第8章 蛋白质分选与膜泡运输

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1、第8章蛋白质分选与膜泡运输本章主要内容细胞内蛋白质分选细胞内膜泡运输http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2013/JamesE.RothmanRandyW.SchekmanThomasC.SüdhofPrizemotivation:"fortheirdiscoveriesofmachineryregulatingvesicletraffic,amajortransportsysteminourcells"2013NobelPrizeinPhysiol

2、ogyandMedicine第一节细胞内蛋白质的分选真核细胞中绝大多数蛋白质都是由核基因编码，在游离核糖体上起始合成一、信号假说与蛋白质分选信号1999年诺贝尔生理学或医学奖发现蛋白质由内部信号决定其在细胞内的转移和定位1.信号假说信号肽（signalpeptide）信号识别颗粒（signalrecognitionparticle，SRP）信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白，dockingprotein，DP）（1）信号肽（signalpeptide）位于蛋白质的N端，一般由16～26个残基组成包括疏水核心区、信号肽的C端和N端等

3、3部分原核细胞某些分泌性蛋白的N端也具有信号序列信号肽的一级结构序列信号肽似乎没有严格的专一性（2）信号识别颗粒（SRP）由6种不同的蛋白质和一个由300个核苷酸组成的7SRNA结合组成的一种核糖核蛋白复合体蛋白质翻译过程与SRP、DP和微粒体的关系体外非细胞系统（cellfreesystem）进行蛋白质合成实验，证实分泌性蛋白向rER（微粒体）腔内的转运是同蛋白质翻译过程偶联进行的，这种分泌蛋白在信号肽引导下边翻译边跨膜转运的过程称为共翻译转运（cotranslationaltranslocation）（3）分泌性蛋白的合成与

4、其共翻译转运分泌性蛋白的合成与其跨越内质网膜的共翻译转运图解图示信号肽、SRP、DP及移位子之间的相互作用（3）分泌性蛋白的合成与其共翻译转运（3）分泌性蛋白的合成与其共翻译转运（4）膜整合蛋白的信号序列开始转移序列（starttransfersequence）内在停止转移锚定序列（internalstop-transferanchorsequence,STA）内在信号锚定序列（internalsignalanchorsequence,SA）内质网膜整合蛋白的拓扑学类型2.蛋白质分选信号序列信号肽与信号斑二、蛋白质分选转运的基本

5、途径与类型途径（1）后翻译转运途径（2）共翻译转运途径类型（1）蛋白质的跨膜转运（2）膜泡运输（3）选择性的门控转运（4）细胞质基质中蛋白质的转运真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型三、蛋白质向线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的分选（一）蛋白质从细胞质基质输入到线粒体蛋白质从细胞质基质输入到线粒体基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体内膜蛋白质从细胞质基质输入到线粒体膜间隙蛋白质从细胞质基质输入到线粒体基质线粒体蛋白通过3种途径从细胞质基质输入到线粒体内膜线粒体蛋白通过两种途径从细胞质基质输入到线粒体膜间隙核基因编码的线粒体蛋白的转运（二

6、）叶绿体基质蛋白与类囊体蛋白的靶向输入外膜蛋白内膜蛋白叶绿体基质蛋白类囊体膜蛋白类囊体腔蛋白叶绿体蛋白从细胞质基质输入到类囊体腔（三）过氧化物酶体蛋白的分选C端SKL(Ser-Lys-Leu)靶向序列可溶性细胞质受体过氧化物酶体膜受体信号序列不被切除ATP水解(?)第二节细胞内膜泡运输膜流（membraneflow）一、膜泡运输概观1.蛋白质在rER合成，通过共翻译转运途径跨膜运输2.内质网出芽，形成转运膜泡并与高尔基体融合3.从高尔基体顺面膜囊和高尔基体顺面网状结构到rER的逆向运输4.高尔基体膜囊从顺面→反面成熟递进（非膜泡

7、过程）5.从高尔基体后期膜囊→早期膜囊的逆向运输6.组成型分泌7.调节型分泌8.分选到溶酶体9.胞吞途径蛋白质的分泌与胞吞途径概观三种包被的膜泡COPⅡ（coatproteinⅡ）包被膜泡COPⅠ（coatproteinⅠ）包被膜泡网格蛋白/接头蛋白（clathrin/adaptorprotein）包被膜泡三种包被膜泡特征比较二、COPⅡ包被膜泡的装配与运输COPⅡ包被蛋白组分小分子GTP结合蛋白Sar1Sec23/Sec24复合物Sec13/Sec31复合物大的纤维蛋白Sec16细胞质中可溶性Sar1-GDP与ER膜蛋白Sec

8、12（鸟苷酸交换因子）相互作用，催化GTP置换GDP形成Sar1-GTP，GTP的结合引发Sar1构象改变暴露出疏水N端并插入ER膜，膜结合Sar1对包被蛋白进一步装配起募集者作用小分子GTP结合蛋白Sar11.Sar1与膜结合GTP交换2.COPⅡ包被装配3.