細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和運輸細胞生物學-1

核

糖

體

上

蛋

白

質(zhì)

的

成

與

去

向膜結(jié)合核糖體游離核糖體整理課件細胞質(zhì)基質(zhì)細胞核溶酶體

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)如何準確地到達目的地？整理課件第十章細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和運輸

Triettransportdesprotéinesntracellulaires細胞根據(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胞不同的部位，這一過程稱為蛋白質(zhì)分選(Tridesprotéines)和蛋白質(zhì)靶向運輸（l’adressagedesprotéines）。大多數(shù)蛋白質(zhì)帶有分選信號整理課件第一節(jié)細胞內(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。整理課件TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1999"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell"

GünterBlobelUSA

RockefellerUniversity

NewYork,NY,USA;HowardHughesMedicalInstitute提出“蛋白質(zhì)上的信號序列決定其所在的位置”的理論整理課件分選信號引導蛋白質(zhì)到達正確的地點

分選信號有兩類

信號肽peptide

signal：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?？晌挥诙嚯逆湹娜魏尾课?，完成分選任務后常被切除。信號斑信號肽整理課件分選信號引導蛋白質(zhì)到達正確的地點

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)。完成分選任務后仍然存在。

信號斑信號肽整理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)姆较蛘碚n件二、細胞內(nèi)蛋白質(zhì)運輸?shù)耐緩?.共翻譯轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)運輸途徑溶酶體

高爾基體

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

分泌顆粒內(nèi)體細胞表面細胞質(zhì)基質(zhì)細胞核線粒體過氧化物酶體1.翻譯后轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)運輸途徑3.蛋白質(zhì)的胞吞途徑溶酶體

內(nèi)體細胞外已合成蛋白質(zhì)合成中蛋白質(zhì)細胞外蛋白質(zhì)生物合成-分泌途徑整理課件三、細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的運輸方式1.門控運輸：細胞質(zhì)基質(zhì)-細胞核分選信號-核孔復合體上相應受體2.穿膜運輸：細胞質(zhì)基質(zhì)-細胞器分選信號-細胞器膜上相應轉(zhuǎn)運子3.小泡運輸：細胞器-細胞器（細胞膜）分選信號-運輸小泡膜上相應受體細胞核葉綠體線粒體過氧化物酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體內(nèi)體整理課件第二節(jié)細胞內(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)哪芰縼碓矗裕┤?、門控運輸中大分子轉(zhuǎn)運的調(diào)節(jié)（略）整理課件第二節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的門控運輸運輸通過核孔復合體進行，稱為門控運輸(transportàtraversesporesnucléaires)，該過程需要消耗能量。小分子自由通過/大分子門控運輸。核孔復合體似可調(diào)控的門，介導選擇性的雙向運輸。整理課件蛋白質(zhì)的核輸入與核輸出帶核定位信號的蛋白質(zhì)核輸入受體核輸出受體帶核輸出信號的蛋白質(zhì)進出細胞核的蛋白質(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。

整理課件第三節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的穿膜運輸一、蛋白質(zhì)從細胞質(zhì)基質(zhì)到線粒體的運輸（略）二、蛋白質(zhì)從細胞質(zhì)基質(zhì)到過氧化物酶體的運輸（略）三、蛋白質(zhì)從細胞質(zhì)基質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸?shù)鞍踪|(zhì)穿過細胞器的膜從細胞質(zhì)基質(zhì)進入細胞器內(nèi)的運輸方式稱為穿膜運輸(transportàtraverslamembrane)，靶細胞器膜上存在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子，識別分選信號。整理課件一、蛋白從細胞質(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+跨膜電化學梯度）整理課件在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)有兩種形式，1.膜蛋白2.可溶性蛋白細胞器駐留蛋白分泌蛋白胞外胞內(nèi)細胞膜高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三、蛋白質(zhì)從細胞質(zhì)基質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸?shù)鞍踪|(zhì)進行的是一種穿膜運輸，轉(zhuǎn)運在蛋白質(zhì)合成的過程中進行，即共翻譯轉(zhuǎn)運，此運輸過程不需要直接能量。整理課件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。信號肽引導多肽鏈通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運子整理課件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）：細胞質(zhì)基質(zhì)中的核蛋白復合體，識別信號肽、核糖體。SRPSRP受體信號肽轉(zhuǎn)運子信號肽酶整理課件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跨膜蛋白整理課件蛋白質(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！整理課件第四節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的小泡運輸細胞器之間通過運輸小泡進行的蛋白質(zhì)運輸稱為小泡運輸(transportvésiculaire)，該過程需要消耗能量。小泡運輸?shù)耐緩剑?.生物合成-分泌途徑2.胞吞途徑整理課件

