细胞分子生物学.pptx

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1、第一节 细胞质基质一、细胞质基质含义二、细胞质基质功能三、胞质溶胶第1页/共78页第二节 细胞内膜系统一、内质网二、高尔基复合体三、溶酶体与过氧化物酶体四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配第2页/共78页 细胞质基质是一个高度有序的体系,其中细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中,多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合,或与生物膜结合,从而完成特定的生物学功能.第一节 细胞质基质一、细胞质基质含义在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称为细胞质基质.细胞质基质中主要含有与中间代谢有关的数千种酶类,与维持细胞形态和细胞内物质运输有关的细胞质骨架结构.第3页/共78页第一节 细胞质

2、基质二、细胞质基质的功能1.许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分解过程等.2.细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分,不仅与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输与能量传递有关,而且也是细胞质基质结构体系的组织者,为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点.第4页/共78页第一节 细胞质基质二、细胞质基质的功能3.细胞质基质中可进行蛋白质的修饰、控制蛋白质的寿命、降解变性和错误折叠的蛋白质、帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象.第5页/共78页第一节 细胞质基质(1).蛋白质的修饰在细胞质基质中发生蛋白质修饰的

3、类型主要有:辅酶或辅基与酶的共价结合;磷酸化与去磷酸化,用以调节很多蛋白质的生物活性;糖基化.在细胞质基质中发现的糖基化是指哺乳动物的细胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上.对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰;酰基化第6页/共78页第一节 细胞质基质(2).控制蛋白质的寿命细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的动态过程中.决定蛋白质寿命的信号存在于蛋白质N端的第一个氨基酸残基.识别蛋白质N端不稳定的氨基酸信号并准确地将这种蛋白质降解,是依赖于泛素的降解途径.N端的第一个氨基酸是Met(甲硫氨酸),Ser(丝氨酸),Thr(苏氨酸),Ala(丙氨酸),Val(缬氨酸),Cys(半

4、胱氨酸),Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸),则蛋白质是稳定的;如果是其他12种氨基酸之一,则是不稳定的.第7页/共78页第一节 细胞质基质(3).降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞基质中的变性蛋白、错误折叠的蛋白、含有被氧化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白,无论其N端氨基酸残基是否稳定,也常常很快被清除.降解作用可能涉及对畸形蛋白质所暴露出来的氨基酸疏水基团的识别,并由此启动对蛋白质N端第一个氨基酸残基的作用,其结果形成了N端不稳定的氨基酸,同样被依赖于泛素的蛋白降解途径彻底水解.第8页/共78页第一节 细胞质基质(4).帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象这一功能主要靠热休克蛋

5、白(Hsp)来完成.有证据表明,在正常细胞中,热休克蛋白选择性地与畸形蛋白质结合形成聚合物,利用水解ATP释放的能量使聚集的蛋白质溶解,并进一步折叠成正确构象的蛋白质.第9页/共78页第一节 细胞质基质三、胞质溶胶1.细胞质基质和胞质溶胶是从不同的角度提出的概念,二者虽然有一些差别,但过去在不少书中,常把这两个名词等同起来.2.用差速离心的方法分离细胞匀浆中的各种细胞组分,最终可获得富含蛋白质的组分.早期的实验细胞学家和生化学家称之为胞质溶胶.第10页/共78页第一节 细胞质基质三、胞质溶胶3.胞质溶胶中的多数蛋白质,特别是相对分子质量较大的蛋白质,可能通过较弱的次级健直接或间接地结合在细胞质

6、基质的骨架纤维上.4.对一种蛋白来说是否属于细胞质基质中的结构成分,主要取决于其在细胞生命活动中,是结合在骨架纤维上,还是游离在周围的溶液中.第11页/共78页第二节 细胞内膜系统一、内质网二、高尔基复合体三、溶酶体与过氧化物酶体四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配第12页/共78页第13页/共78页一、内质网 K.R.Porter等于1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因最初看到的是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网（endoplasmic reticulum，ER）。第二节 细胞内膜系统第14页/共78页(一)、形态与组成第二节 细胞内膜系统一、内质网1.定义:内质网是真核细胞重要的

