蛋白質(zhì)加工與輸送

關(guān)于蛋白質(zhì)加工與輸送第一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2第二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日3

翻譯后加工

（Posttranslationalprocessing）

肽鏈從核蛋白體(ribosome)釋放后，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)各種修飾處理，成為有活性的具有天然構(gòu)象(nativeconformation)的成熟蛋白質(zhì)的過程。第三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日4包括：

多肽鏈折疊為天然的三維構(gòu)象；肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾；空間結(jié)構(gòu)的修飾等；

靶向輸送到特定細(xì)胞第四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日5一、多肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)多肽鏈合成后需要逐步折疊（folding)成天然空間構(gòu)象(nativeconformation)才成為有功能的蛋白質(zhì)。一些疾病是單純由錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)引發(fā)的—

蛋白質(zhì)構(gòu)象病。第五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日6肽鏈折疊的動(dòng)力學(xué)通過對(duì)肽鏈折疊的動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)折疊是分階段進(jìn)行的，可能還存在著中間態(tài)。肽鏈折疊的速度和構(gòu)象核構(gòu)象核：為數(shù)不多的氨基酸殘基通過分子中近程相互作用先形成一個(gè)核心，即構(gòu)象核。然后以其為核心，逐漸進(jìn)行隨后的折疊過程。

整個(gè)肽鏈的折疊過程存在著快慢不同的幾個(gè)階段。構(gòu)象核的形成、構(gòu)象核的生長(zhǎng)和彼此黏結(jié)、具有規(guī)正二級(jí)結(jié)構(gòu)的分子框架的建立、中間態(tài)的調(diào)整，以及具有四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的亞基的組裝。第六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日7熔球態(tài)(moltenglobule)：在肽鏈的折疊過程中，還存在著一種中間態(tài)，被稱為“熔球態(tài)”，其最重要的特征是，具有一定二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈經(jīng)過塌陷(collapse)后形成的比較緊密的立體結(jié)構(gòu)。它已具備了天然立體結(jié)構(gòu)的框架。但在疏水的內(nèi)部，很多細(xì)微的立體結(jié)構(gòu)與天然還有差異。第七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日8蛋白質(zhì)肽鏈的折疊以結(jié)構(gòu)域?yàn)閱挝缓芏鄬?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各個(gè)結(jié)構(gòu)域的折疊應(yīng)該是相互獨(dú)立的，因?yàn)槠駷橹挂延性絹?lái)越多的單個(gè)結(jié)構(gòu)域被單獨(dú)表達(dá)，而且表達(dá)的產(chǎn)物都具有天然的活性。一個(gè)多結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)中的各個(gè)結(jié)構(gòu)域不僅是氨基酸殘基序列上的一個(gè)特定的片段，也是蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)中的獨(dú)立的、具有生物活性的區(qū)域，而且還是一個(gè)肽鏈折疊過程中的獨(dú)立的單位。在細(xì)胞中多結(jié)構(gòu)域的形成可能是有先后次序的。期間可能存在著一定的協(xié)調(diào)和協(xié)同。第八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日9蛋白質(zhì)肽鏈在折疊過程中可能出現(xiàn)許多中間態(tài)，但是其中多數(shù)是瞬時(shí)的，而對(duì)蛋白質(zhì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生影響的中間態(tài)僅有不多幾種。最常見的中間態(tài)是與肽?；?脯氨基間肽鍵的順反異構(gòu)化、二硫鍵交換有關(guān)，可能某些還與氨基酸殘基的側(cè)鏈修飾有關(guān)。第九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日10掃描圖片第十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日11決定蛋白質(zhì)折疊的因素：球狀蛋白質(zhì)折疊為一個(gè)有規(guī)律的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，疏水側(cè)鏈埋在蛋白質(zhì)的內(nèi)部，極性/帶電荷的側(cè)鏈接觸溶劑。蛋白質(zhì)折疊是熱力學(xué)推動(dòng)的過程，伴隨著解折疊狀態(tài)到折疊狀態(tài)的自由能的降低。△G是折疊蛋白質(zhì)的構(gòu)象穩(wěn)定性（Gunfolding-Gfolding).

