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1、综述细胞内的蛋白质合成、加工、修饰、分选与运输方式及其生物学意义。蛋白质是生命活动的主要承担者，是构成细胞和生物体结构的重要物质，在生物体及细胞的 生命活动中发挥重大作用。1. 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。2. 细胞内的化学反应离不开酶得催化，绝大多数酶都是蛋白质。3. 有些蛋白质具有运输载体的功能。（血红蛋白运输氧）4有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动。（如，胰岛素）5有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵 害。1蛋白质的合成蛋白质的生物合成过程实质上是基因表达的一个过程，它包括转录和翻译。即把mRNA 分
2、子中的碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程，可分为起始、 延长和终止 3 个阶段，分别由不同的起始因子、 延伸因子和终止因子（释放因子）参与。 细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质之中。2 蛋白质的加工与修饰许多新生肽要经过一种或几种共价键修饰，这种修饰可以在正延伸着的肽链中进行。一 般情况下，翻译后修饰一是为了功能上的需要，另一种情况是折叠成天然构象的需要。在粗合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等。蛋白质的修饰加工主要包括： 切除加工：包括切除N-端甲硫氨酸、信号肽序列和切除部分肽段，将无活性的前体转变成 活性形式。（包含信号肽的胰岛素前体
3、称为前胰岛素原，去掉信号肽的胰岛素的前体称为胰 岛素原），进一步切除称为C链的肽段后才能形成活性形式的胰岛素 糖基化：糖基化主要发生在内质网和高尔基体中。粗面内质网上合成的大多数蛋白在都发生 了糖基化。主要作用是促进蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象，增加蛋白质的稳定性，有 N-连接的糖基化和O-连接的糖基化之分。（重点） 羟基化：最常见的是内质网上合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基体的转运过程中发生 的，它由不同的酶来催化，把软脂酸链共价地连接在某些跨膜蛋白的暴露在细胞质基质中的 结构域。磷酸化与去磷酸化:蛋白磷酸化与去磷酸化参与代谢调控和信号转导以及蛋白与蛋白之间的 相互作用。（PDGF受体
4、的酪氨酸残基经过自身磷酸化后才与细胞质定位蛋白质结合 亲脂修饰：最常见的亲脂修饰是酰化和异戊二烯化。蛋白质亲脂修饰后可以改变膜结合能力 和特定的蛋白与蛋白之间的相互作用。N-豆蔻酰化（豆蔻酸以酰酰氨键形式共价连在肽链N 端的残基上）能增加特定G蛋白的a亚基对膜结合的B、Y亚基的亲和力。里基化：通过甲基转移酶进行。天冬氨酸的甲基化能促进已破坏蛋白的修复或降解，在2， 3-二磷酸核酮糖羧化酶（rihilose-2,3-biosphosphate carboxylase）、钙调蛋白（calmodulin）、 组氨酸（histone素某些核糖体蛋白和细胞色素C中都有甲基化的赖氨酸残基。二硫键形成：二硫
5、键通常只发现于分泌蛋白（如胰岛素）和某些膜蛋白中，在细胞质中由于 有各种还原性物质，所以细胞质蛋白没有二硫键。因为内质网腔是一个非还原性环境，所以 粗糙内质网上的新生肽只暂时形成二硫键。当新生肽进入内质网腔时，一些肽链可能会按氨 基酸次序依次暂时形成二硫键，但最终会通过交换二硫键位置的形式形成正确的结构，内质 网中可能还有一种二硫键异构酶催化该过程。3 蛋白质的分选和转运绝大多数的蛋白都是在细胞质基质游离核糖体上或者粗面内质网膜结合核糖体上合成 的。由于蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞各个膜区或组分，因此必然存在不 同的机制确保蛋白质分选、转运至细胞的特定部位。通过不同的途径转运到细
6、胞的特定部位 成为蛋白质分选或定向转运。信号假说的确认为细胞内蛋白质的定向转运研究指明了方向， 除了信号肽外，人们发现了一系列蛋白质分选序列，统称信号序列以及信号斑，而根据信号 序列运输方向的不同分为三种类型，即入核信号、引导肽和信号肽。入核信号指导核蛋白的 运输，引导肽指导线粒体、叶绿体和过氧化物酶体蛋白的运输，信号肽则指导内膜系统的蛋 白质运输。蛋白质的分选大体可分为：1翻译后转运途径：也就是合成后转运。在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合 成后，其中一些蛋白质不带分选信号，就留在细胞质基质中，成为可溶性驻留蛋白和支架蛋 白，构成自身的结构成分；带有分选信号的蛋白质，按期分选信号的种类被
