第六章、真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输(下)

INTRACELLULARCOMPARTMENTANDPROTEINSSORTING第六章

真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1精选课件ppt一、信号假说与蛋白质分选信号二、蛋白质分选的基本途径与类型三、膜泡运输

第三节细胞内蛋白质的分选与膜泡运输2精选课件ppt①分泌蛋白的N－端含有一段特殊的信号序列可将多肽和核糖体引导到ER膜上；②信号肽引导下多肽以边合成边转运的方式，通过ER膜上的易位子蛋白复合体进入ER腔，切除信号肽。

1975年，洛克菲勒大学的Blobel,Sabatini推测：第一部分、信号假说与蛋白质分选信号一、信号假说3精选课件pptBlobelwithmembersofhislaboratoryGünterBlobelBlobel等（1975）提出信号假说，认为蛋白质N端的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成，获1999年诺贝尔生理医学奖。4精选课件ppt蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分：1、信号肽：

一般位于新合成肽链的N端，有的可位于中部。一般15~35个氨基酸残基：N端含有至少1个带正电荷的氨基酸；中部含有6-12个疏水氨基酸；C端具有可被信号肽酶识别的位点。

作用：①通过与SRP的识别和结合,引导核糖体与内质网结合;②通过信号序列的疏水性，引导新生肽跨膜转运。

又称开始转移序列（starttransfersequence）。二、内质网蛋白质合成5精选课件pptN端信号肽的一般结构6精选课件ppt2、信号识别颗粒（signalrecognitionparticle，SRP）组成：11S的核糖核蛋白质，由6条不同的肽链和一个7s的RNA所组成。3个功能域：识别信号肽；与SRP受体蛋白结合；翻译暂停结构域，干扰氨酰tRNA和肽酰基移位酶的反应，使多肽链的延伸终止。7精选课件ppt3、SRP受体（停泊蛋白，dockingprotein）ER膜的整合蛋白，异二聚体：α亚基亲水性位于细胞质面；β亚基疏水性嵌入内质网膜内。可使SRP－信号肽－新生肽链－核糖体的复合体连接到ER膜上，使正在合成蛋白质的核糖体停泊在ER上。8精选课件ppt

4.易位子（translocon），由3-4个Sec61蛋白构成的通道，直径2nm。哺乳动物细胞中有三种类型的Sec61,即α、β和γ。

5.停止转移序列（stoptransfersequence），又称终止转移肽，与内质网膜的亲合力很高，阻止肽链继续进入网腔，成为跨膜蛋白。9精选课件ppt蛋白质转入内质网合成的过程10精选课件ppt蛋白质转入内质网合成的过程：信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止→翻译体系解散。这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式称为共转运co-translation。11精选课件ppt三、跨膜蛋白的形成单次跨膜蛋白：由内部信号序列或停止转移序列＋N-信号肽产生内含信号序列(internalsignalsequence)

它不位于N-末端，但具信号序列的作用。它可作为蛋白质共翻译转移的信号被SRP识别，同时它也是起始转移信号。12精选课件ppt内部信号序列在膜蛋白穿膜时，总保持信号序列中含正电荷多的一端朝向细胞质基质面，导致膜蛋白在内质网上取向的不对称性。13精选课件ppt二次跨膜蛋白：含有一个内部信号序列和一个停止转移序列；多次跨膜蛋白：含多个内部信号序列和停止转移序列。

14精选课件ppt15精选课件ppt四、导肽与后转移

基本的特征：

蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，称后转移（posttranslocation）。蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。16精选课件ppt五、蛋白质分选信号①信号序列（signalsequence）：引导蛋白质定向转移的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，对所引导的蛋白质没有特异性要求。②信号斑（signalpatch）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。17精选课件pptsignalsequenceandsignalpatch18精选课件ppt19精选课件ppt1、门控运输（gatedtransport）：如通过核孔复合体的运输。2、跨膜运输（transmembranetransport）：蛋白质通过跨膜通道进入目的细胞器。3、膜泡运输（vesiculartransport）：蛋白质在内质网或高尔基体中被包装成衣被小泡，选择性地运输到靶细胞器。第二部分、蛋白质分选的基本途径与类型20精选课件ppt第三部分、膜泡转运的分子机制1.运输小泡形成的机制?2.运输小泡如何到达其准确的靶膜？3.运输小泡与靶膜的融合的机制？21精选课件ppt一、运输小泡的类型和分选信号22精选课件ppt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。