蛋白質(zhì)（△G）的整體穩(wěn)定性較小，折疊態(tài)比非折疊態(tài)的穩(wěn)定性稍微多一些。這導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性的值在10~75KJ/mol之間，大多數(shù)蛋白質(zhì)表現(xiàn)的值處于該范圍的低端。第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日12Anfinsen經(jīng)典實(shí)驗(yàn)表明：蛋白質(zhì)折疊的必需信息都儲(chǔ)存在一級(jí)結(jié)構(gòu)中。即“序列決定構(gòu)象”。有些蛋白質(zhì)移除前導(dǎo)序列會(huì)伴隨著之后的蛋白質(zhì)重折疊的缺失。相反的，全長(zhǎng)酶原解折疊后可以重新產(chǎn)生一個(gè)折疊的酶。這個(gè)結(jié)果表明前導(dǎo)序列參與了折疊反應(yīng)，這說(shuō)明并不是“最終的”序列編碼了折疊信息。第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日13細(xì)胞中大多數(shù)天然蛋白質(zhì)折疊都不是自動(dòng)完成，而需要其他酶、蛋白質(zhì)輔助.所有細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的伴侶蛋白都是聚體體系，它阻止了不正確的蛋白質(zhì)的折疊，以7個(gè)、8個(gè)或9個(gè)亞基的超環(huán)形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。超環(huán)形結(jié)構(gòu)被任意端蓋住，形成一個(gè)通過疏水表面結(jié)合解折疊多肽的空穴，通過ATP驅(qū)動(dòng)的構(gòu)象變化促使肽折疊為天然構(gòu)象。不正確的折疊導(dǎo)致活性失活，這是許多疾病的分子基礎(chǔ)。第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日14分子伴侶（molecularchaperon）蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI）

肽?；?脯氨酰順反異構(gòu)酶（peptidylprolylcis-transisomerase,PPI）與蛋白質(zhì)折疊有關(guān)的酶或蛋白質(zhì)第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日151．分子伴侶*（molecularchaperon）是細(xì)胞中一大類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象（不穩(wěn)定構(gòu)象），促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊（穩(wěn)定構(gòu)象）。普遍特點(diǎn)---只與Pr分子的非天然構(gòu)象結(jié)合，而不與已經(jīng)折疊成天然構(gòu)象的Pr分子結(jié)合兩大類：一類是核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括觸發(fā)因子(triggerfactor,TF)等；另一類是非核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括熱休克蛋白、伴侶蛋白等。第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日16（1）功能--多種多樣的

①幫助肽鏈折疊；

②輔助新生肽鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)位，幫助“次品蛋白質(zhì)”的降解。③一些細(xì)胞質(zhì)中的可溶性分子伴侶還可以通過與輔助分子伴侶的相互作用，行使更多的功能：網(wǎng)格蛋白的去組裝；參與突觸小泡融合后的內(nèi)吞；幫助蛋白質(zhì)/新生肽鏈靶向，如進(jìn)入線粒體；以及一些復(fù)合物的組裝，如肌球蛋白復(fù)合物和核孔等；④分子伴侶還參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。另外，引發(fā)因子(TF)除了能幫助新生肽鏈折疊外，還兼有PPI酶的活性。第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日17（2）作用：蛋白質(zhì)肽鏈的折疊可以簡(jiǎn)單看作是一些疏水基團(tuán)被包埋到分子內(nèi)部的過程，因此，幫助新生肽鏈折疊的分子伴侶一定是具有與疏水基團(tuán)結(jié)合能力的蛋白質(zhì)。以最常見的hsp70為例，它們都具有一個(gè)肽結(jié)合部位，由疏水氨基酸殘基構(gòu)成。分子伴侶總的作用是與暴露的疏水區(qū)域穩(wěn)定結(jié)合。結(jié)果：降低了局部未折疊蛋白質(zhì)的濃度并防止其非特異性的不可逆的聚合和錯(cuò)誤折疊，同時(shí)保存了多肽鏈折疊的能力，當(dāng)折疊不成功時(shí)，可以重新進(jìn)行折疊。第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日18（3）分布：廣泛分布于原核和真核細(xì)胞中。在真核細(xì)胞中目前發(fā)現(xiàn)它們存在于：

細(xì)胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體以及細(xì)胞核中。（存在胞內(nèi)pr折疊、組裝的各部位）第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日19（4）典型分子伴侶介紹細(xì)胞至少有兩種分子伴侶家族—熱休克蛋白（heatshockprotein,HSP)：屬于應(yīng)激反應(yīng)性蛋白，高溫應(yīng)激可誘導(dǎo)該蛋白合成增加.

