「細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和運輸細(xì)胞生物學(xué)課件110[課件參考]」.ppt

膜結(jié)合核糖體 游離核糖體 1 精選課件 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞核 溶酶體 高爾基體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 線粒體 過氧化物酶體 分泌顆粒 內(nèi)體 細(xì)胞表面 核糖體 游離核糖體 膜結(jié)合核糖體 不同部位的蛋白質(zhì)如何準(zhǔn)確地到達(dá)目的地 2 精選課件 第十章細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和運輸Triettransportdesprot inesntracellulaires 細(xì)胞根據(jù)蛋白質(zhì)是否攜有分選信號 以及分選信號的性質(zhì) 選擇性地將其送到細(xì)胞不同的部位 這一過程稱為蛋白質(zhì)分選 Tridesprot ines 和蛋白質(zhì)靶向運輸 l adressagedesprot ines 大多數(shù)蛋白質(zhì)帶有分選信號 3 精選課件 第一節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選信號以及運輸途徑和方式 一 信號假說 Hypothesisdesignal 和分選信號 1975年提出的假說內(nèi)容 新合成蛋白質(zhì)的N 末端有一段信號序列 叫信號肽 其作用是將肽鏈在合成過程中引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成蛋白質(zhì)合成 信號序列本身則在蛋白質(zhì)合成完成前在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被切除 4 精選課件 forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell G nterBlobel USARockefellerUniversityNewYork NY USA HowardHughesMedicalInstitute 提出 蛋白質(zhì)上的信號序列決定其所在的位置 的理論 5 精選課件 分選信號引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達(dá)正確的地點 分選信號有兩類信號肽peptidesignal 蛋白質(zhì)多肽鏈上的一段連續(xù)的特定氨基酸序列 具有分選信號的功能 可位于多肽鏈的任何部位 完成分選任務(wù)后常被切除 6 精選課件 分選信號引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達(dá)正確的地點 2 信號斑plaquesignal 位于多肽鏈不同部位的幾個特定氨基酸序列經(jīng)折疊后形成的斑塊區(qū) 具有分選信號的功能 信號斑是一種三維結(jié)構(gòu) 完成分選任務(wù)后仍然存在 7 精選課件 不同的氨基酸序列作為分選信號決定蛋白質(zhì)運輸?shù)姆较?8 精選課件 二 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)運輸?shù)耐緩?2 共翻譯轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)運輸途徑 1 翻譯后轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)運輸途徑 3 蛋白質(zhì)的胞吞途徑 已合成蛋白質(zhì) 合成中蛋白質(zhì) 細(xì)胞外蛋白質(zhì) 生物合成 分泌途徑 9 精選課件 三 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的運輸方式 1 門控運輸 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞核分選信號 核孔復(fù)合體上相應(yīng)受體2 穿膜運輸 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞器分選信號 細(xì)胞器膜上相應(yīng)轉(zhuǎn)運子3 小泡運輸 細(xì)胞器 細(xì)胞器 細(xì)胞膜 分選信號 運輸小泡膜上相應(yīng)受體 10 精選課件 第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的門控運輸 一 門控運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)分選信號及其受體二 門控運輸?shù)哪芰縼碓?略 三 門控運輸中大分子轉(zhuǎn)運的調(diào)節(jié) 略 11 精選課件 第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的門控運輸 運輸通過核孔復(fù)合體進(jìn)行 稱為門控運輸 transport traversesporesnucl aires 該過程需要消耗能量 小分子自由通過 大分子門控運輸 核孔復(fù)合體似可調(diào)控的門 介導(dǎo)選擇性的雙向運輸 12 精選課件 蛋白質(zhì)的核輸入與核輸出 進(jìn)出細(xì)胞核的蛋白質(zhì)分別含有核定位信號和核輸出信號 可為信號肽 也可為信號斑 不被切除 可反復(fù)使用 核輸入受體識別核定位信號 核輸出受體識別核輸出信號 13 精選課件 第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的穿膜運輸 一 蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到線粒體的運輸 略 二 蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到過氧化物酶體的運輸 略 三 蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸 蛋白質(zhì)穿過細(xì)胞器的膜從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)的運輸方式稱為穿膜運輸 transport traverslamembrane 靶細(xì)胞器膜上存在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子 識別分選信號 14 精選課件 一 蛋白從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到線粒體的運輸 分選信號和識別 翻譯后轉(zhuǎn)運 成熟構(gòu)型 二 蛋白從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到過氧化物酶體的運輸 轉(zhuǎn)運途徑 基質(zhì)腔 膜間腔和內(nèi)膜 翻譯后轉(zhuǎn)運 線性 分選信號和識別 能量 ATP水解 轉(zhuǎn)運子 轉(zhuǎn)運子 能量 ATP水解 H 跨膜電化學(xué)梯度 15 精選課件 在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)有兩種形式 三 蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸 蛋白質(zhì)進(jìn)行的是一種穿膜運輸 轉(zhuǎn)運在蛋白質(zhì)合成的過程中進(jìn)行 即共翻譯轉(zhuǎn)運 此運輸過程不需要直接能量 16 精選課件 1 可溶性蛋白質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的運輸 轉(zhuǎn)運子的中央孔與核糖體大亞基的中央通道對齊 供多肽鏈穿入 