學(xué)科重點(diǎn)蛋白分選

真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與轉(zhuǎn)運(yùn)真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個(gè)顯著特點(diǎn)就是出現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的區(qū)隔（intracellularcompartment），細(xì)胞質(zhì)被分隔成不同的由膜包裹的區(qū)室，即被膜細(xì)胞器（MembraneBoundOrganelles

）。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別染色體主要類群細(xì)胞器細(xì)胞核細(xì)胞大小真核細(xì)胞原核細(xì)胞細(xì)菌、藍(lán)藻、衣原體、放線菌有核膜，有成形的細(xì)胞核沒(méi)有核膜，稱為擬核較?。?μm～10μm）較大（10μm～100μ）有核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體（植物）等只有核糖體有染色體，染色體由DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合無(wú)染色體，環(huán)狀DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合動(dòng)物、植物、真菌等真核貼壁內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等雖然具有各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)和功能，但它們之間又緊密相關(guān)，每個(gè)細(xì)胞器都作為相互協(xié)調(diào)的功能單位的一部分而發(fā)揮作用。因而被總稱為細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）。Anoverviewofthebiosynthetic/secretoryandendocyticpathwaysthatuniteendomembranesintoadynamic,interconnectednetwork.

EndosymbiosisEvolutionofNuclearMembraneandER從系統(tǒng)發(fā)生來(lái)看內(nèi)膜系統(tǒng)起源于質(zhì)膜的內(nèi)陷和內(nèi)共生從個(gè)體發(fā)生來(lái)看新細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)來(lái)源于原有內(nèi)膜系統(tǒng)的分裂，具有核外遺傳的特性。真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）。本章內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸?shù)谝还?jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也被稱為：細(xì)胞液(cellsap)，透明質(zhì)(hyaloplasm)，胞質(zhì)溶膠(cytosol)成分：主要含有與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類，與維持細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞質(zhì)骨架。水和無(wú)機(jī)離子（K、Na、Mg、Ca、Cl)脂、糖、氨基酸、核苷酸及其衍生物蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖、RNA糖原等一些處于貯存狀態(tài)的重要化合物細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能

完成各種中間代謝過(guò)程如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞等蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解蛋白質(zhì)的修飾控制蛋白質(zhì)的壽命降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象

第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能返回上一層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中由單層單位膜構(gòu)成的小管、小泡和扁平囊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜圍成相互連通的腔——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜外膜相連續(xù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布狀態(tài)和數(shù)量多少與細(xì)胞的生理功能相關(guān)，執(zhí)行分泌功能的細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包括粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)兩種類型；rER的形態(tài)主要為扁平囊狀，膜上結(jié)合核糖體，腔內(nèi)有特殊可溶性蛋白；sER的形態(tài)主要為小管、小泡，膜表面沒(méi)有核糖體結(jié)合；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)和脂類的合成有關(guān)。rERsER微粒體(microbody)

細(xì)胞勻漿后，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)扁囊形成小的封閉囊泡稱為微粒體(A)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎裂的小泡缺乏核糖體，稱為光面微粒體(B)。密度梯度離心法制備微粒體2、結(jié)構(gòu)和組成形態(tài)結(jié)構(gòu)ER由封閉的膜系統(tǒng)及其形成的腔構(gòu)成的相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它從核膜延伸至細(xì)胞質(zhì)中，靠近細(xì)胞質(zhì)內(nèi)側(cè)。ER的膜占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半所包圍的體積占細(xì)胞總體積的10%超薄和掃描電鏡觀察的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上部介透射電鏡照片,下部是掃描電鏡照片粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈扁平囊狀，排列整齊光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分支管狀或小泡狀特征：大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積，為多種酶體系提供了大面積的結(jié)合位點(diǎn)。完整的封閉體系將其上合成的物質(zhì)與細(xì)胞基質(zhì)中合成的物質(zhì)分隔開(kāi)，利于它們的加工和運(yùn)輸，組成：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是膜囊結(jié)構(gòu)，所以構(gòu)成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要化學(xué)成份是蛋白質(zhì)和脂。葡萄糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被認(rèn)為是標(biāo)志酶2、結(jié)構(gòu)和組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能微粒體(microsome)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一種特化類型在細(xì)胞勻漿和差速離心過(guò)程中獲得的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的膜囊泡狀結(jié)構(gòu)。在體外實(shí)驗(yàn)中,具有蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能蛋白質(zhì)合成；脂類的合成；蛋白質(zhì)的修飾與加工；新生多肽鏈的折疊與裝配；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能：肌漿網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：脂類合成類固醇激素的合成脫毒作用糖原分解釋放葡萄糖調(diào)節(jié)鈣功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)的修飾和加工新生肽鏈的折疊和裝配脂質(zhì)的合成幾乎全部的膜脂都由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來(lái)合成，如磷脂（磷脂酰膽堿）、膽固醇將膽固醇氧化、還原、水解,轉(zhuǎn)變成各種類固醇激素。合成：磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝向cytosol，因而磷脂的合成都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面進(jìn)行(seenext)。在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂先作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的構(gòu)成部分，然后再轉(zhuǎn)運(yùn)給其他的膜。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能Thesynthesisofphosphatidylcholine.Thisphospholipidissynthesizedfromfattyacyl-coenzymeA(fattyacylCoA),glycerol3-phosphate,andcytidine-bisphosphocholine(CDP-choline)脂質(zhì)的合成轉(zhuǎn)位：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂幾分鐘之后就由胞質(zhì)溶膠面轉(zhuǎn)向膜的另一面，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面,磷脂的轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位蛋白(phospholipidtranslocator)或稱翻轉(zhuǎn)酶（flippase）幫助的。轉(zhuǎn)運(yùn):

