细胞内蛋白质的分选和运输
蛋白质在细胞质基质中合成后，按其氨基酸序列中分选信号(sorting signal)的有无以
及分选信号的性质被选择性地送到细胞的不同部位，这一过程称为蛋白质分选(protein sorting)和蛋白质靶向运输(protein targeting)。另外，细胞外的蛋白质经胞吞作用进入
细胞内部，也经历分选和靶向运输过程。细胞中每一种蛋白质只有到达正确的位置才能行使
其功能，如 RNA和DNA聚合酶必须送到细胞核中才能参与核酸的合成；酸性水解酶必须送
到溶酶体才能进行大分子的降解作用。因此，细胞内蛋白质的分选和运输对于维持细胞的结
构与功能、完成各种细胞生命活动都是非常重要的。
细胞内蛋白质的分选信号以及运输途径和方式
号肽通常引导蛋白质从细胞质基质进入内质网、线粒体和细胞核，同时也引导蛋白质从
细胞核送回到细胞质基质以及从高尔基体送回到内质网；信号斑则引导一些其他分选过程，
如在内质网合成的溶酶体酶蛋白上存在一种信号斑，在高尔基体的CGN中可被N-乙酰氨基
葡萄糖磷酸转移酶所识别，从而使溶酶体酶蛋白上形成新的分选信号M-6-P，进一步在TGN
中被M-6-P受体识别,并分选进入运输小泡最终送到溶酶体（详见第十章）。
每一种信号序列引导蛋白质到达细胞内一个特定的目的地（表10-1）。要运送到内质网
的蛋白质，在其N-末端有一段信号肽，其中间部分有5-10个疏水氨基酸。带有这种信号肽
的蛋白质，都会被运送到内质网，并进一步被运送到高尔基体，其中一部分蛋白质在C-末
端还带有一个由4个氨基酸组成的信号肽，它们在高尔基体的CGN部位被识别并被送回内质
网，是内质网驻留蛋白质；要运送到线粒体的蛋白质，在其N-末端带有一种信号肽，其信
号序列中带阳电荷的氨基酸和疏水氨基酸呈交替排列；要运送到过氧化物酶体的蛋白质，在
其C-末端有一种由三个特征性氨基酸组成的信号肽；要运送到细胞核的蛋白质，其信号肽
中有一串带阳电荷的氨基酸，这一信号序列可位于蛋白质的任何部位。
表10-1 几种典型的信号序列
（引自Alberts等，2002）
________________________________________________________________________
信号序列的功能信号序列
_________________________________________________________________________
输入到细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
从细胞核输出 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-
N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys- 输入到线粒体+H
3
Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 输入到过氧化物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO-
N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile- 输入到内质网+H
3
Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-
Glu-Val-Phe-Gln-
回输到内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-
_________________________________________________________________________
一、细胞内蛋白质运输的途径
