功能区隔与蛋白分选

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1、INTRACELLULARCOMPARTMENTANDPROTEINSSORTING第六章细胞内功能区隔与蛋白质分选第一节细胞质基质第二节蛋白质分选的基本原理第三节膜泡运输第四节内质网第五节高尔基体第六节溶酶体与过氧化物酶体本章内容提要第一节细胞质基质一、细胞质基质的基本涵义二、细胞质基质的功能三、细胞质基质与胞质溶胶第一节细胞质基质一、细胞质基质的基本涵义在细胞质中，除去可辨认细胞器以外的胶状物质。A与中间代谢有关的数千种酶类例如：糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径；糖原的合成、蛋白质与脂肪合成的重要场所B细胞周期、增殖、分

2、化、衰老、凋亡的调控因子。主要成分：蛋白质占总量的20~30%，以水化物的形式存在C骨架系统（微丝、微管、中间纤维）:是细胞质基质的组织者DmRNA一、细胞质基质的基本涵义细胞质基质的组织结构1、细胞质基质是一个高度有序的凝胶结构体系，形成精细的区域。细胞骨架纤维形成复杂的三维纤维网络。多数蛋白直接或间接地与骨架结合或与生物膜结合2、在细胞质基质结构体系中，蛋白质与蛋白质、蛋白质与其他大分子之间都是通过弱键相互作用的。3、各组分之间的作用常常处于动态平衡之中。细胞质基质所依赖的特殊环境高蛋白浓度；特定的离子环境中间代谢的过程及其

3、调节（底物与产物的定向转运机制？）控制细胞增殖、分化、衰老、凋亡所依赖的信号转导途径。蛋白的分选及定向运输由于细胞骨架的组织，使细胞中的成分，在结构功能上形成更为精细的区域。实现了细胞质中各功能的区域化。二、细胞质基质的功能各膜质细胞器细胞核细胞质基质蛋白质的修饰1、辅基或辅酶与酶的共价结合2、磷酸化与去磷酸化，用以调节很多蛋白质的生物活性。3、糖基化。多数为O-连接的糖基化。在哺乳动物细胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸的羟基上。4、蛋白质N端的甲基化修饰，使蛋白质维持较长的寿命。例如：组蛋白中间纤维5、酰基化。蛋白

4、质与脂肪酸形成脂蛋白。跨膜蛋白在内质网、高尔基体的转运过程中，暴露在细胞质基质中的结构域被酰基化。酶与癌基因的产物特异性的识别，将脂肪酸链共价结合在特异的蛋白质上。例如：Src、Ras中的脂肪酸链。降解变性与错误折叠的蛋白和短寿命蛋白质泛素：是一个由76个氨基酸残基构成的小分子蛋白质。泛素的功能：帮助清理细胞中短寿命蛋白和错误折叠的蛋白质；参与细胞周期调控；DNA修复；细胞的程序性死亡。容易降解蛋白质的特征：决定蛋白质寿命的信号是N端第一个氨基酸残基。MetThrSerValGlyProAlaCys，则稳定；之外，则不稳定降解机

5、制是依赖泛素降解途径：泛素在一系列酶的作用下与靶蛋白结合，使靶蛋白被泛素标记，从而被蛋白酶体水解。帮助变形或错误折叠的蛋白重新折叠，形成正确的分子构象利用热休克蛋白（heatshockprotein）Hsp,在消耗ATP的情况下把变性蛋白重新折叠成正确的构象。热休克蛋白有三个家族：25KD、75KD、90KD错变形或错误折叠的蛋白正确的分子构象HspATPADP三、细胞质基质与胞质溶胶细胞质基质是由微管、微丝和中间纤维等形成的相互联系的结构体系。其中蛋白质和其他大分子以凝聚状态或暂时以凝聚状态存在与周围的溶液分子处于动态平衡。是

6、一种由精细区域化的凝胶结构体系，细胞在不同的发育间段和不同的生理状态下，可能有所不同。作为一个蛋白质是否属于细胞质基质中的结构成分，主要取决于其在生命活动中是结合在细胞骨架上，还是溶解在周围的溶液中。胞质溶胶早期的实验细胞学家和生化学家用差速离心的方法分离细胞匀浆的各组分，获得的上清液称之为胞质溶胶。乳胶小球实验：将乳胶小球用微注射的方法注入非洲爪蟾的卵母细胞中，经一段时间后，取出乳胶小球，分析渗入小球中的蛋白质。结合在细胞质基质中的蛋白质不容易渗入乳胶小球。胞质溶胶与细胞质基质的关系包涵关系定义：结构、功能和发生上相关的内膜形

7、成的细胞结构称为细胞内膜系统。功能：区隔化；增加表面积。系统发生上内膜起源于质膜的内陷和内共生。个体发生上内膜来源于原有内膜系统的分裂，具有epigenetic的特性。细胞内膜系统第二节蛋白质分选的基本原理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（signalsequence）。其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sortingreceptor）。一、蛋白质分选信号①信号序列（signalsequence）：引导蛋白质定向转移的线性序列，通常15-

8、60个氨基酸残基，对所引导的蛋白质没有特异性要求。②信号斑（signalpatch）：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。signalsequenceandsignalpatch二、蛋白质分选运输机制1、