核核糖糖体体上上蛋蛋白白质的的成成与与去去向向膜结合核糖体游离核糖体细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 细胞胞质基基质细胞核胞核溶溶酶体体高高尔基体基体内内质网网线粒体粒体过氧化物氧化物酶体体分泌分泌颗粒粒内体内体细胞表面胞表面核糖体核糖体游离核糖体膜结合核糖体不同部位的蛋白质如何准确地到达目的地？细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第十章第十章 细胞内蛋白质细胞内蛋白质的分选和运输的分选和运输Triettransportdesprotéinesntracellulaires细胞根据蛋白胞根据蛋白质是否是否携有携有分分选信号信号，以及，以及分分选信号信号的的性性质，，选择性性地将其送到地将其送到细胞不同的胞不同的部位，部位，这一一过程称程称为蛋白蛋白质分分选(Tri des protéines)和和蛋白蛋白质靶向运靶向运输（（l’adressage des protéines）大多数蛋白质带有分选信号细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第一节第一节 细胞内蛋白质的分选信号细胞内蛋白质的分选信号 以及运输途径和方式以及运输途径和方式一、信号假说（Hypothesisdesignal）和分选信号1975年提出的假说内容：新合成蛋白质的N-末端有一段信号序列，叫信号肽，其作用是将肽链在合成过程中引导至内质网膜上，并在内质网中完成蛋白质合成，信号序列本身则在蛋白质合成完成前在内质网中被切除。
细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999"for the discovery that proteins have intrinsic signals that govern their transport and localization in the cell" Günter Blobel USA Rockefeller University New York, NY, USA; Howard Hughes Medical Institute 提出提出“蛋白蛋白质上的信号序列上的信号序列决定其所在的位置决定其所在的位置”的理的理论细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 分选信号引引导蛋白蛋白质到达正确的地点到达正确的地点 分分选信号有两信号有两类1.1.信号信号肽peptide signal：蛋白：蛋白质多多肽链上的一段上的一段2.2.连续的特定氨基酸序列，具有分的特定氨基酸序列，具有分选信号的功能信号的功能3.3.可位于多可位于多肽链的任何部位，完成分的任何部位，完成分选任任务后常后常被被4.4.切除。
切除信号斑信号斑信号肽信号肽细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 分选信号引引导蛋白蛋白质到达正确的地点到达正确的地点 2.信号斑信号斑plaque signal ：位于多：位于多肽链不同不同部位的几个特定氨基酸序列部位的几个特定氨基酸序列经折叠后折叠后形成的斑形成的斑块区，具有分区，具有分选信号的功能信号的功能信号斑是一种三信号斑是一种三维结构完成分构完成分选任任务后后仍然存在仍然存在信号斑信号斑信号肽信号肽细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 不同的氨基酸序列作为分选信号决定蛋白质运输的方向细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 二、细胞内蛋白质运输的途径2.2.共翻译转运共翻译转运的蛋白质运输途径的蛋白质运输途径溶溶酶体体高高尔基体基体内内质网网分泌分泌颗粒粒内体内体细胞表面胞表面细胞胞质基基质细胞核胞核线粒体粒体过氧化物氧化物酶体体1.1.翻译后转运翻译后转运的蛋白质运输途径的蛋白质运输途径3.3.蛋白质的蛋白质的胞吞途径胞吞途径溶溶酶体体内体内体细胞外胞外已合成已合成蛋白蛋白质合成中合成中蛋白蛋白质细胞外胞外蛋白蛋白质生物合成生物合成-分泌途径分泌途径细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 三、细胞内蛋白质的运输方式1.门控运控运输：：细胞胞质基基质-细胞核胞核分分选信号信号-核孔复合体上相核孔复合体上相应受体受体2.穿膜运穿膜运输：：细胞胞质基基质-细胞器胞器分分选信号信号-细胞器膜上相胞器膜上相应转运子运子3.