第七章 蛋白質(zhì)的加工和運(yùn)輸

1、1234：作用于：作用于新合成的、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的和受脅迫變性的蛋白。新合成的、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的和受脅迫變性的蛋白。：由一大的寡聚體裝：由一大的寡聚體裝配組成。裝配形成一未折疊蛋白插入的結(jié)構(gòu)。配組成。裝配形成一未折疊蛋白插入的結(jié)構(gòu)。5Hsp40（DnaJ）首先結(jié)合在新生蛋白上，輔助）首先結(jié)合在新生蛋白上，輔助Hsp70（DnaK）折疊新生蛋白；）折疊新生蛋白；Hsp70水解水解ATP，驅(qū)動(dòng)構(gòu)象轉(zhuǎn)變；，驅(qū)動(dòng)構(gòu)象轉(zhuǎn)變；GrpE取代取代ADP，使分子伴侶從蛋白上釋放。，使分子伴侶從蛋白上釋放。6Hsp60( GroEL)由由14 個(gè)亞基形成兩個(gè)個(gè)亞基形成兩個(gè)7 聚聚體環(huán)，以相反方向垛體環(huán)，以相反方向垛疊在一起。

2、疊在一起。7近端近端遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端8底物和底物和ATP結(jié)合在同一結(jié)合在同一環(huán)；環(huán)；GroES蓋住該環(huán)，近端蓋住該環(huán)，近端環(huán)的中央空腔增大；環(huán)的中央空腔增大； GroEL的疏水殘基參的疏水殘基參與與與與GroES的結(jié)合；的結(jié)合；底物殘基暴露在親水環(huán)底物殘基暴露在親水環(huán)境，構(gòu)象隨之改變。境，構(gòu)象隨之改變。9蛋白插入或穿過膜的過程稱為蛋白插入或穿過膜的過程稱為線粒體線粒體和葉綠體的大部分蛋白是在胞質(zhì)中合成后再過膜轉(zhuǎn)移進(jìn)去的，和葉綠體的大部分蛋白是在胞質(zhì)中合成后再過膜轉(zhuǎn)移進(jìn)去的，這種蛋白質(zhì)過膜方式稱為翻譯后易位。這種蛋白質(zhì)過膜方式稱為翻譯后易位。與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合的核糖體所合成的蛋白質(zhì)前體，因在其結(jié)合的核

3、糖體所合成的蛋白質(zhì)前體，因在其N 端含有一個(gè)信端含有一個(gè)信號(hào)序列（信號(hào)肽）號(hào)序列（信號(hào)肽）,可邊翻譯邊進(jìn)行轉(zhuǎn)移。可邊翻譯邊進(jìn)行轉(zhuǎn)移。 10這類蛋白常有一段前這類蛋白常有一段前導(dǎo)序列（導(dǎo)序列（leader），），負(fù)責(zé)細(xì)胞器外膜的原負(fù)責(zé)細(xì)胞器外膜的原初識(shí)別；初識(shí)別；前導(dǎo)序列起始細(xì)胞器前導(dǎo)序列起始細(xì)胞器膜與前體蛋白的作用；膜與前體蛋白的作用；蛋白過膜后，先導(dǎo)序蛋白過膜后，先導(dǎo)序列被切除。列被切除。11前導(dǎo)序列必須折疊成細(xì)胞器被膜受體所需的結(jié)構(gòu)。前導(dǎo)序列必須折疊成細(xì)胞器被膜受體所需的結(jié)構(gòu)。前導(dǎo)序列包含所有細(xì)胞器蛋白定位的信息。前導(dǎo)序列包含所有細(xì)胞器蛋白定位的信息。如果把前導(dǎo)序列加到胞質(zhì)蛋白中，則胞質(zhì)蛋

4、白可出現(xiàn)到細(xì)胞如果把前導(dǎo)序列加到胞質(zhì)蛋白中，則胞質(zhì)蛋白可出現(xiàn)到細(xì)胞器中。器中。被轉(zhuǎn)蛋白序列雖然與目標(biāo)無關(guān)，但需要柔韌性以解除折疊。被轉(zhuǎn)蛋白序列雖然與目標(biāo)無關(guān)，但需要柔韌性以解除折疊。前導(dǎo)序列的結(jié)構(gòu)特征前導(dǎo)序列的結(jié)構(gòu)特征12細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)131415細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)膜間空間膜間空間襯質(zhì)襯質(zhì)蛋白通常直接從蛋白通常直接從TOM 到達(dá)到達(dá)TIM 外膜識(shí)別信號(hào)后直接將外膜識(shí)別信號(hào)后直接將蛋白導(dǎo)入襯質(zhì)，前導(dǎo)序蛋白導(dǎo)入襯質(zhì)，前導(dǎo)序列在此切除；如果蛋白列在此切除；如果蛋白還有其它定位信號(hào)，可還有其它定位信號(hào)，可被重新轉(zhuǎn)運(yùn)。被重新轉(zhuǎn)運(yùn)。17酵母細(xì)胞色素酵母細(xì)胞色素C1 具有定位于線粒體的具有定位于線粒體的N 端端信號(hào)