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的磷脂向其它膜的轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種方式：出芽(budding)：ER→GC、Ly、PM磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(phospholipidexchangeproteins,PEP）：磷脂分子+PEP→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)→靶膜（線粒體、過(guò)氧化物酶體的膜）(seenext)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能糖原分解與游離葡萄糖釋放在肝細(xì)胞中,糖原裂解釋放葡萄糖-1-磷酸,然后再轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸,由于磷酸化的葡萄糖不能通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解為葡萄糖和磷酸后,葡萄糖就可穿過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能解毒作用(detoxification)肝細(xì)胞中的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很豐富，其中含有一些酶，用以清除脂溶性廢物和代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)。如細(xì)胞色素P-450家族酶系能使聚集在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的不溶于水的廢物或代謝產(chǎn)物羥基化而完全溶于水轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞進(jìn)入尿液中。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能貯Ca2+功能：肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmicreticullum)是肌細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),是貯存Ca2+的細(xì)胞器。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所TranslocationofsolubleproteinsacrossER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的合成向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)膜的整合蛋白質(zhì)細(xì)胞器中可溶性駐留蛋白質(zhì)（solubleproteinsthatresidewithincompartmentsoftheendomembranesystem）蛋白合成途徑蛋白的分選

分泌蛋白的信號(hào)假說(shuō)

細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成都起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體，一些蛋白起始合成不久便轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，另一些則停留在胞質(zhì)核糖體上合成。

決定轉(zhuǎn)移的因素是什么？

１９７５年，Ｇ．Ｂｌｏｂｅｌ依據(jù)實(shí)驗(yàn)提出了分泌蛋白的信號(hào)假說(shuō)理論：分泌蛋白的N端序列是信號(hào)序列（肽），指導(dǎo)分泌蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在蛋白合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除。信號(hào)假說(shuō)的提出Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進(jìn)行(離體)無(wú)細(xì)胞體系合成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進(jìn)入微粒體內(nèi)；(2)進(jìn)入微粒體的多肽較無(wú)微粒體體系合成的多肽在氨基端截?cái)嗔艘欢?。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號(hào)作用，由此提出了信號(hào)假說(shuō)。信號(hào)假說(shuō)的提出Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進(jìn)行(離體)無(wú)細(xì)胞體系合成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進(jìn)入微粒體內(nèi)；(2)進(jìn)入微粒體的多肽較無(wú)微粒體體系合成的多肽在氨基端截?cái)嗔艘欢?。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號(hào)作用，由此提出了信號(hào)假說(shuō)。核糖體展示技術(shù)基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，叫基因的表達(dá)。問(wèn)題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？AG

T

AC

AAAT

UCAUGUUUAmRNA細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成UCAUGUUUAmRNAAUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到mRNA上的相應(yīng)位置UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

兩個(gè)氨基酸分子縮合縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動(dòng).

另一個(gè)

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對(duì).

UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸t(yī)RNA離開(kāi)，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUGAUUA

亮氨酸

天門冬酰氨

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)體外核糖體展示肽庫(kù)構(gòu)建與篩選原理示意圖體外轉(zhuǎn)錄和翻譯

體外表達(dá)可以利用來(lái)自原核的E.coliS30無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),或真核的兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解液和麥胚提取物的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),至于何種系統(tǒng)更適合,目前尚有爭(zhēng)議.體外轉(zhuǎn)錄與體外翻譯可以偶聯(lián)進(jìn)行,也可以分別進(jìn)行.目前,已有以DNA為模板的體外蛋白翻譯系統(tǒng)和以RNA為模板的體外轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)的商用系統(tǒng)問(wèn)世。①親和篩選分為固相篩選和液相篩選，主要有ELISA和磁珠法。Hanes等認(rèn)為,ELISA方法中，抗原包被在塑料表面上，而塑料表面的疏水作用有可能會(huì)影響吸附蛋白的空間構(gòu)象，從而導(dǎo)致篩選出的抗體分子不能識(shí)別抗原的天然表位;磁珠法是在抗原上連接捕獲標(biāo)簽，如生物素，然后在形成抗原-抗體復(fù)合物后,采用磁珠-鏈霉親和素捕獲該標(biāo)簽,進(jìn)行親和篩選。SRP受體核糖體受體蛋白質(zhì)移位子mRNAtRNASRP蛋白質(zhì)合成裝置通過(guò)SRP與其受體的結(jié)合移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號(hào)肽與SRP結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停SRP解離再循環(huán)蛋白質(zhì)合成繼續(xù)，并開(kāi)始轉(zhuǎn)位信號(hào)肽信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)合成Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進(jìn)行(離體)無(wú)細(xì)胞體系合成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進(jìn)入微粒體內(nèi)；(2)進(jìn)入微粒體的多肽較無(wú)微粒體體系合成的多肽在氨基端截?cái)嗔艘欢?。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號(hào)作用，由此提出了信號(hào)假說(shuō)。

游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？新生多肽鏈?zhǔn)侨绾未┰絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？