小泡运小泡运输：：细胞器胞器-细胞器（胞器（细胞膜）胞膜）分分选信号信号-运运输小泡膜上相小泡膜上相应受体受体细胞核胞核叶叶绿体体线粒体粒体过氧化物氧化物酶体体内内质网网高高尔基体基体溶溶酶体体内体内体细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第二节第二节 细胞内蛋白质的门控运输细胞内蛋白质的门控运输一、门控运输的蛋白质分选信号及其受体二、门控运输的能量来源（略）三、门控运输中大分子转运的调节（略）细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第二节第二节 细胞内蛋白质的门控运输细胞内蛋白质的门控运输运输通过核孔复合体进行，称为运输通过核孔复合体进行，称为门控运输门控运输( (transporttransport à travers es pores nucléaires à travers es pores nucléaires) )，，该过程需要消耗能量。
该过程需要消耗能量小分子自由通过/大分子门控运输核孔复合体似可核孔复合体似可调控的控的门，介，介导选择性的双向运性的双向运输细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 蛋白质的核输入与核输出带核定位信号的蛋白质核输入受体核输出受体带核输出信号的蛋白质进出出细胞核的蛋白胞核的蛋白质分分别含有含有核定位信号核定位信号和和核核输出信号，出信号，可可为信号信号肽，也可，也可为信号斑；不被切除，可反复使用信号斑；不被切除，可反复使用核核输入受体入受体识别核定位信号，核核定位信号，核输出受体出受体识别核核输出信号 细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第三节第三节 细胞内蛋白质的穿膜运输细胞内蛋白质的穿膜运输一、蛋白质从细胞质基质到线粒体的运输（略）二、蛋白质从细胞质基质到过氧化物酶体的运输（略）三、蛋白质从细胞质基质到内质网的运输蛋白质穿过细胞器的膜从细胞质基质进入细胞器内蛋白质穿过细胞器的膜从细胞质基质进入细胞器内的运输方式称为的运输方式称为穿膜运输穿膜运输(transport à travers la membrane )(transport à travers la membrane )，，靶细胞器膜上存在蛋白质转运子，识别分选信号。
靶细胞器膜上存在蛋白质转运子，识别分选信号细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 一、蛋白从细胞质基质到线粒体的运输分选信号和识别翻译后转运（成熟构型成熟构型）二、蛋白从细胞质基质到过氧化物酶体的运输转运途径：基质腔、膜间腔和内膜翻译后转运（线性性）分选信号和识别能量（ATP水解水解）转运子转运子能量（ATP水解，水解， H+跨膜跨膜电化学梯度化学梯度）细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 在糙面内质网上合成的蛋白质有两种形式，在糙面内质网上合成的蛋白质有两种形式，1.膜蛋白膜蛋白2.可溶性蛋白可溶性蛋白细胞器胞器驻留留蛋白蛋白分泌分泌蛋白蛋白胞外胞内细胞膜高尔基体内质网三、蛋白质从细胞质基质到内质网的运输蛋白质进行的是一种蛋白质进行的是一种穿膜运输穿膜运输，转运在蛋白质合成的，转运在蛋白质合成的过程中进行，即过程中进行，即共翻译转运，共翻译转运，此运输过程不需要直接能量细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 1.1.可溶性蛋白质到内质网腔的运输转运子的中央孔与核糖体大亚基的中央通道对齐，供多肽链穿入信号信号肽引引导多多肽链通通过内内质网膜上蛋白网膜上蛋白质转运子运子进入内入内质网网蛋白质转运子细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 1.1.可溶性蛋白质到内质网腔的运输可溶性蛋白质到内质网腔的运输内质网与蛋白合成信号信号肽、信号、信号识别颗粒、信号粒、信号识别颗粒粒受体等的相互作用使核糖体附着。
受体等的相互作用使核糖体附着信号识别颗粒（SRP）：细胞胞质基基质中的核蛋白复合体，中的核蛋白复合体，识别信号信号肽、核糖体SRPSRP受体信号肽转运子信号肽酶细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 2.2.跨膜蛋白到内质网膜的运输跨膜蛋白到内质网膜的运输内质网与蛋白合成跨膜蛋白有多种插入内质网膜的方式，决定了转移到细胞器膜上以及质膜上后膜蛋白分布的不对称性SRP受体信号肽SRP跨膜蛋白细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 蛋白质在游离核糖体上合成还是在附着核糖体上合成？看它们的分选信号而定 ！为什么只有内质网上才有核糖体附着？经过内质网的蛋白质都是共翻译转运方式！