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1、第五节第五节 蛋白质合成后的加蛋白质合成后的加工及转运工及转运1精选课件本节内容：本节内容：一、蛋白质合成后的细胞定位；一、蛋白质合成后的细胞定位；二、蛋白质合成后的转运；二、蛋白质合成后的转运；三、蛋白质合成后的加工及修饰；三、蛋白质合成后的加工及修饰；2精选课件一、蛋白质合成后的细胞定位：一、蛋白质合成后的细胞定位：1 1、蛋白质是在细胞中游离的核糖体上或者是在糙面内、蛋白质是在细胞中游离的核糖体上或者是在糙面内、蛋白质是在细胞中游离的核糖体上或者是在糙面内、蛋白质是在细胞中游离的核糖体上或者是在糙面内质网上的核糖体上合成的。质网上的核糖体上合成的。质网上的核糖体上合成的。质网上的核糖体上
2、合成的。2 2、蛋白质合成后需要运转到特定的位点起作用：、蛋白质合成后需要运转到特定的位点起作用：、蛋白质合成后需要运转到特定的位点起作用：、蛋白质合成后需要运转到特定的位点起作用：（1 1）、）、）、）、内质网驻留蛋白内质网驻留蛋白内质网驻留蛋白内质网驻留蛋白、高尔基体驻留蛋白质高尔基体驻留蛋白质高尔基体驻留蛋白质高尔基体驻留蛋白质、溶酶溶酶溶酶溶酶体蛋白质体蛋白质体蛋白质体蛋白质、分泌蛋白质分泌蛋白质分泌蛋白质分泌蛋白质、膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜蛋白等这些蛋白是由位于等这些蛋白是由位于等这些蛋白是由位于等这些蛋白是由位于糙糙糙糙面内质网上的核糖体面内质网上的核糖体面内质网上的核糖体面内质网上的
3、核糖体合成的。然后进入内质网腔或内质合成的。然后进入内质网腔或内质合成的。然后进入内质网腔或内质合成的。然后进入内质网腔或内质网膜。网膜。网膜。网膜。进入进入进入进入内质网腔中内质网腔中内质网腔中内质网腔中蛋白质经过高尔基体，然后成为蛋白质经过高尔基体，然后成为蛋白质经过高尔基体，然后成为蛋白质经过高尔基体，然后成为溶酶溶酶溶酶溶酶体蛋白体蛋白体蛋白体蛋白或成为或成为或成为或成为分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白。 进入到进入到进入到进入到内质网膜内质网膜内质网膜内质网膜的蛋白质经过膜泡运输而成为的蛋白质经过膜泡运输而成为的蛋白质经过膜泡运输而成为的蛋白质经过膜泡运输而成为各种各种各种各种内膜蛋
4、白内膜蛋白内膜蛋白内膜蛋白和和和和细胞膜蛋白细胞膜蛋白细胞膜蛋白细胞膜蛋白。3精选课件（2）、对于）、对于线粒体线粒体、叶绿体叶绿体来说虽然可以合成一来说虽然可以合成一些蛋白质，但大部分蛋白质是由核基因编码的，些蛋白质，但大部分蛋白质是由核基因编码的，并且是由位于胞质中的并且是由位于胞质中的游离核糖体游离核糖体合成的。合成的。 这些蛋白质合成后的这些蛋白质合成后的定位机制定位机制是什么？是什么？（3）、对于）、对于细胞核细胞核中的蛋白质来说，它们也是由中的蛋白质来说，它们也是由游离核糖体游离核糖体合成，然后输入到细胞核中的。合成，然后输入到细胞核中的。4精选课件3、蛋白质细胞分选的机制、蛋白质
5、细胞分选的机制信号假说信号假说：（1）、假说的发现：）、假说的发现： C. MilsteinC. Milstein（19721972）发现从）发现从）发现从）发现从骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞提取的提取的提取的提取的免疫免疫免疫免疫球蛋白分子球蛋白分子球蛋白分子球蛋白分子N N端端端端要比分泌到细胞外的要比分泌到细胞外的要比分泌到细胞外的要比分泌到细胞外的N N端多出一段。端多出一段。端多出一段。端多出一段。 G. BlobelG. Blobel和和和和D. SabatiniD. Sabatini等根据进一步的实验，提出等根据进一步的实验，提出等根据进一步的实验，提出等根据进一步的
6、实验，提出了了了了信号假说信号假说信号假说信号假说（Signal hypothesisSignal hypothesis）：认为蛋白质上存）：认为蛋白质上存）：认为蛋白质上存）：认为蛋白质上存在信号肽，指导蛋白质转至内质网上。在信号肽，指导蛋白质转至内质网上。在信号肽，指导蛋白质转至内质网上。在信号肽，指导蛋白质转至内质网上。 BlobelBlobel因此项发现获因此项发现获因此项发现获因此项发现获19991999年诺贝尔生理医学奖。年诺贝尔生理医学奖。年诺贝尔生理医学奖。年诺贝尔生理医学奖。5精选课件（2）、蛋白质定位的信号：）、蛋白质定位的信号：A、信号序列、信号序列（signal seq
7、uence）：存在于蛋白）：存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常质一级结构上的线性序列，通常15-60个氨基酸残个氨基酸残基，可以指导新合成的蛋白质发生基，可以指导新合成的蛋白质发生定向转移定向转移。有些。有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶（signal peptidase）切除）切除.信号序列信号序列6精选课件B、信号斑信号斑（signal patch）：存在于完成折叠）：存在于完成折叠的的蛋白质中蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间，构成信号斑的信号序列之间可以可以不相邻不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。，折叠在一起构成蛋白质分选
8、的信号。信号斑信号斑7精选课件功能功能功能功能信号序列信号序列信号序列信号序列输入细胞核输入细胞核输入细胞核输入细胞核- -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-输出细胞核输出细胞核输出细胞核输出细胞核- -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-Ile-输入线粒体输入线粒体输入线粒体输入线粒体+ +H H3 3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-
9、Phe-N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-Leu-输入过氧化物酶体输入过氧化物酶体输入过氧化物酶体输入过氧化物酶体-Ser-Lys-Leu-COO-Ser-Lys-Leu-COO- -（3 3）、一些典型的定位信号）、一些典型的定位信号 输入内质网输入内质网输入内质网输入内质网+ +H H3 3N-Met-Met-Ser-P
10、he-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys- Glu-Val-Phe-Gln-Thr-Lys-Cys- Glu-Val-Phe-Gln-返回内质网返回内质网返回内质网返回内质网Lys-Asp-Glu-Leu-COOLys-Asp-Glu-Leu-COO- -（KDELKDEL）8精选课件二
11、、蛋白质合成后的转运：二、蛋白质合成后的转运：（一）、转运的方式；（一）、转运的方式；（二）、进入到内质网中的蛋白质的运转；（二）、进入到内质网中的蛋白质的运转；（二）、进入到内质网中的蛋白质的运转；（二）、进入到内质网中的蛋白质的运转；（三）、进入叶绿体中、线粒体、细胞核中的蛋白（三）、进入叶绿体中、线粒体、细胞核中的蛋白（三）、进入叶绿体中、线粒体、细胞核中的蛋白（三）、进入叶绿体中、线粒体、细胞核中的蛋白质的运转；质的运转；质的运转；质的运转；（四）、进入到高尔基体、溶酶体、及细胞外蛋白（四）、进入到高尔基体、溶酶体、及细胞外蛋白（四）、进入到高尔基体、溶酶体、及细胞外蛋白（四）、进入到