第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日20第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日21HSP70：一類約70kD的高度保守的ATP酶，廣泛存在原、真核細(xì)胞中。由兩個(gè)功能不同的結(jié)構(gòu)域組成：

N端的ATP酶結(jié)構(gòu)域和C端的多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域。ATP酶結(jié)構(gòu)域：能結(jié)合和水解ATP.多肽鏈結(jié)合結(jié)構(gòu)域：由疏水氨基酸殘基組成，其間無(wú)酸性氨基酸，附近卻有一些堿性氨基酸。第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日22HSP促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的基本作用：結(jié)合保護(hù)待折疊多肽片段，再釋放該片段進(jìn)行折疊，形成HSP70和多肽片段依次結(jié)合、解離的循環(huán)。HSP70等協(xié)同作用：可與待折疊多肽片段的疏水殘基結(jié)合，保持肽鏈成伸展?fàn)顟B(tài)，避免肽鏈內(nèi)、肽鏈間疏水基團(tuán)相互作用引起的錯(cuò)誤折疊、凝集。再通過水解ATP釋放此肽段，以利于肽鏈進(jìn)行折疊。

第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日23

伴侶素（chaperonins)：是分子伴侶的另一家族如E.coli的GroEL和GroES

真核細(xì)胞中同源物為HSP60和HSP10等家族。主要作用—

為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日24伴侶素GroEL/GroES系統(tǒng)促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊過程

第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日25

2．蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase,PDI）多肽鏈內(nèi)或肽鏈之間二硫鍵的正確形成對(duì)穩(wěn)定分泌蛋白、膜蛋白等的天然構(gòu)象十分重要．部位：主要在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行。原因：多肽鏈的幾個(gè)半胱氨酸間可能出現(xiàn)錯(cuò)配二硫鍵，影響蛋白質(zhì)正確折疊。解決：ＰＤＩ在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔活性很高可在較大區(qū)段肽鏈中催化錯(cuò)配二硫鍵斷裂并形成正確二硫鍵連接。第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日26PDI是一種含有巰基的酶，能隨機(jī)切斷及催化蛋白質(zhì)中的二硫鍵，使之正確重排，形成熱力學(xué)上最穩(wěn)定的構(gòu)象。PDI通過催化巰基與二硫鍵的交換反應(yīng)，從而催化蛋白質(zhì)二硫鍵的形成、還原（斷裂）或重排（異構(gòu)化）。第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日27并不是所有的蛋白質(zhì)都含有二硫鍵，特別是在細(xì)胞內(nèi)的多數(shù)蛋白質(zhì)是不含有二硫鍵的，因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的環(huán)境是個(gè)還原性的環(huán)境。近年來(lái)的研究表明，蛋白二硫鍵異構(gòu)酶也參與了對(duì)蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié)。第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日283.肽?；桓滨ｍ樂串悩?gòu)酶，（peptidylprolylcis-transisomerase,PPI）脯氨酸為亞氨基酸，多肽鏈中肽酰一脯氨酸間形成的肽鍵有順反兩種異構(gòu)體，空間構(gòu)象差別明顯。PPI可促進(jìn)上述順反兩種異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。天然蛋白肽鏈中肽酰一脯氨酸間肽鍵絕大部分是反式構(gòu)型，僅6％為順式構(gòu)型。在肽鏈合成需形成順式構(gòu)型時(shí)，PPI可使多肽在各脯氨酸彎折處形成準(zhǔn)確折疊。第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日29二、一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾場(chǎng)所：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體的管腔中（外分泌蛋白前體的活化）（一）去除N-甲酰基或N-甲硫氨酸

酶：脫甲?；?，氨基肽酶結(jié)果：切除N-甲酰基切除N-末端Met或N-末端一段AA第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日30蜂毒毒蛋白的加工成熟

