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1、第四，蛋白质分类，我们的细胞一直在合成许多具有各种重要功能的蛋白质。它们如何穿过细胞膜或细胞器到达正确的作用部位？1971年，纽约洛克菲勒大学的Gunter Blobe提出了信号假说。他认为细胞分泌的蛋白质包含内部信号，使蛋白质到达并穿过细胞膜。1975年，Gunter Blobe通过精心设计的生化实验报告说，这种信号是一种具有特殊序列的肽，是蛋白质的组成部分。在信号肽的作用下，蛋白质可以穿过内质网的通道。4.1研究背景，1980年，他提出了指导蛋白质分选到特定细胞部门的一般原则。每种蛋白质在其结构中都有指示其细胞正确位置的信息。特定的氨基酸序列决定了蛋白质是否会穿过细胞膜进入特定的细胞器，整

2、合进细胞膜或从细胞中输出。这些信号就像行李上的标签，这样行李就可以到达正确的目的地；或者邮政编码，这样信件就可以送到正确的地址。这些信号序列实际上是位于蛋白质一端或中间的氨基酸短链。1999年，古特布洛伯尔因发现蛋白质具有控制其运输和定位的内在信号而获得诺贝尔生理医学奖。蛋白质靶向：将蛋白质分类并运送到细胞正确内部位置的过程，即正确蛋白质分类的条件：首先，蛋白质含有特殊的信号序列，其次，细胞器具有特殊的信号识别装置(分类受体)。4.2蛋白质分选的基本原理蛋白质分选信号靶向序列是蛋白质分子中的一个短的特定氨基酸序列，也称为信号序列靶向贴片，是蛋白质分子中的肽链折叠形成的局部三维结构，使不连续的肽

3、段相互靠近。细胞囊泡中蛋白质的运输形式介导：的运输，是一种在附着于内质网的多核糖体中合成的蛋白质。跨膜转运：是指细胞质中的游离多核糖体合成的蛋白质到达线粒体或过氧化物酶体或通过膜进入细胞核。囊泡运输的特点：它是内膜系统之间的物质转移方式。高度定向的小泡通过出芽或内吞作用生长。囊泡表面有一层由蛋白质构成的笼状外壳。在运输小泡与目标细胞器的膜融合之前，这种被膜解体了。4.3转运由小泡介导，细胞内小泡的转运沿微管或微丝进行，动力来自运动蛋白。有三种类型的运动蛋白：动力蛋白，它可以移动到微管的负端；驱动蛋白，它能拉动物质向微管的正端移动；肌球蛋白可以移动到微丝的正极。包被囊泡，被包被蛋白包裹的囊泡。C

4、OP是一个复合体，包括：亚单位。铜囊泡主要介导蛋白质从高尔基体向内质网转运，包括从反向高尔基体向光滑高尔基体转运和从反向高尔基体向内质网转运。4.3.1包被囊泡的类型，包被蛋白包被的囊泡。铜是一种大型复合物，称为包覆体，它包括Sec23/Sec24复合物、Sec 13/31复合物、Sec 16亚单位和Sec 12亚单位。这种类型的囊泡介导非选择性运输，其涉及从内质网到光滑高尔基体、从光滑高尔基体到高尔基体的中间膜囊以及从中间膜囊到反向高尔基体的运输。铜包被囊泡，网状蛋白包被的囊泡。网格蛋白的重链和轻链形成二聚体，三聚体形成三聚蛋白，三聚蛋白相互交联形成网络结构。适应素也包含在网状蛋白形成的涂层

5、中。它位于网格蛋白和配体受体复合体之间，起连接作用。已知至少有四种衔接蛋白，AP1、AP2、AP3和AP4。由网状蛋白包被的囊泡介导从反向高尔基网络向质膜的转运以及从质膜向反向高尔基网络的转运。包有网格蛋白的囊泡)。囊泡形成的条件。参与囊泡出芽的物质包括小GTP结合蛋白、外膜衔接蛋白、膜受体蛋白等。而囊泡的形成需要信号和信号受体，如KDEL信号，它是内质网蛋白的滞留信号，所以KDEL是铜型囊泡形成的信号，而其KDEL的信号受体是位于高尔基体的ERD2蛋白。被膜小泡的类型和功能在大量的内吞细胞(如肝细胞和成纤维细胞)中，质膜中有许多网状蛋白小泡。这些小泡的形成需要被膜募集GTP酶、许多衔接子和网