7、细胞器,它由封闭的膜系统及其围成的腔形成相互沟通的网状结构.2.分类:分为粗面型内质网（rough endoplasmic reticulum，RER）和光面型内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）。3.RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。4.SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。5.细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构的一部分。第15页/共78页(一)、形态与组成第二节 细胞内膜系统一、内质网6.主功能:ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。7.成分:ER膜中含大约60%的蛋白和40%的脂类，脂类主

8、要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很少含胆固醇。8.ER膜蛋白的分布:约有30多种膜结合蛋白，另有30多种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如,葡糖-6-磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。第16页/共78页ER第17页/共78页RER细胞质基质核糖体ER腔第18页/共78页SER第19页/共78页(二)、ER的功能第二节 细胞内膜系统一、内质网I、蛋白质的合成。II、脂质的合成。III、蛋白质的修饰与加工。IV、新生肽链的折叠、组装和运输V、其它作用第20页/共78页I、蛋白

9、质的合成。第二节 细胞内膜系统一、内质网(二)、ER的功能1.蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成，这些蛋白主要有：(1).向细胞外分泌的蛋白.如抗体、激素；(2).膜的整合蛋白；(3).需要与其它细胞组合严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；(4).需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。第21页/共78页I、蛋白质的合成。第二节 细胞内膜系统一、内质网(二)、ER的功能2.G.Blobel等1975年提出了信号假说(Signal hypothesis)，认为蛋白质N端的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成，因此获1999年诺贝尔生理医学奖。第

10、22页/共78页II、脂质的合成第二节 细胞内膜系统 一、内质网(二)、ER的功能1.构成细胞所需要的包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部的膜脂都是在内质网合成的,其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱(卵磷脂)。2.合成磷脂所需要的3种酶都定位在内质网膜上,活性部位在膜的细胞质基质一侧.3.合成磷脂的底物来自细胞质基质.反应的第一步是增大膜面积;第二,三两步确定新合成磷脂的种类.第23页/共78页II、脂质的合成第二节 细胞内膜系统 一、内质网(二)、ER的功能4.内质网合成的磷脂几分钟后就由细胞质基质侧转向内质网腔面,其转位速度比自然转位速度高105倍。5.合成的磷脂由内质网向其他膜的转运主要有两种方式:

11、一种是以出芽的方式转运到高尔基体,溶酶体和细胞膜上;另一种方式是凭借一种水溶性的载体蛋白,称为磷脂转换蛋白(PEP)在膜之间转移磷脂.其转运模式是:PEP+磷脂分子 水溶性复合物 细胞质基质 靶膜 PEP释放磷脂,安插在膜上 实现磷脂从含量高的膜转移到缺少磷脂的膜上,即从磷脂合成部位转移到线粒体和过氧化物酶体膜上.自由扩散第24页/共78页III、蛋白质的修饰与加工第二节 细胞内膜系统 一、内质网(二)、ER的功能1.包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；某

12、些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。第25页/共78页III、蛋白质的修饰与加工第二节 细胞内膜系统 一、内质网(二)、ER的功能糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在RER或高尔基体上进行。N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺,在RER上进行。第26页/共78页Protein glycosylation in RER第27页/共78页IV、新生肽链的折叠和装配第二节 细胞内膜系统

13、 一、内质网(二)、ER的功能不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间不同，这主要取决于蛋白质完成正确折叠和组装的时间，这一过程是在属于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。有些无法完成正确折叠的蛋白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉，大约90%的新合成的T细胞受体亚单位和乙酰胆碱受体都被降解掉，而从未到达靶细胞膜。第28页/共78页V、内质网的其它作用第二节 细胞内膜系统 一、内质网(二)、ER的功能1.解毒，如肝细胞的细胞色素P450酶系。2.参与甾体类激素的合成。3.储存钙离子，作为细胞内信号物质，如肌质网(肌肉细胞中的发达的特化的光面内质网)4.提供酶附着的位点和机械支撑作用

