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1、一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达 几个基因各有不同的基因调节蛋白结合到基因调节区上，然而这些结合蛋白本 身只有再结合另外的基因调节蛋白才能激活转录。 基因调节蛋白3 基因调节蛋白1 基因调节蛋白2 DNA结合区 (同源性很高) 激素结合区 (同源性稍差) 所有所有水溶性激素水溶性激素，如多肽激素等，先与，如多肽激素等，先与细胞表细胞表 面的专一受体面的专一受体( (对各自特定的激素具有高度的特异对各自特定的激素具有高度的特异 识别能力和亲和力识别能力和亲和力) )相结合，形成相结合，形成激素激素受体复合受体复合 物物，激活位于细胞膜上与受体相连接
2、的，激活位于细胞膜上与受体相连接的效应器效应器，通通 过对过对DNADNA的调控最终影响蛋白质合成，产生一定的调控最终影响蛋白质合成，产生一定 的生理和生化反应的生理和生化反应。 水溶性的激素水溶性的激素 GTP 激活的 腺苷酸 环化酶 G蛋白 关联受体 胰高血糖素胰高血糖素 激活的G蛋 白亚基 亚基 胞外区 细胞质溶质 （cAMP依赖性蛋白质激酶） 糖原葡萄糖1-磷酸 无活性磷 酸化酶激酶 激活的磷 酸化酶激酶 ATPADP cAMPcAMP ATP 胰高血糖素激活糖原分解的反应过程图解胰高血糖素激活糖原分解的反应过程图解 ATPADP 无活性糖 原磷酸化酶 激活的糖 原磷酸化酶 无活性的
3、A激酶 激活的 A激酶 糖原分解 真核生物中蛋白质合成的调控真核生物中蛋白质合成的调控 小小 结结 1 1、基因转录与核小体结构、基因转录与核小体结构 ( (一一) )染色质结构与基因表达调控染色质结构与基因表达调控 2 2、组蛋白和非组蛋白对转录的调节、组蛋白和非组蛋白对转录的调节 ( (二二) ) 真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节 1 1、顺式作用元件的调控、顺式作用元件的调控 2 2、反式作用因子的调控、反式作用因子的调控 转录起始复合物转录起始复合物 远距离的调控转录远距离的调控转录 3 3、调控蛋白质与、调控蛋白质与DNADNA的相互作用对基因转录调控的相互作用对基因转录
4、调控 (1) (1) 调控因子与调控因子与DNADNA的相互作用的相互作用 (2) (2) 转录调控因子的结构特征转录调控因子的结构特征 DNADNA结合功能域结合功能域 转录激活功能域转录激活功能域 结合其它因子的功能域结合其它因子的功能域 通用转录因子通用转录因子 基因激活蛋白基因激活蛋白 基因抑制蛋白基因抑制蛋白 启动子启动子 CAATCAAT框等框等 增强子增强子 沉默子沉默子 直接或间接作用于直接或间接作用于DNADNA ( (六六) ) 真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节 ( (四四) ) 蛋白质合成的翻译水平的调节蛋白质合成的翻译水平的调节 mRNAmRNA的稳定性的稳
5、定性 mRNAmRNA非翻译区的结构与翻译调控非翻译区的结构与翻译调控 1 1、甾类激素、甾类激素 胞质受体胞质受体 核内受体核内受体 2 2、水溶性的激素、水溶性的激素表面受体表面受体 ( (三三) ) 蛋白质合成的转录后水平的调节蛋白质合成的转录后水平的调节 RNARNA剪接剪接 5 5末端加上末端加上m7Gm7G帽帽 3 3末端加上末端加上polyApolyA尾尾 RNARNA编辑编辑 ( (五五) ) 蛋白质合成的翻译后水平的调节蛋白质合成的翻译后水平的调节 信号肽的切除信号肽的切除 化学修饰化学修饰 加工、切割加工、切割 蛋白质的寿命控制蛋白质的寿命控制 一、蛋白质合成后的去向和命运