蜂毒蛋白只有經(jīng)蛋白酶水解切除N端的22個(gè)氨基酸以后才有生物活性。第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日31（二）個(gè)別氨基酸的修飾

1.氨基末端乙?；?/p>

2.甲基化

3.氧化（-SH→-S-S-）

4.羧基末端的酰胺化

5.谷氨酸殘基的γ羧基修飾

6.Pro,LysOH7.Ser,Thr,Tyr磷酸化

第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日321.氨基末端乙酰化在N-乙酰轉(zhuǎn)移酶的催化下將多肽鏈的氨基末端（或氨基酸殘基側(cè)鏈氨基）乙?；?。有兩組乙酰轉(zhuǎn)移酶：分泌蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和非分泌蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，都以乙酰CoA為底物。十分普遍，估計(jì)體內(nèi)50%的蛋白質(zhì)有氨基乙?；?。近年發(fā)現(xiàn)組蛋白的乙?；诨罨旧|(zhì)，使它作為轉(zhuǎn)錄及復(fù)制的模板中起重要作用。第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日33核小體中四種組蛋白各兩分子構(gòu)成的八聚體即核心組蛋白。（多富含Lys殘基）它們的側(cè)鏈氨基是乙?；奈稽c(diǎn)。第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日342.甲基化酶:甲基轉(zhuǎn)移酶.存在:胞液(主要);細(xì)胞核(少量)底物：S-腺苷蛋氨酸(SAM,是Met活化產(chǎn)物），SAM的甲基被高度活化，稱為活性蛋氨酸，是體內(nèi)最重要的甲基直接供給體甲基化位點(diǎn)：Lys,Arg,His的側(cè)鏈；Gln的N-甲基化和Glu,Asp的O-甲基化.腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日35第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日363.氧化蛋白質(zhì)多肽鏈中進(jìn)行氧化修飾最普遍現(xiàn)象是--

二硫鍵的生成。酶：二硫鍵異構(gòu)酶作用：肽鏈內(nèi)或鏈間的Cys巰基氧化成二硫巰基。第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日374.羧基末端的酰胺化肽鏈羧基末端的AA可出現(xiàn)酰胺化，如C端是Gly的蛋白質(zhì)常被酰胺化，保護(hù)它免受羧肽酶的降解。酰胺化分兩步：1）Gly羥基化；2）脫去一分子乙醛酸并產(chǎn)生新的酰胺化的羧端。結(jié)果：缺失了原來(lái)作為羧基端的Gly.

第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日385.谷氨酸殘基的γ羧基修飾凝血酶原及其他涉及與鈣離子相互作用的凝血因子如Ⅶ，Ⅳ和Ⅹ中均發(fā)現(xiàn)有羧基化修飾的羧化谷氨酸殘基（Glu殘基）。部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過程：在Glu殘基的γ碳原子上添加羧基結(jié)果：Glu的γ碳原子上有兩個(gè)羧基作用：能螯合鈣離子，在凝血過程中起重要作用。

羧化酶第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日396.脯氨酸和賴氨酸的羥基化修飾前膠原是成纖維細(xì)胞分泌的pr，在生物合成過程中新生的α肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的脯氨酰-4-羥化酶和賴氨酰羥化酶能分別識(shí)別肽鏈中的GlyXPro和GlyXLys序列，羥化Pro及Lys殘基。產(chǎn)物：4-羥基脯氨酸（Hyp)及δ–羥基賴氨酸（Hyl)殘基。原膠原分子中的Lys殘基可在賴氨酰氧化酶的催化下形成醛賴氨酸（aiiysine).第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日40（三）水解修飾無(wú)活性的蛋白質(zhì)前體→活性的蛋白質(zhì)或多肽

如胰島素的成熟真核細(xì)胞大分子多肽前體→數(shù)種小分子活性肽類如鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日41第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日42鴉片促黑皮質(zhì)素原(POMC)的水解修飾第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日43三、空間結(jié)構(gòu)的修飾（一）亞基聚合具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由兩條以上肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體。如：血紅蛋白α2β2第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日44（二）輔基連接結(jié)合蛋白中非蛋白質(zhì)部分（輔基）通過共價(jià)鍵方式與蛋白質(zhì)部分相連。各種主要的結(jié)合蛋白（如糖蛋白、脂蛋白等），合成后都需要結(jié)合相應(yīng)輔基，成為天然功能蛋白質(zhì)．第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日45（三）疏水脂鏈的共價(jià)連接