5、序列，和定位于內(nèi)膜的信號(hào)序列。信號(hào)序列，和定位于內(nèi)膜的信號(hào)序列。18核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相聯(lián)，使蛋白質(zhì)的合成和易位同時(shí)進(jìn)行。核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相聯(lián)，使蛋白質(zhì)的合成和易位同時(shí)進(jìn)行。19疏水核疏水核胞質(zhì)核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體沒有內(nèi)在區(qū)別，核糖胞質(zhì)核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體沒有內(nèi)在區(qū)別，核糖體的位置由合成的蛋白質(zhì)有無信號(hào)序列決定。體的位置由合成的蛋白質(zhì)有無信號(hào)序列決定。20核糖體在自由核糖體在自由mRNAmRNA上起上起始合成蛋白質(zhì)；始合成蛋白質(zhì)； 結(jié)合于前導(dǎo)序列，結(jié)合于前導(dǎo)序列，翻譯暫停；翻譯暫停；SRP SRP 與與SRP SRP 受體結(jié)合，受體結(jié)合，核糖體附著在膜上；翻核糖體附著在膜上；翻譯繼續(xù)；譯繼續(xù)；核糖體

6、合成分泌蛋白核糖體合成分泌蛋白212223蛋白通過親水性通道蛋白通過親水性通道穿過穿過 ER膜，這一親膜，這一親水通道稱為水通道稱為。24只有一個(gè)跨膜區(qū)域的只有一個(gè)跨膜區(qū)域的蛋白分為兩類蛋白分為兩類:2526I 類或類或 II 類蛋白插入膜的起始過程與分泌蛋白類蛋白插入膜的起始過程與分泌蛋白過膜相同；但還含有第二種信號(hào)過膜相同；但還含有第二種信號(hào)-；終止轉(zhuǎn)移序列通常形成與離子化殘基相鄰的疏終止轉(zhuǎn)移序列通常形成與離子化殘基相鄰的疏水殘基簇，把蛋白錨定在膜內(nèi)，阻止整個(gè)蛋白水殘基簇，把蛋白錨定在膜內(nèi)，阻止整個(gè)蛋白穿過膜。穿過膜。27膜蛋白信號(hào)序列形膜蛋白信號(hào)序列形成發(fā)卡式環(huán)結(jié)構(gòu)；成發(fā)卡式環(huán)結(jié)構(gòu)；定向

7、取決于信號(hào)序定向取決于信號(hào)序列是否被切割。列是否被切割。I 類蛋白定向類蛋白定向II 類蛋白的定向類蛋白的定向28核孔的雙向運(yùn)輸核孔的雙向運(yùn)輸293031核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)32蛋白進(jìn)出核孔需要序列中特殊信號(hào)蛋白進(jìn)出核孔需要序列中特殊信號(hào)蛋白輸入細(xì)胞核一般需要一段蛋白輸入細(xì)胞核一般需要一段。從細(xì)胞核輸出的蛋白一般具有從細(xì)胞核輸出的蛋白一般具有。33：在細(xì)胞質(zhì)中與底物結(jié)合，在細(xì)胞質(zhì)中與底物結(jié)合，將其運(yùn)進(jìn)細(xì)胞核的受體。將其運(yùn)進(jìn)細(xì)胞核的受體。：在細(xì)胞核中與底物結(jié)合，在細(xì)胞核中與底物結(jié)合，將其運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)的受體。將其運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)的受體。細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核34所有經(jīng)過分泌器件的蛋白都要進(jìn)行糖基

8、化。所有經(jīng)過分泌器件的蛋白都要進(jìn)行糖基化。糖基化的位點(diǎn)可以是天冬氨酰的糖基化的位點(diǎn)可以是天冬氨酰的-NH2（N-linked glycosylation，起始于，起始于ER，終止于，終止于Golgi）；）；或者是絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的或者是絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的-OH（O-linked glycosylation，只在，只在Golgi 中發(fā)中發(fā)生）。生）。35N-linked glycosylation 按一般路線起始于按一般路線起始于ER先在長醇上形成寡糖，先在長醇上形成寡糖，然后由糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移然后由糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到靶蛋白的天冬氨酰殘到靶蛋白的天冬氨酰殘基?；?6寡糖在送到寡糖在送到Golgi之之前，先在前，先在ER 中進(jìn)行中進(jìn)行修剪。修剪。修剪按甘露糖殘基修剪按甘露糖殘基去向分為兩類。去向分為兩類。葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶甘露糖苷酶甘