蛋白质分选的基本途径和类型分解

山西省中青年教师讲课比赛讲授内容：蛋白质分选的基本途径和类型课程名称：细胞生物学课程性质：专业基础课推荐单位：晋中学院参赛教师：韩红艳参赛时间：2012.7.16本节内容一、信号假说与蛋白质分选信号二、真核细胞蛋白质分选的具体类型三、蛋白质分选的转运机制四、蛋白质分选的两条基本途径内质网小管小泡扁囊状细胞膜核膜蛋白质合成溶酶体糖磷酸化溶酶体顺面高尔基网中间囊反面囊反面高尔基网rER高尔基复合体顺面囊高尔基垛(磷酸转移酶)蛋白质合成的场所：细胞质基质和内质网。一、信号假说与蛋白质分选信号信号假说：1975年，G.Blobel和D.Sabatini等提出的。1999年，获得诺贝尔医学和生理奖。分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。信号序列※进入线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核的蛋白质，其N、C端具有一段信号序列。叶绿体——N端转运肽；线粒体——N端导肽；过氧化物酶体——C端内在引导信号。※成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白,其N端无信号序列。※基质中开始合成转移至内质网完成合成的蛋白质，其N端具有内质网定向信号序列（信号肽）。Signalsequence蛋白质分选信号的作用是：a.引导蛋白质从细胞质基质内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。b.引导蛋白质从细胞核细胞质或从Golgi体内质网。这种分选信号的氨基酸残基有时呈线性排列，有时折叠成信号斑，如引导蛋白质定向运输到溶酶体的信号斑，是溶酶溶酶体酸性水解酶被高尔基体选择性加工的标识。表1一些典型的分选信号功能信号序列输入细胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-输出细胞核-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-输入线粒体+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-输入质体+H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-Leu-Gln-Gly-输入过氧化物酶体-Ser-Lys-Leu-COO-输入内质网+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-返回内质网-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-（KDEL）由质膜到内体Tyr-X-X-Φ细胞质基质Cytosol细胞核Nucleus内质网ER叶绿体Plastids线粒体Mitochondria过氧化物酶体Peroxisome高尔基体Golgi细胞质膜Plasmamembrane溶酶体Lysosome分泌小泡Secretoryvesicle534678912=膜泡运输vesiculartransport=跨膜运输trans-membranetransport=门控转运gatedtransport二、真核细胞蛋白分选的具体类型共转移途径1：基质中开始由信号肽引导至内质网完成蛋白质合成。途径6：内质网中完成蛋白质合成通过膜泡运输转运至高尔基体。途径7、8、9：蛋白质通过膜泡运输从高尔基体转运至溶酶体、细胞质膜、分泌到细胞外。后转移途径2、3、4：基质中完成蛋白质合成通过跨膜转运至线粒体、叶绿体、过氧化物酶体。途径5：基质中完成蛋白质合成通过门控运输转运至细胞核。三、蛋白质分选的转运机制1．门控运输：基质中合成的蛋白质通过核孔复合完成核输入或核输出。2．跨膜运输：基质中合成的蛋白质转运至特定的细胞器，但进入不同细胞器的机制有所不同。3．膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从rER合成部位转运至高尔基体，进而分选转运至细胞的不同部位。四、蛋白质分选的两条途径1.翻译后转运途径：核基因编码的mRNA在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2.共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙面内质网中，再经高尔基体加工包装转运至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白质分选也是通过这一途径完成的。思考题1.基质中合成的蛋白质进入内质网与线粒体、叶绿体、过氧化物酶体的机制有何不同？2.蛋白质膜泡运输中涉及到几种有被小泡？它们是如何组装和参与运输的？