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1、第四，蛋白質(zhì)分類，我們的細(xì)胞一直在合成許多具有各種重要功能的蛋白質(zhì)。它們?nèi)绾未┻^(guò)細(xì)胞膜或細(xì)胞器到達(dá)正確的作用部位？1971年，紐約洛克菲勒大學(xué)的Gunter Blobe提出了信號(hào)假說(shuō)。他認(rèn)為細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)包含內(nèi)部信號(hào)，使蛋白質(zhì)到達(dá)并穿過(guò)細(xì)胞膜。1975年，Gunter Blobe通過(guò)精心設(shè)計(jì)的生化實(shí)驗(yàn)報(bào)告說(shuō)，這種信號(hào)是一種具有特殊序列的肽，是蛋白質(zhì)的組成部分。在信號(hào)肽的作用下，蛋白質(zhì)可以穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的通道。4.1研究背景，1980年，他提出了指導(dǎo)蛋白質(zhì)分選到特定細(xì)胞部門的一般原則。每種蛋白質(zhì)在其結(jié)構(gòu)中都有指示其細(xì)胞正確位置的信息。特定的氨基酸序列決定了蛋白質(zhì)是否會(huì)穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入特定的細(xì)胞器，整

2、合進(jìn)細(xì)胞膜或從細(xì)胞中輸出。這些信號(hào)就像行李上的標(biāo)簽，這樣行李就可以到達(dá)正確的目的地；或者郵政編碼，這樣信件就可以送到正確的地址。這些信號(hào)序列實(shí)際上是位于蛋白質(zhì)一端或中間的氨基酸短鏈。1999年，古特布洛伯爾因發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)具有控制其運(yùn)輸和定位的內(nèi)在信號(hào)而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。蛋白質(zhì)靶向：將蛋白質(zhì)分類并運(yùn)送到細(xì)胞正確內(nèi)部位置的過(guò)程，即正確蛋白質(zhì)分類的條件：首先，蛋白質(zhì)含有特殊的信號(hào)序列，其次，細(xì)胞器具有特殊的信號(hào)識(shí)別裝置(分類受體)。4.2蛋白質(zhì)分選的基本原理蛋白質(zhì)分選信號(hào)靶向序列是蛋白質(zhì)分子中的一個(gè)短的特定氨基酸序列，也稱為信號(hào)序列靶向貼片，是蛋白質(zhì)分子中的肽鏈折疊形成的局部三維結(jié)構(gòu)，使不連續(xù)的肽

3、段相互靠近。細(xì)胞囊泡中蛋白質(zhì)的運(yùn)輸形式介導(dǎo)：的運(yùn)輸，是一種在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的多核糖體中合成的蛋白質(zhì)?？缒まD(zhuǎn)運(yùn)：是指細(xì)胞質(zhì)中的游離多核糖體合成的蛋白質(zhì)到達(dá)線粒體或過(guò)氧化物酶體或通過(guò)膜進(jìn)入細(xì)胞核。囊泡運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：它是內(nèi)膜系統(tǒng)之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移方式。高度定向的小泡通過(guò)出芽或內(nèi)吞作用生長(zhǎng)。囊泡表面有一層由蛋白質(zhì)構(gòu)成的籠狀外殼。在運(yùn)輸小泡與目標(biāo)細(xì)胞器的膜融合之前，這種被膜解體了。4.3轉(zhuǎn)運(yùn)由小泡介導(dǎo)，細(xì)胞內(nèi)小泡的轉(zhuǎn)運(yùn)沿微管或微絲進(jìn)行，動(dòng)力來(lái)自運(yùn)動(dòng)蛋白。有三種類型的運(yùn)動(dòng)蛋白：動(dòng)力蛋白，它可以移動(dòng)到微管的負(fù)端；驅(qū)動(dòng)蛋白，它能拉動(dòng)物質(zhì)向微管的正端移動(dòng)；肌球蛋白可以移動(dòng)到微絲的正極。包被囊泡，被包被蛋白包裹的囊泡。C

