細胞生物學課件：第七章 細胞內功能區(qū)隔與蛋白質分選

第七章

細胞質基質與內膜系統(tǒng)第一節(jié)細胞質基質與細胞內膜系統(tǒng)第二節(jié)內質網第三節(jié)高爾基體第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體第五節(jié)細胞內蛋白質的分選與細胞結構的組裝本章內容提要第一節(jié)細胞質基質細胞質基質

（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）細胞內膜系統(tǒng)（endomembranesystem）一、細胞質基質

（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）

細胞質基質又稱胞質溶膠（cytosol)，是細胞質中均勻而半透明的膠體部分，充填于其它有形結構之間。

細胞質基質是細胞重要的結構成分，其體積約占細胞質的一半細胞組分

數(shù)目

體積比細胞質基質細胞核內質網高爾基體溶酶體胞內體過氧化物酶體線粒體

11113002004001700

54612311122肝細胞中細胞質基質及細胞其它組分的數(shù)目及所占的體積比基本概念：用差速離心分離，先后除去細胞核等細胞器或細胞結構后，存留在上清液中的主要是細胞質基質成分。

成分：按分子量大小分為三類，即小分子、中等分子和大分子。小分子包括水、無機離子；屬于中等分子的有脂類、糖類、氨基酸、核苷酸及其衍生物等；大分子則包括多糖、蛋白質、脂蛋白和RNA等；中間代謝有關的酶類、細胞骨架結構。特點：細胞質基質是一個高度有序的體系；通過弱鍵相互作用處于動態(tài)平衡的結構體系。細胞質基質的涵義

完成各種中間代謝過程

蛋白質合成、脂肪酸合成、糖原代謝、核苷酸代謝、糖的酵解、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等

與細胞質骨架相關的功能

維持細胞形態(tài)、運動、胞內物質運輸及能量傳遞等保證細胞行使正常的生理生化功能

蛋白質的修飾、蛋白質選擇性的降解

蛋白質的修飾

（磷酸化和去磷酸化、糖基化、N－端甲基化、?；?/p>

控制蛋白質的壽命

降解變性和錯誤折疊的蛋白質

幫助變性或錯誤折疊的蛋白質重新折疊

細胞質基質的功能ProteinglycosylationinRER提供離子環(huán)境：以維持各細胞器的實體完整性提供底物（原料）：

以供細胞器行使功能（物質庫）提供物質運輸?shù)耐罚杭毎c環(huán)境、細胞質與細胞核、細胞器之間的物質運輸、能量交換、信息傳遞等都需通過細胞基質來完成影響細胞分化

如卵細胞細胞基質對于分化起重要作用二、細胞內膜系統(tǒng)

（endomembranesystem）

細胞內膜系統(tǒng)概述

細胞內膜系統(tǒng)的研究方法

（一）細胞內膜系統(tǒng)概述定義：指細胞內在結構、功能及發(fā)生上相關的由膜包繞形成的細胞器或細胞結構。主要包括核膜、內質網、高爾基體三大結構以及它們的產物-各種小泡和液泡。真核細胞的區(qū)域化（compartmentalization）：細胞骨架纖維為組織者的Cytomatrix形成有序的動態(tài)結構；細胞內的膜相結構----細胞器（organelles）。

真核細胞的區(qū)域化內膜系統(tǒng)的出現(xiàn)是真核細胞區(qū)別于原核細胞的顯著特點之一，其意義在于：大大增加了細胞內膜的表面積，為多種酶特別是多酶體系提供了大面積的結合部位；酶系統(tǒng)的隔離與連接

蛋白質、糖、脂肪的合成

加工包裝運輸分泌物擴散屏障及膜電位建立離子梯度的維持等。（二）細胞內膜系統(tǒng)的研究方法

免疫標記和放射自顯影（Autoradiography）

生化分析（Biochemicalanalysis）

遺傳突變分析（Geneticmutants）第二節(jié)內質網Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細胞，因最初看到的是位于細胞質內部的網狀結構，故名endoplasmicreticulum，ER。ER形態(tài)與組成ER的功能