信號(hào)假說(shuō)與信號(hào)肽(signalpeptide)信號(hào)肽存在于分泌蛋白N－端或跨膜蛋白多肽鏈內(nèi)部；由大約16～30個(gè)疏水氨基酸殘基組成；可被細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)特異識(shí)別并結(jié)合。信號(hào)假說(shuō)：蛋白質(zhì)的合成起始于細(xì)胞質(zhì)溶膠中的核糖體，通過(guò)新生肽鏈上的信號(hào)肽將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成蛋白質(zhì)的合成，而信號(hào)肽本身則在蛋白質(zhì)合成完成之前就被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號(hào)肽酶切除。

一、蛋白的分選蛋白的信號(hào)：信號(hào)序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個(gè)氨基酸殘基，每一種信號(hào)序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向。信號(hào)斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)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(hào)。信號(hào)肽(signalpeptide)

信號(hào)肽存在于分泌蛋白、溶酶體酶蛋白的N－端或跨膜蛋白多肽鏈內(nèi)部，跨膜蛋白內(nèi)部的信號(hào)肽還兼有停止轉(zhuǎn)運(yùn)序列功能；信號(hào)肽由大約18～30個(gè)疏水氨基酸殘基組成，可被細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)特異識(shí)別并結(jié)合，從而引起新生多肽鏈合成暫停。返回信號(hào)肽的結(jié)構(gòu)

信號(hào)肽的一級(jí)序列信號(hào)肽一級(jí)序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n）三個(gè)區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信號(hào)肽為例，顯示出兩者的n區(qū)長(zhǎng)度明顯不同信號(hào)假說(shuō)的組成成分信號(hào)肽（ｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅ）；位于分泌蛋白N端，由１６～30個(gè)氨基酸組成，分為N端、疏水核心區(qū)及Ｃ端。信號(hào)識(shí)別顆粒（ＳＲＰ）：能識(shí)別信號(hào)肽的蛋白，由６條多肽和一個(gè)７ＳＲＮＡ組成的復(fù)合物。信號(hào)識(shí)別蛋白受體（SRP受體或停泊蛋白DP）：為SRP受體，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。信號(hào)識(shí)別顆粒(signalrecognitionparticles,SRP)

信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，由6種多肽亞單位和小分子量的細(xì)胞質(zhì)RNA(7SLRNA)組成，其化學(xué)本質(zhì)是一種RNP。SRP具有三個(gè)功能區(qū)：信號(hào)肽結(jié)合位點(diǎn)、翻譯暫停區(qū)和SRP受體結(jié)合區(qū)。SRP可識(shí)別新生多肽鏈上的信號(hào)肽，并與蛋白質(zhì)合成機(jī)器結(jié)合而致蛋白質(zhì)合成暫停。SRP可被ER膜上的SRP受體特異識(shí)別、結(jié)合。返回信號(hào)識(shí)別顆粒（signal-recognitionparticle，SRP)SRPcomprisesone300-nucleotideRNAandsixproteinsdesignatedP9,P14,P19,P54,P68,andP72.(Thenumberindicatesthemolecularweightx10-3).核糖體受體(ribosomalreceptor,Ribophorin)

核糖體受體亦稱核糖體連接蛋白(ribophorin)，是ER膜上一種特異的糖蛋白，是位于ER膜上細(xì)胞質(zhì)面的膜整合蛋白。核糖體受體可分為兩種類型：I型(mw.65kd)和II型(mw.63kd)。通過(guò)核糖體大亞基上的膜結(jié)合位點(diǎn)，介導(dǎo)核糖體與ER膜結(jié)合。返回SRP受體核糖體受體蛋白質(zhì)移位子mRNAtRNASRP蛋白質(zhì)合成裝置通過(guò)SRP與其受體的結(jié)合移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號(hào)肽與SRP結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停SRP解離再循環(huán)蛋白質(zhì)合成繼續(xù)，并開(kāi)始轉(zhuǎn)位信號(hào)肽信號(hào)假說(shuō)與蛋白質(zhì)合成Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進(jìn)行(離體)無(wú)細(xì)胞體系合成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進(jìn)入微粒體內(nèi)；(2)進(jìn)入微粒體的多肽較無(wú)微粒體體系合成的多肽在氨基端截?cái)嗔艘欢?。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號(hào)作用，由此提出了信號(hào)假說(shuō)。

游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？新生多肽鏈?zhǔn)侨绾未┰絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？蛋白質(zhì)合成后信號(hào)肽被酶切除

