section 2 蛋白质成熟和周转

Section2蛋白质的成熟和周转MatureandTurn-overofProtein中心法则表述了遗传信息从DNA，到RNA，最后翻译成新生肽链的过程，但蛋白质肽链合成之后还需要经历折叠、修饰、组装以及分拣、运输和在细胞内定位等过程，却是中心法则未能描绘的内容，也是目前研究的热点。一、蛋白质折叠、组装和修饰；二、蛋白质分拣、投送、定位；三、蛋白质寿命和限制性降解体系

未折叠蛋白（U）快折叠中间体慢成熟蛋白（N）1。蛋白折叠的动力学：折叠的起始：自由能降低过程，为自发性折叠中间态：熔球态(moltenglobulestate)；前熔球态(pro-moltenglobulestate)

限速步骤：二硫键的形成；Pro的顺反异构化过程2。蛋白折叠及装配的热力学——辅助因子：分子伴侣(molecularchaperones)；折叠酶（foldase）一、蛋白质折叠、组装和修饰：新生肽链的剪切：

N-端信号肽的切除：信号肽酶前体激活：原肽切除新生肽链的自剪接：内含肽、外显肽新生肽链翻译后修饰：糖基化：N-连接、O-连接等脂质修饰：豆蔻酰化；异戊二烯化；棕榈酰化；法尼基化糖基磷脂酰肌醇化：肽链C-端接上GPI锚钩末端修饰：如N-端S、A、M乙酰基和甲酰基保护、环化、

E焦谷氨酸化；豆蔻酰化；C-端连接GPI等动态可逆修饰：如蛋白磷酸化、乙酰化、甲基化、泛肽化、ADP核糖基化等3。蛋白质剪切和修饰：二、蛋白质分拣、投送、定位：

蛋白质运送有三种形式：

跨膜运送、核孔运输、囊泡运送2c2a2b进入内质网（一）蛋白质进入内质网：1.边合成边跨ER膜：细胞内相当部分的蛋白质，包括分泌蛋白、溶酶体蛋白、膜蛋白等，必须要先进入内质网(ER)。此类蛋白主要是由附着于ER上的核糖体合成，边合成边跨跃ER。1.1进入内质网的信号序列：新生肽链的信号肽1.2载体：SRP、SRP受体（SR）、ER上的转位器、信号肽酶复合物（SPC）等。1.2.1SPR：SPR构成：

7SRNA+6条肽链（9、14、19、54、68、72kDa）功能：

p54:识别结合信号肽；介导与SR的结合

p68:高度碱性蛋白，与p72形成异二聚体；与SR的结合

p72：与p68形成异二聚体，是肽链转位所必须的

p9/p14：形成异二聚体，与RNA末端结合；与核糖体作用，中止肽链跨膜前的合成

p19：帮助p54与7SRNA结合，其他功能不清。SPR结构P54亚基分为N、G、M三个结构域：N：位于N-端G：结合GTP，具GTP酶活性M：在C-端，因含多个Met而得名，易于形成两亲螺旋，提供与疏水信号肽结合位点P9和p14结构以及与RNA的结合

革兰氏阴性菌和支原体SRP：其RNA为4.5S，只含有一个称为Ffh的p48类似物。1.2.2SR(SRP受体）：SR的结构：是ER上的一个内在蛋白，由和两个亚基构成：亚基：69kDa，含多个疏水区，其一带大量正电荷，与

