細胞生物學_10真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸結(jié)果

1、第三節(jié)第三節(jié) 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號一、信號假說與蛋白質(zhì)分選信號信號假說信號假說 分泌性蛋白分泌性蛋白N N端序列作為信號肽，指導分泌性蛋白到端序列作為信號肽，指導分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號肽引導下蛋白質(zhì)邊合成邊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號肽引導下蛋白質(zhì)邊合成邊通過易位子蛋白復合體進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)通過易位子蛋白復合體進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束前信號肽被切除。束前信號肽被切除。 信號肽位于蛋白質(zhì)的信號肽位于蛋白質(zhì)的N N端，一般有端，一般有16-2616-26個氨基酸裂個氨基酸裂基，其中包括疏水核心區(qū)、信號肽

2、的基，其中包括疏水核心區(qū)、信號肽的C C端和端和N N端端3 3部分。部分。信號肽的一級序列信號肽的一級序列信號肽一級序列由疏水核心（信號肽一級序列由疏水核心（h h）、）、C C端（端（c c）和）和N N端（端（n n）三個區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和三個區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和HIV-1HIV-1型病毒的糖蛋白型病毒的糖蛋白gp160gp160信號肽為例，顯示出兩者的信號肽為例，顯示出兩者的n n區(qū)長度明顯不同。區(qū)長度明顯不同。蛋白質(zhì)分選信號蛋白質(zhì)分選信號 細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細胞器取決于兩個方面：夠定向的轉(zhuǎn)運到特定

3、的細胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列，其二是細其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列，其二是細胞器上具特定的信號識別裝置。胞器上具特定的信號識別裝置。 信號肽信號肽信號識別顆粒（信號識別顆粒（SRPSRP）信號識別信號識別顆粒受體（停泊蛋白，顆粒受體（停泊蛋白，DPDP）細胞類至少存在兩類蛋白質(zhì)分選的信號：細胞類至少存在兩類蛋白質(zhì)分選的信號：信號序列：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)上的線性序列，通常信號序列：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)上的線性序列，通常15-15-6060個氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移個氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號肽酶切除。后被信號肽酶切除

4、。信號斑：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信信號斑：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。號。每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方向。每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方向。 目前對于信號斑了解較少，主要是因為它存在于復雜目前對于信號斑了解較少，主要是因為它存在于復雜的三維結(jié)構(gòu)中，很難將其分離出來研究。的三維結(jié)構(gòu)中，很難將其分離出來研究。分泌性蛋白的合成與其跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運分泌性蛋白的合成與其跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運基質(zhì)中核糖體基質(zhì)中核糖體半合成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體或質(zhì)膜或胞

5、外半合成粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體或質(zhì)膜或胞外全合成轉(zhuǎn)運至細胞器全合成轉(zhuǎn)運至細胞器二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型二、蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型共翻譯轉(zhuǎn)運途徑共翻譯轉(zhuǎn)運途徑翻譯后轉(zhuǎn)運途徑翻譯后轉(zhuǎn)運途徑分泌蛋白的成熟過程分泌蛋白的成熟過程蛋白質(zhì)的分選運輸途徑主要有四類：蛋白質(zhì)的分選運輸途徑主要有四類：門控運輸：如核孔可以選擇性的主動運輸大分子物質(zhì)和門控運輸：如核孔可以選擇性的主動運輸大分子物質(zhì)和RNPRNP復合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進出細胞核。復合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進出細胞核?？缒み\輸：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進入目的地。如細胞質(zhì)基跨膜運輸：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進入目的地。如細胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋

6、白質(zhì)在信號序列的引導下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號序列的引導下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子，以解折疊的線性分子進入線粒體。位因子，以解折疊的線性分子進入線粒體。膜泡運輸：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運輸小泡，定向轉(zhuǎn)運膜泡運輸：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運輸小泡，定向轉(zhuǎn)運到靶細胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運輸、高爾基體分到靶細胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種泌形成溶酶體、細胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種運輸方式。運輸方式。蛋白質(zhì)在細胞基質(zhì)中的運輸（蛋白質(zhì)在細胞基質(zhì)中的運輸（細胞骨架體系細胞骨架體系）。）。三、膜泡運輸三、膜泡

