细胞物质运输医学细胞生物学

关于细胞物质运输医学细胞生物学细胞内蛋白质的转运蛋白质在细胞内的加工、运输、分泌是根据分选信号（sortingsignals）的有无和不同性质有选择的进行的第2页,共57页，2024年2月25日，星期天运输途径第3页,共57页，2024年2月25日，星期天运输方式门控转运（gatedtransport）：经核孔复合体进入细胞核直接穿越细胞器膜：蛋白转位装置（proteintranslocator）；保持线性膜泡运输：转运小泡第4页,共57页，2024年2月25日，星期天分选信号信号肽（signalpeptide）：存在于多肽链上的一段连续的氨基酸序列，可引导蛋白质定位到内质网，线粒体和细胞核。部分信号肽完成蛋白质的定向转移后会被切除。第5页,共57页，2024年2月25日，星期天信号斑（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。第6页,共57页，2024年2月25日，星期天转运往往需要分子伴侣（molecularchaperone）的作用第7页,共57页，2024年2月25日，星期天信号假说signalhypothesisG.Blobel和D.Sabatini提出多肽链上的特殊氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至内质网上合成。

the1999NobelPrize.--"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell"第8页,共57页，2024年2月25日，星期天进入内质网的蛋白质(ER所属蛋白、分泌性蛋白、溶酶体酶及膜蛋白)，其编码基因在起始密码之后有一组编码特定信号肽序列的密码。凡能先合成该蛋白序列的核糖体都与内质网靠拢并附着其上。第9页,共57页，2024年2月25日，星期天第10页,共57页，2024年2月25日，星期天第11页,共57页，2024年2月25日，星期天信号肽合成→信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与内质网上受体结合→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→核糖体分离，蛋白质释放。

第12页,共57页，2024年2月25日，星期天第13页,共57页，2024年2月25日，星期天合成后去向RER上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进入网腔中形成游离蛋白质，也可以参与内质网膜的组建。这取决于多肽链上与穿膜相关的起始转运信号（start-transfersignal）和终止转运信号（stop-transfersignal）第14页,共57页，2024年2月25日，星期天游离蛋白质第15页,共57页，2024年2月25日，星期天跨膜蛋白质第16页,共57页，2024年2月25日，星期天第17页,共57页，2024年2月25日，星期天第18页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质的门控转运第19页,共57页，2024年2月25日，星期天核内蛋白质运输（门控转运）小分子物质能较自由的穿过核孔，但蛋白质、RNA等大分子物质就要以门控转运方式运输。核质蛋白的C端有一个信号序列即核定位信号(nuclearlocalizationsignal,NLS)，pro-pro-lys-lys-lys-Arg-lys-Val，可引导蛋白质进入细胞核，入核后信号不切除。第20页,共57页，2024年2月25日，星期天门控转运核孔运输还需要有相关的受体蛋白、衔接蛋白、Ran蛋白及其调控蛋白。Ran是一种G蛋白，在细胞核内Ran-GTP的含量高，细胞质内Ran-GDP的含量高。第21页,共57页，2024年2月25日，星期天第22页,共57页，2024年2月25日，星期天核蛋白向细胞核的输入过程第23页,共57页，2024年2月25日，星期天膜泡转运除胞吞作用和胞吐作用外，细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。第24页,共57页，2024年2月25日，星期天从内质网到高尔基体的蛋白质运输由COPⅡ衣被小泡介导，加工成熟后经反面网状结构分泌。第25页,共57页，2024年2月25日，星期天出芽第26页,共57页，2024年2月25日，星期天移动胞内膜泡在动位蛋白（dynein）、驱动蛋白（kinesin）、肌球蛋白（myosin）牵引下运输沿微管或微丝运行。通过这些蛋白的作用，可使膜泡运抵指定区域。第27页,共57页，2024年2月25日，星期天第28页,共57页，2024年2月25日，星期天定位第29页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质的加工与分泌第30页,共57页，2024年2月25日，星期天糖基化：单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。大多数内质网上合成的蛋白质最终都被糖基化。第31页,共57页，2024年2月25日，星期天内质网中蛋白质的加工包括糖基化、二硫键形成、正确折叠装配等，其中最主要的是糖基化。第32页,共57页，2024年2月25日，星期天糖分子首先连接到RER膜上的多萜醇分子上，装配成寡糖链并被活化，再被糖基转移酶催化转到暴露于RER腔面的新生肽链的天冬酰胺残基上（N－连接）。第33页,共57页，2024年2月25日，星期天N-linkedproteinglycosylationintheER第34页,共57页，2024年2月25日，星期天GC中蛋白质的加工包括糖链修饰、糖基化（O－连接）