SRP的p68/p72作用。亚基：30kDa，与亚基1：1结合。SR功能：引导SPR和新生肽链正确结合到ER上；一旦结合完成，促使SRP解离1.2.3ER上的转位器：新生肽链通过ER上的特定通道，跨膜转运到ER腔内，这一通道，连同核糖体受体和信号肽受体在内，现统称为转位器（Translocon）在去污剂和脂质体中，分离出来的最小的转位器为圆柱形的亲水通道寡聚体，外径=85Å，内径=20Å，由SRP受体、Sec61复合物和一个转位链相关膜蛋白（TRAM）组成。转位器中部分蛋白的结构特征：1.3信号肽酶大多数新生肽链进入ER后，信号肽将由信号肽酶切除。真核细胞信号肽酶1.4新生肽链的转位过程：部分内质网蛋白还可通过不依赖SPR的途径，进入ER，尤其是酵母，比高等的真核细胞更多地使用该途径。不依赖SRP的跨ER膜转运是一种翻译后运送方式。过程：肽链在细胞质合成后，以不完全折叠状态与分子伴侣（如Hsp70等）结合，然后在Sec61p以及Ydilp（功能类似于DnaJ）的帮助下跨越ER膜。在ER腔内，再由Bip等其它分子伴侣帮助完成折叠。此运送方式具有方向性，因为，与ATP结合而尚未与底物结合的Bip，可以封闭ER转位器的ER侧。2。不依赖SRP的跨ER膜转运：3。ER滞留信号：

3.1常见ER滞留信号：

BiP、grp94和蛋白质二硫键异构酶都是滞留在ER中的，在它们的C-末端有同样的四肽KDEL。如果除去BiPC-端的KDEL四肽，BiP就被分泌；溶菌酶的C-端接上了这一四肽，也被保留在ER中，不再被分泌。这两个实验证明：KDEL四肽是将蛋白质滞留在ER中的一种信号。在酵母中也有类似的情况，只是四肽的序列为HDEL。

含有KDEL的蛋白质约十多个，它们的作用可能和BiP相同，起“质量监督”作用。使折叠不正确新生肽链和没有装配好的单体(亚基)不能通过ER，进入高尔基体ER膜蛋白分为I型和II型，I型肽链的N-端在ER腔内，而C-端在细胞质中；II型则相反。其中I型肽链的C-端有一个序列为KKXX或KXKXX的信号序列与定位方式有关。此外，腺病毒中有一种E19膜糖蛋白，它出现于病毒感染的早期，是I型ER膜整合蛋白，其细胞质内的肽段较短，C-端15肽是定位在ER上所必需的，如果除去这肽段中的8个氨基酸残基，E19就被送到细胞表面。

这种滞留信号如何起作用？目前还不清楚，很可能是通过在细胞质内的肽段和微管等细胞骨架相互作用。3.2ER膜上滞留信号：1。高尔基体的转运属于囊泡转运：高尔基体是肽链加工过程中不可或缺的细胞器。一种小的GTP结合蛋白——ras相关GTP结合蛋白（Rab）家族（约30种）引导高尔基体囊泡到达正确的目的地。Rab蛋白都是小分子的GTP酶，分子量大约都在200aa左右，差异在于C-端序列不同，并决定了它们在细胞内的分布特征。其中：Rab1定位在内质网和高尔基体；Rab2在近侧高尔基体；Rab6在中间高尔基体；Rab9和10在远侧高尔基体等。（二）蛋白质在高尔基体内的分拣和定位：Ras：是原癌基因ras的编码产物，分子量21kDa的一条肽链，作用机理类似Gα,故又称P21蛋白或小G蛋白。几乎1/3人类肿瘤中发现有Ras突变，它对细胞分化至关重要。Rab1Rab2Rab3Rab6Rab10Rab9Rab7Rab4Rab5Rab蛋白在胞浆中可将结合的GDP换成GTP，并结合到特定的出芽囊泡表面，促使其与正确受体融合后，将GTP水解为GDP，Rab-GDP复合体从囊泡上脱落，完成一个Rab循环。2。高尔基体中蛋白质的定位信号：位于肽链C-端的YQRL被认为是蛋白质定位于高尔基体的一个信号肽。3。高尔基体内蛋白质向胞外的分泌：肽链经ER进入高尔基体后，除了部分定位于ER和高尔基体外，其余的将被以囊泡形式进一步转运到胞外或溶酶体等其它细胞器。囊泡的形式有两种：笼形蛋白包被小泡（如：从高尔基体到溶酶体）非笼形蛋白包被小泡（如：从ER到高尔基体）