7、運輸 細胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個部分之間的物質(zhì)傳遞細胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個部分之間的物質(zhì)傳遞常常通過膜泡運輸方式進行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾常常通過膜泡運輸方式進行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體，高爾基體到溶酶體，細胞分泌物的外排，基體，高爾基體到溶酶體，細胞分泌物的外排，都要通過過渡性小泡進行轉(zhuǎn)運。都要通過過渡性小泡進行轉(zhuǎn)運。 膜泡運輸是一種高度有組織的定向運輸，各膜泡運輸是一種高度有組織的定向運輸，各類運輸泡之所能夠被準確地運到靶細胞器，主要類運輸泡之所能夠被準確地運到靶細胞器，主要是因為細胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標志蛋白。是因為細胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標志蛋白。許多膜標志蛋白存在于不止一種細胞器，不同的許多膜

8、標志蛋白存在于不止一種細胞器，不同的膜標志蛋白組合，決定膜的表面識別特征。膜標志蛋白組合，決定膜的表面識別特征。網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡 網(wǎng)格蛋白有被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導高爾網(wǎng)格蛋白有被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導高爾基體到質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡的運輸，以及質(zhì)基體到質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡的運輸，以及質(zhì)膜到細胞質(zhì)、胞內(nèi)體到溶酶體的運輸。膜到細胞質(zhì)、胞內(nèi)體到溶酶體的運輸。 網(wǎng)格蛋白分子由網(wǎng)格蛋白分子由3 3個重鏈和個重鏈和3 3個輕鏈組成，形成一個具個輕鏈組成，形成一個具有有3 3個曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，個曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部

9、分交織在一起，形成一個具有形成一個具有5 5邊形網(wǎng)孔的籠子。邊形網(wǎng)孔的籠子。網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡(電鏡照片，分子模型，模型電鏡照片，分子模型，模型)網(wǎng)格蛋白有被小泡的形態(tài)網(wǎng)格蛋白有被小泡的形態(tài) 網(wǎng)格蛋白有被小泡中還有網(wǎng)格蛋白有被小泡中還有銜接蛋白（接合素蛋白）銜接蛋白（接合素蛋白），介，介于網(wǎng)格蛋白與配體受體復合物之間，起連接作用。目前至少于網(wǎng)格蛋白與配體受體復合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)4 4種不同類型的接合素蛋白，分別結(jié)合不同類型的受體，種不同類型的接合素蛋白，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運小泡。形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運小泡。 當網(wǎng)格蛋白有被小泡形成時，當網(wǎng)格蛋

10、白有被小泡形成時，可溶性蛋白動力素可溶性蛋白動力素聚集成聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜拉近（小于一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜拉近（小于1.5nm1.5nm），），導致導致膜融合膜融合，動力素是一種，動力素是一種GTPGTP酶，調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離酶，調(diào)節(jié)小泡以出芽形式脫離膜的速率。動力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚膜的速率。動力素可以召集其它可溶性蛋白在小泡的頸部聚集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小泡頸部的膜融集，通過改變膜的形狀和膜脂的組成，促使小泡頸部的膜融合，形成有被小泡。合，形成有被小泡。 當有被小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體，網(wǎng)格蛋白當有被小泡從膜上