（一）

COPⅡ有被小泡（COPⅡcoatedvesicle）23精选课件ppt外被蛋白Ⅱ（Coatprotein，COPⅡ）COPⅡ是多亚基的蛋白复合物，构成的亚基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31和Sec16等。

24精选课件pptCOPⅡ有被小泡的装配

COPⅡ有被小泡的装配需要一种称为Sar1的G蛋白的参与。当Sar1中GDP与GTP进行了交换，诱导Sec23和Sec24蛋白的结合，接着是Sec13和Sec31蛋白的结合，Sec16与Sec23/Sec24复合物、Sec13/Sec31复合物相互作用，最后装配成一个完整的小泡。25精选课件ppt分选信号

COPⅡ小泡装配时的识别信号是双酸性分选信号(di-acidicsortingsignal)，如Asp-X-Glu。具有这种信号序列的跨膜蛋白被包装进COPⅡ有被小泡。从ER形成的COPⅡ小泡常常相互融合成大的运输小泡，这种大的小泡需要以微管作为运输轨道向高尔基体运输。26精选课件pptCopIIVesicles27精选课件ppt介导蛋白质从高尔基体运回内质网，包括从高尔基体反面膜囊运向高尔基体顺面膜囊，以及将蛋白质从高尔基体顺面膜囊运回到内质网。

（二）、COPⅠ有被小泡（COPⅠcoatedvesicle）28精选课件ppt外被蛋白Ⅰ（coatproteinⅠ，COPⅠ）COPⅠ是一种胞质溶胶蛋白质复合物，由7个亚基组成：α、β、β‘、γ、δ、ε、ζ。COPⅠ在出芽小泡的胞质溶胶面聚合，形成COPⅠ有被小泡。由COPⅠ作为外被的小泡称为COPⅠ有被小泡。

29精选课件ppt装配反应因子（assemblyreactionfactor，ARF）ARF是一种GTPase。装配反应因子被认为是包被蛋白复合物（coatomer）的装配和去装配的信号。当ARF同GDP结合时，游离存在于胞质溶胶中，若同GTP结合，GTP使ARF的构型发生改变，暴露出它的脂肪酸链，并随即插入到供体膜中。30精选课件ppt分选信号

COPI小泡装配时的识别信号是Lys-lys-X-X(KKXX)。31精选课件ppt介导从高尔基体反面网络出芽形成的选择性的分泌小泡，包括溶酶体酶运输小泡，以及细胞质膜中由受体介导的内吞作用形成的内吞泡。（三）、披网格蛋白有被小泡（clathrin-coatedvesicle）32精选课件ppt网格蛋白(clathrin)及包被亚基(coatsubunits)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--三脚蛋白复合体(triskelion)。三脚蛋白复合体再组装成六边形或五边形网格结构，即包被亚基，然后由这些网格蛋白亚基组装成网格蛋白有被小泡。

33精选课件ppt网格蛋白的三脚蛋白复合体;

网格蛋白包被亚基;

网格蛋白有被小泡34精选课件ppt接合素蛋白（adaptin，AP）和发动蛋白（dynamin）

35精选课件ppt发动蛋白（dynamin）

一种胞质溶胶蛋白，有900个氨基酸，能够同GTP结合并将GTP水解。

作用是在有被小窝的颈部聚合，通过水解GTP调节自己收缩，最后将小泡与质膜割开。

36精选课件ppt披网格蛋白有被小泡的形成有被小窝（clathrin-coatedpit）的形成；网格蛋白有被小泡的形成；无被小泡的形成。分为三个基本过程：37精选课件ppt当网格蛋白有被小窝形成时，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈围绕在芽的颈部，将小泡柄部的膜尽可能地拉近（小于1.5nm），从而导致膜融合，掐断（pinchoff），有被小泡。38精选课件ppt三种衣被小泡的功能衣被类型GTP酶组成与衔接蛋白运输方向clathrinARFClathrin重链与轻链，AP2质膜→内体Clathrin重链与轻链，AP1高尔基体→内体Clathrin重链与轻链，AP3高尔基体→溶酶体，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高尔基体→内质网COPIISar1Sec23/Sec24复合体，Sec13/31复合体，Sec16内质网→高尔基体39精选课件ppt二、膜泡运输的定向机制、停靠和融合机理（一）SNAREs功能：介导运输小泡与靶膜的融合。类型：v-SNAREs（Ve