高尔基体中的蛋白通过两种方式分泌到胞外连续分泌：或固有分泌、组成型分泌，指通过转运小泡/颗粒，非选择性地将蛋白连续投送到细胞膜或分泌到胞外的分泌方式。例如：免疫球蛋白、白蛋白、大多数糖蛋白和间质蛋白等基体组成型分子。调节性分泌：指某些特殊的分泌细胞可以将一些分泌蛋白储存于囊泡中，在特定的刺激下再分泌出去的分泌方式。一般调节性分泌的蛋白都属于激素、酶原和神经递质等具有特定生物活性的蛋白。调节性分泌囊泡中带有色颗粒蛋白（chromogranin)和分泌颗粒素（secretogranin)两种蛋白，在pH6.5和钙离子浓度1mmol/L条件下(通常在TGN内），可彼此聚集，并选择性介导蛋白质之间的相互聚集，聚集蛋白将进入调节性分泌囊泡，否则将被连续分泌。

高尔基体内蛋白的两种分泌方式笼形蛋白（三）蛋白质向溶酶体的分拣和投送：溶酶体本身不能合成蛋白质，所有的酶都是输入的，以补充这些酶的代谢更新以及细胞分裂时溶酶体的膨胀之用。同时这些溶酶体酶又不能流失到细胞外或细胞内的其它部位，以免产生有害的水解作用。进入溶酶体的蛋白大致可分为两类：一类是溶酶体固有的蛋白，包括多达50种的可溶性水解酶和凝集素等。另一类是需要在溶酶体内被降解的蛋白。它们带有不同的信号。1。溶酶体蛋白质进入的信号：溶酶体蛋白质绝大多数为水解酶类，因此它们的分拣信号明显区别于其它蛋白，采用的是特殊的糖信号——Man-6-P。高尔基体膜的腔面一侧存在着6-P-甘露糖的结合蛋白受体（P型动物凝集素——P-selectin)能够特异结合N-寡糖末端带有6个磷酸甘露糖的标记的溶酶体蛋白，并与其形成复合物。复合物从高尔基体上出芽并被引入笼形蛋白包被的囊泡中，形成早期内吞体，后者很快除去笼形蛋白后与晚期内吞体结合，内部PH降为5.5，导致复合物解体，磷酸化的酶与其受体分离。晚期内吞体分裂为小的转运体，溶酶体酶失去磷酸基并被运送到溶酶体；而P-selectin被送回高尔基体循环使用。除了溶酶体酶以外，还有一些蛋白质也含有Man-6-P糖链，如甲状腺球蛋白、某些病毒外壳的糖蛋白，可能Man-6-P受体还有鲜为人知的生物学意义。2。溶酶体膜蛋白的定位信号：定位于溶酶体膜上的蛋白信号是其某一肽段，而不是糖信号。例如I型溶酶体蛋白gp120：其在细胞质中的C-端的氨基酸残基序列中的GY（Gly-Tyr)是其定位于溶酶体膜的关键，否则将被转移到质膜上。溶酶体膜蛋白的C-端常具有和质膜蛋白类似的YXX和L（为疏水aa）序列，说明它们可能是利用相似的序列插入膜内，通过内吞体进入溶酶体的。3。待降解蛋白进入溶酶体信号：蛋白质降解是细胞内的重要事件，溶酶体是一个重要的承担者。需要进入溶酶体降解的蛋白质具有的特定信号序列是：KFERQ或RIDKQ。细胞中带有上述序列的蛋白质约占总量的1/3，新生蛋白质结构致密，该序列处于掩蔽状态；而老化蛋白会出现结构变化而使KFERQ序列暴露，细胞质内Hsp70家族的prp73，能与带有KFERQ序列的蛋白结合，并介导细胞质老化蛋白进入溶酶体。有实验显示：细胞中蛋白质选择性进入哺乳动物溶酶体和酵母液泡，是在饥饿条件下诱导产生的。4。酵母中液泡蛋白的定位信号：酵母液泡与溶酶体有类似的功能，也存在大量的水解酶，包括羧肽酶Y（CPY）、蛋白酶A和B、二氨肽酶等，他们的定位信号不是Man-6-P，而是一些亲水性的肽段介导。例如：CPY的定位与原肽区域内的肽段QRPL有关，进入液泡后，该序列将因为相应的原肽被切除而激活。（四）线粒体蛋白质的分拣和投送线粒体90％以上的蛋白质是先在细胞质内以前体形式合成，再通过特定方式投送入线粒体的。（折叠和解折叠）