6、状蛋白，小泡与质膜的分离最终需要一种称为动力蛋白的GTP结合蛋白。4.3.3囊泡形成的机制，网状蛋白囊泡的形成，被膜募集蛋白的形成，即单体蛋白，即G蛋白(GTP结合蛋白)。GTP酶存在于两种状态。当：绑定到GTP时，它具有活动状态。结合国内生产总值，它是不活跃的。GTP酶活性和失活状态的变化依赖于两种蛋白质，鸟嘌呤核苷释放蛋白(GNRP)，它催化GDP和GTP之间的交换。谷胱甘肽过氧化物酶激活蛋白，引发结合的GTP水解。网状蛋白由相对分子量为180千道尔顿的重链和相对分子量为3540千道尔顿的轻链组成。三个二聚体形成了被膜的基本结构单位三颗粒，被称为三足蛋白。许多三条腿的复合材料被重新组装成六

7、边形或五边形的网格结构，即涂层的子单元；然后这些网格蛋白亚单位被组装成网格蛋白小泡。网格蛋白和外壳亚单位，网格蛋白的图形结构(a)网格蛋白的三足复合体；(b)网格蛋白包被亚单位；(c)网状蛋白囊泡。图-笼状蛋白的结构，电镜照片，b分子模型，c外壳模型，衔接子和动力蛋白。当衔接蛋白在网状蛋白的囊窝中形成时，在网状蛋白和膜之间存在一种起衔接作用的蛋白，即衔接蛋白。因此，衔接蛋白是一种在网状蛋白囊泡形成中起中介作用的蛋白质。衔接蛋白与膜受体胞质结构域中的信号序列相互作用。目前，有三种衔接蛋白：AP1、AP2和AP3。它们可以与不同类型的受体结合，形成具有不同性质的转运小泡。AP1参与高尔基体的转运，

8、AP2参与质膜内体的转运，AP3参与高尔基体溶酶体的转运。dynamin是一种含有900个氨基酸的胞质溶胶蛋白，可以与GTP结合并水解GTP。激动素的作用是在囊泡颈部聚合，通过水解GTP来调节收缩，最后将囊泡从质膜上切下。当笼状蛋白的被囊形成时，可溶性蛋白动力蛋白聚集在芽的颈部周围，使囊柄的膜尽可能地靠近(小于1.5纳米)，这导致膜融合并挤压掉被囊。网状蛋白囊泡的形成和网状蛋白囊泡的形成可分为三个基本过程：网格蛋白包被的凹坑的形成。在内吞过程中，燕子(配体)首先与膜表面的特异性受体结合，然后与网状蛋白组装的亚单位结合，使膜下垂成一个小凹坑。图9-68网状蛋白囊泡的形成过程，网状蛋白囊泡的形成网

9、状蛋白囊泡通过出芽形成囊泡。在动力蛋白的作用下，囊泡必须与质膜分离。此时，囊泡被网状蛋白包裹，网状蛋白被称为囊泡。图9-68网状蛋白小泡的形成过程，珠被小泡的形成网状蛋白小泡形成后，网状蛋白的珠被迅速去除，成为珠被小泡。在真核细胞中，hsp70是一种分子伴侣，作为外壳分解的ATPase，辅助蛋白可以启动这种ATPase。网状蛋白囊泡的外部被解聚形成一个三条腿的复合体，该复合体被重新用于组装网状蛋白囊泡。图9-68网状蛋白小泡的形成过程。Ca 2参与网状蛋白囊泡涂层的形成和脱胚过程。当包膜形成时，钙泵将钙泵出细胞，使细胞质中的钙浓度保持较低，这有利于囊袋的形成。囊泡形成后，Ca2+与网状蛋白轻链

10、结合，使包被不稳定并被去除。铜囊泡负责回收和运输内质网逃逸的蛋白质回到内质网。内质网的正常驻留蛋白，无论是在腔内还是在膜上，在碳末端都含有一个回收信号。如果它们意外地逃逸到运输小泡中并从内质网运输到高尔基体的顺式表面，顺式表面上的膜结合受体蛋白质将识别并结合逃逸蛋白质的回收信号，并形成COPI被膜小泡以将它们返回到内质网。铜包被囊泡也能介导高尔基体不同区域之间的蛋白质转运。介导铜囊泡形成的因素包括组装反应因子、包膜蛋白、膜结合受体蛋白、回收信号等。铜囊泡的形成和组装反应因子也是一种GTP酶，被认为是体外组装和拆卸外被的信号。当急性肾功能衰竭与国内生产总值结合时，它在细胞质中自由存在。如果它与G

