主要的級(jí)聯(lián)反應(yīng) P275 1、Caspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解激發(fā)的蛋白質(zhì)降解 2、泛素調(diào)節(jié)的選擇性降解、泛素調(diào)節(jié)的選擇性降解 （1 1）CaspaseCaspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解激發(fā)的蛋白質(zhì)降

8、解 Caspase全稱為含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase) 在細(xì)胞程序性死亡過(guò)程中由在細(xì)胞程序性死亡過(guò)程中由Caspase激發(fā)的蛋白質(zhì)降解，是引起細(xì)胞編程性死激發(fā)的蛋白質(zhì)降解，是引起細(xì)胞編程性死亡的關(guān)鍵酶，該酶一旦被信號(hào)途徑激活，亡的關(guān)鍵酶，該酶一旦被信號(hào)途徑激活，能將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆能將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆的走向死亡。的走向死亡。（2 2）泛素選擇性降解）泛素選擇性降解泛素受泛素受E1E1激活；激活；泛素轉(zhuǎn)移至泛素轉(zhuǎn)移至E2E2；底物蛋白和底物蛋白和E3E3的相互作用；的相互作用；E2E

9、2和和E3E3的相互作用；的相互作用；底物蛋白的多聚泛素化；底物蛋白的多聚泛素化；泛素化的蛋白質(zhì)被蛋白酶體降解；泛素化的蛋白質(zhì)被蛋白酶體降解；去泛素化使泛素釋放和再利用去泛素化使泛素釋放和再利用 泛素泛素(Ubiquitin) 1 1、7676個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸 ，高度保守，高度保守，廣泛存在于真廣泛存在于真核細(xì)胞核細(xì)胞2 2、是蛋白質(zhì)降解的、是蛋白質(zhì)降解的 標(biāo)簽標(biāo)簽3 3、多聚泛素鏈的形成是蛋白質(zhì)降解的信號(hào)，、多聚泛素鏈的形成是蛋白質(zhì)降解的信號(hào)， 需要能量需要能量（二）三種酶（二）三種酶 E1-泛素激活酶泛素激活酶：激活泛素分子激活泛素分子 E2 -泛素連合酶泛素連合酶：把泛素分子綁在的蛋白把

10、泛素分子綁在的蛋白質(zhì)上質(zhì)上 E3 -泛素連接酶泛素連接酶 ：辨認(rèn)需要降解蛋白質(zhì)辨認(rèn)需要降解蛋白質(zhì)（三）蛋白酶體：蛋白質(zhì)降解的場(chǎng)所（三）蛋白酶體：蛋白質(zhì)降解的場(chǎng)所泛素泛素四、蛋白質(zhì)的折疊四、蛋白質(zhì)的折疊 蛋白質(zhì)折疊是生命科學(xué)的重要課題，是中心法則尚未解決的一個(gè)重大生物學(xué)問題。關(guān)于蛋白質(zhì)的折疊有兩種主要假說(shuō)：即蛋白質(zhì)的自我組裝和分子伴侶介導(dǎo)的蛋白質(zhì)折疊。新生肽鏈的自我組裝新生肽鏈的自我組裝 折疊是許多新生多肽鏈從沒有活性變?yōu)榛钚誀顟B(tài)的重要步驟。有些多肽序列在其氨基酸的指導(dǎo)下進(jìn)行自我的折疊和組裝，最終成為有活性的蛋白質(zhì)。分子伴侶與蛋白質(zhì)折疊分子伴侶與蛋白質(zhì)折疊 新生肽段的折疊在合成早期就已開始，而不是在合成完后才開始進(jìn)行的，隨著肽段的延伸同時(shí)折疊，又不斷進(jìn)行構(gòu)象的調(diào)整。因此新生肽段在邊合成邊折疊過(guò)程中有可能形成一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)，并會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤的折疊而形成非功能的分子，甚至?xí)l(fā)生分子的聚集和沉淀。與前一假說(shuō)不同之處在于，自我組裝假說(shuō)認(rèn)為折疊都是正確的，而