11、釋放后，衣被很快就解體，網(wǎng)格蛋白返回被重新利用。返回被重新利用。網(wǎng)格蛋白有被小泡的形成及選擇性運輸?shù)慕M成網(wǎng)格蛋白有被小泡的形成及選擇性運輸?shù)慕M成LDL通過受體介導的胞吞作用進入細胞通過受體介導的胞吞作用進入細胞COPCOP衣被小泡衣被小泡 介導細胞內(nèi)膜泡逆向運輸，負責從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到介導細胞內(nèi)膜泡逆向運輸，負責從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運，回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運，回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。起初發(fā)現(xiàn)于高爾基體碎片，在含有初發(fā)現(xiàn)于高爾基體碎片，在含有ATPATP的溶液中溫育時，能形成非的溶液中溫育時，能形成非網(wǎng)格蛋白包被的小泡。網(wǎng)格蛋白包被的小

12、泡。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體輸送運輸小泡時，一部分自身的蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體輸送運輸小泡時，一部分自身的蛋白質(zhì)也不可避免的被運送到了高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過兩種機制維持也不可避免的被運送到了高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過兩種機制維持蛋白質(zhì)的平衡蛋白質(zhì)的平衡 ：一是轉(zhuǎn)運泡將應被保留的駐留蛋白排斥在外，：一是轉(zhuǎn)運泡將應被保留的駐留蛋白排斥在外，例如有些駐留蛋白參與形成大的復合物，因而不能被包裝在出例如有些駐留蛋白參與形成大的復合物，因而不能被包裝在出芽形成的轉(zhuǎn)運泡中，結(jié)果被保留下來；二是通過對逃逸蛋白的芽形成的轉(zhuǎn)運泡中，結(jié)果被保留下來；二是通過對逃逸蛋白的回收機制，使之返回它們正常駐留的部位?；厥諜C制，使之返回它們

13、正常駐留的部位。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，不管在腔中還是在膜上，它們內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常駐留蛋白，不管在腔中還是在膜上，它們在在C端含有一段回收信號序列，如果它們被意外地逃逸進入轉(zhuǎn)端含有一段回收信號序列，如果它們被意外地逃逸進入轉(zhuǎn)運泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運至高爾基體運泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運至高爾基體cis面，則面，則cis面的膜結(jié)合受體蛋白面的膜結(jié)合受體蛋白將識別并結(jié)合逃逸蛋白的回收信號，形成將識別并結(jié)合逃逸蛋白的回收信號，形成COPI衣被小泡將它衣被小泡將它們返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白，如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和們返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白，如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶，均具有典型的回收信號協(xié)助折疊的分子伴侶，均具

14、有典型的回收信號Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（如SRP受體）在受體）在C端有一端有一個不同的回收信號，通常是個不同的回收信號，通常是Lys-Lys-X-X（KKXX，X：任意：任意氨基酸），同樣可保證它們的回收。氨基酸），同樣可保證它們的回收。 COP I衣被小泡還可以介導高爾基體不同區(qū)域間的蛋白衣被小泡還可以介導高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運輸。質(zhì)運輸。COP運輸小泡的出芽過程運輸小泡的出芽過程 一種胞質(zhì)溶膠中的小分子一種胞質(zhì)溶膠中的小分子GTPGTP結(jié)合蛋白，即結(jié)合蛋白，即ARFARF，釋放，釋放所結(jié)合的所結(jié)合的GDPGDP，然后同，然后同

15、GTPGTP結(jié)合，形成結(jié)合，形成ARF-GTPARF-GTP復合物，并復合物，并整合在高爾基體膜中。整合在高爾基體膜中。GDPGDP與與GTPGTP的交換是由高爾基體膜的交換是由高爾基體膜中的一種酶催化的。中的一種酶催化的。 COP COP同同ARFARF以及高爾基體膜蛋白的細胞質(zhì)部分結(jié)合。以及高爾基體膜蛋白的細胞質(zhì)部分結(jié)合。在脂酰在脂酰CoACoA的幫助下形成的幫助下形成COPCOP被膜小泡。被膜小泡。COPCOP小泡形小泡形成后立即從供體膜釋放出來，成后立即從供體膜釋放出來，COPCOP包被去聚合，并與膜包被去聚合，并與膜脫離，這一過程是由與脫離，這一過程是由與ARFARF結(jié)合的結(jié)合的GT