12、高尔基体、溶酶体、及细胞外蛋白质的运转质的运转质的运转质的运转膜泡运输膜泡运输膜泡运输膜泡运输。9精选课件（一）、蛋白质运输的途径（一）、蛋白质运输的途径l蛋白质的分选运输途径主要有三类：蛋白质的分选运输途径主要有三类： 1、门控运输门控运输（gated transport）：如）：如核孔核孔可以可以选择性的选择性的主动运输主动运输大分子物质和大分子物质和RNP复合体复合体。 2、跨膜运输跨膜运输（transmembrane transport）：蛋）：蛋白质通过白质通过跨膜通道跨膜通道进入目的地。如细胞质中合进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过成的蛋白质在信号序列的引导
13、下，通过线粒体线粒体上的上的转位因子转位因子进入线粒体或叶绿体中。进入线粒体或叶绿体中。10精选课件3、膜泡运输、膜泡运输（vesicular transport）：蛋白质被选）：蛋白质被选择性地包装成择性地包装成运输小泡运输小泡，定向转运到靶细胞器。如，定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素，都属于这种运输方式。种运输方式。 这几种运输机制都涉及这几种运输机制都涉及信号序列的引导信号序列的引导和和靶细胞靶细胞器上受体蛋白器上受体蛋白的识别。的识
14、别。11精选课件（二）、进入到内质网中的蛋（二）、进入到内质网中的蛋白质的运转白质的运转：1、进入到内质网中的蛋白质的分子基础；、进入到内质网中的蛋白质的分子基础；2、蛋白质进入到内质网腔的过程；、蛋白质进入到内质网腔的过程；3、蛋白质进入到内质网膜的过程。、蛋白质进入到内质网膜的过程。12精选课件1、分子基础、分子基础信号肽信号肽信号肽信号肽（signal peptidesignal peptide），是引导新合成肽链转移到），是引导新合成肽链转移到），是引导新合成肽链转移到），是引导新合成肽链转移到内质网上的内质网上的内质网上的内质网上的一段多肽一段多肽一段多肽一段多肽，位于新合成肽链的，
15、位于新合成肽链的，位于新合成肽链的，位于新合成肽链的N N端端端端，一般，一般，一般，一般16301630个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基。由于信号肽又是引导肽链进入内。由于信号肽又是引导肽链进入内。由于信号肽又是引导肽链进入内。由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称质网腔的一段序列，又称质网腔的一段序列，又称质网腔的一段序列，又称开始转移序列开始转移序列开始转移序列开始转移序列（start transfer start transfer sequencesequence）。）。）。）。蛋白质蛋白质信号序列信号序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-V
16、al-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser- Gly-Ser-Ala-Phe-SerArgPre-IgG light chainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu- Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly- Thr-Arg-CysAspPrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu- Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-GlyLys蛋白质蛋白质信号序列信号序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-Va
17、l-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser- Gly-Ser-Ala-Phe-SerArgPre-IgG light chainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu- Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly- Thr-Arg-CysAspPrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu- Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-GlyLys蛋白质蛋白质信号序列信号序列PreproalbuminMet-Lys-Trp-Val
18、-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser- Gly-Ser-Ala-Phe-SerArgPre-IgG light chainMet-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu- Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly- Thr-Arg-CysAspPrelysozymeMet-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu-Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-GlyLys13精选课件 信号识别颗粒（信号识别颗粒（信号识别颗粒（信号识别颗粒（signal re
19、cognition particlesignal recognition particle，SRPSRP），由几种结构不同的由几种结构不同的由几种结构不同的由几种结构不同的多肽多肽多肽多肽组成，结合一个组成，结合一个组成，结合一个组成，结合一个7S 7S RNARNA，属于，属于，属于，属于一种一种一种一种核糖核蛋白核糖核蛋白核糖核蛋白核糖核蛋白(ribonucleoprotein)(ribonucleoprotein)。SRPSRP与信号序列结合，导致蛋白质与信号序列结合，导致蛋白质与信号序列结合，导致蛋白质与信号序列结合，导致蛋白质合成暂停合成暂停合成暂停合成暂停。The signal-r
20、ecognition particle (SRP)The signal-recognition particle (SRP)14精选课件转移通道转移通道转移通道转移通道：存在与内质网膜上的：存在与内质网膜上的：存在与内质网膜上的：存在与内质网膜上的跨膜通道跨膜通道跨膜通道跨膜通道。 。 SRPSRP受体受体受体受体（SPR receptorSPR receptor），是膜的），是膜的），是膜的），是膜的整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白，为，为，为，为异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与异二聚体蛋白，存在于内质网上，可与SRPSR
