细胞生物学_09真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输提高.ppt

第三节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输; 信号肽的一级序列 信号肽一级序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n） 三个区域构成。以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白 gp160信号肽为例，显示出两者的n区长度明显不同 ;⒉蛋白质分选信号 细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面：其一是蛋白质中包含特殊的信号序列，其二是细胞器上具特定的信号识别装置。 信号肽→信号识别颗粒→信号识别颗粒受体;在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、DP和微粒体的关系 ;细胞类至少存在两类蛋白质分选的信号： ①信号序列：存在于蛋白质一级结上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶切除。 ②信号斑：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。 ③每一种信号序列决定特殊的蛋白质转运方向，如输入内质网的蛋白质通常N端具有一段信号序列，含有6-15个带正电荷的非极性氨基酸。目前对于信号斑了解较少，主要是因为它存在于复杂的三维结构中，很难将其分离出来研究。;;蛋白质合成和分选的分泌途径;分泌蛋白的成熟过程;蛋白质的分选运输途径主要有四类： ⒈门控运输（gated transport）：如核孔可以选择性的主动运输大分子物质和RNP复合体，并且允许小分子物质自由进出细胞核。 ⒉跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质基质中合成的蛋白质在信号序列的引导下，通过线粒体上的转位因子，以解折叠的线性分子进入线粒体。 ⒊膜泡运输（vesicular transport）：蛋白质被选择性地包装成运输小泡，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。 ⒋蛋白质在细胞基质中的运输（细胞骨架体系）。;三、膜泡运输; 大多数运输小泡是在膜的特定区域以出芽方式产生的。其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被，衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解体。衣被具有两个主要作用：①选择性的将特定蛋白聚集在一起，形成运输小泡；②如同模具一样决定运输小泡的外部特征，相同性质的运输小泡之所以具有相同的形状和体积。 胞内膜泡运输沿微管或微丝运行，动力来自马达蛋白。与膜泡运输有关的马达蛋白有3类：一类是动力蛋白，可向微管负端移动；另一类为驱动蛋白，可牵引物质向微管的正端移动；第三类是肌球蛋白,可向微丝的正极运动。在马达蛋白的作用下，可将膜泡转运到特定的区域， ; 已知三类具有代表性的衣被蛋白，即：笼形蛋白（网格蛋白）、COPI和COPII，各介导不同的运输途径。;网格蛋白衣被小泡(电镜照片，分子模型，衣被模型);网格蛋白衣被小泡的形态; 网格蛋白形成的衣被中还有衔接蛋白（adaptin），介于笼形蛋白与配体受体复合物之间，起连接作用。目前至少发现4种不同类型的衔接蛋白，可分别结合不同类型的受体，形成不同性质的转运小泡。 当笼形蛋白衣被小泡形成时，可溶性蛋白动力素（dynamin）聚集成一圈围绕在芽的颈部，将小泡柄部的膜拉近（小于1.5nm），导致膜融合，动力素是一种GTP酶，调节小泡以出芽形式脱离膜的速率。动力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的颈部聚集，通过改变膜的形状和膜脂的组成，促使小跑颈部的膜融合，形成衣被小泡。 当衣被小泡从膜上释放后，衣被很快就解体，属于hsp70家族的一种分子伴侣充当衣被解体的ATP酶。;笼形衣被小泡的组成;Clathrin衣被小泡的掐断过程;⒉COP I衣被小泡 负责回收、转运内质网逃逸蛋白（escaped proteins）返回内质网。起初发现于高尔基体碎片，在含有ATP的溶液中温育时，能形成非笼形蛋白包被的小泡。 内质网向高尔基体输送运输小泡时，一部分自身的蛋白质也不可避免的被运送到了高尔基体。内质网通过两种机制维持蛋白质的平衡 ：一是转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，例如有些驻留蛋白参与形成大的复合物，因而不能被包装在出芽形成的转运泡中，结果被保留下来；二是通过对逃逸蛋白的回收机制，使之返回它们正常驻留的部位。; 内质网的正常驻留蛋白，不管在腔中还是在膜上，它们在C端含有一段回收信号序列（retrieval signals），如果它们被意外地逃逸进入转运泡从内质网运至高尔基体cis面，则cis面的膜结合受体蛋白将识别并结合逃逸蛋白的回收信号，形成COPI衣被小泡将它们返回内质网。内质网腔中的蛋白，如蛋白二硫键异构酶和协助折叠的分子伴侣，均具有典型的回收信号Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。内质网的膜蛋白（如SRP受体）在C