14、。第29页/共78页二、高尔基体最早发现于1855年，1889年，Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。第二节 细胞内膜系统第30页/共78页第31页/共78页(一)、形态与组成第二节 细胞内膜系统二、高尔基体1.定义:是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。2.分布:常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。3.结构:凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面（cis face）。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（trans face）。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。4.基本构造:扁平囊直

15、径约1um，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，4-8个扁平囊在一起(某些藻类可达一二十个)，构成高尔基体的主体(Golgi stack)。第32页/共78页 高尔基体第33页/共78页第34页/共78页(一)、形态与组成第二节 细胞内膜系统二、高尔基体5.成分:高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间，中性脂类主要包括胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。6.高尔基体中的酶:主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。7.标志酶为糖基转移酶。第35页/共78页(二

16、)、高尔基体的功能区隔第二节 细胞内膜系统二、高尔基体1.高尔基体顺面的网络结构（cis Golgi network，CGN），是高尔基体的入口区域。2.高尔基体中间膜囊（medial Golgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处。3.高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，TGN），是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，最后输出。第36页/共78页(二)、高尔基体的功能区隔第二节 细胞内膜系统二、高尔基体4.高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应：嗜锇反应：cis面膜囊被锇酸特异地染色；焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特异显

17、示高尔基体的trans面的12层膜囊；烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)：可显示高尔基体中间几层扁平囊；胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)：可显示靠近trans面上的一些膜囊状和管状结构，CMP酶也是溶酶体的标志酶。第37页/共78页(三)、高尔基体的功能第二节 细胞内膜系统二、高尔基体1、参与细胞分泌活动RER上合成蛋白质进入ER腔COPII运输泡进入CGN在medial Gdgi中加工在TGN形成运输泡运输与质膜融合、排出。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽或信号斑。2、蛋白质的糖基化O-连接的糖基化在高尔基体中进行，糖的供体为核苷糖。第38页/共78页(三)、高尔基体的功能第

18、二节 细胞内膜系统二、高尔基体3、进行膜的转化功能 内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。4、将蛋白水解为活性物质 如将蛋白质N端或C端切除，成为有活性的物质，如胰岛素（C端）；或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。5、参与形成溶酶体。6、参与植物细胞壁的形成，合成纤维素和果胶质。第39页/共78页高尔基体分泌功能示意图第40页/共78页三、溶酶体与过氧化物酶体第二节 细胞内膜系统(一)、溶酶体的结构(二)、溶酶体的功能(三)、溶酶体的发生(四)、溶酶体与疾病(五)、过氧化物酶体第41页/共78页 (一)、溶酶体的结构第二节 细胞内膜

19、系统三、溶酶体与过氧化物酶体1、发现:de Duve与Novikoff 1955合作首次用电子显微镜证明了溶酶体的存在。2、定义:是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。3、特点:具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解4、分类:根据溶酶体所处的完成其生理功能的不同阶段,大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。第42页/共78页线粒体溶酶体小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体第43页/共78页 (一)、溶酶体的结构第二节 细胞内膜系统三

20、、溶酶体与过氧化物酶体(1)、初级溶酶体（primary lysosome）直径约0.2-0.5um，有多种酸性水解酶，但没有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酶酶等60余种，反应的最适PH值为5左右。第44页/共78页 (一)、溶酶体的结构第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体(2)、次级溶酶体（secondary lysosome）是正在进行或完成消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物，可分为自噬溶酶体（autophagolysosome）和异噬溶酶体(phagolysosome)。(3)、残体（residual body）又称后溶酶体（post-lysosome）已失去酶活性，仅

21、留未消化的残渣，故名。残体可通过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多，如表皮细胞的老年斑，肝细胞的脂褐质。第45页/共78页 次级溶酶体第46页/共78页肝细胞脂褐质第47页/共78页 (二)、溶酶体的功能第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞。2、防御功能。是某些细胞特有的功能,它可以识别并吞噬入侵的病毒或细菌,在溶酶体作用下将其杀死并进一步降解.3、其他重要的生理功能:第48页/共78页 (二)、溶酶体的功能第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体(1)、细胞内消化：如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细胞真核生

