真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸沈婷

關(guān)于真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸沈婷第1頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五形態(tài)學（電鏡超薄切片）和生化：真核細胞內(nèi)具有發(fā)達的細胞內(nèi)膜相結(jié)構(gòu)，將細胞分為不同的區(qū)室，稱為細胞內(nèi)區(qū)室化，是真核細胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一。第2頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五細胞內(nèi)區(qū)室化是真核細胞結(jié)構(gòu)和功能的基本特征之一。細胞內(nèi)被膜：1.細胞質(zhì)基質(zhì)；2.細胞內(nèi)膜系統(tǒng)；3.其他由膜包被的各類細胞器（如線粒體）第3頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能在真核細胞的細胞質(zhì)中，除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細胞質(zhì)基質(zhì)。第4頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第一節(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能在真核細胞的細胞質(zhì)中，除去可辨認的細胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細胞質(zhì)基質(zhì)，是細胞的重要部分。細胞組分

數(shù)目

體積比細胞質(zhì)基質(zhì)細胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體胞內(nèi)體過氧化物酶體線粒體

11113002004001700

54612311122第5頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五蛋白質(zhì)占20-30%胞質(zhì)溶膠——

用差速離心法分離細胞勻漿物組分，先后除去細胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細胞質(zhì)膜等細胞器或細胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細胞質(zhì)基質(zhì)的成分。第6頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五一、細胞質(zhì)基質(zhì)的涵義主要成分：１）中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類２）細胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)主要特點：１）細胞質(zhì)基質(zhì)是一個高度有序的體系；在細胞基質(zhì)中，蛋白質(zhì)、分泌泡、細胞器固定在細胞質(zhì)基質(zhì)的某些部位，或沿細胞骨架定向運動。細胞質(zhì)基質(zhì)是蛋白質(zhì)與脂質(zhì)合成場所。

２）通過弱鍵而相互作用處于動態(tài)平衡的結(jié)構(gòu)體系多數(shù)蛋白質(zhì)結(jié)合在微絲上，這種特異性的結(jié)合與細胞生理狀態(tài)，組織的發(fā)育，細胞分化程度有關(guān)mRNA在細胞中區(qū)域性分布，對子代個體胚胎發(fā)育早期的細胞分化起著重要的作用。第7頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、細胞質(zhì)基質(zhì)的功能（一）細胞質(zhì)基質(zhì)在物質(zhì)代謝中起重要作用（二）與細胞質(zhì)骨架相關(guān)的。（三）細胞質(zhì)基質(zhì)在蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解等方面也起著重要作用。第8頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細胞內(nèi)膜系統(tǒng)——是指在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、由膜包被的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。內(nèi)膜系統(tǒng)研究技術(shù)電鏡技術(shù)：揭示超微結(jié)構(gòu)；免疫標記和放射自顯影技術(shù)：功能定位；離心技術(shù)：組分分離和分析；遺傳突變體分析技術(shù)：膜泡運輸和功能機制第9頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五內(nèi)膜系統(tǒng)的動態(tài)特征：將細胞中的生化合成、分泌和內(nèi)吞作用連接形成動態(tài)的、相互作用的網(wǎng)絡(luò)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂通過分泌活動進入分泌泡運送到工作部位；細胞通過內(nèi)吞途徑將細胞外的物質(zhì)送到溶酶體降解。第10頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）——由封閉的管狀或扁平囊狀膜系統(tǒng)及其包被的腔形成互相溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通常占細胞膜系統(tǒng)的一半左右，體積占細胞總體積的10%以上。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是典型的異質(zhì)性細胞器，在細胞分裂時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)要經(jīng)歷解體和重建的過程。第11頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的存在大大增加了細胞內(nèi)膜的表面積，為酶反應提供了結(jié)合位點；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的封閉體系，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的物質(zhì)與細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的物質(zhì)分隔開來，更有利于它們的加工和運輸；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)除核酸以外的生物大分子如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的合成基地。第12頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能微粒體——在細胞勻漿和超速離心過程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核糖體兩種組分。是人工產(chǎn)物。微粒體第13頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）RER多呈扁囊狀，排列整齊，表面分布大量的核糖體。功能是合成分泌性的蛋白質(zhì)和多種膜蛋白。易位子——是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一種蛋白復合體，中央有一直徑2nm的通道，其功能與新合成的多肽進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。SER呈分支管狀，表面無核糖體。是脂質(zhì)合成的重要場所。SER只是RER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。作為出芽的位點，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)或脂質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體內(nèi)。第14頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第15頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第16頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第17頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）ER的功能ER是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地。幾乎全部脂類和多種重要蛋白質(zhì)都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成。1、蛋白質(zhì)的合成是RER的主要功能在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白包括分泌蛋白、整合膜蛋白、構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器中的可溶性駐留蛋白（需要隔離或修飾）。其它多肽由細胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體合成。注意：細胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體。第18頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五