1。线粒体蛋白的投送：线粒体的蛋白质是在核糖体上合成之后，在分子伴侣Hsp70、MSF等的帮助下，识别线粒体表面受体，并以近似伸展状态跨越线粒体膜孔道。其中Hsp70和MSF的机制不同：Hsp70直接与Tom20/22接触，然后与外膜孔道Tom40作用，使蛋白在内外膜接触点跨膜；而MSF则先与Tom31/70结合，然后再转给Tom20/22。接触点处外膜的孔道是Tom20/22诱导的Tom40，而内膜孔道是Tim44结合的Tim23/17。MSFMSFMSF1a1b3b23a452。有三类不同的线粒体蛋白以不同的方式被转送：2.1P类蛋白：是可溶性的、定位于基质或内外膜间隙的线粒体蛋白。它们的前体的N-端具有信号肽段，称为前序列(presequence)，也曾被称为导肽（leadingpeptide）。定位于基质的蛋白：属其中一个亚类。如啤酒酵母中的细胞色素氧化酶的亚基IV（COXIV）。定位于内、外膜的间隙的蛋白：是另一亚类，除了有前序列，紧接着还有一段被认为是分拣信号的疏水的肽段。如细胞色素C1、细胞色素b2、F0ATP酶的亚基9等。分拣信号在蛋白质正确定位后也被切除。P类蛋白质的前序列特征：都富含酸性残基和带羟基的氨基酸，倾向形成两亲螺旋。在两亲螺旋的一个侧面集中了肽段的所有正电荷。这样的两亲螺旋具有一定的膜活性，易于插入脂双层中，并给脂双层一定的扰动。

线粒体P类蛋白的定位：2.2A类蛋白质：是定位在外膜或内膜上的线粒体蛋白，如ADP-ATP的载体(AAC)、孔蛋白(porin)等。没有前序列，分拣信号存在于肽链内部，可能是空间构象中的某一区域，构成这一区域的肽段分散在整个肽链不同地方。这类蛋白质中存在多个可以穿越膜的肽段，在受体和第一个穿越膜的肽段结合后，就进一步促使了其余的肽段定位在膜上，加快了整个转送过程。

2.3C类蛋白质：线粒体C类蛋白即细胞色素C。

它和前两类不同，成熟的蛋白质含有血红素，而前体蛋白质是脱辅基的蛋白质。在线粒体的外膜上有一些和前体高度亲和的结合位点，只要有脱辅基前体中的l-38这段肽链，就能使肽链自发的插入并进入人造的膜，肽链其它部分都和转送活性无关。前体肽链的N-端，在前体通过线粒体外膜的过程或随后就和血红素发生共价的结合，由存在于外膜内侧的细胞色素血红素裂合酶催化，这一结合有利于整个肽链穿越线粒体外膜。如果缺少这个裂合酶，前体的进入就会变得很慢。因此认为外膜上的受体和这裂合酶很接近，很可能以某种方式与它偶联。

线粒体C类（a）和A类（b）蛋白的转运：（五）叶绿体蛋白质的分拣和投送植物叶绿体的结构类似于线粒体，但更为复杂。一些进入叶绿体类囊体膜的蛋白，采用与进入线粒体内外抹间隙的P类蛋白相似的机制：具有2-3个信号肽序列；在内外膜接触点处穿膜；进入基质后切除导向基质序列，然后再利用第二段信号肽进入类囊体腔。但是蛋白进入类囊体膜的受体可能不相同。例如质蓝素和一种金属结合蛋白进入类囊体膜时，各有特点：

不同蛋白质进入类囊体腔的示意图前体蛋白Toc75通道基质蛋白类囊体膜蛋白multipletransmembranehelicesinasinglepolypeptidehaveonlyonetransmembranehelix;theamino-terminaldomainisoutsidethecellintypeIproteinsandinsideintypeII.transmembranedomainsofseveraldifferentpolypeptidesassembletoformachannelthroughthemembrane.TypeVproteinsareheldtothebilayerprimarilybycovalentlylinkedlipids；andtypeVIproteinshavebothtransmembranehelicesandlipid(GPI)anchors.（六）蛋白质在质膜上的定位

