蛋白質(zhì)分選上課件

Chapter8ProteinSortingI8.1蛋白質(zhì)分選簡介8.2信號假說8.3蛋白質(zhì)跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜運輸8.3.1蛋白質(zhì)跨膜運輸

8.3.2跨膜蛋白質(zhì)的形成8.3.3蛋白質(zhì)如何正確折疊8.4分選基本路徑和具體形式8.4.1蛋白質(zhì)分選類型8.4.2膜泡運輸8.5膜泡運輸機理細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)眾多，需要定向運輸如何保證有條不紊8.1IntroductionofproteinsortingSecretoryPathway8.2SignalhypothesisTranslocationofSecretoryProteinsacrosstheERMembrane.

8.2.1Signalhypothesis分泌型蛋白N端帶有特定的信號序列，指導(dǎo)蛋白質(zhì)到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在成熟時候信號序列被切除。8.3ProteintransportacrossERmembrane

GTPGTPGDPsignal-recognitionparticle,SRPSRPreceptor(DP)Detailprocess8.3.1ProteintransportacrossERmembrane

SRPreceptor=DPSRP受體就是停泊蛋白

,一端與新生蛋白質(zhì)相連，另外一端結(jié)合核糖體翻譯停止

(SRP+ribosome)+DP,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的異位子結(jié)合,SRP和DP分離,翻譯繼續(xù)。EnergyisrequiredforinsertionofthesignalsequenceintothetransloconPolypeptidesMovethroughtheTransloconintotheEREnergyisrequiredforinsertionGTPModifiedfromFigure14-15,Page461from:EssentialCellBiologybyAlbertsetal.1998,GarlandPublishingInc.NewYork,NYERImportofTransmembraneProteinsMultipasstransmembraneproteinsStop-transferpeptideStart-transferpeptideEukaryotesArchaeaBacteria--TriggerFactorNACNAC-Hsp80system[Hsp80system]Hsp80systemprefoldinprefoldin-chaperonins(groupII)chaperonins(groupII)chaperonins(GroupI)smallHspssmallHsps[smallHsps]Hsp90-[Hsp90]AAAATPasesAAAATPasesAAAATPases--SecB--[PapD/FimC]Hip,Hop,Bag,clusterin,cofactorsA-E,calnexin,calreticulin,etc.etc.--Overviewofchaperonefamilies

8.4.1Proteinsortingposttranslocationco-translocationTransmembranetransportVesiculartransportGatedtransportProteintransportincytosolSequenceTransportway8.4BasicpathwayandtypeofproteinsortingSortingpathwayPosttranslocation

蛋白質(zhì)完全合成后開始轉(zhuǎn)運。8.4.2VesiculartransportAClathrincoatvesicleTrans-golgisurfaceBCOPIIRoughERCis-golgiCCOPICis-GolgiERDepolymerizationofClathrinCoats

COPIImediatestransferofvesiclesfromtheroughERtothecis-Golgi/cis-Golginetwork;InsomecasesCOPII-coatedvesiclesfusewitheachothertoformlarger"ER-to-Golgiintermediatecompartments"thataretransportedalongamicrotubuleandeventuallyfusetoformthecis-Golgi.BCOPIIcoatedvesicles介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。衣被小泡形成的部位，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出口（exitsites），該處沒有核糖體。大多數(shù)跨膜蛋白是直接結(jié)合在COPII衣被上，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII衣被結(jié)合。分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣，有些包含雙酸性基序[DE]X[DE]，如Asp-X-Glu序列。COPIIcanselectandcondensematerialSelectiveCOPIIrecognizesignalincytosoloftransmembrneERprotein

CytosolfaceoftransmembrneERproteinactasreceptortobindwithsolubleproteininERlumenCOPII跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)可溶性蛋白識別識別Sarprotein(asmallcombinedGTPprotein)，canactasmolecularswitch,regulatevesicularcoatSar+GDP=inactive，Sar+GTP=active，SarproteincombinewithmembraneofER，formCOPⅡcoatedvesiclesCCOPⅠcoatedvesicles功能1：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，由7種蛋白組成。在C端有一個不同的回收信號：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。順面高爾基網(wǎng)上有KDEL的受體，識別C端駐留信號，以COPI有被小泡的形式捕獲逃跑蛋白。逆向轉(zhuǎn)運，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是開放的監(jiān)獄COPI功能2:順向轉(zhuǎn)運在非選擇性的批量運輸中行使功能，負(fù)責(zé)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－高爾基體－分泌泡－細(xì)胞表面的運輸過程。從高爾基順面到反面的運輸也可能涉及COPI。

