真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸,教輔(參考版)
2025-05-16 03:05本頁面
【正文】 1已知膜泡運(yùn)輸有哪幾種類型？ 1怎樣理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)組裝的生物學(xué)意義？ 第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的裝配 ? 蛋白質(zhì)的分選（ protein sorting） ：又稱蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)運(yùn)（ protein targeting） ，指絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的特定部位，裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體，才能參與細(xì)胞的生命活動(dòng)這一過程。 蛋白質(zhì)糖基化的基本類型、特征及生物學(xué)意義是什么？ 溶酶體是怎樣發(fā)生的？它有哪些基本功能？ 過氧化物酶體與溶酶體有哪些區(qū)別？怎樣理解過氧化物酶體是異質(zhì)性的細(xì)胞器？ 圖解說明細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的各種細(xì)胞器在結(jié)構(gòu)與功能上的聯(lián)系。 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成部位及其去向如何？。 N端疏水端 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白的回收圖解 網(wǎng)格蛋白有被小泡 接頭蛋白 思考題與作業(yè)： 一、基本概念 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng) 自噬體 自溶作用 頂體 初級(jí)溶酶體 信號(hào)肽 蛋白質(zhì)糖基化 二、簡答題與論述題 談?wù)勀銓?xì)胞質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成及其在細(xì)胞生命活動(dòng)中作用的理解。 衣被召集 GTP酶對衣被的形成其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用，當(dāng)多數(shù)衣被召集 GTP酶處于結(jié)合 GTP的狀態(tài)時(shí)，它催化衣被的形成；反之當(dāng)多數(shù)衣被召集 GTP酶處于結(jié)合GDP的狀態(tài)時(shí)，它催化衣被的解體。 小泡融合模型 COPII包被小泡的裝配 SarGTP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)合起始 COPII亞基的裝配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受體在腔面捕獲并富集被轉(zhuǎn)運(yùn)的可溶性蛋白 衣被召集 GTP酶包括 Arf蛋白和 Sar 1蛋白， Arf參與高爾基體上籠形蛋白衣被與 COP I衣被的形成，Sar 1參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上 COP II衣被的形成，兩者的作用方式大體相似。 膜泡錨定與融合的特異性是通過轉(zhuǎn)運(yùn)泡膜上的蛋白和靶膜上的蛋白相互作用獲得的 系繩 停泊 Rab在小泡運(yùn)輸與融合中的調(diào)節(jié)作用 供體膜上的 GNRP識(shí)別 胞質(zhì)溶膠中特異 Rab 蛋白，誘導(dǎo) GDP的釋放并和 GTP結(jié)合，進(jìn)而改變 Rab 蛋白的構(gòu)型，使其暴露出 脂 基團(tuán)，從而將 Rab 蛋白錨定到膜上。 膜融合的特異性 是由另外的膜蛋白提供的 ，這種蛋白稱為 SNAP受體 （ SNAP receptor）蛋白，或稱為 SNARE，它可以作為膜融合時(shí) SNAP的附著點(diǎn)。 ? 同樣 ， 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 、 溶酶體 、 分泌泡和細(xì)胞質(zhì)膜及胞內(nèi)體也都具有 各自特異的成分 ， 這是行使復(fù)雜的膜泡運(yùn)輸功能的 物質(zhì)基礎(chǔ) ， 但是在膜泡中又必須保證各 細(xì)胞器和細(xì)胞間隔 本身成分 特別是 膜成分 的 相對恒定 。 由于 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的駐留蛋白 具有回收信號(hào) ， 即使有的蛋白發(fā)生 逃逸 ， 也會(huì)保留或回收回來 ， 所以有人將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)比喻成 “ 開放的監(jiān)獄 ” （ open prison） 。 COPII包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ?高爾基體的運(yùn)輸，順向運(yùn)輸； COPI包被小泡負(fù)責(zé)將蛋白從高爾基體 ? 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，逆向運(yùn)輸； 網(wǎng)格蛋白 有被小泡介導(dǎo)從高爾基體TGN?質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡等的運(yùn)輸；在 受體介導(dǎo) 的細(xì)胞 內(nèi)吞途徑 也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜 ?內(nèi)吞泡 (細(xì)胞質(zhì) ) ? 胞內(nèi)體 ?溶酶體運(yùn)輸。 門控轉(zhuǎn)運(yùn) 跨膜轉(zhuǎn)運(yùn) 膜泡轉(zhuǎn)運(yùn) 三．膜泡運(yùn)輸 膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。 蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過程需要 ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)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。 跨膜蛋白的類型及其取向 （三）導(dǎo)肽與后轉(zhuǎn)移 基本的特征 ： 指導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入線粒體、葉綠體和過氧化物酶體中的信號(hào)序列稱為 導(dǎo)肽 。 內(nèi)部信號(hào)序列 ： ? 跨膜蛋白的 類型 及其取向 ?起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù) 跨膜蛋白的類型及其取向 血型蛋白 LDL受體 流感病毒 HA胰島素受體 生長因子激素受體 唾液酸糖蛋白受體 轉(zhuǎn)鐵蛋白受體 蔗糖神經(jīng)源蛋白 高爾基體半乳糖轉(zhuǎn)移酶 高爾基體硅鋁酸轉(zhuǎn)移酶 流感 HN蛋白 細(xì)胞色素 P450 G蛋白連接因子受體 葡萄糖轉(zhuǎn)座子 電壓門 Ga2+通道 跨膜蛋白的類型及其取向 peptidase 初生肽鏈 開啟易位子 跨膜蛋白的類型及其取向 易位子 跨膜蛋白的類型及其取向 肽鏈中的某些序列 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有很強(qiáng)的親和力 。 ? 跨膜蛋白的 起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列 起始轉(zhuǎn)移序列 ：蛋白質(zhì)氨基末端的信號(hào)序列除作為信號(hào)被 SRP識(shí)別外 ， 還具有起始穿膜轉(zhuǎn)移的作用 。 途徑 1 1 10 表示以膜泡運(yùn)輸方式分選至質(zhì)膜、溶酶體和分泌到細(xì)胞表面。 途徑 7 表示核基因編碼的 mRNA在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，然后在信號(hào)肽引導(dǎo)下與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合并完成蛋白質(zhì)合成（途徑 8）。 途徑 分別表示通過跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體、葉綠體和過氧化物酶體。 翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)非分泌途徑 共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)分泌途徑 途徑 1 表示核基因編碼的 mRNA在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完成多肽鏈的合成。 ? 二次跨膜蛋白 ： 含有一個(gè)內(nèi)部信號(hào)序列和一個(gè)停止轉(zhuǎn)移序列； ? 多次跨膜蛋白 ： 含多個(gè)內(nèi)部信號(hào)序列和停止轉(zhuǎn)移序列。 它可作為蛋白質(zhì)共翻譯轉(zhuǎn)移的信號(hào)被 SRP識(shí)別， 同時(shí)它也是起始轉(zhuǎn)移信號(hào)。 5. 停止轉(zhuǎn)移序列（ stop transfer sequence）， 又稱終止轉(zhuǎn)移肽，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進(jìn)入網(wǎng)腔，成為跨膜蛋白。 信號(hào)識(shí)別顆粒的受體 信號(hào)識(shí)別顆粒 4. 轉(zhuǎn)位因子 （ translocon）， 由 34個(gè) Sec61蛋白構(gòu)成的通道，直徑 2 nm 。 分泌性蛋白 N端序列為信號(hào)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。 旦賴 色 纈 蘇笨異絲絲亮亮笨亮笨 絲絲丙絡(luò)絲 蛋白質(zhì) N端的信號(hào)肽 SRP受體 （ 停泊蛋白 ， docking protein） –ER膜的整合蛋白，異二聚體： α亞基親水性位于細(xì)胞質(zhì)面； β亞基疏水性嵌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)。 信號(hào)肽 （ signal peptide）：引導(dǎo)新合成的肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的 信號(hào)序列稱為信號(hào)肽 ， 位于 新合成肽鏈的 N端，一般 1626個(gè)氨基酸殘基，含有 615個(gè)連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，包括疏水核心區(qū)、信號(hào)肽的 C端和 N端三部分。 ② 通過信號(hào)序列的疏水性，引導(dǎo)新生肽跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 一般15~35個(gè)氨基酸 殘基： N端含有至少 1個(gè)帶正電荷的氨基酸；中部含有 612個(gè)疏水氨基酸； C端具有可被信號(hào)肽酶識(shí)別的位點(diǎn) 。nter Blobel Blobel等（ 1975）提出信號(hào)假說，認(rèn)為蛋白質(zhì) N端的信號(hào)肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 信號(hào)識(shí)別顆粒 (SRP)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號(hào)識(shí)別顆粒的 受體 （停泊蛋白 ,DP）等因子協(xié)助完成這一過程。 ? 過氧化物酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運(yùn)而來 。 ? PTS2為 Arg/LysLeu/lle5XHis/Glnleu， 存在于某些基質(zhì)蛋白 N端 。 ?
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