细胞生物学(第五版)-第6章-蛋白质分选与膜泡运输.pptx

蛋白质分选与膜泡运输细胞是生命活动的基本单位。蛋白质在细胞内的正确定位对维持细胞功能至关重要。膜泡运输是细胞内物质运输的重要方式，确保蛋白质等分子到达正确目的地。作者：

本章概述蛋白质分选的重要性蛋白质必须运送到特定细胞器才能发挥功能。错误定位会导致疾病发生。膜泡运输系统由各种膜泡结构组成的动态网络。将蛋白质精确递送至正确位置。信号识别机制依靠特定信号序列。使细胞能够区分不同蛋白质的去向。

第一节：细胞内蛋白质的分选分选的概念将新合成的蛋白质运输到细胞内正确位置的过程。分选的途径包括共翻译转运和翻译后转运两大类。依靠特异性信号序列完成。分选的意义保证细胞结构和功能的完整性。是生命活动有序进行的基础。

信号假说信号肽蛋白质N端的特殊氨基酸序列。长度约为15-30个氨基酸。决定蛋白质最终定位的重要标记。翻译后往往被切除。信号识别颗粒（SRP）识别和结合新生肽链上信号肽的核糖核蛋白复合物。暂停翻译并引导核糖体-新生肽复合物与内质网膜结合。

信号肽的结构N端区域带正电荷的氨基酸残基。长度1-5个氨基酸。疏水核心区连续的疏水氨基酸残基。长度约7-15个氨基酸。C端区域含有信号肽酶识别位点。决定信号肽的切除效率。

信号识别颗粒（SRP）组成成分一条7SRNA分子六个蛋白质亚基总分子量约325kDa功能区域S区：负责信号肽识别Alu区：暂停翻译延伸G区：与SRP受体结合功能特点高度保守的结构依赖GTP水解可逆结合与解离

SRP受体受体结构由α和β两个亚基组成，嵌入内质网膜上与SRP结合通过GTP依赖方式结合，形成高亲和力复合物核糖体定位引导核糖体-新生肽复合物与转位通道对接循环利用GTP水解后，SRP和受体解离，开始新一轮识别

蛋白质分选信号信号类型靶向位置序列特点信号肽内质网N端疏水序列线粒体靶向序列线粒体带正电荷两亲性α螺旋叶绿体转运肽叶绿体N端富含丝氨酸和苏氨酸核定位信号细胞核富含赖氨酸和精氨酸过氧化物酶体信号过氧化物酶体C端SKL序列或N端信号

蛋白质分选转运的基本途径蛋白质合成起始核糖体开始翻译mRNA，产生新生肽链。信号识别细胞识别新生蛋白质上的特定信号序列。途径选择根据信号类型进入共翻译或翻译后转运途径。转运完成蛋白质到达目标位置并完成折叠。信号序列可能被切除。

共翻译转运途径详解信号肽合成新生肽链N端信号肽暴露于核糖体表面。SRP识别结合SRP识别并结合信号肽，暂停翻译过程。靶向内质网膜复合物与内质网膜上SRP受体结合。核糖体转位体对接核糖体与转位通道对接，SRP解离。翻译恢复与转运翻译继续进行，新生肽链穿过转位通道进入内质网腔。

翻译后转运途径详解特点蛋白质完全合成后再转运需要分子伴侣协助通常用于较小蛋白质无需SRP参与主要步骤蛋白质完全合成分子伴侣识别并结合靶向特定膜转位体ATP驱动的转运过程信号肽切除与折叠

蛋白质向线粒体的分选靶向序列识别线粒体靶向序列呈两亲性α螺旋结构。富含正电荷氨基酸残基。外膜转运通过TOM复合物跨过外膜。受体识别蛋白质后引导其通过通道。膜间隙处理蛋白质在膜间隙分流。根据其最终目的地选择不同路径。内膜转运通过TIM复合物进入基质。需要膜电位和ATP提供能量。

蛋白质向叶绿体的分选叶绿体转运肽特点N端序列长度20-100个氨基酸。富含丝氨酸和苏氨酸残基。带正电荷但疏水性低于线粒体靶向序列。转运机制通过TOC复合物穿过外膜。经由TIC复合物穿过内膜。需要ATP和GTP提供能量。转运肽在基质中被切除。与线粒体分选的区别信号序列性质不同。转运复合物组分不同。内部分选机制更复杂。

第二节：细胞内膜泡运输膜泡形成包被蛋白在膜上组装，引起膜变形并最终出芽膜泡运输运输膜泡沿细胞骨架定向移动至目标膜膜泡对接被运输的膜泡与靶膜通过特异性分子相互识别膜泡融合膜泡与靶膜融合，内容物被释放到目标区室

膜泡运输概述膜泡运输的重要性维持细胞内区室的独特性实现物质在不同区室间的定向转运支持分泌、内吞和膜更新过程主要膜泡类型COPII包被膜泡：前向运输COPI包被膜泡：逆向运输网格蛋白包被膜泡：内吞作用分泌膜泡：外排作用运输方向顺行运输：从ER到高尔基体再到细胞膜逆行运输：从高尔基体返回ER内吞途径：从细胞膜到内体/溶酶体

膜泡运输的基本过程出芽包被蛋白聚集在膜上形成膜泡。货物蛋白被选择性包装。膜变形形成曲率。运输膜泡脱离供体膜。在分子马达的帮助下沿细胞骨架运动。定向前往目标膜。锚定膜泡与靶膜通过Rab和tethering因子初步接触。建立特异性识别。融合SNARE蛋白驱动膜融合。膜泡内容物释放到目标区室。膜成分并入靶膜。

COPII包被膜泡组成成分Sar1：小GTP酶Sec23/24复合物：内层包被Sec13/31复合物：外层包被1结构特点具有特征性的笼状结构直径60-100nm有规则的几何结构2功能特性介导ER到高尔基体的