1.蛋白質(zhì)的合成

細胞中的蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細胞質(zhì)基質(zhì)中。有些蛋白質(zhì)剛合成不久便轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，繼續(xù)進行蛋白質(zhì)合成，這些蛋白質(zhì)包括：⑴向細胞外分泌的蛋白質(zhì)：酶、抗體、多肽類激素、胞外基質(zhì)成分等；⑵膜的整合蛋白：細胞質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體膜上的膜蛋白；⑶構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器中的可溶性駐留蛋白：溶酶體和植物液泡中的酸性水解酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中固有的蛋白。其它的多肽是在細胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的，包括:（1）預定滯留在細胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白：如糖酵解酶和細胞骨架蛋白；（2）質(zhì)膜外周蛋白：血影蛋白和錨蛋白；（3）核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。

第19頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五Translocationcobegin信號識別顆粒當SRP信號肽結(jié)合后啟動新生肽鏈的翻譯初生多聚信號肽信號肽顆粒受體與核糖體易位子作用添加到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的受體信號肽顆粒替換與循環(huán)開始翻譯與轉(zhuǎn)移粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體蛋白第20頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）ER的功能2、SER是脂質(zhì)合成的重要場所合成細胞所需絕大多數(shù)膜脂（包括磷脂和膽固醇）。磷脂合成酶是膜整合蛋白，活性位點朝向細胞質(zhì)。磷脂轉(zhuǎn)位因子（轉(zhuǎn)位酶）對含膽堿的磷脂要比對含絲氨酸、乙醇胺和肌醇的磷脂轉(zhuǎn)位能力強，因此磷脂酰膽堿更容易被轉(zhuǎn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的腔內(nèi)，從而導致了脂類在膜上分布的不對稱性。磷脂的轉(zhuǎn)運方式：出芽、磷脂轉(zhuǎn)換蛋白。第21頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五

2.脂質(zhì)的合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的構(gòu)成細胞所需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，其中最主要的是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。合成磷脂所需要的三種酶（酰基轉(zhuǎn)移酶、磷酸酶、膽堿磷酸轉(zhuǎn)移酶）都定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成的磷脂幾分鐘后，就由細胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，這種轉(zhuǎn)運可能借助一種磷脂轉(zhuǎn)位因子（phospholipidtranslocator）或稱轉(zhuǎn)位酶（flippase）來完成。膽堿磷酸酯轉(zhuǎn)移酶甘油磷脂磷脂酰膽堿甘油磷脂磷脂酸鹽二磷酸甘油酯酰基轉(zhuǎn)移酶磷脂轉(zhuǎn)位因子第22頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五楊P13213-1第23頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五合成的磷脂由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其它膜轉(zhuǎn)運主要有兩種方式：⑴以出芽的方式轉(zhuǎn)運到高爾基體、溶酶體和細胞膜上；⑵憑借水溶性的載體蛋白－磷脂轉(zhuǎn)運蛋白（phospholipidexchangeproteins，PEP）在膜之間轉(zhuǎn)運磷脂。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜小泡細胞質(zhì)膜第24頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五3、蛋白質(zhì)的修飾和加工細胞對蛋白質(zhì)的修飾加工主要包括糖基化、羥基化、酰基化和形成二硫鍵等。糖基化：在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，把連接在磷酸多萜醇上的寡糖鏈轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的天冬酰胺殘基上。糖基化主要有兩種方式。N-連接的糖基化（Asn）O-連接的糖基化（Ser/Thr或Hylys/Hypro）（二）ER的功能第25頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五4、新生多肽的折疊與組裝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔是非還原性的內(nèi)腔，易于形成二硫鍵。蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）：切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確的折疊狀態(tài)。結(jié)合蛋白（Bip）：識別錯誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進重新折疊與裝配。PDI和Bip蛋白具有4肽信號（KDEL或HDEL）以保證滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。Bip屬于熱休克蛋白70家族。（二）ER的功能第26頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五5、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能——SER的其他功能解毒功能：肝細胞中的SER是合成外輸性脂蛋白顆粒的基地。SER中有一些能清除脂溶性廢物和有害物質(zhì)的酶，如細胞色素P450家族酶系，可將不溶于水的有毒物質(zhì)和代謝產(chǎn)物羥基化為溶于水的物質(zhì)，經(jīng)尿液排出。合成固醇類激素：生殖腺內(nèi)分泌細胞的SER。儲存Ca2+：肌質(zhì)網(wǎng)（特化的SER）膜上的Ca2+-ATP酶將細胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中。（二）ER的功能第27頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五至少有3種不同的從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到細胞核的信號轉(zhuǎn)導途徑，其中涉及一系列信號轉(zhuǎn)導分子最終調(diào)節(jié)細胞核內(nèi)特異基因表達。如：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累；折疊好的膜蛋白的超量積累；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成分的變化——主要是固醇缺乏。這些變化將通過不同的信號轉(zhuǎn)導途徑誘導不同的基因活化，最終細胞表現(xiàn)出相應的對策。（三）ER與基因表達調(diào)控第28頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第二部分高爾基體最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，后因此定名為高爾基體。20世紀50年代以后才正確認識它的存在和結(jié)構(gòu)。第29頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五(一)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和極性電鏡下觀察高爾基體是由一些（常常為4～8個）排列較為整齊的扁平膜囊堆疊在一起，扁囊多呈弓形、半球形或球形，膜囊周圍有大量的大小不等的囊泡結(jié)構(gòu)；高爾基體多分布在細胞核的附近趨于細胞的一個極；高爾基體一般顯示有極性，可區(qū)分出靠近細胞中心的順面（cisface稱之為反面（transface）或成熟面（maturingface）或凹面（concave）。