ER與基因表達的調控一、形態(tài)與組成約占細胞總膜面積的一半，是封閉的網絡系統(tǒng)。分為糙面內質網（RER）和光面內質網（SER）RER膜表面分布大量的核糖體，主要是合成分泌性的蛋白質和多種膜蛋白；SER表面沒有核糖體的結合，是合成脂質的重要場所。細胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結構的一部分.RERSER內質網膜含60%的蛋白和40%的脂類，卵磷脂含量較高，鞘磷脂含量較少，沒有或很少含膽固醇。約30多種膜結合蛋白，另有30多種位于ER網腔。核糖體結合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。二、ER的功能（一）蛋白質合成（糙面ER）內質網上合成的蛋白主要有：向細胞外分泌的蛋白、如抗體、激素；膜的整合蛋白；需要與其它細胞組分嚴格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；需要進行修飾的蛋白，如糖蛋白。Blobel等（1975）提出信號假說，認為蛋白質N端的信號肽，指導蛋白質轉至內質網上合成，獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。BlobelwithmembersofhislaboratoryGünterBlobel蛋白質轉移到內質網合成涉及以下成分：信號肽：位于N端，約16~30個氨基酸，含有6-15個連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，又稱開始轉移序列。信號識別顆粒（SRP）：6種多肽和1個7SRNA組成停止轉移序列：與內質網膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進入網腔，成為跨膜蛋白。轉位因子：由3-4個Sec61蛋白構成的通道，每個Sec61由3條肽鏈組成。TranslocationofproteinsacrossER蛋白質轉入內質網合成的過程：信號肽與SRP結合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結合→SRP脫離→肽鏈進入內質網→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。這種肽鏈邊合成邊向內質網腔轉移的方式，稱為co-translation。（二）蛋白質的修飾與加工包括糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等，幾乎所有內質網上合成的蛋白最終都被糖基化。糖基化的作用：①使蛋白質能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質傳導信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：N-連接的糖基化：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺。糖的供體為核苷糖，如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。糖分子首先被糖基轉移酶轉移到膜上的磷酸長醇分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉移酶轉到Asn-X-Ser或Asn-X-Thr的Asn上。ProteinglycosylationinRERProteinglycosylationinRERO-連接的糖基化蛋白質糖基化類型

特征

N-連接

O-連接1.合成部位

粗面內質網粗面內質網或高爾基體2.合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3.與之結合的氨基酸殘基

天冬酰胺

絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4.最終長度

至少5個糖殘基一般1～4個糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基

N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等N-連接與O-連接的糖基化比較

蛋白質糖基化的特點及其生物學意義糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同的酶在細胞不同間隔中經歷復雜的加工過程才能完成。糖基化的主要作用是蛋白質在成熟過程中折疊成正確構象和增加蛋白質的穩(wěn)定性；多羥基糖側鏈影響蛋白質的水溶性及蛋白質所帶電荷的性質。對多數(shù)分選的蛋白質來說，糖基化并非作為蛋白質的分選信號。進化上的意義：寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細胞的祖先具有一個保護性的外被，同時又不象細胞壁那樣限制細胞的形狀與運動。（三）新生肽鏈的折疊、組裝和運輸?shù)鞍椎恼郫B在hsp70家族的ATP酶的作用下完成。無法正確折疊的蛋白被轉入溶酶體降解，約90%的新合成T細胞受體亞單位和Ach受體都被降解，而從未到達靶膜。COPII介導由ER輸出的膜泡運輸。（四）內質網的其它作用合成磷脂、膽固醇等。解毒，如肝細胞的細胞色素P450酶系。參與甾體類激素的合成。使葡糖6-磷酸水解，釋放糖至血液中。儲存鈣離子，作為胞內信號物質，如肌質網。提供酶附著的位點和機械支撐作用。（三）ER與基因表達的調控ER的產生到功能實現(xiàn)受基因表達的調控。第三節(jié)高爾基體發(fā)現(xiàn)于1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經細胞內觀察到了清晰的結構，因此定名為高爾基體。一、形態(tài)與組成由扁平囊泡堆積而成，有極性。通常4~8個(某些藻類較多)扁平囊在一起，構成高爾基膜囊。分布于ER與細胞膜間，呈弓形或半球形。是一種極性細胞器，一面對著ER稱為順面（cisface），凹進的一面對著質膜稱為反面（transface）。StructureoftheGolgiComplexDistribution，nucleusgreen，Golgibodyred膜含有約60%的蛋白和40%的脂類，具有一些和ER共同的蛋白成分。主要的酶有糖基轉移酶、磺基-糖基轉移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉移酶和磷脂酶等。標志酶為糖基轉移酶。二、功能區(qū)隔高爾基順面膜囊cisGolginetwork（CGN），CGN是入口區(qū)域。高爾基中間膜囊medialGolgi，多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關的糖合成發(fā)生于此處。高爾基反面膜囊transGolginetwork（TGN），TGN是出口區(qū)域，參與蛋白質的分選與包裝，最后輸出。