信號肽引導(dǎo)多肽鏈通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子 17 精選課件 1 可溶性蛋白質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的運輸 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白合成 信號肽 信號識別顆粒 信號識別顆粒受體等的相互作用使核糖體附著 信號識別顆粒 SRP 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核蛋白復(fù)合體 識別信號肽 核糖體 SRP SRP受體 信號肽 轉(zhuǎn)運子 信號肽酶 18 精選課件 2 跨膜蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的運輸 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白合成 跨膜蛋白有多種插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的方式 決定了轉(zhuǎn)移到細(xì)胞器膜上以及質(zhì)膜上后膜蛋白分布的不對稱性 SRP受體 信號肽 SRP 跨膜蛋白 19 精選課件 蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成還是在附著核糖體上合成 看它們的分選信號而定 為什么只有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上才有核糖體附著 經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)都是共翻譯轉(zhuǎn)運方式 20 精選課件 第四節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的小泡運輸 細(xì)胞器之間通過運輸小泡進(jìn)行的蛋白質(zhì)運輸稱為小泡運輸 transportv siculaire 該過程需要消耗能量 小泡運輸?shù)耐緩?1 生物合成 分泌途徑2 胞吞途徑 21 精選課件 伴隨膜的運動耗能能運輸膜蛋白 膜脂 可溶性蛋白 要運輸?shù)牡鞍踪|(zhì) 衣被蛋白 一 運輸小泡的形成 22 精選課件 三種類型的有被小泡介導(dǎo)不同的運輸途徑 大多數(shù)運輸小泡為有被小泡 vesiclesrecouverts 已知的有被小泡根據(jù)衣被蛋白不同分三種類型 23 精選課件 運輸小泡從供膜出芽形成 按其特殊的表面標(biāo)志定向運輸至靶膜表面 被膜上受體識別 小泡膜與靶膜融合 釋放所攜帶的蛋白質(zhì) 跨膜蛋白snare幫助運輸小泡與靶膜識別并融合 24 精選課件 神經(jīng)細(xì)胞 肌肉細(xì)胞 乙酰膽堿 乙酰膽堿受體 神經(jīng)細(xì)胞中含神經(jīng)遞質(zhì)的運輸小泡由snare介導(dǎo)與神經(jīng)末梢細(xì)胞膜融合 從而釋放出神經(jīng)遞質(zhì) 傳導(dǎo)神經(jīng)沖動 25 精選課件 從細(xì)胞表面到細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)分選和運輸 1 吞噬作用 phagocytose 2 吞飲作用 pinocytose receptor mediatedendocytosis 3 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用 吞噬作用 吞飲作用 二 胞吞途徑 voiesd endocytose 26 精選課件 細(xì)胞攝入膽固醇的方法 LDL顆粒 受體介導(dǎo)的胞吞 有被小泡 27 精選課件 遺傳性高膽固醇血癥原因之一 受體缺陷 不能形成有被小泡 28 精選課件 溶酶體的形成與胞吞密切相關(guān) 29 精選課件 三 生物合成 分泌途徑從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分選和運輸 1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體之間前向小泡運輸 逆向小泡運輸 2 高爾基體膜囊間 3 高爾基體到細(xì)胞表面固有分泌途徑 受調(diào)分泌途徑 30 精選課件 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體之間的小泡運輸 COPI有被小泡逆向運輸 COPII有被小泡前向運輸 高爾基體通過受體識別內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的信號序列 用COPI運輸小泡收集這些蛋白并回輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng) 31 精選課件 高爾基體到細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分選運輸 受調(diào)分泌途徑 激素 消化酶 神經(jīng)遞質(zhì) 固有分泌途徑 膜蛋白 膜脂 細(xì)胞外基質(zhì) 32 精選課件 蛋白質(zhì)的小泡運輸途徑 33 精選課件 膜蛋白的形成和運輸 膜結(jié)構(gòu)的流動性 34 精選課件 本章小結(jié) 細(xì)胞根據(jù)蛋白是否攜有分選信號 及分選信號的性質(zhì) 選擇性地將其送到細(xì)胞不同的部位 稱為胞內(nèi)蛋白的分選和靶向運輸 分選信號多為特定的氨基酸序列 形成信號肽或信號斑 如核輸入輸出信號 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的定位和駐留信號 線粒體 過氧化物酶體的定位信號等 同時 分選信號也可以經(jīng)加工修飾而成 如溶酶體酶攜帶的M 6 P分選信號 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)有多種運輸途徑 如到核 線粒體 過氧化物酶體的運輸在翻譯后進(jìn)行 稱翻譯后轉(zhuǎn)運途徑 到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸是在翻譯的過程中進(jìn)行 稱共翻譯轉(zhuǎn)運途徑 此途徑還包括蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)高爾基體到細(xì)胞外 生物合成 分泌途徑 和溶酶體的運輸 細(xì)胞對胞外蛋白的攝取則是通過胞吞作用完成 稱胞吞途徑 35 精選課件 細(xì)胞不同部位的蛋白質(zhì)存在不同的運輸方式 如通過核孔復(fù)合體進(jìn)出核的運輸為門控運輸 到內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 線粒體 過氧化物酶體的運輸為穿膜運輸 而從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體 高爾基體的各個區(qū)室之間 以及由高爾基體到溶酶體 細(xì)胞膜或重新運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸是由運輸小泡介導(dǎo)的 門控運輸為通過核孔復(fù)合體進(jìn)出核的運輸 是一個信號識別 核輸入 輸出受體分別識別核輸入 輸出信號 和載體介導(dǎo)的主動運輸過程 具有選擇性 雙向性 耗能的特點 蛋白在核質(zhì)間的轉(zhuǎn)運受嚴(yán)格的控制 線粒體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 過氧化物酶體三種細(xì)胞器的蛋白質(zhì)輸入皆為穿膜運輸 需要定位信號 信號識別的受體 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子等多種結(jié)構(gòu)的協(xié)同完成 36 精選課件 思考題 一 解釋名詞 門控運輸穿膜運輸小泡運輸翻譯后轉(zhuǎn)