核糖體在蛋白質(zhì)合成啟動(dòng)后，由mRNA在特定的信號(hào)順序編碼首先合成一段肽鏈－信號(hào)肽，它作為與rER膜結(jié)合的“引導(dǎo)者”指引核糖體與rER膜結(jié)合，并決定新生肽鏈插入膜內(nèi)進(jìn)入內(nèi)腔，起協(xié)同翻譯的轉(zhuǎn)運(yùn)作用。信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)是一種核糖體酸蛋白質(zhì)復(fù)合體，存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)信號(hào)肽露出核糖體，SRP的疏水部分與信號(hào)肽疏水部分結(jié)合，另一部分與核糖體結(jié)合，肽鏈合成暫時(shí)停止。SRP－信號(hào)肽－核糖體復(fù)合物收SRP介導(dǎo)引向rER膜上受體，并與之結(jié)合。當(dāng)核糖體接觸到rER膜面時(shí)，大亞基即附著在膜上轉(zhuǎn)位裝置上，可能由于蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)位裝置各成分的集聚，形成膜通道使新生肽鏈插入rER腔。結(jié)合后暫時(shí)停止的肽鏈合成又恢復(fù)，新生肽鏈尾隨信號(hào)肽續(xù)延伸。當(dāng)信號(hào)肽的作用完成后，即被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的信號(hào)肽酶切除，肽鏈繼續(xù)合成延伸。當(dāng)遇到終止密碼時(shí)，蛋白質(zhì)合成終止。新生肽鏈完全轉(zhuǎn)入rER腔。與此同時(shí)，核糖體大小亞基分離，大亞基從rER膜上脫離，游離在胞質(zhì)中以供循環(huán)使用。信號(hào)假說(shuō)與新生多肽鏈的跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜行為信號(hào)假說(shuō)多肽鏈開(kāi)始在游離核糖體上合成，信號(hào)密碼子轉(zhuǎn)譯信號(hào)肽（約有15-30個(gè)氨基酸)；信號(hào)識(shí)別蛋白（signalrecognitionprotein，SRP）識(shí)別正在合成信號(hào)肽的核糖體，并與之結(jié)合，多肽鏈合成暫停；SRP與ER膜上的SRP受體（又稱停泊蛋白）結(jié)合，多肽鏈合成繼續(xù)。SRP脫離釋放返回基質(zhì)重復(fù)利用。(此步消耗ＧＴＰ）．信號(hào)肽與ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽鏈通過(guò)通道進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池。（ｒＥＲ上的蛋白復(fù)合體，直徑８.５ｎｍ，中心為２ｎｍ的通道，主要成分是Ｓｅｃ６１ｐ蛋白）．信號(hào)肽被位于ER膜內(nèi)表面的信號(hào)肽酶（Signalpeptidase）切掉。多肽鏈繼續(xù)伸長(zhǎng)，直至合成完畢。在一種分離因子作用下，通道封閉蛋白轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成示意圖多肽鏈開(kāi)始在游離核糖體上合成，信號(hào)密碼子轉(zhuǎn)譯信號(hào)肽信號(hào)識(shí)別蛋白識(shí)別并結(jié)合正在合成信號(hào)肽的核糖體，多肽鏈合成暫停；SRP與ER膜上的SRP受體（又稱停泊蛋白）結(jié)合，多肽鏈合成繼續(xù)。與ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池。信號(hào)肽被位于ER膜內(nèi)表面的信號(hào)肽酶（Signalpeptidase）切掉。不同類跨膜蛋白所含這兩種序列的情況及其合成情況：

一次跨膜的蛋白，開(kāi)始轉(zhuǎn)移序列位于N’端，且N端進(jìn)入ER腔內(nèi)

這類的停止轉(zhuǎn)移序列位于膜鏈內(nèi)部。停止序列及其之前部分的合成和轉(zhuǎn)移與分泌蛋白相同。其開(kāi)始序列即信號(hào)肽最后亦被切除分解。但停止序列以后的肽鏈一般都不轉(zhuǎn)移進(jìn)ER腔。共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移的方式由于信號(hào)肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開(kāi)始轉(zhuǎn)移序列（starttransfer

sequence）；起始轉(zhuǎn)移序列——信號(hào)肽停止轉(zhuǎn)移系列——與膜緊密結(jié)合不轉(zhuǎn)移至ER腔的序列

起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移系列決定蛋白的跨膜情況后轉(zhuǎn)移：蛋白合成完成后再轉(zhuǎn)移的方式如線粒體蛋白其指導(dǎo)轉(zhuǎn)移的序列稱導(dǎo)肽轉(zhuǎn)移序列與蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)

多次跨膜蛋白與單次跨膜蛋白的不同之處是，它們有多個(gè)“開(kāi)始序列”和“停止序列”。

信號(hào)肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)10-15α-螺旋蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。糖基化的作用：使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號(hào)的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。在進(jìn)化上，寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)性的外被，同時(shí)又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)動(dòng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行N-連接的糖基化。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。ProteinglycosylationinRER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能新生多肽的折疊與裝配二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase，PDI：ER駐留蛋白）催化新合成的蛋白形成和改組二硫鍵，形成正確的折疊狀態(tài)。分子伴侶BiP（Bindingprotein）識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進(jìn)重新折疊與裝配。不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，不能進(jìn)入高爾基體。這些多肽一旦被識(shí)別，便從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（通過(guò)Sec61p復(fù)合體），被蛋白酶體（proteasomes－protein-degradingmachine）所降解。（seenext）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能裝配輔助因子分子伴侶（molecularchaperones）：細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識(shí)別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子“伴侶”。

放射自顯影技術(shù)追蹤分泌蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)途徑粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

分泌蛋白質(zhì)的合成

1.信號(hào)肽引導(dǎo)核糖體結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

2.新生肽鏈到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)

3.蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的折疊

4.蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的糖基化

5.蛋白質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基復(fù)合體的運(yùn)輸

膜整合蛋白質(zhì)的嵌插機(jī)制附著型核糖體

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之一：蛋白質(zhì)的合成附著型核糖體是如何附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的？分泌蛋白駐留蛋白膜蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的新生蛋白質(zhì)是如何轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中的？

