细胞生物学7_蛋白合成、转运ppt课件

1、RER的形态的形态1第十五章：细胞的遗传活动与蛋白合成第十五章：细胞的遗传活动与蛋白合成第一节：基因组的复制第一节：基因组的复制第二节：第二节：RNA的转录的转录第三节：蛋白质的翻译第三节：蛋白质的翻译第四节：蛋白质的加工第四节：蛋白质的加工第五节：蛋白质的转运，定位第五节：蛋白质的转运，定位第六节：蛋白质的降解第六节：蛋白质的降解2第四节：蛋白质的加工第四节：蛋白质的加工n。新生肽链的剪切。新生肽链的剪切n。新生肽链的修饰：侧链修饰。新生肽链的修饰：侧链修饰。糖基化、甲基化、磷酸化、胱氨酸形成等糖基化、甲基化、磷酸化、胱氨酸形成等n。新生肽链的折叠：分子伴侣。新生肽链的折叠：分子伴侣3n分子

2、伴侣（分子伴侣（molecular chaperone) ：在蛋白质在蛋白质折叠和组装过程中，分子伴侣能够防止多肽链链内折叠和组装过程中，分子伴侣能够防止多肽链链内和链间的错误折叠或聚集作用，并且还可以破坏多和链间的错误折叠或聚集作用，并且还可以破坏多肽链中已形成的错误结构，但其自身并不参加最终肽链中已形成的错误结构，但其自身并不参加最终产物的组成。产物的组成。（一）分子伴侣的类别（一）分子伴侣的类别1、热休克蛋白家族的几种蛋白：热休克蛋白家族的几种蛋白：Hsp70Hsp70，Hsp60 Hsp60 ，Hsp90 Hsp90 等等( (heat shock protein) )，为主要的分子伴

3、侣为主要的分子伴侣类的蛋白；热休克蛋白的功能。类的蛋白；热休克蛋白的功能。Bip, DnaK,GroEL Bip, DnaK,GroEL 等等4（二）分子伴侣的基本结构和作用机制（二）分子伴侣的基本结构和作用机制1 1Hsp70Hsp70分子伴侣系统：分子伴侣系统：功能结构域功能结构域:2:2个个 N N端：端：ATPaseATPase功能域功能域 C C端：底物结合域、可变动功能域端：底物结合域、可变动功能域Hsp70Hsp70的两种状态：的两种状态：ATPATP结合态，能与底物结合结合态，能与底物结合 ADP ADP结合态结合态Hsp70Hsp70的功能：防止蛋白质聚集，协助折叠错误的蛋的

4、功能：防止蛋白质聚集，协助折叠错误的蛋白质重新折叠。白质重新折叠。5分子伴侣在蛋白定位和跨膜运转中的作用分子伴侣在蛋白定位和跨膜运转中的作用1 1游离核糖体上合成的蛋白去向游离核糖体上合成的蛋白去向2 2Hsp70 Hsp70 和和Hsp60Hsp60相互配合对新生蛋白质进行相互配合对新生蛋白质进行正确加工折叠正确加工折叠3. 3. 分子伴侣在蛋白质跨膜运转中的作用分子伴侣在蛋白质跨膜运转中的作用 6第五节：蛋白质的转运和定位第五节：蛋白质的转运和定位1、游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：（1 1）细胞质溶质蛋白；）细胞质溶质蛋白；（2 2）核定位蛋白；）核定位蛋白；（3 3

5、）半自主性细胞器的组成蛋白。）半自主性细胞器的组成蛋白。72、粗面内质网上核糖体合成的蛋白、粗面内质网上核糖体合成的蛋白：（1 1）向细胞外的分泌蛋白；）向细胞外的分泌蛋白；（2 2）溶酶体酶等转运到其他细胞器；）溶酶体酶等转运到其他细胞器；（3 3）插入到内质网膜中的蛋白，进入内膜系）插入到内质网膜中的蛋白，进入内膜系统和质膜统和质膜（）（）内质网驻留蛋白内质网驻留蛋白8（二）蛋白运送的机制（二）蛋白运送的机制n分拣信号分拣信号（sorting signalsorting signal）指导蛋白质分拣指导蛋白质分拣n具分拣信号的蛋白有具分拣信号的蛋白有3 3种不同的基本转运途径：种不同的基本

6、转运途径：（1 1）孔门运输孔门运输（穿核孔运输）（穿核孔运输）（2 2）跨膜运输跨膜运输：通过膜上的蛋白转移器，被运：通过膜上的蛋白转移器，被运蛋白必须是非折叠状态的蛋白。蛋白必须是非折叠状态的蛋白。（3 3）膜泡运输膜泡运输：可溶性的分泌蛋白：可溶性的分泌蛋白 上述三种运输均需消耗能量。上述三种运输均需消耗能量。9二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论（一）信号学说（一）信号学说n19711971年年BlobelBlobel等提出有关分泌蛋白合成机制的等提出有关分泌蛋白合成机制的信信号假说号假说n19751975年破译了第一个年破译了第一个信号肽信号肽序列序列n2020世纪世纪8

