细胞生物学翟中和编__蛋白质分选与膜泡运输

1、会计学1细胞生物学翟中和编细胞生物学翟中和编_蛋白质分选与膜蛋白质分选与膜泡运输泡运输l 细胞内蛋白质的分选细胞内蛋白质的分选信号假说与蛋白质分选信号信号假说与蛋白质分选信号蛋白质分选转运的基本途径与类型蛋白质分选转运的基本途径与类型l 细胞内膜泡运输细胞内膜泡运输COPCOP包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输COPCOP包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输网格蛋白网格蛋白/ /接头蛋白的装配与运输接头蛋白的装配与运输转运膜泡与靶膜的锚定和融合转运膜泡与靶膜的锚定和融合Protein Sorting一、信号假说与蛋白质分选信号一、信号假说与蛋白质分选信号第一节 细胞内蛋白质的分选信号

2、假说（Signal hypothesis）位于蛋白质的位于蛋白质的N N端，一般由端，一般由16-2616-26个残基组个残基组成成包括包括疏水核心区疏水核心区、C C端端和和N N端端3 3部分部分Signal peptides信号肽与信号斑信号肽与信号斑信号肽似乎没有严格的专一性信号识别颗粒（SRP） 分泌性蛋白向分泌性蛋白向rER腔内的转运是同蛋白质翻译过腔内的转运是同蛋白质翻译过程程偶联进行的，这种分泌性蛋白在信号肽的引导下偶联进行的，这种分泌性蛋白在信号肽的引导下边翻边翻译边跨膜转运译边跨膜转运的过程称为的过程称为共翻译转运共翻译转运（cotranslational transloc

3、ation）。）。共翻译转运共翻译转运分泌性蛋白的合成与其跨膜内质网的共翻译转运分泌性蛋白的合成与其跨膜内质网的共翻译转运后翻译转运后翻译转运膜整合蛋白的信号序列膜整合蛋白的信号序列 开始转移序列开始转移序列（start transfer sequence） 内在停止转移锚定序列内在停止转移锚定序列（internal stop-transfer anchor sequence, STA） 内在信号锚定序列内在信号锚定序列（internal signal anchor sequence, SA）多肽跨膜次数的确定多肽跨膜次数的确定内质网膜整合蛋白的拓扑学类型内质网膜整合蛋白的拓扑学类型 途径途径

4、（1）后翻译转运途径）后翻译转运途径（2）共翻译转运途径）共翻译转运途径 类型类型（1）蛋白质的跨膜转运）蛋白质的跨膜转运（2）膜泡运输）膜泡运输（3）选择性的门控转运）选择性的门控转运（4）细胞质基质中蛋白质的转运）细胞质基质中蛋白质的转运二、蛋白质分选转运的基本途径与类型 蛋白质分选信号序列（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蛋白质从细胞质基质输入到线粒体基质输入到线粒体基质 蛋白质从细胞质基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体内膜输入到线粒体内膜 蛋白质从细胞质基质蛋白质从细胞质基质输入到线粒体膜间隙输入到线粒体膜间隙靶向线粒体基质的跨膜运送靶向线粒体基质的跨膜运送靶向线

5、粒体内膜的跨膜运送靶向线粒体内膜的跨膜运送 TOM: translocon of the outer membrane Tim: translocon of the inner membrane靶向线粒体膜间隙的跨膜运送靶向线粒体膜间隙的跨膜运送 途径途径A A是主要的是主要的 注意与内膜蛋白注意与内膜蛋白途径途径A A不同点不同点（二）叶绿体基质蛋白与类囊体蛋白的靶向输入 外膜蛋白外膜蛋白 内膜蛋白内膜蛋白 叶绿体基质蛋白叶绿体基质蛋白 类囊体膜蛋白类囊体膜蛋白 类囊体腔蛋白类囊体腔蛋白叶绿体蛋白质的运送及组装叶绿体蛋白质的运送及组装（三）过氧化物酶体蛋白的分选 C端端SKL(Ser-Lys

6、-Leu)靶向序列靶向序列 可溶性细胞质受体可溶性细胞质受体 过氧化物酶体膜受体过氧化物酶体膜受体 信号序列不被切除信号序列不被切除 ATP水解水解第二节 细胞内膜泡运输 一、膜泡运输概观一、膜泡运输概观1.1.蛋白质在蛋白质在rERrER合成，通过共翻译转合成，通过共翻译转运途径跨膜运输运途径跨膜运输2.2.内质网出芽，形成转运膜泡并与内质网出芽，形成转运膜泡并与高尔基体融合高尔基体融合3.3.从高尔基体顺面膜囊和高尔基体从高尔基体顺面膜囊和高尔基体顺面网状结构到顺面网状结构到rERrER的逆向运输的逆向运输4.4.高尔基体膜囊从顺面高尔基体膜囊从顺面反面成熟反面成熟递进（非膜泡过程）递进（