I型：C端在胞质，N-端或在胞外，或者在细胞器前面一侧。IIIIIIIVVVI1。穿膜蛋白质肽段的定位情况：不同穿膜蛋白在膜上的定位过程：C端带较多正电荷—I型N端带较多正电荷—II型存在多个穿膜信号，奇数疏水肽段为起始，偶数为终止信号蛋白质的膜定位依赖于肽链内部的一段或多个疏水序列，根据序列存在的部位、数量不同，蛋白将以不同形式折叠于膜上。存在多个穿膜信号时，疏水肽段中出现顺序为奇数的疏水肽段为起始信号，偶数则为终止信号。几乎所有的膜蛋白最初都是在内质网膜内定位的，然后通过小泡转运，在Ran蛋白家族的引导下到达预定的细胞器或质膜，最后融合到需要的膜部位。2。利用GPI锚钩定位的蛋白：此类蛋白一般在C-端存在疏水的GPI化信号序列，并借此序列插在膜中，在GPI转酰肽酶作用下，在信号序列末端切断肽链并转移到已合成的GPI锚钩上。3。利用脂肪链定位：相当一部分膜上蛋白是利用各种脂肪链修饰定位在膜上脂肪链修饰方式何特征为：豆蔻酰化：修饰部位一般在N-端的Gly上，修饰或定位序列为MGXXS/T/G。异戊二烯化和甲酯化：修饰部位一般在肽链的C-端倒数第四位的Cys上，被接上异戊二烯后，C-端三肽被切除，异戊二烯化的Cys羧基还将被甲酯化。棕榈酰化：一般是真核细胞或病毒中的蛋白，发生在蛋白质C-端或N-端的Cys上。并且相当一部分是双重脂质化：C-端附近的S-棕榈酰化和异戊二烯化；或N-端附近S-棕榈酰化和N-豆蔻酰化，个别为N-端附近S-棕榈酰化和N-棕榈酰化。4。原核细胞中蛋白质的膜定位：原核细胞中蛋白质的膜定位情况与真核不同：新生肽链的信号肽倾向于转变为结构，插入膜中则成为螺旋：穿膜复合物原核细胞没有内膜系统，但革兰氏阴性菌有内外两层膜，定位于外膜(OM)的蛋白质可能以三种不同方式定位：A:在细胞质中合成的蛋白，先形成转运小泡，进入内外膜之间的周质后，再与外膜融合并定位其上；B：先穿越内膜到周质，再定位于外膜；C：直接通过内外膜结合部（Bayer氏斑），定位于外膜。（七）蛋白质的核定位：1.蛋白质进入核内的信号和定位：分子量小于40kDa（至少不大于65kDa）、直径小于23nm的蛋白质可以扩散的方式进入核内，迁移速度与大小成反比；组蛋白的进入需要专门受体介导；其它大分子量蛋白进入需要有特定的核定位序列（NLS）

核孔复合物（NPC）：NPC是核运输的孔道，总分子量约125MDa，外径120nm，核孔有效直径和长度都是50nm左右。一些核孔蛋白的特征是富含Phe和Gly，序列为FXFG或GLFG，称FG重复序列，是输入蛋白的亚基等转运受体的结合位点。

NLS的基本特征10个aa左右；富含碱性aa（尤其是Lys）和亲水aa；末端常包含一个Pro或Gly，如PKKKRKV（SV40病毒大T抗原）、PKKARED或VSRKRPR（多瘤病毒T抗原）；提示该序列不一定位于末端，通常应位于蛋白表面或球蛋白的转角处。

输入蛋白（importin）：是蛋白质输入的载体由和两个亚基构成的异二聚体，亚基识别入核蛋白的NLS，亚基识别核孔胞质侧纤毛，以及核孔蛋白。入孔时的停靠位点是：大鼠：核孔蛋白p62/p54/p52酵母：Nup1和Nsp1入核的过程：