21、P特异结合特异结合特异结合特异结合。 停止转移序列停止转移序列停止转移序列停止转移序列（stop transfer sequencestop transfer sequence），肽链上的），肽链上的），肽链上的），肽链上的一段特殊序列一段特殊序列一段特殊序列一段特殊序列，与，与，与，与转移通道蛋白转移通道蛋白转移通道蛋白转移通道蛋白亲合力很高，能亲合力很高，能亲合力很高，能亲合力很高，能阻止肽阻止肽阻止肽阻止肽链继续进入内质网腔链继续进入内质网腔链继续进入内质网腔链继续进入内质网腔。蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质转转转转移移移移通通通通道道道道15精选课件2、内质网上蛋白质进入、内质网上蛋白质进入
22、ER腔的过程腔的过程a a a a、游离核糖体先与、游离核糖体先与、游离核糖体先与、游离核糖体先与mRNAmRNAmRNAmRNA分子结合，翻译分子结合，翻译分子结合，翻译分子结合，翻译信号肽序列信号肽序列信号肽序列信号肽序列。b.b.b.b.信号肽与信号肽与信号肽与信号肽与SRPSRPSRPSRP结合形成结合形成结合形成结合形成SRPSRPSRPSRP核糖体复合物核糖体复合物核糖体复合物核糖体复合物。导致翻译的。导致翻译的。导致翻译的。导致翻译的暂停。暂停。暂停。暂停。c.SRPc.SRPc.SRPc.SRP核糖体复合物与内质网的核糖体复合物与内质网的核糖体复合物与内质网的核糖体复合物与内质
23、网的SRPSRPSRPSRP受体结合，并促进核受体结合，并促进核受体结合，并促进核受体结合，并促进核糖体糖体糖体糖体大亚基大亚基大亚基大亚基与与与与内质网的结合内质网的结合内质网的结合内质网的结合。d.SRPd.SRPd.SRPd.SRP与核糖体分离，循环使用。与核糖体分离，循环使用。与核糖体分离，循环使用。与核糖体分离，循环使用。16精选课件17精选课件e、转移通道的开启与关闭、转移通道的开启与关闭 膜上存在一个直径膜上存在一个直径1.5nm的孔道，平时由的孔道，平时由BipBip蛋白封闭。蛋白封闭。蛋白封闭。蛋白封闭。 当新生肽链达当新生肽链达7070个氨基酸个氨基酸个氨基酸个氨基酸左右的
24、长度时，左右的长度时，转移通道开转移通道开启启，信号肽结合在通道上信号肽结合在通道上信号肽结合在通道上信号肽结合在通道上。合成蛋白通过内质网膜人。合成蛋白通过内质网膜人腔，一旦合成结束，腔，一旦合成结束，Bip蛋白又将孔道封闭蛋白又将孔道封闭转转转转移移移移通通通通道道道道的的的的开开开开启启启启18精选课件f f、蛋白质进入、蛋白质进入ERER腔腔l l信号肽的切除；信号肽的切除；信号肽的切除；信号肽的切除；l l信号肽移到脂双层中，最终被降解；信号肽移到脂双层中，最终被降解；信号肽移到脂双层中，最终被降解；信号肽移到脂双层中，最终被降解；19精选课件3、内质网膜整合蛋白的定位机制、内质网膜
25、整合蛋白的定位机制(1)、对于、对于单一跨膜片段单一跨膜片段的跨膜蛋白：肽链中存的跨膜蛋白：肽链中存在第二个疏水片段在第二个疏水片段停止转移序列停止转移序列；20精选课件(2)、对于两个跨膜片段的膜蛋白：、对于两个跨膜片段的膜蛋白： 起始转移序列起始转移序列存在于肽链的内部，同时还存存在于肽链的内部，同时还存在着另一段在着另一段停止转移序列停止转移序列；21精选课件(3)、对于具有多次跨膜片段的膜蛋白：、对于具有多次跨膜片段的膜蛋白： 存在存在多对多对 起始转移序列起始转移序列和和停止转移序列停止转移序列。22精选课件（三）、线粒体蛋白质的转运（三）、线粒体蛋白质的转运（1）、转位因子转位因子
26、（translocator）：位于线粒）：位于线粒体体内膜内膜上或者是上或者是外膜外膜上，由两部分构成，上，由两部分构成，受体受体和蛋白质通过的和蛋白质通过的孔道孔道。 受体蛋白受体蛋白：TOM复合体，复合体，TIM复合体，复合体， OXA复复合体；合体； 孔道：孔道：GIPGIP孔道。孔道。1、转移的分子基础、转移的分子基础主要包括主要包括转位因子、信号肽。转位因子、信号肽。23精选课件（1）、）、TOM复合体复合体l 负责负责负责负责通过外膜通过外膜通过外膜通过外膜，进入，进入，进入，进入膜间隙膜间隙膜间隙膜间隙。在酵母中。在酵母中。在酵母中。在酵母中TOM70TOM70负责负责负责负责转
27、运转运转运转运内部具有信号序列的蛋白内部具有信号序列的蛋白内部具有信号序列的蛋白内部具有信号序列的蛋白，TOM20TOM20负责转运负责转运负责转运负责转运N N端具端具端具端具有信号序列的蛋白有信号序列的蛋白有信号序列的蛋白有信号序列的蛋白，TOMTOM复合体的复合体的复合体的复合体的通道通道通道通道被称为被称为被称为被称为GIPGIP（general import poregeneral import pore）24精选课件（2 2）、）、TIMTIM复合体复合体TIM23TIM23负责将进入负责将进入负责将进入负责将进入膜间隙膜间隙膜间隙膜间隙的蛋白质转运到的蛋白质转运到的蛋白质转运到的
28、蛋白质转运到基质基质基质基质，也可将某些蛋白，也可将某些蛋白，也可将某些蛋白，也可将某些蛋白质质质质安插在内膜安插在内膜安插在内膜安插在内膜；TIM22TIM22负责将负责将负责将负责将细胞质细胞质细胞质细胞质合成的线粒体合成的线粒体合成的线粒体合成的线粒体蛋白（主要是蛋白（主要是蛋白（主要是蛋白（主要是与线粒体代谢物转运有关的蛋白质）与线粒体代谢物转运有关的蛋白质）与线粒体代谢物转运有关的蛋白质）与线粒体代谢物转运有关的蛋白质），如，如，如，如ADPADPATPATP和磷酸的转和磷酸的转和磷酸的转和磷酸的转运蛋白运蛋白运蛋白运蛋白插入内膜插入内膜插入内膜插入内膜；25精选课件（3）、）、OX
29、A复合体复合体负责将线粒体负责将线粒体自身合成自身合成的蛋白质的蛋白质插到内膜上插到内膜上，同，同样也可使经由样也可使经由TOMTIM复合体复合体进入基质的蛋白进入基质的蛋白质插入内膜。质插入内膜。26精选课件2 2、前体蛋白信号序列、前体蛋白信号序列 多位于肽链的多位于肽链的多位于肽链的多位于肽链的N N端端端端，由大约，由大约，由大约，由大约2020个个个个氨基酸构成；此外有氨基酸构成；此外有氨基酸构成；此外有氨基酸构成；此外有些信号序列位于些信号序列位于些信号序列位于些信号序列位于蛋白质内部蛋白质内部蛋白质内部蛋白质内部，完成转运后不被切除，还，完成转运后不被切除，还，完成转运后不被切除
30、，还，完成转运后不被切除，还有些信号序列位于前体蛋白有些信号序列位于前体蛋白有些信号序列位于前体蛋白有些信号序列位于前体蛋白C C端端端端。信号信号信号信号肽经肽经常形成常形成常形成常形成alphaalpha螺旋螺旋螺旋螺旋，其中，其中，其中，其中没有带负电荷的氨基没有带负电荷的氨基没有带负电荷的氨基没有带负电荷的氨基酸酸酸酸，带，带，带，带正电荷正电荷正电荷正电荷的氨基酸残基和的氨基酸残基和的氨基酸残基和的氨基酸残基和不带电荷的疏水氨基酸残不带电荷的疏水氨基酸残不带电荷的疏水氨基酸残不带电荷的疏水氨基酸残基基基基分别位于分别位于分别位于分别位于螺旋的两侧螺旋的两侧螺旋的两侧螺旋的两侧，认为这
31、个螺旋与，认为这个螺旋与，认为这个螺旋与，认为这个螺旋与转位因子转位因子转位因子转位因子的识的识的识的识别有关；别有关；别有关；别有关；对所牵引的蛋白质没有特异性要求对所牵引的蛋白质没有特异性要求对所牵引的蛋白质没有特异性要求对所牵引的蛋白质没有特异性要求，非线粒体蛋白连，非线粒体蛋白连，非线粒体蛋白连，非线粒体蛋白连接上此类信号序列，也会被转运到线粒体。接上此类信号序列，也会被转运到线粒体。接上此类信号序列，也会被转运到线粒体。接上此类信号序列，也会被转运到线粒体。（1 1）、特点：）、特点：27精选课件前体蛋白信号序列特点前体蛋白信号序列特点28精选课件3、蛋白质输入线粒体的过程、蛋白质输