7、非膜泡过程）5.5.从高尔基体后期膜囊从高尔基体后期膜囊早期膜囊早期膜囊的逆向运输的逆向运输6.6.组成型分泌组成型分泌7.7.调节型分泌调节型分泌8.8.分选到溶酶体分选到溶酶体9.9.胞吞途径胞吞途径蛋白质的分泌与胞吞途径概观蛋白质的分泌与胞吞途径概观 COP（coat protein） 包被膜泡包被膜泡 COP（coat protein） 包被膜泡包被膜泡 网格蛋白网格蛋白/接头蛋白接头蛋白（clathrin/adaptor protein） 包被膜泡包被膜泡三种膜泡运输方式三种膜泡运输方式 三种膜泡运输方式三种膜泡运输方式 二、二、COP COP 包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运

8、输 COP包被蛋白组分包被蛋白组分 小分子小分子GTP 结合蛋白结合蛋白Sar1 Sec23/Sec24 复合物复合物 Sec13/Sec31 复合物复合物 大的纤维蛋白大的纤维蛋白Sec161. Sar1与膜结合与膜结合GTP交换交换 2. COP包被装配包被装配 3. GTP水解水解 4. COP包被去装配包被去装配Sar1 蛋白在蛋白在COP包被膜泡装配与去装配包被膜泡装配与去装配在内质网与高尔基体之间，分别由在内质网与高尔基体之间，分别由COP和和COP膜泡介导蛋白质顺向和逆向转运膜泡介导蛋白质顺向和逆向转运不同类型的膜泡运输不同类型的膜泡运输KDEL 受体在从高尔基体回收内质网腔驻留

9、蛋白中的作用受体在从高尔基体回收内质网腔驻留蛋白中的作用不同类型的膜泡运输不同类型的膜泡运输网格蛋白包被膜泡网格蛋白包被膜泡（clathrin-coated vesicle） 发动蛋白发动蛋白 衔接蛋白衔接蛋白Selective transport by clathrin coated vesiclesSNAREs in vesicle transport 蛋白质分选的两条基本途径：蛋白质分选的两条基本途径： 翻译后转移；共翻译转移翻译后转移；共翻译转移 蛋白质分选的运输方式：蛋白质分选的运输方式： 1.门控运输；门控运输；2.跨膜运输；跨膜运输；3.膜泡运输；膜泡运输；4.细胞细胞质基质中的

10、蛋白质运输。质基质中的蛋白质运输。 蛋白质分选的信号机制蛋白质分选的信号机制 信号肽；信号识别颗粒；信号识别颗粒的受体信号肽；信号识别颗粒；信号识别颗粒的受体；ER膜上的易位子等。膜上的易位子等。 3种类型的有被小泡：种类型的有被小泡： 1. 网格蛋白网格蛋白/接头蛋白小泡接头蛋白小泡 ；2. COPI小泡；小泡；3. COPII小泡小泡本章小结本章小结l 细胞内蛋白质的分选细胞内蛋白质的分选信号假说与蛋白质分选信号信号假说与蛋白质分选信号蛋白质分选转运的基本途径与类型蛋白质分选转运的基本途径与类型l 细胞内膜泡运输细胞内膜泡运输COPCOP包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输COPCOP

11、包被膜泡的装配与运输包被膜泡的装配与运输网格蛋白网格蛋白/ /接头蛋白的装配与运输接头蛋白的装配与运输转运膜泡与靶膜的锚定和融合转运膜泡与靶膜的锚定和融合信号识别颗粒（SRP）（二）叶绿体基质蛋白与类囊体蛋白的靶向输入 外膜蛋白外膜蛋白 内膜蛋白内膜蛋白 叶绿体基质蛋白叶绿体基质蛋白 类囊体膜蛋白类囊体膜蛋白 类囊体腔蛋白类囊体腔蛋白叶绿体蛋白质的运送及组装叶绿体蛋白质的运送及组装一、膜泡运输概观一、膜泡运输概观1.1.蛋白质在蛋白质在rERrER合成，通过共翻译转合成，通过共翻译转运途径跨膜运输运途径跨膜运输2.2.内质网出芽，形成转运膜泡并与内质网出芽，形成转运膜泡并与高尔基体融合高尔基体融合3.3.从高尔基体顺面膜囊和高尔基体从高尔基体顺面膜囊和高尔基体顺面网状结构到顺面网状结构到rERrER的逆向运输的逆向运输4.4.高尔基体膜囊从顺面高尔基体膜囊从顺面反面成熟反面成熟递进（非膜泡过程）递进（非膜泡过程）5.5.从高尔基体后期膜囊从高尔基体后期膜囊早期膜囊