22、物利用溶酶体的消化食物。(2)、参与分泌过程的调节：如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。(3)、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化,哺乳动物断奶后乳腺的退行性变化等都涉及某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其的清除,这些过程都与溶酶体有关.(4)、形成精子的顶体。精子的顶体相当于特化的溶酶体,其中含有多种水解酶,能溶解卵细胞的外被及滤泡细胞,产生孔道,使精子进入卵细胞.第49页/共78页 (三)、溶酶体的发生第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1、初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成，形成过程：内质网上核糖体合成溶酶体蛋白进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰进入高尔基体

23、cis面膜囊磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号区将乙酰葡糖胺磷酸转移在1-2个甘露糖残基上在中间膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体与trans膜囊上的受体结合通过clathrin衣被包装成初级溶酶体。第50页/共78页 溶酶体水解酶的运输第51页/共78页 (四)、溶酶体与疾病第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1、矽肺：二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬，导致吞噬细胞溶酶体破裂，水解酶释放，细胞崩解，矽尘释出，后又被其他巨噬细内吞噬，如此反复进行。激活成纤维细胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化。2、肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂

24、能抵抗溶酶体的杀伤作用,使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解,释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织钙化和纤维化。3、类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂。第52页/共78页 (四)、溶酶体与疾病第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体4、各类贮积症台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累。II型糖原累积病（Pompe病）：缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。Gaucher病：缺乏-葡萄糖苷酶，葡糖脑苷脂沉积。细胞内含物病（inclusion-cell disease）：N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶

25、单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底物在溶酶体中贮积，形成“包涵体”。第53页/共78页 台-萨氏综合症溶酶体的同心圆结构第54页/共78页 (五)、过氧化物酶体第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体1、发现:Rhodin 1954发现于鼠肾小管上皮细胞。2、定义:又叫微体,是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成,内含一种或几种氧化酶类的细胞器。3、特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（flavin）的氧化酶，已发现40多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后

26、生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2R+H2O2第55页/共78页烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）第56页/共78页 (五)、过氧化物酶体第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体4、功能:(1)在动物中：参与脂肪酸的-氧化；具有解毒作用，过氧化氢酶利用H2O2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精1/4是在微体中氧化为乙醛。(2)在植物中：参与光呼吸，将光合作用的副产物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，在萌发的种子中，进行脂肪的-氧化，产生乙酰辅酶A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环，因涉及乙醛

27、酸循环，又称乙醛酸循环体。第57页/共78页 (五)、过氧化物酶体第二节 细胞内膜系统三、溶酶体与过氧化物酶体5、发生:(1)过氧化物酶体中所有的酶都由核基因编码，在细胞质基质中合成，在信号肽的引导下，进入过氧化物酶体。(2)已有的过氧化物酶体在细胞分裂时，以分裂方式传给子代细胞。再进行进一步的装配。第58页/共78页第59页/共78页四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配 有的蛋白质在细胞质基质合成,而有些在糙面内质网上合成第二节 细胞内膜系统第60页/共78页 (一)、信号假说与蛋白质分选信号第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配1、1975,G.Blobel&D.Sa

28、batinii等提出信号假说(signal hypothesis),即分泌蛋白N端序列为信号肽,指导分泌蛋白到内质网膜上合成,在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。2、信号肽位于蛋白质的N端,一般有16-26个氨基酸残基,其中包括疏水核心区,信号肽的C端和N端等三部分。3、信号识别蛋白由6种多肽和一个7S的RNA组成的复合物,既可与新生肽信号序列和核糖体结合,又可与内质网膜上的信号识别颗粒的受体(又叫停靠蛋白)结合.第61页/共78页 (一)、信号假说与蛋白质分选信号第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配4、细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于

