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《细胞生物学小泡运输的分子机理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、9.6小泡运输的分子机理(molecularmechanismofvesiculartraffic)膜结合核糖体合成的蛋白质进入质网后的运输是通过小泡转运实现的,其机理涉及三个基本问题:①小泡是怎样形成的?②不同类型小泡如何准确到达作用部位?③小泡与细胞质膜、小泡与小泡之间是怎样融合的? 9.6.1运输小泡的类型和分选信号在细胞分泌和吞过程中,从膜上形成的小泡通常由不同的蛋白质包被，因此称为被膜小泡(coatedvesicles),有三种类型的被膜小泡(图9-63)。图9-63在细胞分泌和吞途径中三种类
2、型的被膜小泡及运输途径 ■分泌小泡的类型●披网格蛋白小泡(clathrin-coatedvesicle)由网格蛋白形成的被膜小泡,介导从反面高尔基体网络到细胞质膜、从细胞质膜到反面高尔基网络的运输。从高尔基体反面网络形成的披网格蛋白小泡与从细胞质膜形成的披网格蛋白小泡所用的衔接蛋白(adaptin)是不同的。在披网格蛋白小泡形成过程中,网格蛋白同膜受体结合,形成被膜小窝,并逐渐使被膜小窝下陷,最后同膜脱离形成一个包有网格蛋白外被的小泡。据估计,在培养的成纤维细胞中,每分钟大约有2500个披网格蛋白小泡从
3、质膜上脱离下来。●COPⅡ被膜小泡(COPⅡcoatedvesicle)这种类型的小泡是介导非选择性运输的小泡,它参与从ER到顺面高尔基体、从顺面高尔基体到高尔基体中间膜囊、从中间膜囊到反面高尔基体的运输。这种小泡的外被是外被蛋白COPⅡ(coatproteinⅡ,COPⅡ)，外被蛋白是一个大的复合体，称为外被体(coatomer)，●COPⅠ被膜小泡(COPⅠcoatedvesicle),主要介导蛋白质从高尔基体运回质网,包括从反面高尔基体运向顺面高尔基体,以及将蛋白质从反面高尔基体运回到质网。虽然已
4、经发现了三种类型的运输小泡介导不同途径的运输,但还不清楚组成型运输小泡是如何包被的。三种不同小泡虽然有很多差异,但在小泡形成的方式和所需的成份基本一致(图9-64)。图9-64参与被膜小泡出芽形成的一些组分出芽形成被膜小泡时需要小GTP结合蛋白、外被体和衔接蛋白、膜受体蛋白等。●三种类型小泡间的差异三种类型小泡不仅外被蛋白不同,小泡形成时所需的小GTP结合蛋白和衔接蛋白也不相同(表9-10)。表9-10三种不同类型小泡的外被蛋白、衔接蛋白及运输路线小GTP结小泡类型外被和衔接蛋白合蛋白运输方向网格蛋白网
5、格蛋白重链和轻链,AP2ARF质膜→体(吞作用)网格蛋白重链和轻链,AP1ARFGolgi→体网格蛋白重链和轻链,AP3ARFGolgi→溶酶体、液泡、黑色体、血小板小泡COPⅠCOPα,β,β＇,γ,δ,ε,ζARFGolgi→ER高尔基体膜囊间的回运COPⅡSec23/Sec24复合物;Sec13/Sec31复合物;Sec16Sar1ER→Golgi ■小泡运输的分选信号三种不同类型运输小泡的形成和定向运输都是由信号指导的。如KDEL信号是质网蛋白的滞留信号,因此KDEL是COPⅠ型小泡形成的信号。
6、小泡形成不仅需要信号,同时也需要衔接蛋白和信号受体,表9-11综合了三种类型运输小泡的一些信号、受体和衔接分子。表9-11分泌蛋白与膜蛋白经小泡运输的分选信号蛋白质信号序列*的类型运输方向小泡类型信号受体Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL) 分泌蛋白 Golgi→ER COPI 位于高尔基体的KDEL受体(ERD2蛋白)Lys-Lys-X-X(KKXX)膜蛋白Golgi→ERCOPICOPα和β亚基二酸性(如Asp-X-Glu)膜蛋白ER→GolgiCOPⅡ未知M6P 分泌蛋白 反面高尔基体和
7、质膜向次级体网格蛋白 反面高尔基体和质膜中M6P受体,AP1和AP2衔接蛋白Tyr-X-X-φ(YXXφ)膜蛋白质膜→体网格蛋白AP2衔接蛋白Leu-Leu(LL)膜蛋白质膜→体网格蛋白AP2衔接蛋白注:X=任何氨基酸,Φ=各种疏水氨基酸;括号中单字母表示氨基酸的单字母缩写,而非括号中的单字母不仅表示氨基酸缩写,也表示是膜蛋白的细胞质结构域。9.6.2披网格蛋白小泡形成的机理在大量进行吞活动的细胞(如肝细胞、成纤维细胞)中,细胞质膜有许多网格蛋白小窝(图9-65)。这些小窝的形成需要很多衔接子(ada
8、pter)和网格蛋白,小泡最后与质膜的脱离还需要一种称作发动蛋白(dynamin)的GTP结合蛋白。图9-65成纤维细胞质面的网格蛋白被膜小窝的电子显微镜照片 ■网格蛋白(clathrin)及包被亚基(coatsubunits)典型的披网格蛋白小泡的直径为50～100nm。网格蛋白由相对分子质量为180kDa的重链和相对分子质量为35～40kDa的轻链组成二聚体,三个二聚体形成包被的基本结构单位--三联体骨架(triskelion),称为三