核糖體由兩個(gè)亞基構(gòu)成，在不進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，它們各自游離于細(xì)胞質(zhì)中；核糖體有兩種狀態(tài)：游離核糖體和附著核糖體。蛋白質(zhì)合成都起始于胞質(zhì)溶膠，mRNA與核糖體大小亞基形成游離核糖體，隨著蛋白質(zhì)合成過(guò)程的進(jìn)行，有些游離核糖體會(huì)貼附于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上成為附著核糖體，有些則仍然保持游離狀態(tài)WithsignalsequenceWithoutsignalsequenceThetypesofproteins(BB)Thetypesofproteins(BB)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之二：蛋白質(zhì)的折疊與裝配分子伴侶：這類蛋白能特異性地識(shí)別新生肽鏈或部分折疊的多肽并與之結(jié)合，幫助這些多肽正確折疊形成高級(jí)結(jié)構(gòu)，但其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，只起陪伴作用。分子伴侶還能檢查多肽的折疊狀態(tài)，可以識(shí)別并結(jié)合錯(cuò)誤折疊的多肽，把它們滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(hào)(KDEL)，能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定地停留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。幾種典型的蛋白分選信號(hào)信號(hào)功能信號(hào)序列蛋白進(jìn)入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)入線粒體H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進(jìn)入細(xì)胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val進(jìn)入過(guò)氧化物酶體Ser-Lys-Leu-粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之三：蛋白質(zhì)的糖基化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的N-連接糖基化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)蛋白質(zhì)的糖基化發(fā)生在特異性的三肽序列：Asn-X-Thr/Ser(X示任意氨基酸)糖基結(jié)合在該序列中Asn的-NH2上，這一過(guò)程稱為N-連接糖基化。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之四：蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸分泌性蛋白、駐留蛋白、跨膜蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔或成為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白后，將會(huì)被包裝形成膜泡，并由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽，轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的糖基化修飾蛋白質(zhì)的折疊與裝配脂質(zhì)、類固醇激素的合成糖原的代謝解毒作用

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)Ca2＋儲(chǔ)存場(chǎng)所內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體高爾基體（Golgibody），也稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。20世紀(jì)50年代以后才正確認(rèn)識(shí)它的存在和結(jié)構(gòu)。1909年諾貝爾獎(jiǎng)。GolgiApparatusinaplantparenchymacellfromSauromatumguttatum(TEMx145,700).真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層高爾基體(Golgicomplex,Golgi)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的化學(xué)組成高爾基體的主要功能

高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中由單層膜構(gòu)成的囊泡結(jié)構(gòu)復(fù)合體按囊泡形態(tài)可為三個(gè)組成部分：

1、扁平囊泡（主體結(jié)構(gòu)）

2、小囊泡（位于順面）

3、大囊泡（位于反面）是一個(gè)具有極性的細(xì)胞器，可分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)（小囊泡）、中間膜囊（扁平囊泡）和反面高爾基網(wǎng)絡(luò)（大囊泡）不同類型的細(xì)胞有不同的分布形式高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體的功能高爾基復(fù)合體的形態(tài)高爾基復(fù)合體由一層單位膜構(gòu)成，其基本形態(tài)包括小囊泡、扁平囊和大囊泡，按極性分布可分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)、中間膜囊及反面高爾基網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)區(qū)都有獨(dú)特的酶，執(zhí)行特定的功能。

大囊泡

小囊泡

扁平囊高爾基復(fù)合體的形態(tài)

高爾基體由一層單位膜構(gòu)成，其基本形態(tài)包括小泡、扁平囊和大泡。根據(jù)現(xiàn)代研究，一般把它分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)、扁平囊區(qū)以及反面高爾基網(wǎng)絡(luò)，中間的扁平囊區(qū)又可分為順面扁囊、中間扁囊和反面扁囊，每個(gè)生化區(qū)室都具有獨(dú)特的酶系，執(zhí)行特定的功能。1、形態(tài)和組成CGN最內(nèi)側(cè)稱高爾基體順面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork，CGN），呈相互連接的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)（interconnectednetworkoftubules）,是高爾基體的入口區(qū)域。DiagramofGolgibody.Vesiclesarriveatthecisfaceandleavefromtransface.Theinternalcompartmentofeachmembranesaciscalleda“cisterna”(pl.cisternae).GolgiStack：高爾基體的主體由一系列大的、扁平膜囊和管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的?？煞譃轫樏婺つ遥╟iscisternae）、中間膜囊（medialcisternae）和反面膜囊（transcisternae）。多數(shù)糖基化修飾、糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖的合成都發(fā)生在此。1、形態(tài)和組成TGN：反面最外測(cè)稱高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（transGolginetwork，TGN），呈管網(wǎng)狀，并有囊泡與之相連。是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。1、形態(tài)和組成高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體的功能

高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)同普通生物膜一樣，高爾基復(fù)合體也是由脂類和蛋白質(zhì)組成高爾基復(fù)合體的酶：糖基轉(zhuǎn)移酶(標(biāo)志酶)種類功能糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖蛋白合成唾液酸轉(zhuǎn)移酶、UDP-半乳糖:N-乙酰葡萄糖胺半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、糖蛋白-半乳糖轉(zhuǎn)移酶，等磺基糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖脂合成半乳糖腦苷脂硫酸轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:GM1唾液酸基轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:唾液酸基轉(zhuǎn)移酶，等轉(zhuǎn)移酶參與磷脂合成溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶、磷脂甘油磷脂酰轉(zhuǎn)移酶，等氧化還原酶NADH-細(xì)胞色素c還原酶、NADPH-細(xì)胞色素還原酶，等磷酸酶5-核苷酸酶、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶，等激酶酪蛋白磷酸激酶，等甘露糖苷酶-甘露糖苷酶，等磷脂酶磷脂酶A1、磷脂酶A2高爾基體的酶2、高爾基體的功能蛋白質(zhì)運(yùn)輸和分選（sorting）蛋白質(zhì)修飾水解糖基化硫酸化：蛋白聚糖膜循環(huán)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂質(zhì)一部分轉(zhuǎn)移至高爾基體后，經(jīng)過(guò)修飾和加工，形成運(yùn)輸泡，向細(xì)胞膜和溶酶體膜等部位運(yùn)輸。高爾基體的主要功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類與包裝，然后分門別類地運(yùn)送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外蛋白質(zhì)化學(xué)修飾兩種類型的糖基化：N-連接型糖基化和O-連接型糖基化；糖蛋白的精細(xì)加工；充分體現(xiàn)糖蛋白的多樣性。