7、080年代初发现了年代初发现了信号识别颗粒及其受体信号识别颗粒及其受体10n信号学说的主要内容：信号学说的主要内容：（1）信号序列、信号肽信号序列、信号肽(signal peptide)，10-30个疏水个疏水氨基酸氨基酸（mRNA带信号序列）带信号序列）；（2）信号识别颗粒信号识别颗粒（signal recognition particle, SRP），），6条多肽条多肽+1条条7S的的RNA 11S的核糖核蛋白复合物，的核糖核蛋白复合物，其上有信号肽和其上有信号肽和SRP受体结合部位。受体结合部位。（3）SRP受体受体是插入在内质网膜上的一种停泊蛋白，是插入在内质网膜上的一种停泊蛋白，对对

8、7SRNA有识别能力。有识别能力。 （合成时信号肽决定入合成时信号肽决定入ER腔）腔）11（二）指导蛋白质定位转运的信号序列（二）指导蛋白质定位转运的信号序列（分拣信（分拣信号）：号）： 信号序列信号序列（分拣信号）（分拣信号）：15-6015-60氨基酸的序列，也称前氨基酸的序列，也称前导序列导序列( (signal sequence or leader sequence)signal sequence or leader sequence)，蛋蛋白被运到目的地后，分拣信号被酶切除。白被运到目的地后，分拣信号被酶切除。 信号序列具有指导一种蛋白质定位到细胞内特定部位所信号序列具有指导一种蛋白

9、质定位到细胞内特定部位所需要的全部信息。需要的全部信息。 （运输时前导序列决定去向。运到后切除）（运输时前导序列决定去向。运到后切除）121、游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：（1 1）细胞质溶质蛋白；）细胞质溶质蛋白；（2 2）核定位蛋白；）核定位蛋白；（3 3）半自主性细胞器的组成蛋白。）半自主性细胞器的组成蛋白。13亲核蛋白经核孔复合体主动被运进核，除要依赖亲核蛋白经核孔复合体主动被运进核，除要依赖NLSNLS外，还是一外，还是一个个载体介导载体介导的过程：的过程：1 1。RAN(GTP/GDPRAN(GTP/GDP结合）结合）2 2。核运输因子。核运输因子2 2：3

10、3。输入蛋白。输入蛋白alphaalpha4. 4. 输入蛋白输入蛋白betabeta其作用是协助亲核蛋白进入核，然后再返回细胞质，其作用是协助亲核蛋白进入核，然后再返回细胞质，参与再循环。此过程需要能量。参与再循环。此过程需要能量。14核质素输入细胞核的过程核质素输入细胞核的过程 152、粗面内质网上核糖体合成的蛋白、粗面内质网上核糖体合成的蛋白：（1 1）向细胞外的分泌蛋白；）向细胞外的分泌蛋白；（2 2）溶酶体酶等转运到其他细胞器；）溶酶体酶等转运到其他细胞器；（3 3）插入到内质网膜中的蛋白，进入内膜系）插入到内质网膜中的蛋白，进入内膜系统和质膜统和质膜（）（）内质网驻留蛋白内质网驻留

11、蛋白16（四）进入内质腔内的蛋白质的命运（四）进入内质腔内的蛋白质的命运1、内质网驻留蛋白（、内质网驻留蛋白（ER resident protein）（1）特点：特点：C端有由端有由4个氨基酸组成的个氨基酸组成的驻留信号序列驻留信号序列，动物动物KDEL（Lys-Asp-Glu-Leu)，酵母酵母HDEL，植植物不确定。物不确定。（2）驻留蛋白的功能：催化剂的作用和分子伴侣的）驻留蛋白的功能：催化剂的作用和分子伴侣的作用。协助进入作用。协助进入ER腔的蛋白质正确折叠和组装。腔的蛋白质正确折叠和组装。2、途径、途径ER腔，经修饰加工后被运到其它部位的蛋腔，经修饰加工后被运到其它部位的蛋白质白质一

12、般被一般被糖基化糖基化17四、内质网途径的蛋白合成及其命运四、内质网途径的蛋白合成及其命运（一）内质网上核糖体合成的蛋白质及其特点（一）内质网上核糖体合成的蛋白质及其特点n跨膜蛋白和水溶性蛋白，后者进入内置网腔跨膜蛋白和水溶性蛋白，后者进入内置网腔n共同特点：信号肽；翻译和转移同步进行共同特点：信号肽；翻译和转移同步进行（共翻译转移方式）（共翻译转移方式）1819可溶性蛋白跨膜转移进可溶性蛋白跨膜转移进入内质网腔入内质网腔20（三）膜整合蛋白的定位机制（三）膜整合蛋白的定位机制1 1具有单一跨膜片段的跨膜蛋白质定位具有单一跨膜片段的跨膜蛋白质定位n信号肽信号肽启动转移，停止转移序列停止转移序列使多肽释放。n信号肽序列被切除。21总在胞质中总在胞质中总在总在ER腔中腔中疏水性停止疏水性停止转移序列转移序列信号肽信号肽一次跨膜一次跨膜222 2两次穿膜的跨膜蛋白质的转移和定位两次穿膜的跨膜蛋白质的转移和定位 内部信号序列内部信号序列启动转移，停止转移序列停止转移序列使多肽释放，内部信号序列不被切除。23两次跨膜两次跨膜疏水性停止疏水性停止转移序列转移序列疏