Pr-NLS

转运复合物转运Pr-β亚基停泊在NPC纤毛上

转运Pr-亚基

纤毛摆动

核质

Ran-GTP

转运复合物解离

Pr释放

NPC纤毛NPC

Ran为Ras相关核蛋白，是小的GTP酶。Ran-GDP帮助蛋白入核；Ran-GTP介导空载亚基出核。

细胞核内也有部分物质需要被输出核外，包括核酸分子、非蛋白类分子、蛋白质等。核输出蛋白质存在一些特定的出核序列（NES），多数是含有Leu的模体，还要依赖输出蛋白(exportin)的帮助。从核内输出到细胞质的核酸（包括tRNA、微小RNA前体和小螺旋RNA等）也具有出核信号，当与输出蛋白结合后，在GDP-Ran的帮助下，完成通过核孔的过程。核孔不仅是物质运输的通道，也参与基因表达、细胞凋亡和分泌等过程，使通过调节NPC成分（Nup153、CAN和Nup38）的磷酸化/去磷酸化，或被胱天蛋白酶降解等实现的。2。核输出信号及其有关蛋白：（八）蛋白质在过氧化体内的定位过氧化体是除去细胞过氧化氢的细胞器，此外一些脂质、固醇、嘌呤也在此降解。进入过氧化体的肽链，其C-端有特定序列，经常是SKL，尤其其中的Leu是不可取代的。进入过氧化体的蛋白在核糖体合成之后，先折叠成为天然构象，其C-端的SKL信号肽被过氧化体靶向序列1受体（PTS1R）专一性识别和结合，并将蛋白质牵引到过氧化体膜，与膜上的受体Pex14p结合，复合物进入细胞器内。随后复合物解离，结合蛋白PTS1R返回细胞质，循环使用。除了Pex14p外，还有至少21种与过氧化体定位相关的蛋白，Pex1p-22p.蛋白质在

过氧化氢体

内的定位（九）蛋白质在细胞质内的滞留信号迄今为止，对何种序列决定了蛋白质滞留在细胞质内还知之甚少。有两种看法：一是：不含任何信号序列的蛋白合成后留在胞质；二是：相当多的细胞质滞留蛋白其N-端是被酰化的，但酰化是否为细胞质滞留信号，还有待进一步确定。

（十）蛋白质由胞外进入细胞内的途径1。胞吞作用的不同途径：1.1胞吞作用（endocytosis):细胞摄入大分子的作用吞噬作用（phagocytosis）：被吞物较大胞吞作用吞饮作用（pinocytosis）：被吞物较小吞饮作用又有4种方式：形成笼形蛋白包被小泡（CV）；一般小窝；无外被小泡或小窝（NCV）；巨胞饮体研究较多的是笼形蛋白包被方式。循环内吞体内吞载体小泡（或多层小泡体）早期内吞体晚期内吞体12341.2.1转铁蛋白受体介导的内吞特点：为受体介导形成笼形蛋白包被小泡受体随后释放回细胞表面脱铁转铁蛋白亦被释放和循环使用。1.2进入细胞后的内吞体还

可经4种不同的方式处理：1.2.2LDL受体介导的内吞特点：为受体介导形成笼形蛋白包被小泡受体随后释放回细胞表面（受体中存在FDNPVY序列负责受体的聚集和内化）笼形蛋白1.2.3重新定位方式特点：1.为受体介导2.内吞后，受体和配体一起被运到质膜的特定部位，是配体重新定位的过程。1.2.3生长因子类受体介导的内吞特点：受体和配体结合是信号转导的过程；内吞后，受体和配体共同进入溶酶体，并均被降解。2。内吞后的分拣信号：细胞进入内吞体-溶酶体途径的信号也有不同，大体分为4类：（1）含Tyr模体：NPXY和YXX（2）含双Leu型模体：D/EXXXL/I和DXXLL（3）其它信号模体：多数为TGN和内吞体之间的往返蛋白（4）泛肽信号：参与内吞时其63号Lys可被多泛肽化；在蛋白体内降解时是在第48号Lys上。蛋白自身固有信号标记信号AP：衔接蛋白，指能识别泛肽并与之结合的蛋白。不同类型的AP蛋白都具有：3个相似的亚基、和；一个各自特有的亚基（AP2）、（AP1）、（AP3）和（AP4）。这些AP蛋白都和笼形蛋白相作用，以便打包和投送。三、蛋白质寿命和限制性降解体系（一）蛋白质降解的基本概念：生物体内蛋白质的降解是重要的生理生化过程。蛋白质降解包含的内容是多方面的，包括：（1）食物的消化（2）细胞内蛋白质的新陈代谢（老化蛋白的降解）（3）合成或加工过程中的“次品”的处理——质量控制（4）作为功能调节的蛋白质限制性降解（二）蛋白质的寿命及相关规则：细胞内绝大多是蛋白质的降解服从一级反应动力学。蛋白质半衰期介于几十秒到百余天之间，多数在70-80天，但并不是恒定的，而是与细胞的生理状态相关。N-端规则：蛋白质的寿命与蛋白质的N-端残基性质有相关性。N-端aa为：D、R、L、K和F：半衰期为2-3分钟；A、G、M和V：半衰期超过10hr(原核)；超过20hr(真核）PEST假设：含该序列的蛋白质，在细胞中会很快被降解