高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過(guò)載體蛋白進(jìn)入高爾基體扁平囊，在特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，連接到多肽鏈中的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進(jìn)行的。高爾基體對(duì)糖蛋白的精細(xì)加工2、高爾基體的功能O-連接的糖基化

O-連接的糖基化在高爾基體中進(jìn)行，糖的供體為核苷糖（半乳糖或N-乙酰半乳糖胺）。將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的羥基上。N-連接的寡聚糖進(jìn)一步加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上：磷酸多萜醇上的糖基轉(zhuǎn)移到多肽的天冬酰胺（Asn）上高爾基體：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子，添加特定的單糖，形成成熟的糖蛋白高爾基復(fù)合體對(duì)糖蛋白的精細(xì)加工高爾基復(fù)合體的每個(gè)扁囊都具有自己獨(dú)特的糖基轉(zhuǎn)移酶，蛋白質(zhì)每經(jīng)過(guò)一個(gè)扁囊都進(jìn)行了一次加工。對(duì)糖蛋白而言，這種加工主要是去除某些單糖殘基，加入另外一些單糖分子，從而表現(xiàn)出糖蛋白的多樣性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體中的蛋白質(zhì)糖基化

高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過(guò)載體蛋白進(jìn)入高爾基體扁平囊，在特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，連接到多肽鏈中的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進(jìn)行的。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的主要功能蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)分揀運(yùn)輸生物膜成分更新蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工無(wú)生物活性的蛋白原（proprotein）高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟的多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等。含有不同信號(hào)序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物。同一種蛋白質(zhì)前體不同細(xì)胞、以不同的方式加工不同的多肽。

某些沒(méi)有生物活性的蛋白原進(jìn)入高爾基體扁平囊后，在蛋白酶作用下，將蛋白質(zhì)N-端或兩端甚至肽鏈內(nèi)部某些序列切除形成成熟多肽，如白蛋白、胰島素、胰高血糖素以及神經(jīng)肽等。這些成熟蛋白可直接分泌到細(xì)胞外(如白蛋白)，或通過(guò)神經(jīng)或體液信號(hào)分泌到細(xì)胞外(如胰島素)。高爾基體對(duì)蛋白原的加工蛋白原的水解成熟

實(shí)例：胰島素原多余肽段的水解、二硫鍵的形成，空間結(jié)構(gòu)的正確形成2、蛋白質(zhì)的水解加工高爾基復(fù)合體的功能之一：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)加工合成的重要場(chǎng)所真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的主要功能蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)分揀運(yùn)輸生物膜成分更新真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層溶酶體(lysosome)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的基本類型溶酶體的化學(xué)組成溶酶體的基本功能真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中；細(xì)胞的“消化器官”、“清道夫”；由一層單位膜形成的囊泡狀結(jié)構(gòu)；富含酸性水解酶（最適pH=5）：酸性磷酸酶(標(biāo)志酶)。Thelysosomeslooklike

storagegranules

inshapeandtakemanyforms.LysosomescanvarywidelyinsizeSotheyarecalledheterotypeorganelles.Lysosomescontainmorethan30definedhydrolyticenzymes(acidhydrolases)thatbreakdownmacromoleculessuchasnucleicacids,proteins,andpolysaccharides.So,Lysosomesarecells’garbagedisposalsystem.MembranousorganellecontaininglargequantitiesofhydrolyticenzymesTherearemoreglycoproteinsandtheyarehighlyglycosylation,whichtheoligosaccharidesaretowardstheinnersurfaceofmembraneprotectingthemembraneitselffromdegradationbyitsownenzymes.溶酶體的超微結(jié)構(gòu)

溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，目前發(fā)現(xiàn)有60多種水解酶，絕大多數(shù)是酸性水解酶，最適pH大約在4～6。溶酶體中的水解酶主要包括核酸酶、蛋白酶、核苷酶、脂酶、磷酸酶和硫酸脂酶等六大類。其中酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶。組織化學(xué)多采用Gomori方法顯示。溶酶體的酶