）或形成面（formingface）或凸面（convexity）；遠細胞中心的另一面，囊腔二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第30頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五2.高爾基復合體由平行排列的扁平膜囊、大囊泡和小囊泡等三種膜狀結(jié)構(gòu)所組成。它有兩個面:形成面和成熟面,來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)和脂從形成面逐漸向成熟面轉(zhuǎn)運。高爾基體的膜囊結(jié)構(gòu)及其排列第31頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五高爾基體各部膜囊的４種標志細胞化學反應：嗜鋨反應——cis面膜囊被特異染色；焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）反應——特異顯示trans面的1-2層膜囊；胞嘧啶單核苷酸酶（CMP）酶和核苷酸二磷酸酶反應——顯示靠近trans面上的一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)。GERL結(jié)構(gòu)：60年代初，Novikoff發(fā)現(xiàn)CMP和酸性磷酸酶存在于高爾基體的一側(cè)，稱這種結(jié)構(gòu)為GERL，意為與高爾基體（G）密切相關(guān)，但它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）的一部分，參與溶酶體（L）的生成；煙酰胺腺嘌呤二核苷酸酶（NADP酶）或甘露糖酶反應——顯示中間膜囊。二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第32頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五高爾基體至少由互相聯(lián)系的3個部分組成，每一部分又可能劃分出更精細的間隔。高爾基體順面膜囊或順面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）；高爾基體中間膜囊；高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGN）；周圍大小不等的囊泡。二、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第33頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五1、高爾基體順面膜囊（CGN）是中間多孔而呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。CGN接受來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的物質(zhì)并將其分類后大部分轉(zhuǎn)入中間膜囊，小部分蛋白質(zhì)與脂質(zhì)再返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。返回的蛋白質(zhì)具有KDEL信號序列。第34頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五高爾基復合體順面膜囊

或順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及其功能

為最外側(cè)的扁平膜囊，中間多孔呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，膜厚度接近于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。1）蛋白質(zhì)分類蛋白質(zhì)（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）高爾基體cis面中間膜囊高爾基體trans面大部分KDEL2）O—連接的糖基化：蛋白質(zhì)絲氨酸殘基3）跨膜蛋白（高爾基體cis面）細胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)的?；?/p>

4）日冕病毒(呼吸道系統(tǒng)疾病

)的裝配第35頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第36頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五2、高爾基體中間膜囊形態(tài)：由扁平膜囊與管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的、完整的膜囊體系——使其具有很大的膜表面。功能：是多數(shù)糖基修飾、糖脂形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖的合成場所。第37頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五3、高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGN）呈管網(wǎng)狀，較低的pH，標志酶CMP酶陽性，TGN即為GERL區(qū)。主要功能：參與蛋白質(zhì)的分類與包裝與包裝；某些“晚期”的蛋白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工等）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運過程中起“瓣膜”作用，保證這些物質(zhì)的單向轉(zhuǎn)運。第38頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五高爾基體周圍的囊泡順面一側(cè)的囊泡可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間的物質(zhì)運輸小泡——ERGIC或VTCs。反面一側(cè)是分泌泡與分泌顆粒。