6、一、蛋白质合成后的去向和命运 第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位 二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论 三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用 四、内质网途径的蛋白质合成及其命运四、内质网途径的蛋白质合成及其命运 五、游离核糖体上合成的蛋白质的归宿五、游离核糖体上合成的蛋白质的归宿 六、蛋白质的降解六、蛋白质的降解 一、蛋白质合成后的去向和命运一、蛋白质合成后的去向和命运 （一）蛋白质合成的定位（一）蛋白质合成的定位 一类是一类是由由细胞质溶质内游离核糖体细胞质溶质内游离核糖体合成的蛋白质合成的蛋白质： 第六节 蛋白质的细胞定位 另
7、一类是另一类是由由附着在内质网上的核糖体附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质合成的蛋白质： 其合成与转运同时进行，此运转方式称为其合成与转运同时进行，此运转方式称为共翻译转移共翻译转移 ! ! 其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为翻译后转移翻译后转移 ! ! 真核细胞内蛋白质的合成部位真核细胞内蛋白质的合成部位 内质网内质网 合成内质网蛋白的合成内质网蛋白的mRNAmRNA 与核糖体结合到与核糖体结合到RERRER膜上膜上 细胞质溶质中的细胞质溶质中的 游离多核糖体游离多核糖体 第六节 蛋白质的细胞定位 蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体 亚
8、基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质 中的核糖体亚基公用库中的核糖体亚基公用库 信号肽信号肽 信号肽信号肽 细胞质溶质中的细胞质溶质中的 核糖体亚基公用库核糖体亚基公用库 RERRER膜上的膜上的 结合多核糖体结合多核糖体 合成细胞质溶质蛋白的合成细胞质溶质蛋白的mRNAmRNA 与核糖体仍留在细胞质溶质中与核糖体仍留在细胞质溶质中 游离核糖体上合成游离核糖体上合成 蛋白质的最后定位蛋白质的最后定位 (1) (1) 非定位性的细胞质溶质蛋白非定位性的细胞质溶质蛋白：驻：驻 留在细胞质溶质中；留在细胞质溶质中； (2) (2) 定位性的细胞质溶质蛋白定位性的细胞质溶质蛋白：定位：定位
9、于细胞质的特定位置，如中心粒于细胞质的特定位置，如中心粒 和中心粒周物质；和中心粒周物质； (3) (3) 核定位蛋白核定位蛋白； (4) (4) 半自主性细胞器组成蛋白半自主性细胞器组成蛋白。 1. 1. 游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质： （二）蛋白质合成后的去向及其命运（二）蛋白质合成后的去向及其命运 第六节 蛋白质的细胞定位 (1) (1) 运往细胞外的运往细胞外的分泌蛋白分泌蛋白； (2) (2) 进入溶酶体腔形成进入溶酶体腔形成溶酶体酶溶酶体酶等；等； (3) (3) 留在或运回留在或运回RERRER腔中的腔中的网质蛋白网质蛋白; ; (3) (3) 插入到内质网
10、膜中，并随膜流进插入到内质网膜中，并随膜流进 入入内膜系统各区内膜系统各区和和质膜质膜，形成它们，形成它们 的结构成分。的结构成分。 2. 2. 糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质： RER核 糖体上 的蛋白 质合成 分泌蛋白分泌蛋白 溶酶体溶酶体 第六节 蛋白质的细胞定位 一般，核糖体上所合成蛋白质的氨基酸序列中均含有一般，核糖体上所合成蛋白质的氨基酸序列中均含有 分拣信号分拣信号(sorting signal)(sorting signal)决定它们的去向和最终定位决定它们的去向和最终定位 这种这种依靠氨基酸序列中的分拣信号决定蛋白质的去向依靠氨基酸序列中的
11、分拣信号决定蛋白质的去向 和最终定位的分拣机制称为和最终定位的分拣机制称为蛋白质分拣蛋白质分拣(protein sorting)(protein sorting)。 具有专一分拣信号具有专一分拣信号的蛋白质可以被运送到细胞内的各的蛋白质可以被运送到细胞内的各 个不同部位；而个不同部位；而缺乏分拣信号的蛋白质缺乏分拣信号的蛋白质则一直保留在细胞质则一直保留在细胞质 溶质中。溶质中。 （三）蛋白质运送的几种机制（三）蛋白质运送的几种机制 第六节 蛋白质的细胞定位 1.1. 孔门运输孔门运输(gated transport)(gated transport)：细胞核、质间的蛋白质运输细胞核、质间的蛋