一些氨基酸脱羧酶中的PETS模体定位（三）蛋白质的降解场所和降解体系：1。溶酶体和组织蛋白酶（cathepsin)：1.1溶酶体降解：胞外蛋白：血浆蛋白、激素蛋白、质膜上的受体蛋白等，几乎都是通过胞吞方式进入溶酶体降解。自体吞噬(autophgy):内部组分吞噬非选择性分泌自噬(crinophy):过剩分泌颗粒降解胞内蛋白

选择性：由KFERQ信号介导，在营养充足细胞中此途径关闭，只用非选择途径。

溶酶体主要降解胞外和质膜蛋白，正常情况下在胞内蛋白质周转过程中不起作用。1.2组织蛋白酶：溶酶体内的蛋白酶通常被称为组织蛋白酶，但这些酶类也可能存在于其它组织中。包括两类：酸性蛋白酶：包括组织蛋白酶D和E等。

D型分布较广，多数以水溶形式存在于溶酶体，只有20%为膜结合型；E是二硫键结合的二聚体糖蛋白，42kDa，仅存在于淋巴样组织、肠胃道、血细胞，溶酶体内极少，不同组织中糖链结构不同。巯基蛋白酶：包括组织蛋白酶B（二肽羧肽酶）、H（氨肽酶）、L和S（内肽酶）等。多数分子量为24-35kDa，且分布较广，但组织蛋白酶S仅存于与II类MHC有关的抗原提呈细胞。2。细胞质中的蛋白酶和有关体系：2.1蛋白体和细胞质内依赖于ATP的蛋白酶泛肽-蛋白连接酶（E1）（E2）（E3）(proteasome)真核26S蛋白体结构：有盖的中空圆桶，11×16Å19S帽含有6种不同的ATP酶，特异地识别被泛肽连接的蛋白；20S核心中的两个亚基环是蛋白降解的场所；环内径较小，因此只有松散的肽链才能进入。19S帽环环环

原核细胞蛋白酶体系：在原核细胞中也存在20S蛋白酶体，如古细菌中，其结构和大小均类似于真核。但与19S帽结构对应的是PAN。细菌中的HsIUV和CIpAP没有归属蛋白体，但也是细胞质中依赖于ATP的蛋白酶体系。

HsIUV

由HsIV和HsIU两部分购成：HsIV是6聚体，两个六聚体构成了中间蛋白水解区室，活性中心是Thr；而HsIU是7聚体，类似于真核的环相似，具有ATP酶活性。大肠杆菌CIpAP的CIpA（X）对应于HsIU，具有ATP酶活性；CIpP对应于HsIV，具有蛋白酶活性（中心为Ser）FteH是另一类需要ATP的微生物蛋白酶，为膜结合型，需要Zn2+，降解膜蛋白和一些噬菌体中与融原性有关的调节蛋白时起重要作用。2.2细胞质中依赖于钙离子的蛋白酶胞质中依赖于钙离子的蛋白酶为需钙蛋白酶（calpain)特征：一是可与钙调蛋白结合；二是富含PETS序列分类：遍在型类：可被低浓度Ca2+激活（微摩尔级）需钙蛋白酶m类：需高浓度Ca2+激活（毫摩尔级）组织特异型：骨骼肌（p94）、胃（nCL-2）等果蝇、线虫、血吸虫和一些曲霉中也发现类似组织特异姓的需钙蛋白，都是单链蛋白酶，只有催化活性无调节链。2.3三边帽蛋白酶（tricon)