Golginetwork高爾基體不同區(qū)域的細胞化學反應：①嗜鋨反應：cis面膜囊被特異地染色；②TPP酶：trans面的膜囊；③NADP酶：顯示中間的膜囊；④CMP酶：trans面的囊狀和管狀結構。作用：（1）了解高爾基體的結構與功能；（2）鑒別高爾基體的極性。三、主要功能1、參與細胞分泌活動：RER合成Pr→ER腔→COPII小泡→CGN→medialGdgi加工→TGN區(qū)形成運輸泡→與質膜融合、排出。2、O-連接的糖基化：糖的供體為核苷糖。O-連接的糖基化：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺ProteinglycosylationinRER3、進行膜的轉化功能：ER合成膜脂轉移至高爾基體，經過修飾和加工，形成運輸泡與質膜融合。4、將蛋白水解為活性物質：如將胰島素C端切除；或將神經肽前體降解為活性片段。5、參與形成溶酶體。6、植物細胞壁的形成，合成纖維素和果膠質。第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體Lysosome為deDuve與Novikoff1955年發(fā)現(xiàn)。Peroxisome由Rhodin1954在鼠腎小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。一、溶酶體的結構特點溶酶體是單層膜圍繞，內含多種酸性水解酶的囊泡狀細胞器。含酸性水解酶（最適pH=5），執(zhí)行細胞內消化。具有異質性（形態(tài)大小、水解酶的種類）。膜有質子泵，溶酶體內pH值低。膜蛋白高度糖基化（防止自身的降解）。1、初級溶酶體（primarylysosome）由高爾基體分泌形成，含多種酸性水解酶。2、次級溶酶體（secondarylysosome）是正在進行或完成消化作用的溶酶體，分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。3、殘體（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome），已失去酶活性，僅留未消化的殘渣，故名?？膳懦黾毎?，也可能留在細胞內逐年增多，如表皮細胞的老年斑，肝細胞的脂褐質。Secondarylysosome肝細胞脂褐質二、溶酶體的功能細胞內消化：如從LDL釋放膽固醇，單細胞真核生物及其消化食物。自體吞噬：清除無用生物大分子，衰老細胞、細胞器、個體發(fā)育中多余的細胞。防御作用：如巨噬細胞。參與分泌過程的調節(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。三、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→磷酸轉移酶識別信號斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉移在1~2個甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上M6P受體結合→通過網格蛋白（clathrin）衣被包裝成運輸小泡→與晚期的內體融合，受體解離→切除甘露糖殘基上的磷酸。TherecognitionofalysosomalhydrolaseinGolgiandmannosephosphorylation前溶酶體蛋白→磷酸轉移酶識別信號斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉移在1~2個甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes四、溶酶體與疾病矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細內吞噬，導致吞噬細胞溶酶體破裂。激活成纖維細胞，導致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。肺結核：結核桿菌引起肺組織鈣化和纖維化。類風濕性關節(jié)炎：溶酶體膜易脆裂。五、過氧化物酶體Rhodin1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細胞。具有異質性，由單層膜圍繞而成。特點：含過氧化氫酶（標志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶。酶特點是將底物氧化后生成過氧化氫，而過氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2→R+H2O2Peroxisomeofhepatocyte煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）