某些蛋白質(zhì)（如Ras蛋白、G蛋白等），翻譯后需要在肽鏈特定位點(diǎn)共價(jià)連接一個(gè)或多個(gè)疏水性強(qiáng)的脂鏈，包括脂肪酸鏈、多異戊二烯鏈等。這些蛋白通過脂鏈嵌入疏水膜脂雙層，定位成為特殊質(zhì)膜內(nèi)在蛋白，才成為具有生物功能的蛋白質(zhì)。

第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日46四、蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送

蛋白質(zhì)合成后的去向：1、保留在胞漿2、進(jìn)入細(xì)胞核、線粒體等細(xì)胞器3、分泌到體液，再輸送到靶器官、靶細(xì)胞

靶向輸送*（proteintargeting)：蛋白質(zhì)合成后經(jīng)過復(fù)雜機(jī)制，定向到達(dá)其執(zhí)行功能的目標(biāo)地點(diǎn).蛋白質(zhì)的修飾反應(yīng)與靶向輸送過程同步完成．第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日47蛋白質(zhì)的分類--結(jié)構(gòu)蛋白（structuralprotein)或固有蛋白（housekeepingprotein):合成后留在細(xì)胞內(nèi)，如：

酶、細(xì)胞骨架、亞細(xì)胞器如線粒體、過氧化體、細(xì)胞核等分泌蛋白（輸出蛋白，exportprotein):

合成后輸出細(xì)胞進(jìn)入血液和細(xì)胞間液，如：

肝細(xì)胞制造的血漿清蛋白、凝血酶原、胰腺細(xì)胞合成的各種消化酶、胰島素，免疫細(xì)胞合成的免疫球蛋白等。

第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日48所有靶向輸送的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在分選信號(hào)--主要為N末端特異氨基酸序列可引導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的適當(dāng)靶部位，這類序列稱為信號(hào)序列*（signalseguence).靶向不同的蛋白質(zhì)各有特異的信號(hào)序列或成分.第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日49(一）與分泌蛋白的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的組分1.信號(hào)肽*（signalpeptide）未成熟蛋白質(zhì)的Ｎ端序列，可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別的特征性氨基酸序列。存在：所有分泌pr、部分膜pr、溶酶體pr的N端共同序列。結(jié)構(gòu)：一般含15-30個(gè)AA殘基。