16、PGTP水解所觸發(fā)。水解所觸發(fā)。 在高爾基體膜中一種酶的催化下，在高爾基體膜中一種酶的催化下，ARFARF蛋白將所結(jié)合蛋白將所結(jié)合的的GDPGDP與與GTPGTP進行交換，出芽隨即開始。進行交換，出芽隨即開始。 ARF-GTPARF-GTP與高爾基體膜中與高爾基體膜中ARFARF受體結(jié)合后，外被體與受體結(jié)合后，外被體與高爾基體的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合并聚合成纖維狀外被體，誘高爾基體的胞質(zhì)溶膠面結(jié)合并聚合成纖維狀外被體，誘導出芽形成小泡。導出芽形成小泡。 在出芽形成小泡過程中，不僅將被運輸?shù)奈镔|(zhì)包進在出芽形成小泡過程中，不僅將被運輸?shù)奈镔|(zhì)包進小泡，也包括其他一些膜蛋白，其中包括小泡，也包括其他一些膜蛋白

17、，其中包括V-SNAREV-SNARE，它的，它的作用是導航，指引小泡到達正確的目的地。脂酰作用是導航，指引小泡到達正確的目的地。脂酰CoACoA幫助幫助小泡與供體膜脫離，隨著小泡與供體膜脫離，隨著GTPGTP的水解小泡的外被解聚。的水解小泡的外被解聚。COPCOP衣被小泡衣被小泡 介導細胞內(nèi)順向運輸，即負責從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物介導細胞內(nèi)順向運輸，即負責從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。最早發(fā)現(xiàn)于酵母質(zhì)運輸。最早發(fā)現(xiàn)于酵母ERER在在ATPATP存在的細胞質(zhì)液中溫育時，存在的細胞質(zhì)液中溫育時，ERER膜上能形成類似于膜上能形成類似于COP ICOP I的衣被小泡，某些溫度敏感型的酵的衣被小泡，某

18、些溫度敏感型的酵母，由于母，由于COP IICOP II衣被蛋白發(fā)生變異，在特定溫度下會在內(nèi)質(zhì)衣被蛋白發(fā)生變異，在特定溫度下會在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累蛋白質(zhì)。網(wǎng)中積累蛋白質(zhì)。 COP II COP II衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衣被小泡形成于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口，這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組出口，這些部位沒有核糖體，由交織在一起的管道和囊泡組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白轉(zhuǎn)運中，大多數(shù)跨膜蛋白是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白轉(zhuǎn)運中，大多數(shù)跨膜蛋白是直接結(jié)合在直接結(jié)合在COP IICOP II衣被上，但是少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性衣被上，但是少數(shù)跨

19、膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與蛋白通過受體與COP IICOP II衣被結(jié)合，這些受體在完成轉(zhuǎn)運后，衣被結(jié)合，這些受體在完成轉(zhuǎn)運后，通過通過COP ICOP I衣被小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。衣被小泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 COP IICOP II衣被所識別的分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)衣被所識別的分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣。構(gòu)域，形式多樣。 COP COP小泡的裝配需要一種稱為小泡的裝配需要一種稱為Sar1Sar1的的G G蛋白的參與。蛋白的參與。當當Sar1Sar1中中GDPGDP與與GTPGTP進行了交換，誘導進行了交換，誘導Sec23Sec23和和Sec24Sec24蛋白的蛋白的結(jié)合，

20、接著是結(jié)合，接著是Sec13Sec13和和Sec31Sec31蛋白的結(jié)合，最后由一種結(jié)合蛋白的結(jié)合，最后由一種結(jié)合在在ERER表面的大蛋白質(zhì)，表面的大蛋白質(zhì)，Sec16Sec16與與Sec23/Sec24Sec23/Sec24復合物、復合物、Sec13/Sec31Sec13/Sec31復合物相互作用，裝配成一個完整的小泡。復合物相互作用，裝配成一個完整的小泡。 在在COPCOP的小泡膜上有一個相對分子質(zhì)量為的小泡膜上有一個相對分子質(zhì)量為24kDa24kDa的蛋的蛋白質(zhì)幫助選擇被運輸?shù)目扇苄缘陌踪|(zhì)幫助選擇被運輸?shù)目扇苄缘腅RER蛋白。蛋白。COPCOP小泡裝配小泡裝配時的識別信號是雙酸性分選信號