此外，高爾基體各個膜囊之間均由膜性結(jié)構(gòu)相連；高爾基體與細胞骨架關(guān)系密切，在非極性細胞中，高爾基體分布在微管的負極端。第39頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五1)高爾基復合體順面囊泡：小、可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基復合體間的運輸小泡。2)高爾基復合體反面囊泡：大、是將高爾基復合體分類與包裝的物質(zhì)運送到特定部位的分泌泡與分泌顆粒。3)高爾基復合體各個膜囊間由膜性結(jié)構(gòu)相連。4)高爾基復合體膜囊周緣膨大出芽形成囊泡,負責膜囊之間的物質(zhì)運輸。5)高爾基復合體與細胞骨架關(guān)系密切。高爾基復合體結(jié)構(gòu)的復雜性第40頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進行加工、分類與包裝，然后分門別類地運送到細胞特定部位或分泌到胞外。高爾基體還是糖類合成的工廠。第41頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能1、高爾基體與細胞的分泌活動參與細胞分泌活動：RER上合成的蛋白質(zhì)進入ER腔COPⅡ運輸泡進入CGN在中間膜囊中加工在TGN形成分泌泡運輸與質(zhì)膜融合、排出；溶酶體酶的分選：M6P反面膜囊M6P受體。然而糖鏈在多數(shù)蛋白質(zhì)分選中并不起決定性作用。肝細胞中溶酶體酶還存在不依賴于M6P的另一種分選途徑。蛋白質(zhì)分選及其轉(zhuǎn)運信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身。如水泡性口炎病毒包膜蛋白具有雙酸分選信號（Asp-X-Gln或DXE）。第42頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五Caro等1965年用3H-leu證實了這一過程。3分鐘放射性在RER，17分鐘在高爾基體，37分鐘分泌顆粒，117分鐘細胞頂端。第43頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五3H—亮氨酸脈沖標記胰腺腺泡細胞高爾基復合體分泌活動的證據(jù)3min銀顆粒出現(xiàn)在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)20min銀顆粒出現(xiàn)在高爾基復合體120min銀顆粒出現(xiàn)在分泌泡釋放第44頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶，N-乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶２）溶酶體酶的分選：M6P反面膜囊M6P受體第45頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中，蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶，均具有典型的回收信號Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能和結(jié)構(gòu)蛋白羧基端的一個同肽系列:Lys-Asp-Gly-Leu-Coo-,即KDEL信號序列。調(diào)節(jié)型分泌儲藏微粒與M6P結(jié)合的蛋白質(zhì)駐留蛋白第46頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)糖基化的特點及其生物學意義溶酶體中的水解酶類、多數(shù)細胞膜上的膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白，而在細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞核中絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都沒有糖基化修飾。糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細胞不同間隔中經(jīng)歷復雜的加工過程才能完成第47頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)糖基化的特點及其生物學意義糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號。進化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細胞的祖先具有一個保護性的外被，同時又不象細胞壁那樣限制細胞的形狀與運動。第48頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)的糖基化類型特征N-連接O-連接

合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要在高爾基體合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去與之結(jié)合的氨基酸殘基AsnSer、Thr、羥脯氨酸、羥賴氨酸最終長度至少5個糖殘基1-4個糖殘基第一個糖殘基N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺第49頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五蛋白質(zhì)的糖基化類型N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺天冬酰胺葡萄糖胺半乳糖甘露糖半乳糖胺第50頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五3.蛋白酶的水解和其他加工過程