初級(jí)溶酶體（primarylysosome）直徑約0.2~0.5um，有多種酸性水解酶，但沒(méi)有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶等60余種，反應(yīng)的最適PH值為5左右。溶酶體的類型Secondarylysosome次級(jí)溶酶體（secondarylysosome）是正在進(jìn)行或完成消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應(yīng)的底物，可分為自噬溶酶體（autophagolysosome）和異噬溶酶體(phagolysosome)。肝細(xì)胞脂褐質(zhì)殘?bào)w（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)?，故名。殘?bào)w可通過(guò)外排作用排出細(xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如表皮細(xì)胞的老年斑，肝細(xì)胞的脂褐質(zhì)。溶酶體的功能細(xì)胞內(nèi)消化：如高等動(dòng)物內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，單細(xì)胞真核生物利用溶酶體消化食物。自體吞噬：清除無(wú)用的生物大分子，衰老細(xì)胞、細(xì)胞器、個(gè)體發(fā)育中多余的細(xì)胞。許多生物大分子的半衰期只有幾小時(shí)至幾天，肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命約10天左右。防御作用：如巨噬細(xì)胞殺死病原體。參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。形成精子的頂體。溶酶體的發(fā)生在高爾基體的trans面以出芽的方式形成：前溶酶體蛋白→N-連接的糖基化→高爾基體→磷酸轉(zhuǎn)移酶識(shí)別信號(hào)斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移在1~2個(gè)甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上M6P受體結(jié)合→通過(guò)clathrin衣被包裝成運(yùn)輸小泡→與晚期的內(nèi)體融合，受體解離→切除甘露糖殘基上的磷酸。

溶酶體蛋白酶前體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔糖基化，加上含有甘露糖的低聚糖鏈，后者通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡轉(zhuǎn)移到高爾基體順面扁囊。在高爾基體順面扁囊，酶蛋白前體低聚糖鏈中的甘露糖殘基被磷酸化，形成6-磷酸甘露糖，磷酸化后的蛋白酶前體逐級(jí)通過(guò)扁平囊加工、修飾，最終成為成熟蛋白。高爾基體反面扁囊存在6-磷酸甘露糖的受體，后者與酶蛋白低聚糖鏈上的6-甘露糖通過(guò)識(shí)別、結(jié)合，形成有被小泡；有被小泡脫衣被后與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)酸性囊泡（內(nèi)體）融和形成大囊泡。在融和囊泡內(nèi)，因酸性環(huán)境導(dǎo)致6-磷酸甘露糖與其受體分離，形成空載的受體囊泡和含酶蛋白的囊泡。受體囊泡返回高爾基體循環(huán)再利用，酶蛋白小泡內(nèi)6-磷酸甘露糖去磷酸化，最終形成成熟的溶酶體酶蛋白。

溶酶體酶蛋白的分揀運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)分選（Proteinsorting）:Proteinmoleculesmovefromthecytosoltotheirtargetorganellesorcellsurfacedirectedbythesortingsignalsintheproteins一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的兩條途徑細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體、細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體、細(xì)胞膜、分泌到細(xì)胞外、留在高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中高爾基體蛋白質(zhì)分選的三種機(jī)制：GatedTransport:TransportthroughnuclearporesTransmembranetransport:ER,Mit,Chl,PerVesiculartransport:ER-Golgi-Lys，Endosome，PM,細(xì)胞核蛋白的靶向輸送-----選擇性的門控轉(zhuǎn)運(yùn)目錄肽鏈轉(zhuǎn)位，輸入因子解聚4-8氨基酸GTPase二、蛋白質(zhì)分選的原理細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號(hào)其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sortingreceptor）。1、蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個(gè)氨基酸殘基；信號(hào)序列對(duì)所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒(méi)有特異性要求信號(hào)肽導(dǎo)肽信號(hào)斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)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(hào)。signalsequenceandsignalpatch幾種典型的蛋白分選信號(hào)信號(hào)功能信號(hào)序列蛋白進(jìn)入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)入線粒體H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進(jìn)入細(xì)胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val進(jìn)入過(guò)氧化物酶體Ser-Lys-Leu-３.共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移的方式由于信號(hào)肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開(kāi)始轉(zhuǎn)移序列（starttransfer

sequence）；起始轉(zhuǎn)移序列——信號(hào)肽停止轉(zhuǎn)移系列——與膜緊密結(jié)合不轉(zhuǎn)移至ER腔的序列

起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移系列決定蛋白的跨膜情況后轉(zhuǎn)移：蛋白合成完成后再轉(zhuǎn)移的方式如線粒體蛋白其指導(dǎo)轉(zhuǎn)移的序列稱導(dǎo)肽共轉(zhuǎn)移（cotranslocation）:肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中信號(hào)肽序列被信號(hào)肽酶切除→完全進(jìn)入腔若有停止轉(zhuǎn)移信號(hào)（stoptransfersequence，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有極強(qiáng)的親合力）:形成跨膜蛋白線粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的運(yùn)送與組裝后轉(zhuǎn)移（posttranslocation）:蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后在某種信號(hào)指導(dǎo)下再轉(zhuǎn)移到線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體等細(xì)胞器中的轉(zhuǎn)移方式.這類信號(hào)序列稱導(dǎo)肽（leaderpeptide）或轉(zhuǎn)運(yùn)肽（transitpeptides):線粒體蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成起始階段形成的N－端的信號(hào)序列。20-80個(gè)氨基酸殘基含有豐富的帶正電荷的堿性氨基酸，特別是精氨酸，有助于前導(dǎo)肽進(jìn)入帶負(fù)電荷的基質(zhì)中。羥基氨基酸含量也高幾乎不含帶負(fù)電荷的酸性氨基酸可形成既具親水性又具疏水性的a螺旋結(jié)構(gòu)定位于線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)的運(yùn)送線粒體蛋白的靶向輸送導(dǎo)肽Hsp60替換Hsp70定位于線粒體內(nèi)膜或膜間隙的蛋白質(zhì)運(yùn)送葉綠體蛋白質(zhì)的運(yùn)送及組裝SomeSignalSequencesFunction

of

Signal ExampleofSignalSequence ImportintoER +H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly- Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys- Cys-Glu-Val-Phe-Gln-RetentioninlumenofER -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Importintomitochondria +H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe- Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr- Leu-Leu-Importintonucleus -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Importintoperoxisomes -Ser-Lys-Leu-Positivelychargedaminoacidsareshowninred,andnegativelychargedaminoacidsingreen.Anextendedblockofhydrophobicaminoacidsisshowninblue.

