蛋白质的转运和加工

1、蛋白质的转运和加工 微生物学 冯国辉 蛋白质的转运和加工 蛋白质合成后的去路 蛋白质的转运 蛋白质合成后的加工 蛋白质的修饰 蛋白质合成后的去路 在细胞质基质中完成多肽链的合成：在细胞质基质中完成多肽链的合成： （1）释放到释放到细胞质基质细胞质基质中中。 （2）转运至膜围绕的细胞器，如线粒体（或）转运至膜围绕的细胞器，如线粒体（或 叶绿体）细胞核和过氧化物酶体。叶绿体）细胞核和过氧化物酶体。 （3）有些还可转运至）有些还可转运至内质网内质网中。中。 蛋白质合成后的去路 蛋白质合成起始后蛋白质合成起始后的的新生肽新生肽边合成边转入边合成边转入 糙面内质网腔中，随后经高尔基体转运至：糙面内质网腔

2、中，随后经高尔基体转运至： （1）溶酶体。）溶酶体。 （2）细胞膜。）细胞膜。 （3）分泌到细胞外。）分泌到细胞外。 蛋白质的转运 蛋白质的转运系统：蛋白质的转运系统：信号假说信号假说 （1）蛋白质移位装置的必需组合蛋白质移位装置的必需组合 （2）蛋白质跨膜移位的机制蛋白质跨膜移位的机制 蛋白质移位装置的必需组合 信号识别颗粒（信号识别颗粒（signal recognition particle， SRP）：一类游离在细胞质的核蛋白颗粒，由一：一类游离在细胞质的核蛋白颗粒，由一 条单一的条单一的7S-rRNA分子和分子和6条多肽链条多肽链组成，每条多组成，每条多 肽链都具有丰富的碱性氨基酸。肽

3、链都具有丰富的碱性氨基酸。 功能：功能：与与新生肽链上的信号肽新生肽链上的信号肽识别识别并与之并与之相相结合。结合。 信号识别颗粒信号识别颗粒 SRP受体（受体（SRP-R）：又称停泊蛋白（：又称停泊蛋白（docking protein，DP），是一种），是一种内质网膜整合蛋白内质网膜整合蛋白，为一为一 个异源二聚体，由个异源二聚体，由1条条链和链和1条条链组成，这两条链组成，这两条 链均具有链均具有GTP酶活性区域酶活性区域。 通道蛋白通道蛋白/移位子（移位子（translocon）：嵌附在内质网：嵌附在内质网 上的一种蛋白复合体，与形成蛋白质穿越内质网上的一种蛋白复合体，与形成蛋白质穿越内

4、质网 的管道直接相关。的管道直接相关。 蛋白质移位装置的必需组合 蛋白质跨膜移位的机制 信号识别体（信号识别体（SRP）对信号序列的识别）对信号序列的识别 SRP与与SRP-R（信号识别受体）的识别（信号识别受体）的识别 蛋白质通道的形成蛋白质通道的形成 蛋白质进入内质网管腔蛋白质进入内质网管腔 蛋白质跨膜移位的机制 边翻译边转运边翻译边转运 蛋白质跨膜移位的机制 翻译后转运（胞质到线粒体） 维持蛋白质三维结构的主要作用力 作用力作用力 共价键共价键 次级键次级键 肽键肽键 二硫二硫 键键 一级结构一级结构 氢键氢键 疏水键疏水键 盐键盐键 范德华力范德华力 二、三、四级结构二、三、四级结构

5、三、四级结构三、四级结构 蛋白质的一级结构 蛋白质的蛋白质的一级结构是指蛋白质的一级结构是指蛋白质的多肽链多肽链中中 氨基酸的氨基酸的排列顺序和连接方式。排列顺序和连接方式。维持一级维持一级 结构的结构的主要主要作用力是作用力是靠肽键靠肽键来来维系维系的的。 蛋白质合成后的加工 一级结构的加工与修饰，一级结构的加工与修饰，主要在内质网、主要在内质网、 高尔基复合体和器官的管腔中进行高尔基复合体和器官的管腔中进行 1. 蛋白质前体的剪切蛋白质前体的剪切 2. N端甲酰端甲酰甲硫甲硫氨酸或氨酸或甲硫甲硫氨酸的切除氨酸的切除 3.氨基酸的修饰氨基酸的修饰 4.分子伴侣分子伴侣 5.蛋白质的空间结构与

6、结构域蛋白质的空间结构与结构域 蛋白质前体的剪切 -肽段的切除肽段的切除 前胰岛素原前胰岛素原 胰导素原胰导素原 胰导素胰导素 信号肽信号肽C肽肽 胰导素的剪切胰导素的剪切 N端甲酰甲硫氨酸或 甲硫氨酸的切除 每个多肽链合成时N端的第一个氨基酸大多 都是甲酰甲硫氨酸，但在成熟的蛋白质结 构中却很少见到这个氨基酸，是在加工时 被切除，而且必须在多肽链折迭成一定的 空间结构之前被切除。 氨基酸的修饰 20种氨基酸种氨基酸-约约120种氨基酸衍生物种氨基酸衍生物 糖基化糖基化 二硫键形成二硫键形成 羟基化羟基化 甲基化甲基化 磷酸化磷酸化 亲脂性修饰亲脂性修饰 个别氨基酸的共价修个别氨基酸的共价修

7、饰饰 糖基化糖基化 在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白 质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。 蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白，有蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白，有 调节蛋白质功能作用。调节蛋白质功能作用。 糖基化糖基化 二硫键的形成 由专一性的氧化酶催化，是将2个-SH基氧化而 形成的SS形式的硫原子间的键，半胱氨 酸（Cys）残基中就存在-SH，所以一般情况下 只有在两个半胱氨酸（Cys）残基之间才可能存 在二硫键。 半胱氨酸（Cys） 参考文献 王镜岩 朱圣庚等. 生物化学M. 北京：高等教育出版社， 2004. 翟中和 王喜忠等. 细胞生物学M. 北京：高等教育出版社， 2007. 马军 孙飞. 线粒体蛋白质的转运J. 生物物理学报，2010, 26（10）：880-893. 彭佳师 龚继明. 信号肽与蛋白质的分选转运J.植物生理 学报，2