11、TP结合，GTP改变了ARF的构型，暴露了它的脂肪酸链，然后将其插入供体膜。ARFGTP与膜结合可与外膜结合形成囊泡。衣帽蛋白是一种胞质溶胶蛋白复合物，由七个亚基组成，包括、铜在出芽小泡的胞质表面聚合形成铜包被的小泡。回收信号：内质网腔中的蛋白质，如蛋白质二硫键异构酶和分子伴侣辅助折叠，都有典型的回收信号Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL，图6-8)。内质网膜蛋白(如SRP受体)在C端有不同的恢复信号，通常是Lys-Lys-X-X(KKXX，X:任意氨基酸)图9-69铜囊泡形成过程图9-69胞质溶胶中的小GTP结合蛋白ARF，释放结合的GDP，然后与GTP结合形成ARF-GTP复合物，整

12、合在高尔基体膜中。国内生产总值和GTP之间的交换是由高尔基体膜中的一种酶催化的。铜与急性肾功能衰竭和高尔基体膜蛋白胞质部分结合；铜泡是在脂肪酰基辅酶a的帮助下形成的，但脂肪酰基辅酶a的确切作用尚不清楚。一旦铜囊泡形成，它们就从供体膜中释放出来，铜涂层被解聚并与膜分离。这一过程是由GTP水解结合ARF引发的。铜囊泡，铜涂层囊泡介导物质从内质网向高尔基体的转运。在蛋白质从内质网向高尔基体的转运过程中，大多数跨膜蛋白直接与铜外壳结合，但少数跨膜蛋白和大多数可溶性蛋白通过受体与铜外壳结合，这些受体转运后通过铜外壳小泡返回内质网。介导铜外壳小泡形成的因素包括外壳召集GTP酶Sar1蛋白、外壳蛋白、识别信

13、号等。铜囊泡的形成，Sar1蛋白：其功能与铜囊泡中的ARF相似。外壳蛋白：外壳蛋白也是一种含有多个亚基的蛋白复合物，其亚基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31、Sec16、Sec12等。Sar1GTP酶与Sec23/Sec24复合物结合，形成紧密包裹膜的涂层。Sec13/Sec31复合物形成了一个覆盖周边的涂层。Sec16推测它可能是一种骨架蛋白，而Sec12是sar1的鸟苷酸交换因子。识别信号：在铜的囊泡膜上有一种相对分子量为24kDa的蛋白质，有助于选择转运的可溶性内质网蛋白。铜泡组装的识别信号是双酸性分选信号，如Asp-X-Glu。该信号序列与一个或多个铜亚基结合。此外，由内

14、质网形成的铜囊泡常常融合成大的运输囊泡，需要通过微管运输到高尔基体。囊泡的组装铜囊泡的组装需要一种叫做Sar1的G蛋白的参与。当国内生产总值和GTP在萨1交换，Sec23和Sec24蛋白的组合被诱导，然后Sec13和Sec31蛋白的组合。最后，一种结合在内质网表面的大蛋白，Sec16与Sec23/Sec24复合物和Sec13/Sec31复合物相互作用，组装成一个完整的囊泡。4.3.4囊泡运输的定向机制(罗斯曼陷阱假说)。被膜囊泡沿着细胞中的微管被运输到目标细胞器，被马达水解的三磷酸腺苷为运输提供驱动力。各种转运小泡能与靶膜准确融合的原因是转运小泡表面的标记蛋白能被靶膜上的受体识别。识别过程中涉及的两个关键蛋白是snares(可溶性NSF附着蛋白受体)和Rabs(靶向GTPase)。其中，SNARE介导转运小泡的特异性锚定和融合，Rab在使转运小泡接近靶膜方面发挥作用。N-乙基马来酰亚胺敏感融合蛋白是一种同型四聚体。SNPs:可溶性NSF附着蛋白(SNPs)。快照包括-、-和-快照。SNAREs:称为SNAP受体，这种蛋白可以在膜融合过程中作为SNAP的附着点。(1) Snares，Snares的作用是确保识别的