RetriveescapedproteinbacktoERCOPⅠvesiclecoatregulationARF+GDP=inactive，ARF+GTP=activeARF+GDPGNRPARF+GTPGAPARFchangedependonGNRP(鳥嘌呤核苷酸釋放蛋白)andGAP(GTP酶激活蛋白)GNRPletARFreleaseGDPandcombinewithGTP，ARFbecomeactive，regulatedformationofCOPⅠvesiclecoatGAPtriggerARFhydrolyzeGTPintoGDP，ARFbecomedinactive,COPⅠvesiclecoatdisaggregation，vesiclefusedwithtargetmembrane

FormationofCOPIVesicles

SpecificfusionofintracellularvesiclesInvolvesaconservedsetoffusionproteins,V-SNAREandT-SNARE

V-SNARE,whichisincorporatedintoatransportvesicleasitbudsfromthedonororganelle;ThespecificV-SNAREoneachtypeoftransportvesicletargetsthevesicletoitscorrectmembranefusionpartner.T-SNAREs,whichactcooperativelytospecificallybindaparticulartypeofV-SNARE.Yeastcells,likealleukaryotes,expressseveralrelatedV-SNAREandT-SNAREproteins,therebypermittingeachtypeoftransportvesicletobetargetedcorrectly.8.5VesiculartransportmechanismNSF：N－乙基順丁烯二亞胺敏感融合蛋白SNAREs:solubleNSFattachmentproteinreceptorSNAP(可溶性NSF附著蛋白,solubleNSFattachmentprotein,SNAP)V-SNARE,locatedonthetransportvesicularmembrane(eg:VAMP:Vesicle-associatedmembraneprotein)T-SNARE,locatedontargetmembrane(eg:syntaxin)DockingusesSNARESVesicleFusion定向運輸機制1：膜泡的定向融合機理定向運輸機制二：膜泡沿極性微管的極性運輸分泌蛋白分選特例:溶酶體的分選溶酶體的形成是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,涉及的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和內(nèi)體等。比較清楚的是甘露糖-6-磷酸途徑(mannose6-phosphatesortingpathway)：溶酶體的酶類在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成,跨膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔.在順面高爾基體帶上甘露糖6-磷酸標(biāo)記后在高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成溶酶體分泌小泡.分泌小泡.與次級內(nèi)體結(jié)合,最后通過脫磷酸才成為成熟的溶酶體.內(nèi)體(endosome)內(nèi)體有初級內(nèi)體(earlyendosome)和次級內(nèi)體(lateendosome)之分,內(nèi)體的主要特征是酸性的、不含溶酶體酶的小囊泡。初級內(nèi)體是由于細(xì)胞的內(nèi)吞作用而形成的含有內(nèi)吞物質(zhì)的膜結(jié)合的細(xì)胞器。次級內(nèi)體中的pH呈酸性,且具有分揀作用。內(nèi)體膜上具有ATPase-H+質(zhì)子泵，利用H+質(zhì)子的濃度，保證了內(nèi)部pH的酸性。溶酶體酶蛋白的M6P標(biāo)記溶酶體酶蛋白在膜旁核糖體上合成，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后進(jìn)行N-連接糖基化,經(jīng)加工后形成帶有8個甘露糖殘基和2個N-乙酰葡萄糖胺殘基的糖蛋白轉(zhuǎn)運到高爾基體。溶酶體的酶上都有一個特殊的標(biāo)記∶6-磷酸甘露糖(mannose6-phosphate,M6P)。這一標(biāo)記是溶酶體酶合成后在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體通過糖基化和磷酸化添加上去的。信號斑(signalpatch)信號斑是溶酶體酶蛋白多肽形成的一個特殊的三維結(jié)構(gòu),它是由三段信號序列構(gòu)成的,可被磷酸轉(zhuǎn)移酶特異性識別。溶酶體酶蛋白信號斑與磷酸化酶相互作用M6P受體蛋白M6P受體蛋白是反面高爾基網(wǎng)絡(luò)上的膜整合蛋白,能夠識別溶酶體水解酶上的M6P信號并與之結(jié)合,從而將溶酶體的酶蛋白分選出來。M6P受體蛋白主要存在于高爾基體的反面網(wǎng)絡(luò)，但在一些動物細(xì)胞的質(zhì)膜中發(fā)現(xiàn)有很多M6P受體蛋白的存在,這是細(xì)胞的一種保護(hù)機制,可防止溶酶體的酶不正確地