作用：在動物中：①參與脂肪酸的β-氧化；②具有解毒作用，過氧化氫酶氧化有害物質，飲入的酒精1/4是在微體中氧化為乙醛。在植物中：①參與光呼吸，將光合作用的副產物乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫，②在萌發(fā)的種子中，進行脂肪的β-氧化。酶由核基因編碼，在細胞質基質中合成，信號序列為-Ser-Lys-Leu-COO-。膜脂在內質網上合成，通過磷脂轉移蛋白PTP轉移而來。已有的過氧化物酶體在細胞分裂時，以分裂方式傳給子代細胞。Zellweger綜合征（也叫腦肝腎綜合征）：患者細胞的過氧化物酶體中，酶蛋白輸入有關的蛋白質變異，酶體是“空的”；腦、肝、腎異常，出生3-6個月后死亡。第五節(jié)細胞內蛋白質的定向轉運與細胞結構的組裝一、分泌蛋白合成的模型---信號假說二、蛋白質分選與分選信號三、膜泡運輸

四、細胞結構體系的組裝

蛋白質的定向轉運（定義）：除線粒體和葉綠體中能合成少量蛋白質外，絕大多數(shù)的蛋白質均在細胞質基質中的核糖體（或RER結合的核糖體）上合成，然后轉運至細胞的特定部位，行使其功能，也只有轉運至正確的部位并裝配成結構和功能的復合體，才能參與細胞的生命活動。這一過程稱之為蛋白質的定向轉運（或蛋白質的分選）。細胞內合成的蛋白質、脂類等物質之所以能夠定向轉運到特定的細胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質中包含特殊的信號序列（signalsequence）。其二是細胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sortingreceptor）。一、分泌蛋白合成的模型-----信號假說信號假說(Signalhypothesis)

G．Blobeletal：Signalhypothesis,1975信號肽（Signalpeptide）與共轉移（Cotranslocation）

導肽（Leaderpeptide）與后轉移（Posttranslocation）

布洛貝爾教授是洛克菲勒大學第4位因細胞生物學而得到諾貝爾獎的科學家。他的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)并闡明了新合成的蛋白質是怎樣轉運到細胞中的各個不同部位的。在此之前，人們已經知道蛋白質的合成，是由核糖體在基質和內質網上進行的。但蛋白質是如何找到內質網，從而將蛋白轉運到各個細胞器或細胞膜上的，則一直是個謎。

1971年，年輕的布洛貝爾和他的同事沙巴梯尼提出了“信號肽”假說，認為蛋白質最初的幾個氨基酸構成一段信號肽，而內質網上又有一個能識別信號肽的受體，將蛋白質導運到內質網上去。這一假說是如此大膽而又如此簡單，以致一開始就受到許多知名學者的強烈反對。有人說他無知，有人罵他傲慢，還有人聲稱已證明“信號肽”假說是錯的。有很長一段時間，他的論文發(fā)表困難，基金申請也屢遭拒絕。這些批評和困難，反而給布洛貝爾造成一種強大的動力，促使他做了一個又一個漂亮而有說服力的實驗，證明“信號肽”假說是近乎完美的正確。一方面他對自己精益求精，用各種各樣的手段，在不同的系統(tǒng)中反復求證。另一方面他以大無畏的精神在公開場合與人辯論，對錯誤的觀點勇敢地站出來批評。畢竟，科學是公正的。多年后，全世界的科學家們在大量而精湛的實驗數(shù)據(jù)面前，接受了“信號肽”假說。而布洛貝爾教授率直，剛正不阿，勇于捍衛(wèi)真理，不怕得罪人的風骨，也在生物科學界傳為美談。Backto信號假說1、信號假說內容

2、指導因子：蛋白質N-端的信號肽（signalpeptide）3、信號識別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP）：信號肽識別結構域；核糖體結合結構域4、信號識別顆粒的受體（又稱停泊蛋白dockingprotein，DP）等1、信號假說內容：分泌性蛋白N端序列作為信號肽，指導分泌性蛋白在內質網合成，然后在信號肽引導下蛋白質邊合成邊通過易位子蛋白復合體進入內質網腔，在蛋白質合成結束前信號肽被切除（1975，BlobelandSabatini）。