细胞内的蛋白质分子在细胞质基质的核糖体上开始合成，然后根据其氨基酸序列中的分选信号种类决定它们的运输途径；细胞外的一些蛋白质分子也可经胞吞作用摄入细胞内，进入特殊的运输途径。因此，细胞内蛋白质有多种运输途径，一般可分为三种类型：（一）翻译后转运的蛋白质运输途径
蛋白质在核糖体上合成后释放到细胞质基质中，其中一些蛋白质不带分选信号，就留在细胞质基质中；而大多数蛋白质带有分选信号，将按其分选信号种类分别转运到细胞的不同部位。由于这种转运是在蛋白质分子完全合成后进行的，因此称为翻译后转运(post-translational translocation)。属于这种蛋白质运输途径的主要有：（1）蛋白质从细胞质基质通过核孔复合体到细胞核的运输；（2）蛋白质从细胞质基质到线粒体的运输；（3）蛋白质从细胞质基质到过氧化物酶体的运输。近年来体外实验还发现，有少量蛋白质可在细胞质基质完全合成后转运到内质网，这种情况在酵母中更多见。
（二）共翻译转运的蛋白质运输途径
蛋白质在核糖体上合成过程中转移到内质网，即在核糖体上多肽链开始合成不久，在N-末端形成的信号肽引导核糖体附着到内质网膜上，信号肽穿入内质网腔并继续其合成过程，新合成的多肽链可游离于内质网腔内成为可溶性蛋白，也可插入内质网膜成为跨膜蛋白。以这种方式合成的蛋白质除一部分留在内质网外，大部分将运送到高尔基体，在那里作进一步分选和运输。由于这种转运是在蛋白质合成过程中进行的，因此称为共翻译转运(co-translational translocation)。属于这种蛋白质运输途径的主要有：（1）蛋白质从内质网经高尔基体到细胞外的运输，称为生物合成-分泌途径(biosynthetic secretory pathway)；（2）蛋白质从内质网经高尔基体到溶酶体的运输。
（三）蛋白质的胞吞途径
细胞通过胞吞作用摄取细胞外蛋白质和其他大分子，进入胞吞小泡，并进一步经内体运送到溶酶体，在那里大分子被降解，降解产物进入细胞质基质为细胞利用，这种蛋白质运输途径称胞吞途径(endocytic pathway)。
二、细胞内蛋白质的运输方式
蛋白质在细胞内的运输方式是由蛋白质分子上的分选信号决定的。在门控运输时，蛋白质分子上的分选信号与位于核孔复合体部位的相应受体特异结合才能介导主动运输；在穿膜运输时，蛋白质分子上的分选信号必须被靶膜中相应的蛋白质转运子所识别，否则不能穿膜；在小泡运输中，蛋白质分子上的分选信号与运输小泡膜上特殊受体相结合，然后作定向运输，每种新形成的运输小泡只运送一种蛋白质，并与特定的靶细胞器融合。
第二节细胞内蛋白质的门控运输
一、门控运输的蛋白质分选信号及其受体
蛋白质和其他大分子物质通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别和载体介导的过程。从细胞质输入到细胞核的蛋白质以及从细胞核输出到细胞质的大分子或核糖体亚基都带有分选信号，它们被核孔部位相应的受体识别，从而使核孔通道选择性地开放，介导了主动运输过程。应用各种金颗粒的示踪实验表明，在主动运输过程中，核孔通道可以膨大到26nm。
（一）核定位信号及其受体
1、核定位信号大分子经核孔复合体的主动运输可以用实验观察，一个典型的实验是从蛙卵细胞核中提取出一种蛋白质叫核质素(nucleoplasmin)，它能通过蛋白水解分成头部和尾部两个片断，将头部和尾部用放射性同位素标记后再分别注射到蛙卵细胞质内，通过放射自显影方法可以看到核质素的尾部很快进入细胞核而头部则留在细胞质内。用20nm胶体金颗粒与核质素尾部结合后注射到细胞质内，尽管金颗粒大于核孔通道直径，还是能随着核