32、入线粒体的过程（1 1）、进入）、进入外膜的蛋白：外膜的蛋白：具有具有N端端信号序列信号序列，其后，其后还有疏水性序列作为还有疏水性序列作为停止转移序列停止转移序列，然后蛋白质被，然后蛋白质被TOM复合体安装到外膜上，如线粒体的复合体安装到外膜上，如线粒体的各类孔蛋白各类孔蛋白。29精选课件（2 2 2 2）、进入线粒体）、进入线粒体）、进入线粒体）、进入线粒体基质蛋白质：基质蛋白质：基质蛋白质：基质蛋白质：可以先通过可以先通过可以先通过可以先通过TOMTOM复复复复合体进入合体进入合体进入合体进入膜间隙膜间隙膜间隙膜间隙，然后通过，然后通过，然后通过，然后通过TIMTIM复合体进入复合体进入
33、复合体进入复合体进入基质基质基质基质。也。也。也。也可以通过线粒体内、外膜间的可以通过线粒体内、外膜间的可以通过线粒体内、外膜间的可以通过线粒体内、外膜间的接触点接触点接触点接触点，一步进入基质，一步进入基质，一步进入基质，一步进入基质，在接触点上在接触点上在接触点上在接触点上TOMTOM与与与与TIMTIM协同作用完成蛋白质协同作用完成蛋白质协同作用完成蛋白质协同作用完成蛋白质向基质向基质向基质向基质的的的的输入。输入。输入。输入。30精选课件（3 3）、进入线粒体）、进入线粒体内膜内膜和和膜间隙膜间隙的蛋白：的蛋白： 蛋白蛋白蛋白蛋白N N端具有端具有端具有端具有两个信序列两个信序列两个信
34、序列两个信序列，首先被运送到，首先被运送到，首先被运送到，首先被运送到基质基质基质基质，然后，然后，然后，然后N N端信号肽被切除端信号肽被切除端信号肽被切除端信号肽被切除，暴露出导向内膜的信号序列暴露出导向内膜的信号序列暴露出导向内膜的信号序列暴露出导向内膜的信号序列，在，在，在，在OXAOXA的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外表面的表面的表面的表面的异二聚体内膜蛋白酶异二聚体内膜蛋白酶异二聚体内膜蛋白酶异二聚体内膜蛋白酶切除，则成为切除，则成为切除，
35、则成为切除，则成为膜间隙蛋白膜间隙蛋白膜间隙蛋白膜间隙蛋白。31精选课件N N端信号序列的后面有端信号序列的后面有端信号序列的后面有端信号序列的后面有停止转移序列停止转移序列停止转移序列停止转移序列，能与，能与，能与，能与TIM23TIM23复复复复合体结合合体结合合体结合合体结合，当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位，当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位，当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位，当进入基质的信号序列被切除后，脱离转位因子复合体而因子复合体而因子复合体而因子复合体而进入内膜进入内膜进入内膜进入内膜，如果插入膜中的部分又被酶切，如果插入膜中的部分又被酶切，如果插入膜中的部分又
36、被酶切，如果插入膜中的部分又被酶切除，侧成为定位于除，侧成为定位于除，侧成为定位于除，侧成为定位于膜间隙的蛋白膜间隙的蛋白膜间隙的蛋白膜间隙的蛋白。32精选课件线粒体内膜上的线粒体内膜上的多次跨膜蛋白多次跨膜蛋白，内部包含，内部包含多多对开始转移序列开始转移序列和和停止转移序列停止转移序列，可被，可被TIM复合体复合体插到内膜上插到内膜上。33精选课件（四）、叶绿体的蛋白质转运（四）、叶绿体的蛋白质转运l 叶绿体蛋白的转运机理与线粒体的相似。但叶绿体蛋白的转运机理与线粒体的相似。但叶绿体蛋白的转运机理与线粒体的相似。但叶绿体蛋白的转运机理与线粒体的相似。但转位因转位因转位因转位因子复合体子复合
37、体子复合体子复合体是不同的。叶绿体是不同的。叶绿体是不同的。叶绿体是不同的。叶绿体外膜外膜外膜外膜的转位因子被称为的转位因子被称为的转位因子被称为的转位因子被称为TOCTOC复合体，复合体，复合体，复合体，内膜内膜内膜内膜的转位因子被称为的转位因子被称为的转位因子被称为的转位因子被称为TICTIC复合体。复合体。复合体。复合体。l l 叶绿体前体蛋白的叶绿体前体蛋白的叶绿体前体蛋白的叶绿体前体蛋白的N N N N端信号序列端信号序列端信号序列端信号序列长度为长度为长度为长度为20202020150150150150个氨个氨个氨个氨基酸残基。分为基酸残基。分为基酸残基。分为基酸残基。分为3 3
38、3 3个部分：个部分：个部分：个部分：N N N N 端缺乏带正电荷的氨基酸端缺乏带正电荷的氨基酸端缺乏带正电荷的氨基酸端缺乏带正电荷的氨基酸，以及以及以及以及甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸和和和和脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸；C C C C 端端端端形成形成形成形成折叠折叠折叠折叠；中间中间中间中间富含富含富含富含羟羟羟羟基化基化基化基化的氨基酸，如的氨基酸，如的氨基酸，如的氨基酸，如丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸和和和和苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸。34精选课件（四）、叶绿体的蛋白质转运（四）、叶绿体的蛋白质转运l 转运到转运到转运到转运到基质基质基质基质的前体蛋白具有典型的的前体蛋白具有典型的的前体蛋白具有
39、典型的的前体蛋白具有典型的N N端序列。转运到端序列。转运到端序列。转运到端序列。转运到叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体内膜内膜内膜内膜和和和和类囊体膜类囊体膜类囊体膜类囊体膜的前体蛋白含有的前体蛋白含有的前体蛋白含有的前体蛋白含有两个两个两个两个N N端信号序端信号序端信号序端信号序列列列列，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白，第一个被切除后，暴露出第二个信号序列，将蛋白导向导向导向导向内膜内膜内膜内膜或或或或类囊体膜类囊体膜类囊体膜类囊体膜。叶叶叶叶绿绿绿绿体体体体的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质
40、定定定定向向向向转转转转运运运运35精选课件（五）、进入到细胞核的蛋白质（五）、进入到细胞核的蛋白质的运转：的运转：1 1、核孔的结构及作用；、核孔的结构及作用；2、核质蛋白上的入核信号、核质蛋白上的入核信号；3、核质蛋白入核的辅助蛋白；、核质蛋白入核的辅助蛋白；4 4、核质蛋白输入细胞核过程；、核质蛋白输入细胞核过程；36精选课件1 1、核孔的结构及作用、核孔的结构及作用（1）、）、结构结构结构结构：核孔由至少核孔由至少50种不同的蛋白质构成，种不同的蛋白质构成，称为称为核孔复合体核孔复合体核孔复合体核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。）。一般一般哺乳动物细胞哺乳
41、动物细胞哺乳动物细胞哺乳动物细胞平均有平均有30003000个核孔个核孔个核孔个核孔。细胞核。细胞核活动旺活动旺活动旺活动旺盛盛盛盛的细胞中核孔数目的细胞中核孔数目较多较多较多较多，反之较少。，反之较少。37精选课件l核孔是呈圆形或核孔是呈圆形或八角形八角形八角形八角形。主要包括以下几个部分：。主要包括以下几个部分：l胞质环胞质环胞质环胞质环（cytoplasmic ring），位于核孔复合体胞质一侧，），位于核孔复合体胞质一侧，环上有环上有8 8条纤维条纤维条纤维条纤维伸向胞质；伸向胞质；l核质环核质环核质环核质环（nuclear ring），位于核孔复合体核质一侧，上），位于核孔复合体核质