21、，如時的識別信號是雙酸性分選信號，如Asp-X-GluAsp-X-Glu。這種信。這種信號序列與號序列與COPCOP的一個或多個亞基結(jié)合。的一個或多個亞基結(jié)合。 從從ERER形成的形成的COPCOP小泡常常相互融合成大的運輸小泡，小泡常常相互融合成大的運輸小泡，這種大的小泡需要以微管作為運輸軌道向高爾基體運輸。這種大的小泡需要以微管作為運輸軌道向高爾基體運輸。 說明：天冬氨酸和谷氨酸是酸性說明：天冬氨酸和谷氨酸是酸性AAAA。膜泡錨定與融合膜泡錨定與融合的特異性是通過的特異性是通過轉(zhuǎn)運泡膜上的蛋轉(zhuǎn)運泡膜上的蛋白和靶膜上的蛋白和靶膜上的蛋白相互作用獲得白相互作用獲得的。的。膜泡運輸?shù)亩ㄏ驒C制膜泡

22、運輸?shù)亩ㄏ驒C制 有被小泡沿著細胞內(nèi)的微管被運輸?shù)桨屑毎?，有被小泡沿著細胞?nèi)的微管被運輸?shù)桨屑毎?，馬達蛋白水解馬達蛋白水解ATPATP提供運輸?shù)膭恿?。各類運輸小泡之提供運輸?shù)膭恿?。各類運輸小泡之所以能夠被準確地和靶膜融合，是因為運輸小泡表面所以能夠被準確地和靶膜融合，是因為運輸小泡表面的標志蛋白能被靶膜上的受體識別，其中涉及識別過的標志蛋白能被靶膜上的受體識別，其中涉及識別過程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是程的兩類關(guān)鍵性的蛋白質(zhì)是SNAREs（soluble NSF attachment protein receptor）和和Rabs（targeting GTPase）。）。其中其中SNARESNA

23、RE介導運輸小泡特異性停泊和融介導運輸小泡特異性停泊和融合，合，RabRab的作用是使運輸小泡靠近靶膜。的作用是使運輸小泡靠近靶膜。SNAREsSNAREs SNAREs SNAREs的作用是保證識別的特異性和介導運輸小泡與目的作用是保證識別的特異性和介導運輸小泡與目標膜的融合。動物細胞中已發(fā)現(xiàn)標膜的融合。動物細胞中已發(fā)現(xiàn)2020多種多種SNAREsSNAREs，分別分布于，分別分布于特定的膜上，位于運輸小泡上的叫作特定的膜上，位于運輸小泡上的叫作v-SNAREsv-SNAREs，位于靶膜上，位于靶膜上的叫作的叫作t-SNAREst-SNAREs。v-SNAREsv-SNAREs和和 t-SN

24、AREst-SNAREs都具有一個螺旋結(jié)都具有一個螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREsSNAREs復合體，并通過這個結(jié)構(gòu)將復合體，并通過這個結(jié)構(gòu)將運輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實現(xiàn)運輸小泡特異性停泊和運輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實現(xiàn)運輸小泡特異性停泊和融合。融合。 在在SNAREsSNAREs接到新一輪的運輸小泡停泊之前，接到新一輪的運輸小泡停泊之前，SNAREsSNAREs必須必須以分離的狀態(tài)存在，以分離的狀態(tài)存在，NSFNSF催化催化SNAREsSNAREs的分離，它是一種類似的分離，它是一種類似分子伴娘的分子伴娘的ATPATP酶，能夠利用酶，能夠利用ATPATP作