29、两个方面其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor）。第62页/共78页signal sequence and signal patch第63页/共78页 (一)、信号假说与蛋白质分选信号第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配5、蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分：(1)信号肽（signal peptide），位于新合成肽链的N端，一般1630个氨基酸残基，含有6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸，由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（st

30、art transfer sequence）；第64页/共78页 (一)、信号假说与蛋白质分选信号第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配(2)信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP），由6种多肽组成，结合一个7S RNA，属于一种RNP(ribonucleoprotein)。能与信号序列结合，导致蛋白质合成暂停。(3)SRP受体（SPR receptor），内质网膜的整合蛋白，异二聚体，可与SRP特异结合。(4)停止转移序列（stop transfer sequence），与内质网膜的亲合力很高，阻止肽链继续进入网腔，成为跨膜Pr。(5

31、)转位因子（translocator，translocon），由3-4个Sec61蛋白构成的通道，每个Sec61由3条肽链组成。；第65页/共78页Translocation of soluble proteins across ER第66页/共78页 (一)、信号假说与蛋白质分选信号第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配5、蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分(小结)：信号肽与SRP结合肽链延伸终止SRP与受体结合SRP脱离信号肽肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽切除肽链延伸至终止。第67页/共78页 (二)、蛋白质分选运输机制第二节 细胞内膜

32、系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配1、门控运输（gated transport）：如通过核孔复合体的运输。2、跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质通过线粒体上的转位因子（translocator）进入线粒体。3、膜泡运输（vesicular transport）：被运输的物质在内质网或高尔基体中加工成衣被小泡，选择性地运输到靶细胞器。第68页/共78页 (三)、膜泡运输第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配1、细胞内膜系统之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。各类运输泡之所能够被准确地运到

33、靶细胞器，主要取决于膜的表面识别特征。2、大多数运输小泡是在膜的特定区域以出芽的方式产生的。其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被（coat）。这种衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合之前解体。第69页/共78页 (三)、膜泡运输第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配3、衣被类型:已知三类：(1)笼形蛋白（clathrin）(2)COPI(3)COPII 主要作用：(1)选择性的将特定蛋白聚集在一起，形成运输小泡；(2)如同模具一样决定运输小泡的外部特征。第70页/共78页 (三)、膜泡运输第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配(1)笼形蛋白（clathr

34、in）相关运输途径：质膜内体，高尔基体内体，高尔基体溶酶体、植物液泡。第71页/共78页Clathrin coated vesicles第72页/共78页 (三)、膜泡运输第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配(2)COP I衣被小泡。z功能：负责回收、转运内质网逃逸蛋白（escaped proteins）返回内质网，由7种蛋白组成。z回收信号：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。z内质网的膜蛋白（如SRP受体）在C端有一个不同的回收信号Lys-Lys-X-X。zCOP I还可以介导高尔基体不同区域间的蛋白质运输 第73页/共78页Cop I Vesicles第74

35、页/共78页 (三)、膜泡运输第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配(3)COP II衣被小泡。z介导从内质网到高尔基体的物质运输。z由多种蛋白质构成，Sar1GTP酶与Sec23/Sec24复合体结合在一起，Sec13/Sec31复合体覆盖在外层。z衣被小泡形成的部位，称为内质网出口（exit sites），该处没有核糖体。z大多数跨膜蛋白是直接结合在COP II衣被上，少数跨膜蛋白和多数可溶性蛋白通过受体与COP II衣被结合。z分选信号位于跨膜蛋白胞质面的结构域，形式多样，有些包含双酸性基序DEXDE，如Asp-X-Glu序列。第75页/共78页 (四)、细胞结构体系的装配第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配1、减少和校正蛋白质合成中出现的错误。2、减少所需的遗传物质信息量。3、通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程第76页/共78页 (四)、细胞结构体系的装配第二节 细胞内膜系统四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配 装配的生物学意义:1、减少和校正蛋白质合成中出现的错误。2、减少所需的遗传物质信息量。3、通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程第77页/共78页感谢您的观看！第78页/共78页