細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

關(guān)于細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的加工、運(yùn)輸、分泌是根據(jù)分選信號(hào)（sortingsignals）的有無(wú)和不同性質(zhì)有選擇的進(jìn)行的第2頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天運(yùn)輸途徑第3頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天運(yùn)輸方式門控轉(zhuǎn)運(yùn)（gatedtransport）：經(jīng)核孔復(fù)合體進(jìn)入細(xì)胞核直接穿越細(xì)胞器膜：蛋白轉(zhuǎn)位裝置（proteintranslocator）；保持線性膜泡運(yùn)輸：轉(zhuǎn)運(yùn)小泡第4頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天分選信號(hào)信號(hào)肽（signalpeptide）：存在于多肽鏈上的一段連續(xù)的氨基酸序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)定位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，線粒體和細(xì)胞核。部分信號(hào)肽完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后會(huì)被切除。第5頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(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)。第6頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)運(yùn)往往需要分子伴侶（molecularchaperone）的作用第7頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)假說(shuō)signalhypothesisG.Blobel和D.Sabatini提出多肽鏈上的特殊氨基酸序列（信號(hào)肽）可指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。

the1999NobelPrize.--"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell"第8頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)(ER所屬蛋白、分泌性蛋白、溶酶體酶及膜蛋白)，其編碼基因在起始密碼之后有一組編碼特定信號(hào)肽序列的密碼。凡能先合成該蛋白序列的核糖體都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靠攏并附著其上。第9頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第10頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第11頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)肽合成→信號(hào)肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上受體結(jié)合→SRP脫離信號(hào)肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，同時(shí)信號(hào)肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號(hào)肽切除→肽鏈延伸至終止→核糖體分離，蛋白質(zhì)釋放。

第12頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第13頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天合成后去向RER上的蛋白質(zhì)合成后根據(jù)穿膜信號(hào)的不同可進(jìn)入網(wǎng)腔中形成游離蛋白質(zhì)，也可以參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的組建。這取決于多肽鏈上與穿膜相關(guān)的起始轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)（start-transfersignal）和終止轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)（stop-transfersignal）第14頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天游離蛋白質(zhì)第15頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天跨膜蛋白質(zhì)第16頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第17頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第18頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的門控轉(zhuǎn)運(yùn)第19頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天核內(nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸（門控轉(zhuǎn)運(yùn)）小分子物質(zhì)能較自由的穿過(guò)核孔，但蛋白質(zhì)、RNA等大分子物質(zhì)就要以門控轉(zhuǎn)運(yùn)方式運(yùn)輸。核質(zhì)蛋白的C端有一個(gè)信號(hào)序列即核定位信號(hào)(nuclearlocalizationsignal,NLS)，pro-pro-lys-lys-lys-Arg-lys-Val，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，入核后信號(hào)不切除。第20頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天門控轉(zhuǎn)運(yùn)核孔運(yùn)輸還需要有相關(guān)的受體蛋白、銜接蛋白、Ran蛋白及其調(diào)控蛋白。Ran是一種G蛋白，在細(xì)胞核內(nèi)Ran-GTP的含量高，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Ran-GDP的含量高。第21頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第22頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天核蛋白向細(xì)胞核的輸入過(guò)程第23頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)除胞吞作用和胞吐作用外，細(xì)胞內(nèi)部?jī)?nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的物質(zhì)傳遞也通過(guò)膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。第24頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的蛋白質(zhì)運(yùn)輸由COPⅡ衣被小泡介導(dǎo)，加工成熟后經(jīng)反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分泌。第25頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天出芽第26頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天移動(dòng)胞內(nèi)膜泡在動(dòng)位蛋白（dynein）、驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin）、肌球蛋白（myosin）牽引下運(yùn)輸沿微管或微絲運(yùn)行。通過(guò)這些蛋白的作用，可使膜泡運(yùn)抵指定區(qū)域。第27頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第28頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天定位第29頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的加工與分泌第30頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天糖基化：?jiǎn)翁腔蚬烟桥c蛋白質(zhì)之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合形成糖蛋白的過(guò)程。大多數(shù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終都被糖基化。第31頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)的加工包括糖基化、二硫鍵形成、正確折疊裝配等，其中最主要的是糖基化。第32頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天糖分子首先連接到RER膜上的多萜醇分子上，裝配成寡糖鏈并被活化，再被糖基轉(zhuǎn)移酶催化轉(zhuǎn)到暴露于RER腔面的新生肽鏈的天冬酰胺殘基上（N－連接）。第33頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天N-linkedproteinglycosylationintheER第34頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天GC中蛋白質(zhì)的加工包括糖鏈修飾、糖基化（O－連接）