是迄今为止所发现的最大的蛋白体系，但结构很复杂，而且特异。底物和产物：蛋白酶体降解的产物一般为3-25aa的小肽，tricon以蛋白体降解后的寡肽为自己的底物，将其进一步降解为2-4个氨基酸大小的小肽。亚基结构：这类酶的亚基一般由1071个氨基酸残基构成，分为5个结构域：6和7结构域（螺旋浆状结构）；C1结构域（螺旋捆）；C2（夹心结构）和PDZ结构域组装：亚基先形成二聚体，3个二聚体形成一个720kDa的六聚体，酶的活性中心在六聚体的中心；六聚体还可进一步组装成大小和形状都与病毒颗粒类似的二十面体，外径55nm，内径37nm。六聚体俯视图六聚体侧视图亚基(单体)结构（7为底物入口)（6为产物出口)活性中心一个二聚体二十面体结构

Tricon的催化特性：属于Ser蛋白家族，活性中心基团包括His746和Ser965；活性中心位于六聚体的中心部位，7是底物的入口，6是产物的出口。

Tricon还可以和其它因子结合，包括F1、F2和F3。

F1是由293个氨基酸构成的脯氨酰亚氨基肽酶，可从N-端开始切除Pro和其它疏水氨基酸（Gly和Tyr除外）；F2和F3为金属肽酶，底物专一性与F1相反，催化带电荷氨基酸水解。其结果作用是将tricon降解产物2-4肽，继续降解为游离氨基酸，供细胞再利用。2.4胱天蛋白酶（caspase)家族

胱天蛋白酶是Cys依赖性Asp专一性蛋白酶（Cysteine-dependantAsp–specificprotease,caspase）的简称。（活性中心必需Cys，作用位点为Asp专一性的）。此类蛋白酶与细胞程序性死亡（programmedcelldeath，PCD）密切相关，转入多种细胞株，均可引起细胞凋亡，因而目前备受关注。目前发现的胱天蛋白酶不少于10种，依功能可被分为：（1）激活细胞因子的：胱天蛋白酶1、4、5；（2）引发凋亡（起始）的：胱天蛋白酶2、8、9，10；（3）凋亡执行的：胱天蛋白酶3、6、7；人胱天蛋白酶原包括N-端肽、大亚基和小亚基以及两个连接区大亚基的His237和Cys285为活性中心两必需氨基酸，Cys285附近的序列非常保守，基本都是QACR/Q/G；Asp297是使活化的胱天蛋白酶切位点；而Asp316可被其它酶切断裂而激活酶原；执行凋亡的酶如胱天蛋白酶3、6、7的N端肽非常短；而起始型的如胱天蛋白酶8和10的N端肽具有死亡效应物结合域，可以各种引发凋亡的上游分子结合；而其它胱天蛋白酶的N-端肽具有胱天蛋白酶募集结构域（CARD），便于激活复合物的组装N-端肽大亚基小亚基His237Cys285Asp297Asp3163。其它细胞器中蛋白质的酶降解：3.1细胞器中的蛋白酶线粒体和叶绿体中也存在特定的蛋白酶，用于降解被自由基破坏的蛋白和没有参与组装的游离蛋白质亚基，保持细胞器蛋白平衡。此外还有一些基质金属蛋白酶，切除来自细胞质的新生肽链中的前肽。3.2无蛋白酶细胞器中蛋白质的降解无蛋白酶的细胞器，例如内质网，是通过将蛋白逆向运出细胞器再降解（如ERAD），或进入高尔基体后，以转运小泡形式送到溶酶体或液泡降解。（四）蛋白质限制性酶解的生物学意义：蛋白质限制性酶解的广泛存在于细胞内、细胞表面