42、一侧，上面伸出面伸出8 8条纤维条纤维条纤维条纤维，纤维端部与，纤维端部与端环端环端环端环相连，构成笼子状的结构；相连，构成笼子状的结构；l转运器转运器转运器转运器（transporter），核孔中央的一个栓状的中央颗粒；），核孔中央的一个栓状的中央颗粒；l辐辐辐辐（Spoke）：核孔边缘伸向核孔中央的突出物。）：核孔边缘伸向核孔中央的突出物。 38精选课件 1982年年R. Laskey发现核内含量丰富的核质蛋白发现核内含量丰富的核质蛋白（nucleoplasmin）的）的C端有一个信号序列端有一个信号序列，可，可引导蛋白质引导蛋白质进入细胞核进入细胞核，称作，称作核定位信号核定位信号（nu
43、clear localization signal，NLS）。）。NLS由由4-8个氨基酸组成个氨基酸组成，含有，含有Pro、Lys和和Arg。对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入后后不被切除不被切除。2、核质蛋白上的入核信号：、核质蛋白上的入核信号：39精选课件3、核质蛋白入核的辅助蛋白、核质蛋白入核的辅助蛋白（1 1）、）、）、）、KaryopherinKaryopherin：是一类与是一类与是一类与是一类与核孔选择性核孔选择性核孔选择性核孔选择性运输有关运输有关运输有关运输有关的的的的蛋白家族蛋白家族蛋白家族蛋白家族，相当于，相当于，相当于
44、，相当于受体蛋白受体蛋白受体蛋白受体蛋白。其中。其中。其中。其中imporinimporin负责将蛋负责将蛋负责将蛋负责将蛋白从细胞质运进细胞核，白从细胞质运进细胞核，白从细胞质运进细胞核，白从细胞质运进细胞核，exportinexportin负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。（2 2 2 2）、）、）、）、RanRan蛋白蛋白蛋白蛋白：调节货物受体复合体的组装调节货物受体复合体的组装调节货物受体复合体的组装调节货物受体复合体的组装和和和和解体解体解体解体，在细胞核内在细胞核内在细胞核内在细胞核内Ran-GTPRan-GTP的含量远高于细胞质。的含
45、量远高于细胞质。的含量远高于细胞质。的含量远高于细胞质。40精选课件4 4、核质蛋白输入细胞核过程、核质蛋白输入细胞核过程蛋白与蛋白与NLS受体受体，即，即imporin /二聚体二聚体结合结合；货物与受体的复合物与货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合胞质环上的纤维结合；纤维向核弯曲纤维向核弯曲，转运器转运器构象发生改变，构象发生改变，货物通过货物通过；货物受体复合体与货物受体复合体与Ran-GTP结合结合，复合体解散复合体解散，释释放出货物放出货物；与与Ran-GTPRan-GTP结合的结合的结合的结合的imporin imporin ，输出细胞核，输出细胞核，输出细胞核，输出细胞核
46、，在，在细胞质细胞质细胞质细胞质中中中中Ran结合的结合的GTP水解水解，Ran-GDPRan-GDP返回细胞核重新转换返回细胞核重新转换返回细胞核重新转换返回细胞核重新转换为为为为Ran-GTPRan-GTP；imporin imporin 在核内在核内exportinexportin的帮助下的帮助下运回细胞质运回细胞质运回细胞质运回细胞质。41精选课件核质蛋白输入细胞核过程核质蛋白输入细胞核过程42精选课件（六）、溶酶体蛋白质、分泌蛋白质（六）、溶酶体蛋白质、分泌蛋白质及膜蛋白的转运膜泡运输及膜蛋白的转运膜泡运输1 1、膜泡运输的特点；、膜泡运输的特点；2 2、衣被类型；、衣被类型；3 3
47、、衣被的形成；、衣被的形成；4 4、衣被的解体；、衣被的解体；5 5、膜泡运输的过程；、膜泡运输的过程；6 6、蛋白质的外排作用分泌蛋白质的运输；、蛋白质的外排作用分泌蛋白质的运输；43精选课件（1）、膜泡运输是一种高度有组织的）、膜泡运输是一种高度有组织的定向运输定向运输;因为因为细胞器细胞器的胞质面具有特殊的的胞质面具有特殊的膜标志蛋白膜标志蛋白。决定细胞器识别的膜泡的决定细胞器识别的膜泡的特异性特异性。1、膜泡运输的特点：、膜泡运输的特点：44精选课件（2）、大多数运输小泡是在）、大多数运输小泡是在内质网内质网膜（或膜（或高尔基高尔基体膜体膜）的特定区域以）的特定区域以出芽出芽的方式产生
48、的。其表面的方式产生的。其表面具有一个具有一个笼子状笼子状的由的由蛋白质构成的蛋白质构成的衣被衣被（coat）。）。这种衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解这种衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解体。体。 衣被具有两个主要衣被具有两个主要作用作用： 选择性的将选择性的将特定蛋白聚集特定蛋白聚集在一起，形成运输在一起，形成运输小泡；小泡； 决定运输小泡的决定运输小泡的外部特征外部特征，如：，如：形状和体积形状和体积等。等。45精选课件（3）、胞内膜泡运输）、胞内膜泡运输沿微管或微丝运行沿微管或微丝运行；动力来自动力来自马达蛋白马达蛋白（motor proteins）；）；与膜泡运输有关的马达
49、蛋白有与膜泡运输有关的马达蛋白有3类：类：l l 动力蛋白动力蛋白（dynein），可向微管），可向微管负端移动负端移动；l l 驱动蛋白驱动蛋白（kinesin），可牵引物质向微管的），可牵引物质向微管的正端正端移动移动；l l 肌球蛋白肌球蛋白（myosin）,可向微丝的可向微丝的正极运动正极运动。 46精选课件2 2、衣被类型、衣被类型l l已知三类具有代表性的衣被蛋白，即：已知三类具有代表性的衣被蛋白，即：已知三类具有代表性的衣被蛋白，即：已知三类具有代表性的衣被蛋白，即：笼形蛋白笼形蛋白笼形蛋白笼形蛋白（clathrinclathrin）、）、）、）、COPICOPI和和和和COPI
50、ICOPII，每个介导不同的运输途径，每个介导不同的运输途径，每个介导不同的运输途径，每个介导不同的运输途径47精选课件（1）、笼形蛋白衣被小泡）、笼形蛋白衣被小泡A A、笼形蛋白衣被小泡是最早发现的衣被小泡，、笼形蛋白衣被小泡是最早发现的衣被小泡，、笼形蛋白衣被小泡是最早发现的衣被小泡，、笼形蛋白衣被小泡是最早发现的衣被小泡，介导高介导高介导高介导高尔基体尔基体尔基体尔基体到到到到溶酶体，高尔基体溶酶体，高尔基体溶酶体，高尔基体溶酶体，高尔基体到到到到植物液泡的运输；植物液泡的运输；植物液泡的运输；植物液泡的运输；笼笼笼笼形形形形蛋蛋蛋蛋白白白白衣衣衣衣被被被被小小小小泡泡泡泡的的的的形形形
51、形态态态态48精选课件B B、笼形蛋白的结构、笼形蛋白的结构l笼形蛋白分子形成一个具有笼形蛋白分子形成一个具有3个个曲臂曲臂的形状的形状（triskelion）。许多笼形蛋白的）。许多笼形蛋白的曲臂部分交织在曲臂部分交织在一起一起，形成一个笼子。，形成一个笼子。笼形蛋白的结构，笼形蛋白的结构，笼形蛋白的结构，笼形蛋白的结构，A A电镜照片，电镜照片，电镜照片，电镜照片，B B分子模型，分子模型，分子模型，分子模型，C C衣被模型衣被模型衣被模型衣被模型49精选课件C C、衔接蛋白（、衔接蛋白（adaptinadaptin）l l衔接蛋白衔接蛋白（adaptin）介于笼形蛋白介于笼形蛋白与与配体
52、受体配体受体复合物之间复合物之间，起连接作用。，起连接作用。笼笼笼笼形形形形衣衣衣衣被被被被小小小小泡泡泡泡的的的的组组组组成成成成50精选课件D D、动力素（、动力素（dynamindynamin）l l动力素动力素（dynamin）聚集成一圈围绕在）聚集成一圈围绕在芽芽的的颈部颈部，从而导致从而导致膜融合膜融合，掐断衣被小泡掐断衣被小泡。C Cl la at th hr ri in n衣衣衣衣被被被被小小小小泡泡泡泡的的的的掐掐掐掐断断断断过过过过程程程程51精选课件（2 2）COP ICOP I衣被小泡衣被小泡l负责转运内质网逃逸到负责转运内质网逃逸到负责转运内质网逃逸到负责转运内质网逃