信號肽的一級序列信號肽一級序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n）三個區(qū)域構成。以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信號肽為例，顯示出兩者的n區(qū)長度明顯不同在非細胞系統(tǒng)中蛋白質的翻譯過程與SRP、DP和微粒體的關系

實驗組別含有編碼信號SRP

DP微粒體序列的mRNA結果

1

+---

產生含信號肽的完整多肽2

++--

合成70～100氨基酸殘基后，肽鏈停止延伸3

+++-

產生含信號肽的完整多肽4

++++信號肽切除，多肽鏈進入微粒體中

*“+”和“-”分別代表反應混合物中存在（+）或不存在（-）該物質。信號肽與共轉移信號肽（Signalpeptides）：引導蛋白質定向轉移的序列，通常15-60個氨基酸殘基，對所引導的蛋白質沒有特異性要求。信號斑（Signalpatches）：存在于完成折疊的蛋白質中，構成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構成蛋白質分選的信號。起始轉移序列和終止轉移序列signalsequenceandsignalpatchBackto

如果多肽只有N端信號而沒有停止轉移序列，該多肽合成后一般會進入內質網腔。如果多肽中部存在停止轉移序列，該多肽最終為成為跨膜蛋白。起始轉移序列：引導肽鏈穿過內質網膜的信號肽停止轉移序列：肽鏈中存在的某些序列與內質網膜有很強的親和力，結合在脂雙層中不進入內質網腔起始轉移序列和終止轉移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)導肽與后轉移基本特征：

蛋白質在細胞質基質中合成以后再轉移到其他細胞器中，稱后轉移（posttranslocation）。

蛋白質跨膜轉移過程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。翻譯運轉同步機制（ER、高爾基體、溶酶體、質膜、胞外等）Cotranslationaltranslocation)翻譯后運轉機制（線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核，以及細胞基質中的蛋白）(Post-translationaltranslocation)蛋白質轉運從轉運方式或機制分類蛋白質轉運：1、跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質通過跨膜通道進入目的細胞器。2、膜泡運輸（vesiculartransport）：蛋白質等在內質網或高爾基體中被包裝成衣被小泡，選擇性地運輸?shù)桨屑毎鳌?、細胞基質中的蛋白質轉運

二、蛋白質分選途徑真核細胞蛋白質分選的主要途徑與類型1.mRNA在細胞基質的核糖體上合成蛋白質2.合成的蛋白質無信號肽，留在細胞基質中3a、3b、3c.合成的蛋白通過跨膜運輸至線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、3d.合成的蛋白通過門控跨膜運輸至細胞核3.膜泡運輸?shù)鞍追绞綇膬荣|網轉運至高爾基體4a、4b、4c.膜泡運輸方式轉運至胞外、溶酶體、質膜三、胞內膜泡運輸膜泡運輸:是蛋白運輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細胞中。在轉運過程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡定向運輸及其復雜的調控過程。

內膜系統(tǒng)之間的物質傳遞常通過膜泡運輸進行。多數(shù)運輸小泡在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產生。表面具有一個籠子狀的由蛋白質構成的衣被（coat，或稱為包被）。衣被在運輸小泡與靶細胞器的膜融合之前解體。衣被小泡在細胞內沿微管或微絲運輸。與膜泡運輸有關的馬達蛋白有3類，在這些馬達蛋白的牽引下，可將膜泡運到特定的區(qū)域。發(fā)動蛋白（dynamin

，一個微管結合蛋白質家族，能結合并水解GTP），趨向微管負端；驅動蛋白（kinesin，能利用ATP水解所釋放的能量驅動自身及所攜帶的貨物分子沿微管運動的一類馬達蛋白），趨向微管正端；肌球蛋白（myosin，與肌動蛋白絲相互作用的馬達蛋白），趨向微絲正極。1、衣被類型及組裝已知三類：①籠形蛋白（clathrin，或網格蛋白）②COPI③COPII主要作用：①選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡；②如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征。三種衣被小泡的功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質膜→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內質網COPIISar1Sec23/Sec24復合體，Sec13/31復合體，Sec16內質網→高爾基體①籠形蛋白衣被小泡運輸途徑：質膜→內體；高爾基體→內體；高爾基體→溶酶體、植物液泡。衣被結構：3重鏈、3輕鏈（AP1、AP2和AP3），clathrin的曲臂交織在一起，形成多面形網孔的籠子。銜接蛋白：連接衣被與受體（ARF）