有些多肽，需在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中切除信號肽后才能成為有活性的成熟多肽。還有很多肽激素和神經(jīng)多肽(neuropeptides)需經(jīng)特異性地水解(常常發(fā)生在與一對堿性氨基酸相鄰的肽鍵上)才成為有生物活性的多肽。二、高爾基體的功能第51頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（1)比較簡單的形式是沒有生物活性的蛋白原(proprotein)進入高爾基體后，將蛋白原N端或兩端的序列切除形成成熟的多肽。如胰島素。二、高爾基體的功能第52頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能3、蛋白酶的水解和其他加工過程無生物活性的蛋白原高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟多肽；如胰島素、胰高血糖素等。蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等；含有不同信號序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物；同一種蛋白質(zhì)前體不同細胞以不同的方式加工不同的多肽；第53頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、高爾基體的功能3、蛋白酶的水解和其他加工過程加工方式多樣性的可能原因：確保小肽分子的有效合成；彌補缺少包裝并轉(zhuǎn)運到分泌泡中的必要信號；有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細胞內(nèi)起作用。第54頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能（一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型溶酶體——是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。異質(zhì)性——形態(tài)、大小、所含水解酶類不同；含有大量酸性水解酶。根據(jù)溶酶體處于完成其生理功能的不同階段，分為：初級溶酶體次級溶酶體殘余體小鼠脾臟巨噬細胞中的溶酶體M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰）第55頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能1.初級溶酶體呈球形，直徑0.2-0.5m，內(nèi)容物均一，不含有明顯的顆粒，外面由一層脂蛋白膜圍繞，厚度為7.5nm；含有多種酸性水解酶：如蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、酯酶、磷脂酶、磷酸酶和硫酸酶。酸性磷酸酶是溶酶體的常用標志酶。第56頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能1.初級溶酶體溶酶體膜的特征：嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境；具有多種載體蛋白用于向外轉(zhuǎn)運水解的產(chǎn)物；膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。第57頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第58頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能2.次級溶酶體是初級溶酶體與細胞內(nèi)的自噬泡或異噬泡、胞飲泡或吞噬泡融合形成的復合體。內(nèi)含多種生物大分子、顆粒性物質(zhì)、線粒體等細胞器乃至細菌等。形態(tài)不規(guī)則。作用：消化作用。第59頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五次級溶酶體初級溶酶體++胞飲泡或吞噬泡

異噬溶酶體

自噬泡自噬溶酶體次級溶酶體具消化功能第60頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第61頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第62頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第63頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能3.殘余體或后溶酶體經(jīng)一段時間消化后，小分子物質(zhì)可通過膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)基質(zhì)中，未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體中形成殘余體?？赏ㄟ^胞吐方式將內(nèi)容物排出細胞。溶酶體——可看做是以含有大量酸性水解酶為共同特征的，不同形態(tài)大小，執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性的細胞器。第64頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）溶酶體的功能是對生物大分子強烈的消化作用。一般概括成3種途徑：胞飲作用吞噬作用自噬作用第65頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）溶酶體的功能1、清除無用的大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞——“清道夫”作用；溶酶體酶缺失或溶酶體酶的代謝環(huán)節(jié)故障，影響細胞代謝，引起疾病。如臺-薩氏等各種儲積癥。臺-薩氏綜合癥神經(jīng)元中同心圓狀的溶酶體溶酶體中缺少b-氨基己糖酯酶A，導致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2不能被水解，造成積累。第66頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）溶酶體的功能2、防御功能某些細胞可識別并吞噬入侵的病毒和細菌，在溶酶體作用下將其殺死并進一步降解。如巨噬細胞。第67頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五2．內(nèi)吞作用——為細胞提供營養(yǎng)、防御功能作為細胞內(nèi)的消化“器官”為細胞提供營養(yǎng)，如降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，獲得膽固醇等營養(yǎng)成分。防御功能是某些細胞特有的功能，它可以識別并吞噬入侵的病毒或細菌，在溶酶體作用下將其殺死并進一步降解。動物細胞中有幾種吞噬細胞(phagocyte)常常位于肝、脾和其他血管通道中，用以清除形成抗原抗體復合物的有機體顆粒及吞噬的細菌、病毒等入侵者。同時也不斷清除衰老死亡的細胞和血管中顆粒物質(zhì)。當機體被感染后，單核細胞移至感染或發(fā)炎的部位．分化成巨噬細胞，巨噬細胞中溶酶體非常豐富，并含有過氧化氫、超氧物(O2-)等與溶酶體酶等共同作用殺死細菌。第68頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五某些病原體（麻瘋桿菌、利什曼原蟲或病毒）被細胞攝入，進入吞噬泡但并未被殺死而繁殖（抑制吞噬泡的酸化或利用胞內(nèi)體中的酸性環(huán)境）。第69頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（二）溶酶體的功能3、其它重要的生理功能作為細胞內(nèi)的消化“器官”為細胞提供營養(yǎng)；分泌腺細胞中，溶酶體攝入分泌顆粒，可能參與分泌過程的調(diào)節(jié)；參與清除贅生組織或退行性變化的細胞；精子的頂體反應。第70頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（三）溶酶體的發(fā)生發(fā)生途徑：溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運到前溶酶體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識別信號：信號斑第71頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（三）溶酶體的發(fā)生溶酶體酶分選的方式：1.依賴于M6P的分選途徑但該途徑的效率不高，部分含有M6P的溶酶體酶通過運輸小泡直接分泌到細胞外；但細胞質(zhì)膜上也存在依賴Ca2+的M6P受體，同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M6P受體返回細胞質(zhì)膜，反復使用。第72頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（三）溶酶體的發(fā)生溶酶體酶分選的方式：2.不依賴于M6P的分選途徑在正常淋巴細胞如細胞毒T細胞和自然殺傷T細胞的溶酶體中，除溶酶體酶外，還含有水溶性蛋白穿孔素和粒酶，其進入溶酶體的方式不依賴于M6P途徑。該溶酶體以分泌泡釋放內(nèi)含物，故稱分泌溶酶體；溶酶體膜上的跨膜蛋白，如葡糖腦苷酯酶；酸性磷酸酶：依賴于自身的氨基酸殘基信號進行分選。溶酶體酶的加工：在溶酶體內(nèi)進行，加工方式多樣。第73頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五（四）溶酶體與過氧化物酶體 過氧化物酶體——又稱微體，是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細胞器。1.過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別特征溶酶體過氧化物酶體形態(tài)大小多為球形，直徑0.2-0.5μm，無酶晶體球形，哺乳動物中直徑多為0.15-0.25μm，內(nèi)常有酶晶體酶種類酸性水解酶含氧化酶類pH值5左右7左右是否需氧不需要需要功能細胞內(nèi)的消化作用多種功能發(fā)生在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成，經(jīng)高爾基體出芽形成在細胞質(zhì)中合成，經(jīng)分裂裝配形成標志酶酸性磷酸酶過氧化氫酶第74頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五過氧化物酶體和溶酶體的在電鏡下的主要差異：過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與大小類似，但過氧化物酶體中的

尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識別的主要特征。第75頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五過氧化物酶體的異質(zhì)性過氧化物酶在不同生物的細胞中，甚至單細胞生物的不同個體中所含酶的種類及其行使的功能都有所不同。如，酵母細胞內(nèi)的過氧化物酶體：在含糖培養(yǎng)基中，體積很??；在甲醇培養(yǎng)基中，體積增大，數(shù)量增多，可占胞質(zhì)體積的80％以上，并能氧化甲醇；在脂肪酸培養(yǎng)基中，過氧化物酶體非常發(fā)達，并可把脂肪酸分解成乙酰輔酶A。第76頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五2.過氧化物酶體的功能在動物細胞（肝或腎細胞）中的過氧化物酶體：可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。如酒精乙醛。依賴于黃素（FAD）的氧化酶：底物H2O2過氧化氫酶：H2O2

H2O＋O2可分解脂肪酸等高能分子直接供能。第77頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五2.過氧化物酶體的功能在植物細胞中的過氧化物酶體：在綠色植物葉肉細胞中，它催化CO2固定反應副產(chǎn)物的氧化，即所謂光呼吸反應；在種子萌發(fā)過程中，過氧化物酶體能降解儲存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖。

乙醛酸循環(huán)反應故稱這種過氧化物酶體為乙醛酸循環(huán)體第78頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五過氧化物酶體的發(fā)生組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運到過氧化物酶體中。

過氧化物酶體蛋白分選的信號序列（PTS）：PTS1為Ser-Lys-Leu，位于過氧化物酶體基質(zhì)蛋白C端。PTS2為Arg/Lys-Leu/Ile-5X-His/Gln-Leu，在某些基質(zhì)蛋白N端。過氧化物酶體膜上存在幾種可與信號序列相識別的受體。過氧化物酶體膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運而來。第79頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五第三節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸

細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細胞器取決于蛋白質(zhì)中包含的特殊信號序列和細胞器上特定的信號識別裝置。一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號信號序列的發(fā)現(xiàn)和證實1972年Milstein等發(fā)現(xiàn)骨髓瘤細胞中提取的免疫球蛋白分子的N端要比分泌到細胞外的免疫球蛋白分子N端的氨基酸序列多出一截。1975年Blobel和Sabatini等提出了”信號假說“1999年G.Blobel諾貝爾醫(yī)學和生理學獎G.Blobel第80頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五基質(zhì)中核糖體半合成－粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－高爾基體－溶酶體或膜或胞外全合成－轉(zhuǎn)運至細胞器二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型第81頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的兩條途徑細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體、細胞膜、分泌到細胞外、留在高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中高爾基體第82頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五由于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)包括膜蛋白、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的腔池蛋白和分泌到細胞外的蛋白,所以必須有極好的運輸機制進行分選定位,這就是信號肽假說。第83頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五1975年，Blobel等正式提出了信號假說,要點是:◆合成始于游離核糖體;◆N端信號序列靠自由碰撞與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜接觸,然后插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白質(zhì)以袢環(huán)形式穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白的存在方式:●若信號序列被信號肽酶切除:完全進入腔●若是停止轉(zhuǎn)移信號:膜蛋白

第84頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、蛋白質(zhì)分選的原理細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號其二是細胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sortingreceptor）。第85頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五1、蛋白質(zhì)分選信號信號序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基；信號序列對所引導的蛋白質(zhì)沒有特異性要求信號肽導肽信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。第86頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五信號肽——引導新合成的肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的信號序列。位于新合成肽鏈的N端，一般16-26個氨基酸殘基，包括疏水核心區(qū)（h）、信號肽的C端（c）和N端（n）三部分。信號肽無嚴格專一性。第87頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五

除信號肽以外，指導分泌性蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成還需其它因素的參與：

１）信號識別顆粒

(signalrecognitionparticle，SRP)

２）信號識別顆粒受體

（即停泊蛋白dockingprotein，DP）：位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。第88頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五信號識別顆粒（SRP）——由6種結(jié)構(gòu)不同的多肽和一個7SRNA組成的核糖核蛋白復合體。SRP上有3個功能部位：信號肽識別結(jié)合位點（P54）翻譯暫停結(jié)構(gòu)域（P9/P14）DP結(jié)合位點（P68/P72）SRP與信號序列結(jié)合，導致肽鏈延伸暫停，防止新生肽N端損傷和成熟前的折疊。信號肽識別結(jié)合位點翻譯暫停結(jié)構(gòu)域DP結(jié)合位點第89頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五SRP受體——又稱停泊蛋白（DP），是膜的整合蛋白，存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，可與SRP特異結(jié)合。易位子——由3-4個Sec61蛋白復合體構(gòu)成的一個類似于炸面圈的結(jié)構(gòu)。第90頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五

蛋白質(zhì)

延伸至80個氨基酸左右

N端信號肽與信號識別顆粒（SRP）結(jié)合

肽鏈延伸暫時停止

SRP與停泊蛋白結(jié)合，核糖體與易位子（ER膜上）結(jié)合

SRP脫離信號肽和核糖體

肽鏈又開始延伸

信號肽與易位子組分結(jié)合

孔道打開

信號肽穿入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，以袢環(huán)形式進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

信號肽酶切去信號肽

肽鏈繼續(xù)延伸直至完成第91頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式稱為共轉(zhuǎn)移?？缒さ鞍椎拈_始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移序列開始轉(zhuǎn)移序列——引導肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的信號肽。停止轉(zhuǎn)移序列——肽鏈中還有某些序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜具有很強的親合力從而使之結(jié)合在脂雙層中，這段序列不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。開始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)。第92頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五線粒體、葉綠體中的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)和過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)也是在某種信號序列的指導下進入這些細胞器中，這些序列稱為導肽。這些蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細胞器中，稱后轉(zhuǎn)移。蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。第93頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五信號功能舉例蛋白進入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進入線粒體+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進入細胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-進入過氧化物酶體-Ser-Lys-Leu-幾種典型的蛋白分選信號序列除信號肽，還有一系列蛋白分選信號序列，通稱信號序列。有些能形成三維結(jié)構(gòu)的信號稱信號斑。第94頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五二、蛋白質(zhì)分選途徑與類型

蛋白質(zhì)分選的途徑：

1、翻譯后轉(zhuǎn)運途徑：在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成，然后轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細胞器，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體及細胞核，或者成為細胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白