、多余肽链的水解。

第35页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质在高尔基体中糖基化第36页,共57页，2024年2月25日，星期天糖基化的作用是：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；糖基化后蛋白可用于形成细胞外被。第37页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质在高尔基体的水解：ER中合成前胰岛素原→ER中切除信号肽成为胰岛素原→GC中水解多余肽段并折叠成为胰岛素第38页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质的分拣与分泌第39页,共57页，2024年2月25日，星期天组成溶酶体的各种成分在ER中合成、GC中修饰后经转运小泡参与组建溶酶体。其中蛋白质的转运由分拣信号和GC膜上相应的受体介导。溶酶体水解酶的分拣信号为6－磷酸甘露糖第40页,共57页，2024年2月25日，星期天溶酶体酶的运输分拣信号--M6P第41页,共57页，2024年2月25日，星期天蛋白质的分泌第42页,共57页，2024年2月25日，星期天膜流membraneflow膜流现象：由于细胞的胞吞、胞吐作用和ER、GC的物质合成、加工、运输，使细胞膜发生移位、融合、重组，细胞内各膜性结构实现了相互联系和转移，使细胞构成一个统一的整体，维持了活体细胞的动态平衡。第43页,共57页，2024年2月25日，星期天细胞信号转导第44页,共57页，2024年2月25日，星期天多细胞生物彼此间的协调活动有赖于细胞间的信息交流。大多数情况下细胞与细胞之间主要通过化学信号分子进行信息交流。第45页,共57页，2024年2月25日，星期天通过信号分子与受体的相互作用实现对细胞的调节以及在此过程中的作用机制即细胞的信号转导（signaltransduction）。第46页,共57页，2024年2月25日，星期天信号转导：细胞膜上受体识别膜外的刺激信号跨膜传递到膜的内侧面胞内信号传递，引发细胞反应（转录、酶、离子浓度、凋亡…

）信号分子失活、胞外刺激强度降低，细胞终止反应第47页,共57页，2024年2月25日，星期天气体分子神经递质激素细胞因子(氨基酸或肽)胞内第二信使胞外信号（配体、第一信使）－－特异性、高效性、可灭活第48页,共57页，2024年2月25日，星期天第49页,共57页，2024年2月25日，星期天受体受体(receptor)

：一种蛋白质，存在于细胞膜上或细胞核内，能接受外界信号并将该信号转化为细胞内的一系列生化反应，引起细胞结构或功能的改变。第50页,共57页，2024年2月25日，星期天受体可分为膜受体（membranereceptor）和细胞内受体。第51页,共57页，2024年2月25日，星期天膜受体多是糖蛋白（1次或多次跨膜），有单体型受体和复合型受体之分。跨膜整合配体识别部分（discriminator）暴露于细胞外，多有糖链相连；效应部分（effector）朝向细胞内，具有酶活性，在受体配体结合后被激活；两者之间是转换部分（transducer）或传导部（inducer）。第52页,共57页，2024年2月25日，星期天在结合外界信号分子后，其空间构象发生改变，原本无活性的效应部分活化，受体被激活。第53页,共57页，2024年2月25日，星期天受体的分类生长因子受体/受体酪氨酸激酶配体门控离子通道G蛋白偶联受体第54