12、白质运输 。 2.2.跨膜运输跨膜运输：是通过结合在膜上的是通过结合在膜上的蛋白质转运子蛋白质转运子(protein (protein transportor)transportor)直接穿膜把蛋白质从细胞质溶质运送到细胞直接穿膜把蛋白质从细胞质溶质运送到细胞 内的不同部位。必须先去折叠内的不同部位。必须先去折叠(unfolding)(unfolding)。 3.3.膜泡运输膜泡运输：经过运输膜泡的过渡，把蛋白质从一个区间经过运输膜泡的过渡，把蛋白质从一个区间 运送到另一个区间。运送到另一个区间。 具有分拣信号的蛋白质在细胞内区间的运送大体有具有分拣信号的蛋白质在细胞内区间的运送大体有 3 3
13、种不同的基本途径：种不同的基本途径： 第六节 蛋白质的细胞定位 1. 1. 孔门运输孔门运输(gated transport)(gated transport)： 第六节 蛋白质的细胞定位 2. 2. 跨膜运输跨膜运输： 第六节 蛋白质的细胞定位 3. 3. 膜泡运输膜泡运输： 第六节 蛋白质的细胞定位 二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论 （一）（一） 信号学说信号学说 第六节 蛋白质的细胞定位 细胞质中共同的细胞质中共同的 核糖体库亚基核糖体库亚基 (60S, 40S)(60S, 40S) 游离在细胞质溶质中游离在细胞质溶质中 附着在附着在RERRER和核膜外表面和核膜外表面
14、（以（以60S60S亚基附着在内质网的外表面上）亚基附着在内质网的外表面上） 在进行翻译时在进行翻译时 临时装配而成临时装配而成 ? ? 19711971年年, , G. G. BlobelBlobel和和D.SabatiniD.Sabatini首先对此提出了有首先对此提出了有 关分泌蛋白合成机制的关分泌蛋白合成机制的信号假说信号假说(signal hypothesis)(signal hypothesis)。 19751975年，年，BlobelBlobel成功地破译了第一个成功地破译了第一个信号肽序信号肽序 列列，同时还提出在内质网膜上存在，同时还提出在内质网膜上存在允许多肽链通过的允许多
15、肽链通过的 通道通道，证实了那些被分泌到细胞外的蛋白质都将经过，证实了那些被分泌到细胞外的蛋白质都将经过 通道进入内质网腔。通道进入内质网腔。 1980s1980s初，又发现了初，又发现了信号识别颗粒信号识别颗粒及其及其受体受体。 第六节 蛋白质的细胞定位 信号假说的要点：信号假说的要点： 1 1、分泌蛋白的编码分泌蛋白的编码mRNAmRNA普遍带有普遍带有信号序列 信号序列，即，即 在紧接起始密码子之后有一段编码在紧接起始密码子之后有一段编码疏水性氨基酸疏水性氨基酸的序列的序列 ，称为，称为信号密码子信号密码子。信号密码子序列的翻译产物是。信号密码子序列的翻译产物是信号信号 肽肽(signa
16、l peptide)(signal peptide)，长度为，长度为10301030个氨基酸不等。个氨基酸不等。 第六节 蛋白质的细胞定位 2 2、在糙面内质网膜中存在着一种在糙面内质网膜中存在着一种蛋白质翻译耦联蛋白质翻译耦联 易位系统易位系统，它与合成分泌蛋白的核糖体结合到糙面内，它与合成分泌蛋白的核糖体结合到糙面内 质网膜上密切相关。质网膜上密切相关。 已发现在这个系统中有两种成分：已发现在这个系统中有两种成分：信号识别颗粒信号识别颗粒 (signal (signal recognition recognition particle, particle, SRP)SRP)和和信号识别颗粒受信号识别颗粒受 体体(SRP receptor)(SRP receptor)。 SRPSRP是是11S11S的核糖核的核糖核 蛋白复合物，由蛋白复合物，由6 6条条 不同分子量的多肽不同分子量的多肽 链链和和1 1条条7S 7S scRNAscRNA 组成。组成。 7S7S