7、分别转运到细胞 的不同部位，如细胞核、线粒体、过氧化物酶体等。2共翻译转运途径：也就是边合成边转运。蛋白质在细胞质基质的游离核糖体上开始合 成后，由信号肽引导转移至粗面内质网，即在核糖体上多肽链开始合成不久，在N-末端形 成的信号肽引导核糖体附着到内质网膜上，信号肽传入内质网腔并继续其合成，新合成的多 肽链可游离于内质网腔成为可溶性蛋白，也可插入内质网膜成为跨膜蛋白。以这种方式合成 的蛋白质除一部分留在内质网外,大部分经高尔基体加工包装运至溶酶体、细胞质膜或分泌 到细胞外。|(重点)根据蛋白质分选的转运方式或机制看，蛋白质分选的转运可分为蛋白质的跨膜转运、 门控转运和膜泡运输以及细胞质基质中的
8、蛋白转运等。其分选指令存在于多肽自身。其中蛋白质在细胞质基质与细胞核之间的运输通过核孔复合体进行，属于门控运输。 进入细胞核的蛋白质是细胞核包括染色质的结构基础之一，并且作为一些调控因子和酶参与 细胞核内基因转录等活动。蛋白质从细胞质基质进入内质网、线粒体和过氧化物酶体等有膜的细胞器是通过跨膜 转运的方式进行的。进入内质网的蛋白质可分为(1)向细胞外分泌的蛋白质，包括胰腺细 胞分泌的酶、浆细胞分泌的抗体。小肠被细胞分泌的黏蛋白。内分泌腺分泌的多肽类激素和 胞外基质成分等。这类蛋白质常以分泌泡的形式通过细胞的胞吐作用运输到细胞外。(2)膜 整合蛋白，构成细胞质膜上的膜蛋白及内质网、高尔基体和溶酶
9、体膜上的膜蛋白。(3)构成 内膜系统细胞其中的可溶性驻留蛋白。有些驻留蛋白需要与其他细胞组分严格隔离，如溶酶 体与植物液泡中的酸性水解酶类，内质网、高尔基体和胞内体中固有的蛋白质以及其他有重 要生物活性的蛋白质，在合成后进入内质网，便于与其他细胞组分进一步区分，也有利于对 它们的加工与活化。进入线粒体的蛋白，作为结构蛋白参与线粒体内外膜的构成，作为各种 氧化酶、代谢酶参与线粒体的各项生物功能，包括氧化代谢、呼吸链中电子的传递和质子的 转移以及氧化磷酸化过程。进入外膜系统的蛋白，除了参与生物膜的基本构建以为，构成了 细胞膜上的各种生物泵，参与物质运输。同时，细胞膜、核膜等受体蛋白，参与着生物的信
10、 号传导过程。蛋白质通过不同类型的转运小泡从粗面内质网合成部位转运至高尔基体,进而分选转运 到细胞的不同部位，是膜泡运输的典型代表。三、细览内蛋白质运報的谨径咄胆I岷tl门瓯為觀种运辎遼轻，一般可分为三冲荚型” k翩译启转运旳蛋白顶返输建 d 蛋白质在核搐体上合咸后稱牧到闕胞质基屈中，其中一些軍白就不带燈信号就重在 细胞质產质中；而大锁蛋白质带有甘选信号.将捲英分选信号种类竹別转运到鈿胞的不同 戟由于遠种转运是在蛋白质分子完全台咸后进齐的I因it称为翻译后转运.属于这种蛋 I质辿轴迩进的主雯有：b蛋白庞肌邯鹏然基战通过核孔負合伸到耶觑機的迄输：i鸚蛋 白质卿齟威站质到噬粒怖期运辅:（3）蛋白质
11、曲胞质晶质到过氧化物1R体的运糊義 九闵诽轧起1泊州门處运输邊径：逼白质在板翦帰上告咸过程申转移到内质网+即在越糖体上 苓眈链开笫合成不久.在N-束端瞒成的皓号肚引导椽糖体附着刮內甌网膜上信号肚穿入 内质网監井雉凑具令成过程，新合成时多.眩链可游髙于内质隔脱内威为可満性蛋白，也可插 人内质阿膜成为昭瞬蛋白。以这种方式舟曲的蛋白质隐一部分留在内底网爪犬部分将运送 到高眾華怜衽那里作进一越令址和运输口由于这种转运是崔蛋白啸合威过程中进厅的.因 此称为英翻详转运.属于址种蛋白质运谕逢衽的主要有！（1】蚩白质从內质柯经高耶邀佯到 紺也妁沟丞制 称沟小物作威-分泌迪衿 煤I倉从内啟网经站尔从饰到擀鮒怩肠
12、込输* 3、生门価的胞乔洼忙：细胞通过他脊作脚摄賤细腕外蛋门质和駆他疋好:门琏人咆存小泡， 并进一沙经内体远送刮諒耐博在那里大分于被澤解*蘇解产物进扎鋼胞质基凰为跡胞札川* 这种彊自规迂辅遥径称腕吞堤径u低r I乘1綢咆脑址坝打鈿敷琳誡细胞按之间瑯胞制 潮胞辭之刑u址删胞加洞II胞外 之间的运输有三种不同时方並 即门控运淋 穿甌运输和”嗨运勉（-）门揑运输蛋白 址血细餾礙基质与细胞核之伺的运输爼过檢孔复合悴进打核孔复台悴盂一扇能难样性卉放 的门十时核质之间的物质交换进行调控，因就杷这神蛋日虜运输力式称为门粹运辅.门控运 轴既具有选拝性.又具有取冋性*小分于厠质可以自由地诵竝核孔蔑合骼 在核质之
13、闾是-利越丛运输！而大片子物质通过様孔真會体则駁一种耗能的主功运输昨.二）穿腹运需! 穿験运辅主要发生在霜胞匪毎质与细胞器之间,蛋白康穿过聖胞麗附瞋从聖胞质基质进入留 胞器内B蛋白质穿膜运输的靶轴胞務护膜中存在一种特痣的费白盾转运子r茸功能是识别蛋 白瞬的骨繼惜号并邦助英穿誤 舲情足下i要茅複阿蛋白臨迹呈非折叠狀蛊才能堯威穿 膜运输怛也有1些蛋白质可以在折叠狀亦下穿履.蛋白质卿盧就基廉进入内质网、蝕戦 护和过載比紡曲体都采用穿膜运输方式.三）小泡运输：细險醞之间通过运输小泡遥行的 角白虜运输称梵彖泡请齡以内硼陶郦詡卅、机诵尔最件个鹏毙列另午諛砸、欢网 ；K乩侔賀II釧嗣侔和耶世関M3戏肚细胞閔
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