53、逸到高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体的蛋白的蛋白的蛋白的蛋白返回内质网返回内质网返回内质网返回内质网。这种这种这种这种衣被蛋白复合体衣被蛋白复合体衣被蛋白复合体衣被蛋白复合体包含多达包含多达包含多达包含多达7 7种肽链种肽链种肽链种肽链。l l COP ICOP I衣被小泡还可以介导衣被小泡还可以介导衣被小泡还可以介导衣被小泡还可以介导高尔基体不同区域间高尔基体不同区域间高尔基体不同区域间高尔基体不同区域间的蛋的蛋的蛋的蛋白质运输。白质运输。白质运输。白质运输。C COOP P I I衣衣衣衣被被被被小小小小泡泡泡泡的的的的形形形形态态态态A、作用：、作用：52精选课件B B、回收原理、回收原
54、理l内质网的正常内质网的正常驻留蛋白驻留蛋白，在，在C端含有一段端含有一段回收回收信号序列信号序列（KDEL）高尔基体高尔基体cis面的面的膜上受体蛋膜上受体蛋白白可以识别并结合逃逸蛋白，形成可以识别并结合逃逸蛋白，形成COPI衣被小泡衣被小泡将它们将它们返回内质网返回内质网。K KD DE EL L序序序序列列列列53精选课件（3 3）、）、COPCOP衣被小泡衣被小泡l介导从介导从内质网内质网到到高尔基体高尔基体的物质运输的物质运输作用：作用：54精选课件3 3、衣被的形成过程、衣被的形成过程A、衣被召集衣被召集衣被召集衣被召集GTPGTP酶也叫酶也叫酶也叫酶也叫GG蛋白蛋白蛋白蛋白，起分
55、子开关的作用，起分子开关的作用，起分子开关的作用，起分子开关的作用，结合结合结合结合GDPGDP的形式没有活性，位于细胞质中，结合的形式没有活性，位于细胞质中，结合的形式没有活性，位于细胞质中，结合的形式没有活性，位于细胞质中，结合GTPGTP而活化，转位至膜上，能与衣被蛋白结合，促进组装。而活化，转位至膜上，能与衣被蛋白结合，促进组装。而活化，转位至膜上，能与衣被蛋白结合，促进组装。而活化，转位至膜上，能与衣被蛋白结合，促进组装。（1）、衣被召集）、衣被召集GTP酶酶55精选课件B B、衣被召集、衣被召集GTPGTP酶酶lCOPII衣被小泡的衣被召集衣被小泡的衣被召集GTP酶为酶为Sar 1
56、蛋蛋白，负责召集白，负责召集COPII衣被的形成。衣被的形成。56精选课件 鸟苷酸交换因子鸟苷酸交换因子（GEF）：）：GEF的作用是使的作用是使衣被衣被衣被衣被召集召集召集召集GTPGTP酶酶酶酶释放释放GDP，结合，结合GTP而而激活激活。 GTP酶激活蛋白酶激活蛋白（GTPase activating protein, GAP）。）。 GAP的作用是激活的作用是激活衣被召集衣被召集衣被召集衣被召集GTPGTP酶酶酶酶的的水水解活性解活性，使，使GTP水解，水解，G蛋白失活。蛋白失活。C、衣被召集衣被召集GTP酶具有的酶具有的调节蛋白调节蛋白57精选课件（2 2）、）、Sar 1Sar 1
57、的工作过程的工作过程l l 失活状态失活状态失活状态失活状态： Sar 1Sar 1大量存在于细胞质中，与大量存在于细胞质中，与大量存在于细胞质中，与大量存在于细胞质中，与GDPGDP结合结合结合结合的处于失活状态。的处于失活状态。的处于失活状态。的处于失活状态。l l 激活状态激活状态激活状态激活状态：Sar 1Sar 1释放释放释放释放GDPGDP，结合结合结合结合GTPGTP而激活。激活而激活。激活而激活。激活而激活。激活的的的的Sar 1Sar 1暴露出一条暴露出一条暴露出一条暴露出一条脂肪酸的尾巴脂肪酸的尾巴脂肪酸的尾巴脂肪酸的尾巴，插入内质网膜，然后，插入内质网膜，然后，插入内质网
58、膜，然后，插入内质网膜，然后开始开始开始开始召集衣被蛋白召集衣被蛋白召集衣被蛋白召集衣被蛋白，以衣被蛋白为模型形成运输小泡。，以衣被蛋白为模型形成运输小泡。，以衣被蛋白为模型形成运输小泡。，以衣被蛋白为模型形成运输小泡。C COOP P I II I衣衣衣衣被被被被小小小小泡泡泡泡的的的的组组组组装装装装58精选课件4 4、 COPII衣被衣被的解体的解体l衣被召集衣被召集GTP酶对衣被的形成其动态调节作用：酶对衣被的形成其动态调节作用：l l 当多数衣被召集当多数衣被召集GTP酶处于结合酶处于结合GTP的状态时，的状态时，它它催化衣被的形成催化衣被的形成； 反之当多数衣被召集反之当多数衣被召
59、集GTP酶在酶在GAP作用下水解作用下水解GTP为为GDP时，它时，它催化衣被的解体催化衣被的解体。 因此衣被的形成过程是边形成边解体的因此衣被的形成过程是边形成边解体的动态过程动态过程。59精选课件5 5、膜泡运输的过程：、膜泡运输的过程：l衣被小泡沿着细胞内的衣被小泡沿着细胞内的微管运输微管运输到靶细胞器，到靶细胞器，马达马达蛋白蛋白水解水解ATP提供运输的动力。提供运输的动力。l l 各类运输小泡之所以能够被准确地和靶膜融合，各类运输小泡之所以能够被准确地和靶膜融合，是因为是因为运输小泡表面的运输小泡表面的标志蛋白标志蛋白能被能被靶膜上的靶膜上的受体受体识识别；别；l l 识别过程的识别
60、过程的两类两类关键性的蛋白质是：关键性的蛋白质是： SNAREs（soluble NSF attachment protein receptor）：其介导运输小泡特异性）：其介导运输小泡特异性停泊和融合到特停泊和融合到特定的细胞器上定的细胞器上； Rabs（targeting GTPase）：）：调节调节运输小泡运输小泡靠近靠近靶膜靶膜。60精选课件（1 1）、）、SNAREsSNAREslSNAREsSNAREs的作用是保证的作用是保证的作用是保证的作用是保证识别的特异性识别的特异性识别的特异性识别的特异性和介导运输小泡和介导运输小泡和介导运输小泡和介导运输小泡与目标膜的与目标膜的与目标膜的
61、与目标膜的融合融合融合融合，l l SNAREsSNAREs有两类：有两类：有两类：有两类：位于运输小泡上的叫作位于运输小泡上的叫作位于运输小泡上的叫作位于运输小泡上的叫作v-SNAREsv-SNAREs，位于靶膜上的叫作位于靶膜上的叫作位于靶膜上的叫作位于靶膜上的叫作t-SNAREst-SNAREs。t t- -和和和和v v- -S SN NA AR RE E61精选课件A A、v-SNAREsv-SNAREs和和 t-SNAREst-SNAREs识别机理识别机理l都具有一个都具有一个螺旋结构域螺旋结构域，能相互缠绕形成，能相互缠绕形成SNAREs复合体（复合体（trans-SNAREs
62、complexes）。）。62精选课件B B、小泡的膜与靶膜的融合过程、小泡的膜与靶膜的融合过程l通过跨通过跨SNAREs复合体复合体将运输小泡的膜将运输小泡的膜与靶膜与靶膜拉在一起拉在一起，实现运输小泡实现运输小泡特特异性停泊和融合异性停泊和融合。63精选课件C C、SNAREsSNAREs的分离的分离lNSF（N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein, NSF， N-乙基顺丁烯二酰亚胺乙基顺丁烯二酰亚胺敏感融合蛋白敏感融合蛋白）催化催化 SNAREs的分离的分离，它是一种类似分子伴侣的，它是一种类似分子伴侣的ATP酶，能酶，能够利用够利用ATP作为
63、能量作为能量通过插入几个通过插入几个适配蛋白适配蛋白（adaptor protein）将）将SNAREs复合体的螺旋缠绕分开复合体的螺旋缠绕分开。SNARESNARE复合体的解离复合体的解离复合体的解离复合体的解离64精选课件（2 2）、）、RabsRabslRabRab也叫也叫也叫也叫 targeting GTPasetargeting GTPase，属于，属于，属于，属于单体单体单体单体GTPGTP酶酶酶酶，已知，已知，已知，已知3030余种。不同膜上具有不同的余种。不同膜上具有不同的余种。不同膜上具有不同的余种。不同膜上具有不同的RabRab，l l结合结合结合结合GDPGDP失活失活失