4、OP是一個(gè)復(fù)合體，包括：亞單位。銅囊泡主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)，包括從反向高爾基體向光滑高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)和從反向高爾基體向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)。4.3.1包被囊泡的類型，包被蛋白包被的囊泡。銅是一種大型復(fù)合物，稱為包覆體，它包括Sec23/Sec24復(fù)合物、Sec 13/31復(fù)合物、Sec 16亞單位和Sec 12亞單位。這種類型的囊泡介導(dǎo)非選擇性運(yùn)輸，其涉及從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到光滑高爾基體、從光滑高爾基體到高爾基體的中間膜囊以及從中間膜囊到反向高爾基體的運(yùn)輸。銅包被囊泡，網(wǎng)狀蛋白包被的囊泡。網(wǎng)格蛋白的重鏈和輕鏈形成二聚體，三聚體形成三聚蛋白，三聚蛋白相互交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。適應(yīng)素也包含在網(wǎng)狀蛋白形成的涂層

5、中。它位于網(wǎng)格蛋白和配體受體復(fù)合體之間，起連接作用。已知至少有四種銜接蛋白，AP1、AP2、AP3和AP4。由網(wǎng)狀蛋白包被的囊泡介導(dǎo)從反向高爾基網(wǎng)絡(luò)向質(zhì)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)以及從質(zhì)膜向反向高爾基網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)運(yùn)。包有網(wǎng)格蛋白的囊泡)。囊泡形成的條件。參與囊泡出芽的物質(zhì)包括小GTP結(jié)合蛋白、外膜銜接蛋白、膜受體蛋白等。而囊泡的形成需要信號(hào)和信號(hào)受體，如KDEL信號(hào)，它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的滯留信號(hào)，所以KDEL是銅型囊泡形成的信號(hào)，而其KDEL的信號(hào)受體是位于高爾基體的ERD2蛋白。被膜小泡的類型和功能在大量的內(nèi)吞細(xì)胞(如肝細(xì)胞和成纖維細(xì)胞)中，質(zhì)膜中有許多網(wǎng)狀蛋白小泡。這些小泡的形成需要被膜募集GTP酶、許多銜接子和網(wǎng)

6、狀蛋白，小泡與質(zhì)膜的分離最終需要一種稱為動(dòng)力蛋白的GTP結(jié)合蛋白。4.3.3囊泡形成的機(jī)制，網(wǎng)狀蛋白囊泡的形成，被膜募集蛋白的形成，即單體蛋白，即G蛋白(GTP結(jié)合蛋白)。GTP酶存在于兩種狀態(tài)。當(dāng)：綁定到GTP時(shí)，它具有活動(dòng)狀態(tài)。結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，它是不活躍的。GTP酶活性和失活狀態(tài)的變化依賴于兩種蛋白質(zhì)，鳥(niǎo)嘌呤核苷釋放蛋白(GNRP)，它催化GDP和GTP之間的交換。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶激活蛋白，引發(fā)結(jié)合的GTP水解。網(wǎng)狀蛋白由相對(duì)分子量為180千道爾頓的重鏈和相對(duì)分子量為3540千道爾頓的輕鏈組成。三個(gè)二聚體形成了被膜的基本結(jié)構(gòu)單位三顆粒，被稱為三足蛋白。許多三條腿的復(fù)合材料被重新組裝成六

7、邊形或五邊形的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，即涂層的子單元；然后這些網(wǎng)格蛋白亞單位被組裝成網(wǎng)格蛋白小泡。網(wǎng)格蛋白和外殼亞單位，網(wǎng)格蛋白的圖形結(jié)構(gòu)(a)網(wǎng)格蛋白的三足復(fù)合體；(b)網(wǎng)格蛋白包被亞單位；(c)網(wǎng)狀蛋白囊泡。圖-籠狀蛋白的結(jié)構(gòu)，電鏡照片，b分子模型，c外殼模型，銜接子和動(dòng)力蛋白。當(dāng)銜接蛋白在網(wǎng)狀蛋白的囊窩中形成時(shí)，在網(wǎng)狀蛋白和膜之間存在一種起銜接作用的蛋白，即銜接蛋白。因此，銜接蛋白是一種在網(wǎng)狀蛋白囊泡形成中起中介作用的蛋白質(zhì)。銜接蛋白與膜受體胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域中的信號(hào)序列相互作用。目前，有三種銜接蛋白：AP1、AP2和AP3。它們可以與不同類型的受體結(jié)合，形成具有不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。AP1參與高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)，