细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 第四节第四节 细胞内蛋白质的小泡运输细胞内蛋白质的小泡运输 细胞器之间通过运输小泡进行的蛋白质运输称为细胞器之间通过运输小泡进行的蛋白质运输称为小泡运输小泡运输(transport vésiculaire)(transport vésiculaire)，，该过程需要消耗能量该过程需要消耗能量小泡运输的途径：小泡运输的途径：1.1.生物合成生物合成- -分泌途径分泌途径 2.2.胞吞途径胞吞途径细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 •伴随膜的运动• 耗能• 能运输膜蛋白、膜脂、可溶性蛋白要运输的蛋白质衣被蛋白一、运一、运输小泡的形成小泡的形成细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 三种类型的有被小泡介导不同的运输途径网格蛋白有被小泡：网格蛋白有被小泡：质膜膜-溶溶酶体，高体，高尔基体基体-晚期内体晚期内体 COPI有被小泡：高有被小泡：高尔基体膜囊基体膜囊间，高，高尔基体基体-内内质网网COPII有被小泡：内有被小泡：内质网网-高高尔基体基体大多数运输小泡为有被小泡（vesicles recouverts ），已知的有被小泡根据衣被蛋白不同分三种类型。
细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 运输小泡从供膜出芽形成，按其特殊的表面标志定向运输至靶膜表面，被膜上受体识别，小泡膜与靶膜融合，释放所携带的蛋白质跨膜蛋白跨膜蛋白snare帮助运帮助运输小泡与靶膜小泡与靶膜识别并融合并融合细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 神经细胞肌肉细胞乙酰胆碱乙酰胆碱受体神经细胞中含神经递质的运输小泡由snare介导与神经末梢细胞膜融合，从而释放出神经递质，传导神经冲动细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 从从细胞表面到胞表面到细胞内胞内的蛋白的蛋白质分分选和运和运输1.吞噬作用吞噬作用（phagocytose）2.吞吞饮作用作用（pinocytose）（（receptor-mediatedendocytosis））3.受体介受体介导的内吞作用的内吞作用吞噬作用吞饮作用二、胞吞途径二、胞吞途径 （voies d‘endocytose）细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 细胞胞摄入胆固醇的方法入胆固醇的方法（（LDL颗粒）粒）-受体介受体介导的胞吞的胞吞有被小泡有被小泡细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 遗传性高胆固醇血症原因之一遗传性高胆固醇血症原因之一受体缺陷：不能形成有被小泡受体缺陷：不能形成有被小泡细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 溶溶酶体的形成与胞吞密切相关体的形成与胞吞密切相关早期内体早期内体晚期内体晚期内体溶溶酶体体高高尔基体基体细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 三、生物合成三、生物合成-分泌途径分泌途径从从细胞内到胞内到细胞表面的蛋白胞表面的蛋白质分分选和运和运输1.内质网与高尔基体之间 前向小泡运输、逆向小泡运输2.高尔基体膜囊间3.高尔基体到细胞表面 固有分泌途径、受调分泌途径细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 内内质网与高网与高尔基体之基体之间的小泡运的小泡运输COPI有被小泡逆向运输COPII有被小泡前向运输高尔基体通过受体识别内质网驻留蛋白的信号序列，用COPI运输小泡收集这些蛋白并回输到内质网。
细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 高高尔基体到基体到细胞表面的蛋白胞表面的蛋白质分分选运运输受调分泌途径：激素、消化酶、神经递质固有分泌途径：膜蛋白、膜脂、细胞外基质细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 蛋白蛋白质的小泡运的小泡运输途径途径生物合成－分泌途径 回输途径胞吞途径细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 膜蛋白的形成和运输膜结构的流动性细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 