N端或接近N端為親水區(qū)、帶正電，長(zhǎng)度常為1-7個(gè)AA(親水極性,如Arg,Ser,Thr,Lys）；

疏水核心區(qū)—含疏水中性AA

C端--加工區(qū)（含極性、小側(cè)鏈的AA；信號(hào)肽酶裂解的部位）第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日50緊接親水區(qū)為疏水核心（hydrophobiccore)，在分泌時(shí)起決定作用。該區(qū)段由15-19個(gè)AA殘基組成，并以Gly或Ala等側(cè)鏈較短的AA結(jié)尾。此結(jié)尾的AA恰好在切點(diǎn)之前。疏水區(qū)中央常含Pro或Gly殘基，由此將疏水區(qū)分成2個(gè)區(qū)。這2個(gè)α螺旋如被破壞，會(huì)抑制pr的分泌。第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日51信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日52未發(fā)現(xiàn)信號(hào)肽有保守序列；信號(hào)肽似乎沒有嚴(yán)格的專一性：如將信號(hào)肽附加到正常存在細(xì)胞液中的球狀蛋白的N端，導(dǎo)致該球蛋白分泌到細(xì)胞外。第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日532.信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecongnitionparticle,SRP）存在細(xì)胞溶質(zhì)中，一個(gè)長(zhǎng)形顆粒6條多肽鏈和一分子7SRNA共同構(gòu)成，RNA構(gòu)成核蛋白的骨架，6條多肽鏈各自形成獨(dú)立功能的結(jié)構(gòu)。54kD亞基：識(shí)別信號(hào)肽；9kD和14kD亞基二聚體：抑制分泌肽延長(zhǎng)，使核蛋白體翻譯停止，同時(shí)避免長(zhǎng)肽鏈折疊；68kD和72kD亞基二聚體：對(duì)SRP核蛋白體復(fù)合體的移位和識(shí)別SRP受體是必需的。第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日54SRP作用：1.識(shí)別、結(jié)合信號(hào)肽；2.將核蛋白體復(fù)合體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上并與受體結(jié)合；3.暫時(shí)抑制肽鏈延長(zhǎng)，避免長(zhǎng)肽鏈折疊。第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日55SRP抑制肽鏈延長(zhǎng)，是由于SRP占據(jù)了核蛋白體的A位點(diǎn)，阻止了攜帶AA的tRNA進(jìn)入核蛋白體，即切斷了pr合成原料的進(jìn)入。SRP在分泌pr的轉(zhuǎn)運(yùn)過程只起短暫作用，但可循環(huán)利用，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)濃度很高，為核蛋白體的1/10。第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日563.對(duì)接蛋白（dockingprotein，ＤＰ）(SRP受體）存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，由α（GTP酶活性）和β兩個(gè)亞基組成。作用：一是引導(dǎo)SRP和新生肽鏈的復(fù)合物能正確地結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上；二是一旦SRP和新生肽鏈的復(fù)合物結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，就促使SRP與其受體以及新生肽鏈和核糖體解離，成為游離的SRP，參與新的一輪SRP的循環(huán)。第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日57４．ER膜上的轉(zhuǎn)位器(translocon),包括了早前認(rèn)為的核蛋白體受體等：新生肽鏈跨ＥＲ膜的蛋白通道第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日58（二）分泌蛋白的靶向輸送過程

合成肽鏈先由信號(hào)序列引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum,ER)，蛋白質(zhì)再分別被包裝進(jìn)分泌小泡轉(zhuǎn)移、融合到其他部位或分泌出細(xì)胞。（1）信號(hào)肽被識(shí)別

（2）核蛋白體轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

（3）分泌肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日59具體過程：①胞液游離核蛋白體上以mRNA為模板，合成出N端包括信號(hào)肽的最初約70個(gè)氨基酸殘基。②SRP結(jié)合新生肽鏈N端的信號(hào)肽，多肽合成暫停，通過雙重結(jié)合（SRP與其受體的結(jié)合；帶有新生肽鏈的核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)合），確保新生肽鏈正確無(wú)誤地附著并進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。③當(dāng)核糖體與轉(zhuǎn)位器正確對(duì)位接觸后，可導(dǎo)致轉(zhuǎn)位器的中央通道與核糖體大亞基的中央通道對(duì)齊，延伸中的新生肽鏈就能進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在平時(shí)轉(zhuǎn)位器是關(guān)閉的，只是在新生肽鏈進(jìn)入的瞬間是開放的。信號(hào)肽是引起轉(zhuǎn)位器開放的觸發(fā)因素。④信號(hào)肽將新生肽鏈引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)后，在信號(hào)肽酶復(fù)合物作用下，切除。折疊，形成有空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)，有的還需要運(yùn)送到高爾基體等處進(jìn)行進(jìn)一步的加工修飾，才能成為有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，并被定位到機(jī)體中的特定部位行使其功能。第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日60第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日61（三）線粒體蛋白的靶向輸送

90％以上線粒體蛋白前體在胞液合成后輸入線粒體

其中：大部分定位基質(zhì)N端都有相應(yīng)其他定位內(nèi)、外膜或膜間隙信號(hào)序列

如：線粒體基質(zhì)蛋白前體的N端有保守的20－35殘基信號(hào)序列，稱為導(dǎo)肽，富含絲、蘇及堿性ＡＡ殘基。第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日62線粒體基質(zhì)蛋白靶向輸送過程如下：胞液新合成的線粒體蛋白與分子伴侶HSP70或線粒體輸入刺激因子（MSF)結(jié)合，以穩(wěn)定的未折疊形式轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體。１．蛋白質(zhì)先通過信號(hào)序列識(shí)別、結(jié)合線粒體外膜的受體復(fù)合物。２．再轉(zhuǎn)運(yùn)、穿過由線粒體外膜轉(zhuǎn)運(yùn)體（Tom）和內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體(Tim）共同組成的跨內(nèi)、外膜蛋白通道。以未折疊形式進(jìn)入線粒體基質(zhì)?；|(zhì)HSP70水解ATP釋能及利用跨內(nèi)膜電化學(xué)梯度，為肽鏈進(jìn)入線粒體提供動(dòng)力。３．蛋白質(zhì)前體信號(hào)序列被蛋白酶切除，在上述的分子伴侶作用下折疊成有功能的蛋白質(zhì)．