64、活失活，位于细胞质中，位于细胞质中，位于细胞质中，位于细胞质中，结合结合结合结合GTPGTP激活激活激活激活，位于，位于，位于，位于细胞膜、内膜和运输小泡膜上，细胞膜、内膜和运输小泡膜上，细胞膜、内膜和运输小泡膜上，细胞膜、内膜和运输小泡膜上，调节调节调节调节SNAREsSNAREs复合体的复合体的复合体的复合体的形成形成形成形成，从而，从而，从而，从而调节调节调节调节运输小泡的停泊和融合运输小泡的停泊和融合运输小泡的停泊和融合运输小泡的停泊和融合。R Ra ab b的的的的作作作作用用用用65精选课件6、蛋白质的外排作用分泌蛋白质的运输、蛋白质的外排作用分泌蛋白质的运输l外排作用外排作用：将
65、细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物：将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜质通过细胞质膜运出细胞运出细胞的过程。的过程。l 可分为：可分为：l 组成型的外排途径组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway）l 调节型外排途径调节型外排途径（regulated exocytosis pathway）l 组成型的外排途径组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway）：）：所有真核细胞所有真核细胞都有从都有从高尔基体高尔基体分泌囊泡向分泌囊泡向质膜质膜运输的过运输的过程，其作用在于程，其作用在于更新膜蛋白更新膜蛋白、
66、形成质膜外周蛋白、细胞、形成质膜外周蛋白、细胞外基质、或作为外基质、或作为营养成分营养成分和和信号分子信号分子。66精选课件l调节型外排途径调节型外排途径（regulated exocytosis pathway）：分泌细胞产生的分泌物（如激素、或）：分泌细胞产生的分泌物（如激素、或消化酶）消化酶）储存在分泌泡内储存在分泌泡内，当细胞在受到，当细胞在受到胞外信胞外信号刺激号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出释放出去去。l l 调节型的外排途径存在于调节型的外排途径存在于特化特化的的分泌细胞分泌细胞。其蛋。其蛋白白分选信号存在于蛋白本身分选信号存在于蛋白本身，
67、由，由高尔基体高尔基体特殊的特殊的受体选择性地包装为运输小泡。受体选择性地包装为运输小泡。67精选课件总结：总结：蛋白质的蛋白质的细胞定位及定向输送蛋白质的蛋白质的细胞定位及定向输送 多肽或蛋白质合成后要送往细胞的各个部分，以行多肽或蛋白质合成后要送往细胞的各个部分，以行多肽或蛋白质合成后要送往细胞的各个部分，以行多肽或蛋白质合成后要送往细胞的各个部分，以行使各自的生物功能。使各自的生物功能。使各自的生物功能。使各自的生物功能。 真核细胞质真核细胞质 核糖体合成的蛋白质核糖体合成的蛋白质胞浆胞浆内质网内质网线粒体线粒体细胞核细胞核细胞膜细胞膜高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体分泌到胞外分泌到胞外 原
68、核生物如原核生物如原核生物如原核生物如E.ColiE.Coli合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质 胞浆、质膜、胞浆、质膜、胞浆、质膜、胞浆、质膜、外膜、质膜与外膜之间的空隙。外膜、质膜与外膜之间的空隙。外膜、质膜与外膜之间的空隙。外膜、质膜与外膜之间的空隙。 68精选课件三、蛋白质合成后的折叠及加工修饰：三、蛋白质合成后的折叠及加工修饰：（一）、蛋白质合成后的折叠；（一）、蛋白质合成后的折叠；（二）、蛋白质合成后的加工修饰；（二）、蛋白质合成后的加工修饰；69精选课件（一）、蛋白质合成后的折叠：（一）、蛋白质合成后的折叠：1 1、一、一些些蛋白质能蛋白质能自自发发的的获得获得其成
69、其成熟熟的构型。这种的构型。这种能力称为蛋白质的能力称为蛋白质的自我装配能力自我装配能力。 将一将一种种蛋白质蛋白质变变性，根据它是否能性，根据它是否能复复性为活性形性为活性形式，可式，可检验检验这这种种蛋白质是否蛋白质是否具具有自发折叠的能力。有自发折叠的能力。这这种种能能力力被称被称为为自自我装我装配配(Self-assemby)。 任何蛋白质都需要高级的三维结构才能具有生物任何蛋白质都需要高级的三维结构才能具有生物活性。蛋白质的折叠就是由蛋白质的一级结构形成活性。蛋白质的折叠就是由蛋白质的一级结构形成高级结构的过程。高级结构的过程。70精选课件2 2、另外另外一一些蛋白质些蛋白质不能不能
70、进行进行自自我装我装配配，它们形，它们形成成正确正确的结构的结构需要需要分子分子伴侣伴侣(Chaperone)协助协助。（1 1）、）、定义：定义：分子分子伴侣伴侣是一是一种种能能介介导导蛋白质蛋白质进行进行正确正确地折叠地折叠的蛋白质。它能的蛋白质。它能使使蛋白质蛋白质获得正确获得正确的的构型。构型。（2）、分子伴侣的作用：）、分子伴侣的作用：A A、 对于在核糖体上延伸的蛋白质，分子伴侣通对于在核糖体上延伸的蛋白质，分子伴侣通过过结合在结合在靶靶蛋白质蛋白质装装配配过程过程中中暴露暴露的的反应表面反应表面，并并阻止阻止这这些些反应表面之间的相互反应表面之间的相互作用作用产产生生不不正确正确
71、的构型的构型来来完完成的。成的。 也就是说也就是说是是通过通过防止防止蛋白质蛋白质错误错误折叠折叠来帮助蛋来帮助蛋白质完成折叠的白质完成折叠的。71精选课件B B、对于折叠错误的蛋白质：、对于折叠错误的蛋白质： 分子分子伴侣伴侣会会识别识别错误错误折叠折叠的蛋白质，的蛋白质，帮助帮助其其重重新折叠成正确的构型新折叠成正确的构型或或介介导导其其降解降解。C C、对于跨膜蛋白质：、对于跨膜蛋白质： 跨膜蛋白质在跨膜蛋白质在进入进入膜膜之前需要之前需要保持未保持未折叠折叠状状态态，其原因可能是其原因可能是由由于成于成熟熟的蛋白质的蛋白质对对于于进入通进入通道道来说来说太太大，不易跨膜的缘故。大，不易
72、跨膜的缘故。 分子分子伴侣伴侣会会阻止跨膜蛋白质阻止跨膜蛋白质形成不形成不利利于于跨跨膜运膜运输输的构型；从而使蛋白质顺利的构型；从而使蛋白质顺利通过通过膜。一旦蛋白质跨膜。一旦蛋白质跨过膜之后，过膜之后，就就需要需要另另外的分子外的分子伴侣协助伴侣协助其形成成其形成成熟熟的构型。的构型。72精选课件D、对于热变性的蛋白质：、对于热变性的蛋白质： 分子伴侣最初的发现是对于热处理细胞的研究，分子伴侣最初的发现是对于热处理细胞的研究，发现热处理会诱导细胞大量合成一些蛋白质，称发现热处理会诱导细胞大量合成一些蛋白质，称为为热休克蛋白热休克蛋白（Heat shock protein，hsp）。后来）。
73、后来发现它们中的一些有帮助热变性的蛋白质复性的发现它们中的一些有帮助热变性的蛋白质复性的作用，因此将这些热休克蛋白称为分子伴侣。作用，因此将这些热休克蛋白称为分子伴侣。 分子伴侣能够帮助热变性的蛋白质重新回复构象分子伴侣能够帮助热变性的蛋白质重新回复构象或者介导其降解。其机理与分子伴侣帮助刚翻译或者介导其降解。其机理与分子伴侣帮助刚翻译完成的多肽链折叠成正确的空间构型相同。完成的多肽链折叠成正确的空间构型相同。73精选课件A A、Hsp70 Hsp70 系统包括系统包括Hsp70Hsp70、Hsp40Hsp40 和和GrpEGrpE。 作用对象：它们能作用于作用对象：它们能作用于新合成的蛋白质