本章小结¨细胞根据蛋白是否携有分胞根据蛋白是否携有分选信号，及分信号，及分选信号的性信号的性质，，选择性性地将其送到地将其送到细胞不同的部位，称胞不同的部位，称为胞内蛋白的胞内蛋白的分分选和和靶向运靶向运输¨分分选信号信号多多为特定的氨基酸序列，形成特定的氨基酸序列，形成信号信号肽或信号斑或信号斑如核输入入输出信号、内出信号、内质网的定位和网的定位和驻留信号、留信号、线粒体、粒体、过氧化物氧化物酶体的定位信号等同体的定位信号等同时，分，分选信号也可以信号也可以经加工修加工修饰而成，如而成，如溶溶酶体体酶携携带的的M-6-P分分选信号¨细胞内蛋白胞内蛋白质有多种有多种运运输途径途径，如到核、，如到核、线粒体、粒体、过氧化物氧化物酶体的运体的运输在翻在翻译后后进行行，称称翻翻译后后转运运途径；到内途径；到内质网的运网的运输是在翻是在翻译的的过程中程中进行，称行，称共翻共翻译转运运途径，此途径途径，此途径还包括蛋白包括蛋白从内从内质网网经高高尔基体到基体到细胞外（生物合成－分泌途径）和溶胞外（生物合成－分泌途径）和溶酶体体的运的运输；；细胞胞对胞外蛋白的胞外蛋白的摄取取则是通是通过胞吞作用完成，称胞吞作用完成，称胞吞胞吞途径。
途径细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 ¨细胞不同部位的蛋白胞不同部位的蛋白质存在不同的存在不同的运运输方式方式，如通，如通过核孔复核孔复合体合体进出核的运出核的运输为门控运控运输；到内；到内质网、网、线粒体、粒体、过氧化物氧化物酶体的运体的运输为穿膜运穿膜运输；而从内；而从内质网到高网到高尔基体，高基体，高尔基体的各个基体的各个区室之区室之间，以及由高，以及由高尔基体到溶基体到溶酶体、体、细胞膜或重新运回内胞膜或重新运回内质网网的运的运输是由是由运运输小泡小泡介介导的¨门控运控运输为通通过核孔复合体核孔复合体进出核的运出核的运输，是一个，是一个信号信号识别（核（核输入、入、输出受体分出受体分别识别核核输入、入、输出信号）和出信号）和载体介体介导的的主主动运运输过程具有选择性、双向性、耗能性、双向性、耗能的特点蛋白在的特点蛋白在核核质间的的转运受运受严格的控制格的控制¨线粒体、内粒体、内质网、网、过氧化物氧化物酶体三种体三种细胞器的蛋白胞器的蛋白质输入皆入皆为穿膜运穿膜运输需要定位信号、信号需要定位信号、信号识别的受体、蛋白的受体、蛋白质转运子运子等多种等多种结构的构的协同完成细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 ¨胞吞途径和生物合成－分泌途径是通胞吞途径和生物合成－分泌途径是通过小泡运小泡运输完成的。
已知完成的已知运运输小泡的小泡的类型型有三有三类：网格蛋白有被小泡；：网格蛋白有被小泡；COPI有被小泡；有被小泡；COPII有被小泡分有被小泡分别介介导不同部位的小泡运不同部位的小泡运输¨小胞运小胞运输的基本的基本过程程包括包括1.供膜上的小泡芽生；供膜上的小泡芽生；2.运运输成分成分（膜和可溶性蛋白）的装入（膜和可溶性蛋白）的装入;3.小泡的运小泡的运输和靶位的和靶位的识别(SNARE分子的作用分子的作用)；；4.小泡的停靠和膜融合小泡的停靠和膜融合,完成运完成运输¨胞吞途径胞吞途径是指是指细胞通胞通过胞吞作用（吞噬、吞胞吞作用（吞噬、吞饮、受体介、受体介导的的胞吞）将胞外大分子装入胞吞小泡，胞吞）将胞外大分子装入胞吞小泡，经内体到达溶内体到达溶酶体，并在体，并在那里被消化降解那里被消化降解¨生物合成－分泌途径生物合成－分泌途径是指从内是指从内质网到高网到高尔基体，高基体，高尔基体各区基体各区室室间，以及从高，以及从高尔基体到基体到细胞表面或溶胞表面或溶酶体的蛋白运体的蛋白运输过程其中既包括前向小泡运其中既包括前向小泡运输，也有逆向小泡运，也有逆向小泡运输细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 思考题一、解一、解释名名词门控运控运输穿膜运穿膜运输小泡运小泡运输翻翻译后后转运运共翻共翻译转运运信号信号肽（斑）（斑）靶向运靶向运输生物合成－分泌途径生物合成－分泌途径胞吞途径胞吞途径受受调分泌分泌固有分泌固有分泌吞噬作用吞噬作用受体介受体介导的内吞的内吞三、同三、同样是穿膜运是穿膜运输，，试比比较线粒体、内粒体、内质网、网、过氧化物氧化物酶体三种体三种细胞器的蛋白胞器的蛋白质输入有何异同点。
入有何异同点二、二、请描描绘出出细胞运胞运输蛋白蛋白质的的‘路路线图’，并，并结合合路路线图说明运明运输所采用的方式所采用的方式细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 四、小泡运四、小泡运输如何完成分如何完成分选和定向运和定向运输的？的？五、五、请说明明细胞是如何通胞是如何通过小泡运小泡运输，来保，来保证各种膜各种膜结构成分的构成分的稳定分布的？定分布的？细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！细胞内蛋白质的分选和运输细胞生物学-1 。