第9章蛋白質(zhì)合成分選

9.2蛋白質(zhì)的合成與分選核糖體與蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)分選2◆核糖體(ribosome)是細胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒是細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的細胞器?！艉颂求w的主要成分是核糖體RNA(rRNA),占60%,蛋白質(zhì)(r蛋白質(zhì)),占40%。真核細胞由60S大亞基和40S小亞基組成；原核細胞由50S大亞基和30S小亞基組成；9.2.1核糖體和蛋白質(zhì)合成3核糖體的化學(xué)組成4核糖體的裝配核糖體是一種自我組裝的結(jié)構(gòu)。原核生物核糖體亞基的裝配在細胞質(zhì)；真核生物核糖體亞基的裝配地點在細胞核核仁部位。

rRNA和蛋白質(zhì)的裝配關(guān)系:組成核糖體的蛋白質(zhì)和rRNA在大小亞基中均有一定的空間排布和先后順序。5核糖體的合成與裝配核仁細胞核細胞質(zhì)6中心法則7核糖體的功能——蛋白質(zhì)合成A位點：氨酰tRNA結(jié)合位點；P位點：肽酰tRNA結(jié)合位點；E位點：脫氨酰tRNA結(jié)合位點；mRNA結(jié)合位點：SD序列。8多聚核糖體在蛋白質(zhì)合成過程中，同一條mRNA分子能夠同多個核糖體結(jié)合，同時合成若干條蛋白質(zhì)多肽鏈。9蛋白質(zhì)的壽命和蛋白質(zhì)降解N端規(guī)則精氨酸和賴氨酸短；纈氨酸和甲硫氨酸長蛋白酶體對泛素化的蛋白質(zhì)進行降解10RNA在胞內(nèi)的其他功能核酶：具有催化活性的RNA。與蛋白質(zhì)酶相比，核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶?！舴戳xRNA：是指與mRNA互補的RNA分子。

可控制mRNA的翻譯，一種基因表達調(diào)控方式。11反義RNA12◆蛋白質(zhì)的兩種運輸方式●翻譯后轉(zhuǎn)運(post-tranlationaltranslocation)在游離核糖體上進行蛋白質(zhì)合成，完成后轉(zhuǎn)運到胞質(zhì)溶膠、核、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體。●共翻譯轉(zhuǎn)運(co-translationaltranslocation)在游離核糖體開始蛋白質(zhì)合成，中止并轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上形成膜旁核糖體繼續(xù)合成，最終轉(zhuǎn)運至內(nèi)膜系統(tǒng)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、分泌蛋白和膜蛋白。9.2.2蛋白質(zhì)分選和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞內(nèi)兩套蛋白合成系統(tǒng)13膜旁核糖體(membranousribosomes)游離核糖體(freeribosome)蛋白質(zhì)定位細胞器的運輸方式：◆核孔運輸◆跨膜運輸◆小泡運輸

信號序列（signalsequence）◆決定蛋白質(zhì)沿正確方向運輸，通常為15-80個氨基酸，位于新生肽的N端。◆信號序列指導(dǎo)蛋白質(zhì)運輸和定位，對蛋白質(zhì)沒有選擇性?！襁M入不同細胞器的蛋白質(zhì)具有不同的定位信號▲入核信號▲前導(dǎo)肽（leaderpeptide）：線粒體葉綠體▲信號肽（signalpeptide）：內(nèi)膜系統(tǒng)或分泌信號序列的定位作用和無選擇性17●前導(dǎo)肽通常長約20-80個氨基酸，通常帶正電荷的堿性氨基酸(特別是精氨酸和賴氨酸)含量較為豐富;●有形成兩性(既親水又疏水)α螺旋的傾向?！裥枰荏w、從接觸點進入、解折疊、能量、需要轉(zhuǎn)運酶、需要分子伴侶?！癫煌那皩?dǎo)肽沒有序列同源性。前導(dǎo)肽介導(dǎo)線粒體和葉綠體蛋白轉(zhuǎn)運1819線粒體基質(zhì)蛋白轉(zhuǎn)運（單個前導(dǎo)肽）20線粒體內(nèi)/外膜蛋白的轉(zhuǎn)運