+H3Nindicatestheaminoterminusofaprotein;COO-indicatesthecarboxylterminus.三、胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸膜泡是被包被的大多數(shù)運(yùn)輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個(gè)籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。這種衣被在運(yùn)輸小泡與靶細(xì)胞器的膜融合之前解體。衣被類型：已知三類COPIICOPI網(wǎng)格蛋白（clathrin）主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運(yùn)輸小泡如同模具一樣決定運(yùn)輸小泡的外部特征馬達(dá)蛋白牽引衣被小泡沿微管運(yùn)輸在馬達(dá)蛋白（motorprotein）的牽引下，可將膜泡運(yùn)到特定的區(qū)域胞質(zhì)中微管motorprotein分為兩大類：驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin），趨向微管正極；動(dòng)力蛋白（dynein），趨向微管負(fù)極；三、胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸1、COPⅡ衣被小泡運(yùn)輸途徑：介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。COPII衣被由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，Sec23/Sec24復(fù)合體在內(nèi)，Sec13/Sec31復(fù)合體覆蓋在外層。大多數(shù)被運(yùn)輸?shù)目缒さ鞍资侵苯咏Y(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(guò)受體與COPII衣被結(jié)合。分選信號(hào)位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣COPIIVesicles2、COPI衣被小泡功能：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)回收信號(hào)，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(hào)(ERretentionsignal)：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。COPI還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。ER駐留蛋白的運(yùn)輸高爾基體膜:有識(shí)別KDEL信號(hào)的受體,形成小泡,將逃逸的蛋白送回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白(如SRP受體)在C端有一個(gè)不同的回收信號(hào),通常是Lys-Lys-X-X（KKXX），能與COPI包被識(shí)別結(jié)合。Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）CopIVesiclesCOPI由7種蛋白組成,COPαββ’γδεζ,

CopIandCopIIVesicles3、網(wǎng)格蛋白有被小泡相關(guān)運(yùn)輸途徑：質(zhì)膜→內(nèi)體，高爾基體→內(nèi)體，高爾基體→溶酶體、植物液泡。網(wǎng)格蛋白(clathrin)結(jié)構(gòu)：由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形網(wǎng)孔的籠子。ClathrincoatedvesiclesSelectivetransportbyclathrincoatedvesicles銜接蛋白(adaptin)：介于網(wǎng)格蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)4種，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。

當(dāng)網(wǎng)格蛋白有被小泡形成時(shí)，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷（pinchoff）衣被小泡。4、coat-recruitmentGTPase衣被是在coat-recruitmentGTPase（為單體GTPase,monomericGTPase）作用下形成的。coat-recruitmentGTPase存在于細(xì)胞質(zhì)中，但處于結(jié)合GDP的失活狀態(tài)。衣被小泡形成時(shí)，釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。調(diào)節(jié)因子有：鳥(niǎo)苷酸交換因子（guanine-nucleotideexchangefactor,GEF）GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein,GAP）。當(dāng)衣被小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體。coat-recruitmentGTPase包括ARF蛋白和SAR1蛋白。ARF參與高爾基體上網(wǎng)格蛋白衣被與COPI衣被的形成。SAR1參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上COPII衣被的形成。COPIICoatedvesicleCOPIICoatassembly三種衣被小泡的組成和功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’

γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否具有專一性，胞吞作用分為：非特異性胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用（Receptor-mediatedendocytosis）：是大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞通過(guò)網(wǎng)格蛋白有被小泡從胞外基質(zhì)攝取特定大分子的有效途徑。5、受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞過(guò)程配體(Ligand)：營(yíng)養(yǎng)物有害物質(zhì)免疫物質(zhì)信號(hào)物質(zhì)6、胞吐途徑組成型的胞吐途徑（constitutiveexocytosispathway）所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌過(guò)程用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白），胞外基質(zhì)組分、營(yíng)養(yǎng)或信號(hào)分子分泌defaultpathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)的分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面6、胞吐途徑調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）特化的分泌細(xì)胞儲(chǔ)存——刺激——釋放產(chǎn)生分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機(jī)制，分選信號(hào)存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來(lái)決定囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)

網(wǎng)格蛋白有被小泡,有兩個(gè)來(lái)源：1、高爾基體反面囊泡出芽，向溶酶體及細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)2、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將外來(lái)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)

COPⅡ有被小泡：來(lái)源與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基復(fù)合體的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

COPⅠ有被小泡：來(lái)源于高爾基體，主要負(fù)責(zé)回收內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白網(wǎng)格蛋白COPICOPII網(wǎng)格蛋白囊泡的來(lái)源與類型7、溶酶體的發(fā)生初級(jí)溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes高爾基體TGN通過(guò)對(duì)M6P的識(shí)別將溶酶體的酶分選出來(lái)溶酶體的酶上都有一個(gè)特殊的標(biāo)記∶6-磷酸甘露糖(M6P)7、溶酶體的發(fā)生TargetingofsolublelysosomalenzymestoendosomesandlysosomesbyM-6-Ptag