2、共轉(zhuǎn)運翻譯途徑：蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后由信號肽引導轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，再經(jīng)高爾基體加工包裝并有其膜泡運送至溶酶體、細胞質(zhì)膜或分泌到胞外。第95頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五該蛋白在N-末端信號序列的作用下進行共翻譯轉(zhuǎn)運,當停止轉(zhuǎn)移信號進入通道后,與通道內(nèi)的結(jié)合位點相互作用,使通道轉(zhuǎn)運蛋白失活,從而停止蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運。由于N-末端的信號序列是可切除的,信號序列被切除后形成單次跨膜蛋白。終止轉(zhuǎn)移信號與單次跨膜蛋白的形成第96頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五●二次跨膜蛋白與多次跨膜蛋白所謂二次跨膜就是在蛋白質(zhì)中有兩個跨膜的疏水區(qū),多次跨膜則有多個起始跨膜信號與多個停止轉(zhuǎn)移信號,它們的形成與內(nèi)含信號序列和終止轉(zhuǎn)移信號相關(guān)。如果是二次跨膜,則含有一個內(nèi)含信號序列和一個停止轉(zhuǎn)移信號。二次跨膜蛋白的形成內(nèi)含信號序列形成一個跨膜區(qū),停止轉(zhuǎn)移序列形成一個跨膜區(qū),二者相加就成為二次跨膜蛋白。第97頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五據(jù)蛋白質(zhì)分選轉(zhuǎn)運方式和機制可將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運分為：蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：主要指再細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體（包括葉綠體）和過氧化物酶體等細胞器。膜泡運輸：蛋白質(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運小泡從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運至高爾基體，進而分選轉(zhuǎn)運至細胞的不同部位，其中涉及各種不同的運輸小泡的定向轉(zhuǎn)運，以及膜泡出芽與融合的過程。選擇性的門控轉(zhuǎn)運：在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過核孔復合體選擇性地完成核輸入或從細胞核返回細胞質(zhì)（核輸出）。細胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運：可能與細胞骨架系統(tǒng)相關(guān)。第98頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五翻譯后轉(zhuǎn)運非分泌途徑共翻譯轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)分泌途徑途徑1表示核基因編碼的mRNA在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成。途徑2表示合成的蛋白質(zhì)不含信號序列，并留在細胞質(zhì)基質(zhì)中。途徑3.4.5分別表示通過跨膜轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運至線粒體、葉綠體和過氧化物酶體。途徑6.表示通過門控轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運至細胞核。途徑7表示核基因編碼的mRNA在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，然后在信號肽引導下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并完成蛋白質(zhì)合成（途徑8）。途徑9表示以膜泡運輸方式從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運至高爾基體。途徑12、11、10表示以膜泡運輸方式分選至質(zhì)膜、溶酶體和分泌到細胞表面。第99頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五三、膜泡運輸

膜泡運輸是蛋白運輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細胞中。在轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白質(zhì)本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運輸及其復雜的調(diào)控過程。3種不同類型的有被小泡具有不同的物質(zhì)運輸作用。第100頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五

在細胞分泌和內(nèi)吞途徑中三種類型的被膜小泡幾運輸途徑第101頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五介導從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運輸。COPⅡ包被蛋白由5種蛋白亞基（Sec13p，Sec31p，Sec23p，Sec24p和Sar1p）組成；包被蛋白的裝配是受控的；COPⅡ有被小泡具有對轉(zhuǎn)運物質(zhì)的選擇性，但也有部分蛋白被錯誤包裝和轉(zhuǎn)運。這類蛋白帶有C端KDEL序列，KDEL受體位于TGN、COPⅡ和COPⅠ有被小泡的膜上。1.COPⅡ有被小泡的組裝與運輸?shù)?02頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五COPⅠ包被小泡介導細胞內(nèi)膜泡逆向運輸，負責從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運，包括再循環(huán)的膜脂雙層、某些蛋白質(zhì)和回收錯誤分選的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。COPⅠ包被含有7種蛋白亞基，和一種調(diào)節(jié)膜泡轉(zhuǎn)運的GTP結(jié)合蛋白ARF，包被蛋白復合物的組裝與去組裝依賴于ARF。2.COPⅠ有被小泡的組裝與運輸?shù)?03頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五細胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的2種機制：轉(zhuǎn)運泡將應被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運；對逃逸蛋白的回收機制，使之返回他們正常駐留的部位。逃逸的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的回收是通過回收信號介導的特異性受體完成的。駐留蛋白的C-端均含有回收信號序列，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白質(zhì)具有KDEL回收信號（Lys-Asp-Glu-Leu），被存CGN膜結(jié)合蛋白的回收信號受體識別，以COPⅠ-包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。2.COPⅠ有被小泡的組裝與運輸?shù)?04頁，共117頁，2022年，5月20日，17點19分，星期五介導蛋白質(zhì)從高