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、運輸小泡的形成整理課件三種類型的有被小泡介導不同的運輸途徑網(wǎng)格蛋白有被小泡：質(zhì)膜-溶酶體，高爾基體-晚期內(nèi)體

COPI有被小泡：高爾基體膜囊間，高爾基體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPII有被小泡：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體大多數(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。整理課件運輸小泡從供膜出芽形成，按其特殊的表面標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)?？缒さ鞍譻nare幫助運輸小泡與靶膜識別并融合整理課件神經(jīng)細胞肌肉細胞乙酰膽堿乙酰膽堿受體神經(jīng)細胞中含神經(jīng)遞質(zhì)的運輸小泡由snare介導與神經(jīng)末梢細胞膜融合，從而釋放出神經(jīng)遞質(zhì)，傳導神經(jīng)沖動。整理課件從細胞表面到細胞內(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.受體介導的內(nèi)吞作用吞噬作用吞飲作用二、胞吞途徑

（voiesd‘endocytose）

整理課件細胞攝入膽固醇的方法（LDL顆粒）-受體介導的胞吞有被小泡整理課件遺傳性高膽固醇血癥原因之一受體缺陷：不能形成有被小泡整理課件溶酶體的形成與胞吞密切相關(guān)早期內(nèi)體晚期內(nèi)體溶酶體高爾基體整理課件三、生物合成-分泌途徑從細胞內(nèi)到細胞表面的蛋白質(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.高爾基體到細胞表面固有分泌途徑、受調(diào)分泌途徑整理課件內(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)。整理課件高爾基體到細胞表面的蛋白質(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、細胞外基質(zhì)整理課件蛋白質(zhì)的小泡運輸途徑生物合成－分泌途徑回輸途徑胞吞途徑整理課件膜蛋白的形成和運輸膜結(jié)構(gòu)的流動性整理課件本章小結(jié)細胞根據(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)高爾基體到細胞外（生物合成－分泌途徑）和溶酶體的運輸；細胞對胞外蛋白的攝取則是通過胞吞作用完成，稱胞吞途徑。整理課件細胞不同部位的蛋白質(zhì)存在不同的運輸方式，如通過核孔復合體進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、細胞膜或重新運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸是由運輸小泡介導的。門控運輸為通過核孔復合體進出核的運輸，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)運受嚴格的控制。線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、過氧化物酶體三種細胞器的蛋白質(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。整理課件胞吞途徑和生物合成－分泌途徑是通過小泡運輸完成的。已知運輸小泡的類型有三類：網(wǎng)格蛋白有被小泡；COPI有被小泡；COPII有被小泡。分別介導不同部位的小泡運輸。小胞運輸?shù)幕具^程包括1.供膜上的小泡芽生；2.運輸成分（膜和可溶性蛋白）的裝入;3.小泡的運輸和靶位的識別(SNARE分子的作用)；4.小泡的停靠和膜融合,完成運輸。胞吞途徑是指細胞通過胞吞作用（吞噬、吞飲、受體介導的胞吞）將胞外大分子裝入胞吞小泡，經(jīng)內(nèi)體到達溶酶體，并在那里被消化降解。生物合成－分泌途徑是指從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體，高爾基體各區(qū)室間，以及從高爾基體到細胞表面或溶酶體的蛋白運輸過程。其中既包括前向小泡運輸，也有逆向小泡運輸。整理課件思考題一、解釋名詞門控運輸穿膜運輸小泡運輸翻譯后轉(zhuǎn)運共翻譯轉(zhuǎn)運信號肽（斑）