、多余肽鏈的水解。

第35頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)在高爾基體中糖基化第36頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天糖基化的作用是：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；糖基化后蛋白可用于形成細(xì)胞外被。第37頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)在高爾基體的水解：ER中合成前胰島素原→ER中切除信號(hào)肽成為胰島素原→GC中水解多余肽段并折疊成為胰島素第38頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的分揀與分泌第39頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天組成溶酶體的各種成分在ER中合成、GC中修飾后經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)小泡參與組建溶酶體。其中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)由分揀信號(hào)和GC膜上相應(yīng)的受體介導(dǎo)。溶酶體水解酶的分揀信號(hào)為6－磷酸甘露糖第40頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶酶體酶的運(yùn)輸分揀信號(hào)--M6P第41頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的分泌第42頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天膜流membraneflow膜流現(xiàn)象：由于細(xì)胞的胞吞、胞吐作用和ER、GC的物質(zhì)合成、加工、運(yùn)輸，使細(xì)胞膜發(fā)生移位、融合、重組，細(xì)胞內(nèi)各膜性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移，使細(xì)胞構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，維持了活體細(xì)胞的動(dòng)態(tài)平衡。第43頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第44頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天多細(xì)胞生物彼此間的協(xié)調(diào)活動(dòng)有賴于細(xì)胞間的信息交流。大多數(shù)情況下細(xì)胞與細(xì)胞之間主要通過(guò)化學(xué)信號(hào)分子進(jìn)行信息交流。第45頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天通過(guò)信號(hào)分子與受體的相互作用實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的調(diào)節(jié)以及在此過(guò)程中的作用機(jī)制即細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）。第46頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞膜上受體識(shí)別膜外的刺激信號(hào)跨膜傳遞到膜的內(nèi)側(cè)面胞內(nèi)信號(hào)傳遞，引發(fā)細(xì)胞反應(yīng)（轉(zhuǎn)錄、酶、離子濃度、凋亡…

）信號(hào)分子失活、胞外刺激強(qiáng)度降低，細(xì)胞終止反應(yīng)第47頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天氣體分子神經(jīng)遞質(zhì)激素細(xì)胞因子(氨基酸或肽)胞內(nèi)第二信使胞外信號(hào)（配體、第一信使）－－特異性、高效性、可滅活第48頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天第49頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天受體受體(receptor)

：一種蛋白質(zhì)，存在于細(xì)胞膜上或細(xì)胞核內(nèi)，能接受外界信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的一系列生化反應(yīng)，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能的改變。第50頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天受體可分為膜受體（membranereceptor）和細(xì)胞內(nèi)受體。第51頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天膜受體多是糖蛋白（1次或多次跨膜），有單體型受體和復(fù)合型受體之分?？缒ふ吓潴w識(shí)別部分（discriminator）暴露于細(xì)胞外，多有糖鏈相連；效應(yīng)部分（effector）朝向細(xì)胞內(nèi)，具有酶活性，在受體配體結(jié)合后被激活；兩者之間是轉(zhuǎn)換部分（transducer）或傳導(dǎo)部（inducer）。第52頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天在結(jié)合外界信號(hào)分子后，其空間構(gòu)象發(fā)生改變，原本無(wú)活性的效應(yīng)部分活化，受體被激活。第53頁(yè),共57頁(yè)，2024年2月25日，星期天受體的分類生長(zhǎng)因子受體/受體酪氨酸激酶配體門控離子通道G蛋白偶聯(lián)受體第54