Clathrin重鏈與輕鏈，AP2

Clathrin重鏈與輕鏈，AP1

Clathrin重鏈與輕鏈，AP3ClathrincoatedvesiclesDeep-etchviewofatypicalclathrinlattice籠形衣被的組裝當衣被小泡形成時，發(fā)動蛋白（dynamin）聚集成一圈圍繞在芽的柄部，使柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），導致膜融合，切下衣被小泡。

籠形衣被的形成②COPI衣被小泡功能：回收、轉運內質網逃逸蛋白（escapedproteins）、膜脂雙層或轉運膜泡上的v-SNAREs等返回內質網；也可介導高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質運輸。組成：由7種蛋白組成。C端回收信號：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL回收信號）。COPIVesiclesCopIandIIVesicles③COPⅡ衣被小泡介導內質網到高爾基體的物質運輸。形成于內質網出口位點，該處無核糖體。主要亞基：Sar1GTP、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31。多數(shù)跨膜蛋白直接與COPII結合，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII結合。分選信號：位于跨膜蛋白胞質面，形式多樣，常包含雙酸性基序[DE]X[DE]，如Asp-X-Glu。COPIIVesiclesCOPIICoatedvesicleCOPII衣被的形成：（1）ER上形成COPII小泡時，Sar1交換GDP/GTP而激活。（2）激活的Sar1暴露出脂肪酸鏈尾巴，插入ER膜，促進衣被蛋白的核化和組裝。（3）Sar1可激活磷脂酶D，將一些磷脂水解，使衣被蛋白牢固地結合在膜上。（4）當小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體。Coatassembly2、膜泡運輸?shù)亩ㄏ驒C制運輸小泡的形成、轉運及與靶膜的融合是一特異性過程，涉及多種蛋白質識別、組裝、去組裝的復雜調控。選擇性融合是保證細胞內定向膜流的因素之一。①SNAREsSNARE：敏感因子可溶性N-乙基馬來酰亞胺(NSF)結合蛋白受體，動物細胞融合所必需。功能：介導運輸小泡與靶膜的融合。類型：v-SNAREs和t-SNAREs。結構：具有一個螺旋結構域，相互纏繞形成跨SNAREs復合體，將小泡與靶膜拉在一起。SNAREsv-SNARE與t-SNARE相互作用，決定膜泡在靶膜上的錨定與融合SNAREsinvesicletransport神經細胞中，SNAREs負責突觸小泡的停泊和融合。破傷風毒素和肉毒素能選擇性地降解SNAREs，阻斷神經傳導。病毒融合蛋白的工作原理與SNAREs相似，介導病毒與宿主質膜的融合。HIVfusionprotein②Rabs也叫targetingGTPase，屬于G蛋白，起分子開關作用。已知30余種，不同運輸小泡上具有不同的Rabs，如：Sar1、ARF等。功能：促進和調節(jié)運輸小泡的停泊和融合。Rabs還有許多效應因子，幫助運輸小泡聚集和靠近靶膜，觸發(fā)SNAREs抑制因子。Rabsindocking1.供體膜上的GEF識別并結合特異性的Rab，生成Rab-GTP2.生成的Rab-GTP引發(fā)Rab構象改變，將Rab-GTP錨定在供體膜上，并隨膜轉移3.靶膜上的Rab效應器與Rab-GTP結合，促進v-SNARE與t-SNARE的配對4.轉運膜泡與靶膜融合，Rab水解與之結合的GTP，釋放可溶性的Rab-GDP5.Rab-GDP與GDP解離抑制物結合，防止Rab的解離3、受體介導的內吞