第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日63第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日64（四）細(xì)胞核蛋白的靶向輸送

多種細(xì)胞核蛋白在胞液合成后輸入核內(nèi)，各種大分子及核內(nèi)組裝的核蛋白體亞基都是通過核孔進(jìn)出核膜。核定位序列＊（nuclearlocalizationsequence,NLS)所有靶向輸送的胞核蛋白多肽鏈內(nèi)含有特異信號(hào)序列

結(jié)構(gòu)：為4－8ＡＡ殘基的短序列，富含帶正電的賴、精氨酸及脯氨酸

肽鏈中位置：不只在N末端，可位于肽鏈不同部位。

特點(diǎn)：NLS在蛋白質(zhì)進(jìn)核定位后不被切除。不同NLS間未發(fā)現(xiàn)共有序列。第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日65真核細(xì)胞－－有絲分裂完成后細(xì)胞核膜重建時(shí)，在胞液的各種具有NLS的胞核蛋白可被重新靶向?qū)牒酥小?/p>

新合成胞核蛋白靶向輸送涉及幾種蛋白質(zhì)成分：

核輸入因子（nuclearimportin)－α和β

αβ異二聚體可作為胞核蛋白受體，α識(shí)別結(jié)合NLS序列。Ran蛋白(一種小GTP酶)：Ran-GDP幫助輸入蛋白入核，而Ran-GTP則是介導(dǎo)空載的輸入蛋白β亞基出核。第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日66第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日67蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞內(nèi)的降解細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷更新過程，基本上處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡：不斷被合成，不斷被降解。第六十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日68一、與蛋白質(zhì)降解相關(guān)的末端和內(nèi)部序列細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，出于細(xì)胞活動(dòng)對(duì)特異蛋白質(zhì)的需要，各自都具有一定的壽命，長(zhǎng)短不一。此外，細(xì)胞中受損蛋白、折疊或組裝錯(cuò)誤的蛋白都應(yīng)及時(shí)清除。第六十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日691.研究表明，蛋白質(zhì)分子N-末端殘基影響蛋白質(zhì)的壽命。（1）穩(wěn)定殘基（stabilizingresidues)：Cys,Ala,Ser,Thr,Gly,Val,Met>30Hours（2）一級(jí)去穩(wěn)定殘基（primarydestabilizingresidues):Lys,Arg,His;Phe,Leu,Ile,Tyr,Trp.<3min（3）二級(jí)去穩(wěn)定殘基（secondarydestabilizingresidues):Asp,Glu,Cys。這些氨基酸可以被Arg-tRNA-蛋白轉(zhuǎn)移酶（R-transferase)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)Arg殘基。（4）三級(jí)去穩(wěn)定殘基:Asn,Gln.可被一種N末端酰胺水解酶作用而變成Asp,Glu,之后再被Arg-tRNA-蛋白轉(zhuǎn)移酶（R-transferase)識(shí)別，然后在末端加上一個(gè)Arg殘基。第六十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日702.存在肽鏈內(nèi)部的一些保守序列:如Arg-X-X-Leu-Gly-X-Ile-Gly-Asx和Pro-Glu-Ser-Thr(即PEST序列）第七十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日71不依賴ATP和泛素；利用溶酶體中的組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長(zhǎng)壽蛋白質(zhì)。（一）蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP-非依賴途徑被降解二、真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑（二）蛋白質(zhì)在蛋白酶體通過ATP-依賴途徑被降解依賴ATP和泛素降解異常蛋白和短壽蛋白質(zhì)第七十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日72溶酶體是蛋白質(zhì)降解的重要場(chǎng)所。細(xì)胞內(nèi)外的蛋白質(zhì)都可以通過不同的方式進(jìn)入溶酶體。細(xì)胞外的蛋白質(zhì)，以及細(xì)胞質(zhì)膜上