8、AP2參與質(zhì)膜內(nèi)體的轉(zhuǎn)運(yùn)，AP3參與高爾基體溶酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)。dynamin是一種含有900個(gè)氨基酸的胞質(zhì)溶膠蛋白，可以與GTP結(jié)合并水解GTP。激動(dòng)素的作用是在囊泡頸部聚合，通過(guò)水解GTP來(lái)調(diào)節(jié)收縮，最后將囊泡從質(zhì)膜上切下。當(dāng)籠狀蛋白的被囊形成時(shí)，可溶性蛋白動(dòng)力蛋白聚集在芽的頸部周圍，使囊柄的膜盡可能地靠近(小于1.5納米)，這導(dǎo)致膜融合并擠壓掉被囊。網(wǎng)狀蛋白囊泡的形成和網(wǎng)狀蛋白囊泡的形成可分為三個(gè)基本過(guò)程：網(wǎng)格蛋白包被的凹坑的形成。在內(nèi)吞過(guò)程中，燕子(配體)首先與膜表面的特異性受體結(jié)合，然后與網(wǎng)狀蛋白組裝的亞單位結(jié)合，使膜下垂成一個(gè)小凹坑。圖9-68網(wǎng)狀蛋白囊泡的形成過(guò)程，網(wǎng)狀蛋白囊泡的形成網(wǎng)

9、狀蛋白囊泡通過(guò)出芽形成囊泡。在動(dòng)力蛋白的作用下，囊泡必須與質(zhì)膜分離。此時(shí)，囊泡被網(wǎng)狀蛋白包裹，網(wǎng)狀蛋白被稱為囊泡。圖9-68網(wǎng)狀蛋白小泡的形成過(guò)程，珠被小泡的形成網(wǎng)狀蛋白小泡形成后，網(wǎng)狀蛋白的珠被迅速去除，成為珠被小泡。在真核細(xì)胞中，hsp70是一種分子伴侶，作為外殼分解的ATPase，輔助蛋白可以啟動(dòng)這種ATPase。網(wǎng)狀蛋白囊泡的外部被解聚形成一個(gè)三條腿的復(fù)合體，該復(fù)合體被重新用于組裝網(wǎng)狀蛋白囊泡。圖9-68網(wǎng)狀蛋白小泡的形成過(guò)程。Ca 2參與網(wǎng)狀蛋白囊泡涂層的形成和脫胚過(guò)程。當(dāng)包膜形成時(shí)，鈣泵將鈣泵出細(xì)胞，使細(xì)胞質(zhì)中的鈣濃度保持較低，這有利于囊袋的形成。囊泡形成后，Ca2+與網(wǎng)狀蛋白輕鏈

10、結(jié)合，使包被不穩(wěn)定并被去除。銅囊泡負(fù)責(zé)回收和運(yùn)輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸的蛋白質(zhì)回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，無(wú)論是在腔內(nèi)還是在膜上，在碳末端都含有一個(gè)回收信號(hào)。如果它們意外地逃逸到運(yùn)輸小泡中并從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w的順式表面，順式表面上的膜結(jié)合受體蛋白質(zhì)將識(shí)別并結(jié)合逃逸蛋白質(zhì)的回收信號(hào)，并形成COPI被膜小泡以將它們返回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。銅包被囊泡也能介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域之間的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。介導(dǎo)銅囊泡形成的因素包括組裝反應(yīng)因子、包膜蛋白、膜結(jié)合受體蛋白、回收信號(hào)等。銅囊泡的形成和組裝反應(yīng)因子也是一種GTP酶，被認(rèn)為是體外組裝和拆卸外被的信號(hào)。當(dāng)急性腎功能衰竭與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值結(jié)合時(shí)，它在細(xì)胞質(zhì)中自由存在。如果它與G

11、TP結(jié)合，GTP改變了ARF的構(gòu)型，暴露了它的脂肪酸鏈，然后將其插入供體膜。ARFGTP與膜結(jié)合可與外膜結(jié)合形成囊泡。衣帽蛋白是一種胞質(zhì)溶膠蛋白復(fù)合物，由七個(gè)亞基組成，包括、銅在出芽小泡的胞質(zhì)表面聚合形成銅包被的小泡?；厥招盘?hào)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白質(zhì)，如蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶和分子伴侶輔助折疊，都有典型的回收信號(hào)Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL，圖6-8)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白(如SRP受體)在C端有不同的恢復(fù)信號(hào)，通常是Lys-Lys-X-X(KKXX，X:任意氨基酸)圖9-69銅囊泡形成過(guò)程圖9-69胞質(zhì)溶膠中的小GTP結(jié)合蛋白ARF，釋放結(jié)合的GDP，然后與GTP結(jié)合形成ARF-GTP復(fù)合物，整