74、新合成的蛋白质、跨跨膜运输的蛋白质膜运输的蛋白质和在胁迫下和在胁迫下变性的蛋白质变性的蛋白质。B、 Hsp60Hsp60家族蛋白质结构：家族蛋白质结构： a a、Hsp60Hsp60包括包括Hsp60Hsp60和和Hsp10Hsp10。（3）、常见的分子伴侣主要有）、常见的分子伴侣主要有Hsp70 分子伴侣家分子伴侣家族族系统和系统和Hsp60分子伴侣家族：分子伴侣家族：74精选课件 b、 Hsp60Hsp60的结构：的结构：的结构：的结构： Hsp60Hsp60 本身本身本身本身( (在在在在E. coliE. coli中中中中称称称称为为为为GroEL)GroEL)形成形成形成形成具具具具
75、有有有有14 14 个个个个亚亚亚亚基基基基的结构，以的结构，以的结构，以的结构，以相相相相反反反反的的的的方方方方向向向向互互互互相相相相堆堆堆堆叠叠叠叠成成成成两个两个两个两个七七七七聚聚聚聚体环体环体环体环。这两个这两个这两个这两个环环环环的的的的顶顶顶顶部及部及部及部及底底底底部的部的部的部的表面表面表面表面是是是是完完完完全全全全相同相同相同相同的。中心的的。中心的的。中心的的。中心的空洞贯空洞贯空洞贯空洞贯穿穿穿穿这两个这两个这两个这两个环环环环。Hsp60 （GroEL） 形形成一个成一个包含包含两两个个环环型结构的型结构的寡寡聚聚体体75精选课件c c、Hsp10 Hsp10
76、结构：结构：结构：结构：Hsp10Hsp10 ( (在在在在E. coliE. coli为为为为GroES)GroES)七七七七聚聚聚聚体体体体形成的形成的形成的形成的隆隆隆隆起起起起的的的的钟罩钟罩钟罩钟罩结结结结构构构构，与，与，与，与双双双双环环环环中的一个中的一个中的一个中的一个表面表面表面表面结合。这个结合。这个结合。这个结合。这个隆隆隆隆起起起起位于活性中位于活性中位于活性中位于活性中心的心的心的心的上上上上方方方方，覆盖覆盖覆盖覆盖HSP60HSP60形成的圆柱形成的圆柱形成的圆柱形成的圆柱体体体体的一个的一个的一个的一个开开开开口口口口。76精选课件 HSP60HSP60在在指
77、导蛋白质折叠指导蛋白质折叠的的过程过程中中起到了起到了重重要要的作用，的作用，而而HSP10起起辅辅助助HSP60HSP60活性的活性的功功能。能。 HSP60HSP60与与底底物的物的相相互互作用是以待折叠的蛋白质作用是以待折叠的蛋白质表表面面和和HSP60HSP60 暴露暴露在活性在活性空洞空洞中中残残基基之之间间的的疏水疏水相相互互作用为作用为基基础础的。的。d、HSP60家族帮助蛋白质折叠的机理：家族帮助蛋白质折叠的机理：77精选课件（二）、蛋白质合成后的加工修饰：（二）、蛋白质合成后的加工修饰：1、加工修饰的主要类型；、加工修饰的主要类型；2、蛋白质的糖基化修饰：、蛋白质的糖基化修饰
78、：（1）、内质网中进行的糖基化修饰；）、内质网中进行的糖基化修饰；（2）、高尔基体中进行的糖基化修饰；）、高尔基体中进行的糖基化修饰；78精选课件（1 1）、）、）、）、N N端甲酰基或端甲酰基或端甲酰基或端甲酰基或N N端端端端aaaa的除去的除去的除去的除去：原核生物原核生物 fMet - (aa) nMet(aa)n（aa）n or (aa)n-m去甲酰基酶去甲酰基酶氨肽酶氨肽酶 多数情况下，在肽链合成中，即当肽链的多数情况下，在肽链合成中，即当肽链的多数情况下，在肽链合成中，即当肽链的多数情况下，在肽链合成中，即当肽链的N N端游离端游离端游离端游离出核糖体后，立即进行去甲酰化。出核糖
79、体后，立即进行去甲酰化。出核糖体后，立即进行去甲酰化。出核糖体后，立即进行去甲酰化。 真核生物真核生物真核生物真核生物N N端端端端MetMet常常在肽链的其他部分还未完常常在肽链的其他部分还未完常常在肽链的其他部分还未完常常在肽链的其他部分还未完全合成时全合成时全合成时全合成时, , 就已经水解下来。就已经水解下来。就已经水解下来。就已经水解下来。1、蛋白质修饰的主要类型：、蛋白质修饰的主要类型：79精选课件（2）、信号肽）、信号肽(signal peptide)的切除的切除80精选课件（3）. 二硫键的形成二硫键的形成： （4 4）. . 氨基酸的修饰：氨基酸的修饰：氨基酸的修饰：氨基酸的
80、修饰： 乙酰化、甲基化、磷酸化、羟基化、泛酸化、糖基乙酰化、甲基化、磷酸化、羟基化、泛酸化、糖基乙酰化、甲基化、磷酸化、羟基化、泛酸化、糖基乙酰化、甲基化、磷酸化、羟基化、泛酸化、糖基化等化等化等化等 （5）. 切去新生肽链中非功能所需的肽段：切去新生肽链中非功能所需的肽段： 如胰岛素原如胰岛素原胰岛素，胰凝乳蛋白酶原胰岛素，胰凝乳蛋白酶原胰凝胰凝乳蛋白酶乳蛋白酶 81精选课件2、对蛋白质糖基化修饰：、对蛋白质糖基化修饰：细胞中对蛋白质糖基化修饰的主要细胞器：内细胞中对蛋白质糖基化修饰的主要细胞器：内质网、高尔基体。质网、高尔基体。 在内质网中主要是对蛋白质中在内质网中主要是对蛋白质中天冬酰胺
81、天冬酰胺残基进残基进行的行的N连接的糖基化修饰；连接的糖基化修饰； 在高尔基体中主要是对苏氨酸、丝氨酸残基进在高尔基体中主要是对苏氨酸、丝氨酸残基进行的行的O连接的糖基化修饰；连接的糖基化修饰；82精选课件 内质网中进行的糖基化过程内质网中进行的糖基化过程(1)、糖链的合成：、糖链的合成：l 供体：糖的供体为供体：糖的供体为核苷核苷核苷核苷糖糖糖糖(nucleotide sugar)，如，如CMP-唾液酸、唾液酸、GDP-甘露甘露糖、糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。乙酰葡糖胺等。l 合成：糖分子首先被合成：糖分子首先被糖糖糖糖基转移酶基转移酶基转移酶基转移酶转移到位于内质转移到位于内质网膜中的网
82、膜中的磷酸长醇磷酸长醇磷酸长醇磷酸长醇分子上，分子上，装配成寡糖链。装配成寡糖链。83精选课件l寡糖转移酶寡糖转移酶转到转到新合成寡糖链到多新合成寡糖链到多肽链的特定序列肽链的特定序列（Asn-X-Ser或或Asn-X-Thr）的）的天冬酰胺天冬酰胺残基上。残基上。(2)、糖链转移到正在合成的蛋白质上、糖链转移到正在合成的蛋白质上84精选课件高尔基体中蛋白高尔基体中蛋白N-N-糖基化的修饰糖基化的修饰l部位：部位：高尔基潴泡高尔基潴泡高尔基潴泡高尔基潴泡；l 糖残基供体：糖残基供体：核苷酸单糖核苷酸单糖核苷酸单糖核苷酸单糖，如：，如：UDP-葡萄糖、葡萄糖、UDP-半乳糖半乳糖等；等；l 过程
83、：从内质网运到高尔基体糖蛋白的糖链中的大部分过程：从内质网运到高尔基体糖蛋白的糖链中的大部分甘露甘露甘露甘露糖被切除糖被切除糖被切除糖被切除，但又被多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分，但又被多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子；子；l 糖蛋白的糖蛋白的空间结构空间结构空间结构空间结构决定了它可以和那一种糖基转移酶结合，决定了它可以和那一种糖基转移酶结合，从而发生特定的糖基化修饰；从而发生特定的糖基化修饰；l 最后最后最后最后一个糖残基往往是一个糖残基往往是唾液酸唾液酸唾液酸唾液酸，因此糖链末端一般程，因此糖链末端一般程负电性负电性负电性负电性。85精选课件（3）、高尔基体中进行的）、高尔基体中进行的O连连接的糖基化接的糖基化l l许多糖蛋白同时具有许多糖蛋白同时具有N-连接的糖链和连接的糖链和O-连接的糖连接的糖链。链。O-连接的糖基化在高尔基体中进行；连接的糖基化在高尔基体中进行；l l通常第一个连接上去的糖单元是通常第一个连接上去的糖单元是N-乙酰半乳糖乙酰半乳糖，连接的部位为连接的部位为Ser、Thr的的OH基团基团；l l然后逐次将糖基转移到上去形成寡糖链，糖的供然后逐次将糖基转移到上去形成寡糖链，糖的供体同样为体同样为核苷糖核苷糖，如，如UDP-半乳糖。半乳糖。86精选课件