25、為能量通過插入幾個適配作為能量通過插入幾個適配蛋白將蛋白將SNAREsSNAREs復合體的螺旋纏繞分開。復合體的螺旋纏繞分開。James RothmanJames Rothman和他同事對動物細胞融合研究和他同事對動物細胞融合研究發(fā)現(xiàn)，提出有關(guān)轉(zhuǎn)運小泡尋靶的發(fā)現(xiàn)，提出有關(guān)轉(zhuǎn)運小泡尋靶的SNARESNARE假說假說： 每種轉(zhuǎn)運小泡都有特異的每種轉(zhuǎn)運小泡都有特異的v-SNAREv-SNARE，能識，能識別并與靶膜上別并與靶膜上t-SNAREt-SNARE相互作用。通過相互作用。通過v-v-SNARESNARE與與t-SNAREt-SNARE兩類蛋白間的互補性和相互兩類蛋白間的互補性和相互作用，決定

26、供體膜泡在靶膜上的錨定與融合。作用，決定供體膜泡在靶膜上的錨定與融合。 也許會在其它膜位點進行暫時性接觸，但也許會在其它膜位點進行暫時性接觸，但不穩(wěn)定。以確保轉(zhuǎn)運小泡正確到達目的地。不穩(wěn)定。以確保轉(zhuǎn)運小泡正確到達目的地。T 和和 V SNARSNAR復合體的解離復合體的解離 在神經(jīng)細胞中在神經(jīng)細胞中SNAREsSNAREs負責突觸小泡的停泊和負責突觸小泡的停泊和融合，破傷風毒素和肉毒素等細菌分泌的神經(jīng)性融合，破傷風毒素和肉毒素等細菌分泌的神經(jīng)性毒素實際上是一類特殊的蛋白酶，能夠選擇性地毒素實際上是一類特殊的蛋白酶，能夠選擇性地降解降解SNAREsSNAREs，從而阻斷神經(jīng)傳導、精卵的融合、，從

27、而阻斷神經(jīng)傳導、精卵的融合、成肌細胞的融合均涉及成肌細胞的融合均涉及SNAREsSNAREs，另外病毒融合蛋，另外病毒融合蛋白的工作原理與白的工作原理與SNAREsSNAREs相似，介導病毒與宿主質(zhì)相似，介導病毒與宿主質(zhì)膜的融合。膜的融合。RabsRabs Rab Rab也叫也叫targeting GTPasetargeting GTPase，屬于單體，屬于單體GTPGTP酶，結(jié)構(gòu)類似酶，結(jié)構(gòu)類似于于RasRas，已知，已知3030余種。不同膜上具有不同的余種。不同膜上具有不同的RabRab，每一種細胞，每一種細胞器至少含有一種以上的器至少含有一種以上的RabRab。RabsRabs的作用是促

28、進和調(diào)節(jié)運輸小的作用是促進和調(diào)節(jié)運輸小泡的停泊和融合。與衣被召集泡的停泊和融合。與衣被召集GTPGTP酶相似的是，起分子開關(guān)作酶相似的是，起分子開關(guān)作用，結(jié)合用，結(jié)合GDPGDP失活，位于細胞質(zhì)中，結(jié)合失活，位于細胞質(zhì)中，結(jié)合GTPGTP激活，位于細胞激活，位于細胞膜、內(nèi)膜和運輸小泡膜上，調(diào)節(jié)膜、內(nèi)膜和運輸小泡膜上，調(diào)節(jié)SNAREsSNAREs復合體的形成。復合體的形成。RabsRabs的調(diào)節(jié)蛋白與其它的調(diào)節(jié)蛋白與其它G G蛋白的相似。蛋白的相似。RabsRabs還有許多效應因子（還有許多效應因子（effectoreffector），其作用是幫助運輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)），其作用是幫助運輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)SNAR