12、合在高爾基體膜中。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和GTP之間的交換是由高爾基體膜中的一種酶催化的。銅與急性腎功能衰竭和高爾基體膜蛋白胞質(zhì)部分結(jié)合；銅泡是在脂肪?；o酶a的幫助下形成的，但脂肪?；o酶a的確切作用尚不清楚。一旦銅囊泡形成，它們就從供體膜中釋放出來(lái)，銅涂層被解聚并與膜分離。這一過(guò)程是由GTP水解結(jié)合ARF引發(fā)的。銅囊泡，銅涂層囊泡介導(dǎo)物質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)。在蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，大多數(shù)跨膜蛋白直接與銅外殼結(jié)合，但少數(shù)跨膜蛋白和大多數(shù)可溶性蛋白通過(guò)受體與銅外殼結(jié)合，這些受體轉(zhuǎn)運(yùn)后通過(guò)銅外殼小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。介導(dǎo)銅外殼小泡形成的因素包括外殼召集GTP酶Sar1蛋白、外殼蛋白、識(shí)別信

13、號(hào)等。銅囊泡的形成，Sar1蛋白：其功能與銅囊泡中的ARF相似。外殼蛋白：外殼蛋白也是一種含有多個(gè)亞基的蛋白復(fù)合物，其亞基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31、Sec16、Sec12等。Sar1GTP酶與Sec23/Sec24復(fù)合物結(jié)合，形成緊密包裹膜的涂層。Sec13/Sec31復(fù)合物形成了一個(gè)覆蓋周邊的涂層。Sec16推測(cè)它可能是一種骨架蛋白，而Sec12是sar1的鳥(niǎo)苷酸交換因子。識(shí)別信號(hào)：在銅的囊泡膜上有一種相對(duì)分子量為24kDa的蛋白質(zhì)，有助于選擇轉(zhuǎn)運(yùn)的可溶性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白。銅泡組裝的識(shí)別信號(hào)是雙酸性分選信號(hào)，如Asp-X-Glu。該信號(hào)序列與一個(gè)或多個(gè)銅亞基結(jié)合。此外，由內(nèi)

14、質(zhì)網(wǎng)形成的銅囊泡常常融合成大的運(yùn)輸囊泡，需要通過(guò)微管運(yùn)輸?shù)礁郀柣w。囊泡的組裝銅囊泡的組裝需要一種叫做Sar1的G蛋白的參與。當(dāng)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和GTP在薩1交換，Sec23和Sec24蛋白的組合被誘導(dǎo)，然后Sec13和Sec31蛋白的組合。最后，一種結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面的大蛋白，Sec16與Sec23/Sec24復(fù)合物和Sec13/Sec31復(fù)合物相互作用，組裝成一個(gè)完整的囊泡。4.3.4囊泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制(羅斯曼陷阱假說(shuō))。被膜囊泡沿著細(xì)胞中的微管被運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)細(xì)胞器，被馬達(dá)水解的三磷酸腺苷為運(yùn)輸提供驅(qū)動(dòng)力。各種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡能與靶膜準(zhǔn)確融合的原因是轉(zhuǎn)運(yùn)小泡表面的標(biāo)記蛋白能被靶膜上的受體識(shí)別。識(shí)別過(guò)程中涉及的兩個(gè)關(guān)鍵蛋白是snares(可溶性NSF附著蛋白受體)和Rabs(靶向GTPase)。其中，SNARE介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)小泡的特異性錨定和融合，Rab在使轉(zhuǎn)運(yùn)小泡接近靶膜方面發(fā)揮作用。N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感融合蛋白是一種同型四聚體。SNPs:可溶性NSF附著蛋白(SNPs)?？煺瞻?、-和-快照。SNAREs:稱為SNAP受體，這種蛋白可以在膜融合過(guò)程中作為SNAP的附著點(diǎn)。(1) Snares，Snares的作用是確保識(shí)別的