（單個前導(dǎo)肽，停止轉(zhuǎn)運序列）與Tim（內(nèi)膜轉(zhuǎn)運酶）結(jié)合就成為內(nèi)膜蛋白與Tom（外膜轉(zhuǎn)運酶）結(jié)合就成為外膜蛋白21葉綠體類囊體腔蛋白的轉(zhuǎn)運（兩個個前導(dǎo)肽序列）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

--信號肽與蛋白質(zhì)運輸

信號序列(signalsequence)●1960s,GeorgePalade示蹤技術(shù)研究培養(yǎng)細胞的蛋白合成分泌過程●Redman和Sabatini用分離的RER小泡（微粒體）研究膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)去向●1971年美國洛克菲勒大學(xué)的Blobel等提出了信號序列(signalsequence)的概念。同位素示蹤實驗A.無微粒體B.加微粒體蛋白質(zhì)入RER實驗無微粒體體系合成蛋白◆信號肽的證實Blobel等用核糖體、微粒體無細胞蛋白合成體系進行離體實驗證實了信號肽的存在:●RER小泡對產(chǎn)物的影響●蛋白水解酶實驗●多聚核糖體的離體翻譯26RER小泡實驗蛋白水解酶水解實驗多聚核糖體離體翻譯實驗

信號肽的特性◆序列特征

15-35個氨基酸殘基，1個或多個帶正電氨基酸，其中含有4-12個疏水殘基。◆信號序列無特異性:◆位置:●N-端信號肽●內(nèi)部信號肽

早期信號假說(signalhypothesis)1975年，Blobel等正式提出了信號假說:◆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，然后靠N端信號序列的疏水區(qū)插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白質(zhì)繼續(xù)合成，以袢環(huán)形式穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;◆蛋白的存在方式:●若是分泌蛋白，信號肽被信號肽酶切除；●若是膜蛋白，停止轉(zhuǎn)移信號錨定在膜上。

？？

信號假說的補充

——信號識別顆粒與?？康鞍住粜盘栕R別顆粒（signalrecognitionparticle,SRP）●SRP核糖核蛋白復(fù)合體?！褚粭l300bp的7SRNA(scRNA)。●六條多肽◆三個功能域:▲翻譯暫停結(jié)構(gòu)域▲信號肽識別結(jié)合位點▲SRP受體蛋白結(jié)合位點信號肽識別結(jié)合位點SRP受體蛋白結(jié)合位點翻譯暫停結(jié)構(gòu)域◆?？康鞍祝―ockingprotein,DP）

●是SRP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體蛋白●兩個亞基:親水的α亞基,疏水的β亞基◆蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道——易位子(translocon)●易位子是分泌蛋白質(zhì)的跨膜通道，高5～6nm，直徑為8.5nm,中央孔徑為2nm●哺乳動物細胞中有三種類型的Sec61,即α、β和γ●Sec61α有10個跨膜α螺旋1.ER蛋白質(zhì)在游離核糖體起始合成；

2.信號肽與SRP結(jié)合，蛋白合成中止；

3.SRP和?？康鞍祝―P）介導(dǎo)核糖體附著到ER上；

4.SRP釋放，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運通道（易位子）的打開；

5.信號肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)進入ER，合成重新開始；

6.信號肽酶切除信號肽；

7.蛋白質(zhì)合成結(jié)束。補充的信號假說信號肽酶核糖體信號識別顆粒信號肽?？康鞍滓孜蛔芋w外實驗證明SRP和DP的作用

跨膜信號與膜蛋白的定向◆單次跨膜蛋白●起始轉(zhuǎn)移信號(starttransfersignal)可切割的信號序列(N-端)●內(nèi)部信號序列(internal