质素尾部进入细胞核。这一实验表明，在核质素尾部必定存在着一种信号，它能使核孔通道暂时性扩大并引导蛋白质进入细胞核。类似的实验发现，把细胞核内的蛋白质抽提出来，用微注射方法注入细胞质，即使是很大的蛋白质分子也会有效地聚集到细胞核内。这种选择性的核输入过程主要决定于细胞核蛋白质中存在着分选信号，称为核定位信号(nuclear localization signal)，又称核输入信号(nuclear import signal)。核定位信号最初是在一种SV40病毒编码的蛋白质“T抗原”中发现的，T抗原是分子量为90KDa的一种蛋白质，是病毒在细胞内复制所必需的。在正常情况下，T抗原在细胞质中合成后很快进入细胞核。但有一种只有1个氨基酸不同的突变，所产生的T抗原就不能进入细胞核而留在细胞质中，因此认为这一突变位于核定位信号序列中。后来证明，T抗原的核定位信号是一段有8个氨基酸序列的短肽，富含带阳电荷的赖氨酸、精氨酸和脯氨酸，位于多肽链的内部区域。
进一步研究表明，核定位信号可以是信号肽，也可以是信号斑，许多细胞核蛋白质中可存在1个或2个信号序列，可位于多肽链的任何部位，都富含带阳电荷的赖氨酸、精氨酸和脯氨酸，具体的氨基酸序列可因不同蛋白质而异。将核定位信号接在其他蛋白质上，也可引导它们进入细胞核，信号序列在蛋白质中的位置并不重要。蛋白质输入细胞核后，其信号序列并不被切除。细胞核内的蛋白质在细胞分裂时与细胞质混合，分裂完成后再次输入细胞核，由于蛋白质的核定位信号没有被切除，因此很容易再次输入细胞核。
2、核输入受体核定位信号的受体称为核输入受体(nuclear import receptor)，它是由相关的基因家族编码的一类受体蛋白，每一个家族人员编码一种核输入受体，可识别一组具有相似核定位信号的细胞核蛋白质。
核输入受体是可溶性的细胞质基质蛋白，它既能与输入蛋白的核定位信号结合，又可与核孔复合体的核孔蛋白(nucleoporin)结合，从而介导了蛋白质通过核孔通道的运输。核孔复合体由50多种核孔蛋白组成，有些核孔蛋白形成触须状纤维从核孔复合体的边缘伸向细胞质，还有些核孔蛋白排列在整个核孔通道上。核孔蛋白含有大量由苯丙氨酸和甘氨酸组成的短的氨基酸重复序列(Phe-X-Phe-Gly 和Gly-Leu-Phe-Gly)，称FG重复序列，它们是核输入受体的结合位点。在细胞质基质中，核输入受体与蛋白质的核定位信号结合形成蛋白复合体，再结合到从核孔复合体伸向细胞质的核孔蛋白纤维上，这些蛋白复合体通过与FG 重复序列结合、解离、再结合、再解离的方式沿着核孔通道移动，一旦进入细胞核，核输入受体与结合的蛋白质解离，蛋白质留在细胞核内，受体本身则返回到细胞质。
核输入受体并不总是直接与核定位信号结合，有时在核输入受体与核定位信号之间有一个接合蛋白(adaptor)作为连接桥梁。接合蛋白在结构上与核输入受体相似，它们在进化上可能是同源的。联合使用核输入受体和接合蛋白，可使细胞能识别各种核定位信号。
（二）核输出信号及其受体
大分子从细胞核输出到细胞质，如新装配的核糖体亚基和各种RNA分子的输出，同样要依靠选择性的运输系统来通过核孔通道。这种运输系统的核心是位于输出大分子上的核输出信号(nuclear export signal)及其相应的核输出受体(nuclear export receptor)。不同大分子的核输出信号在结构上不相同，有些核输出信号的氨基酸序列中富含亮氨酸，有些则不同，目前还不清楚核输出信号是否有共同的特征。核输出受体能同时与核输出信号和核孔蛋白结合，介导大分子通过核孔通道进入细胞质。核输出受体在结构上与核输入受体相似，单从氨基酸序列看，两者很难区分，实际上两者由同样的核运输受体(nuclear transport receptor)基因家族编码。因此，核输出运输系统与核输入运输系统以同样的方式工作，仅仅是方向相反。核输入受体在细胞质与蛋白质结合，到细胞核释放它们，其本身回到细胞质重新利用；核输出受体的作用过程正相反。将小分子RNA,如tRNA,与金颗粒结合后注射到培养细胞的细胞核中，它们会很快通过核孔通道进入细胞质；如果用两种不同大小的金颗粒，一种与RNA结合后注射到细胞核，另一种与带有核定位信号的蛋白质结合后注射到细胞质，
就可以看到两种大分子的双向运输。
一、蛋白质从细胞质基质到过氧化物酶体的运输
蛋白质到过氧化物酶体的运输与到线粒体的运输有几个不同的地方：首先，过氧化物酶体没有自己的DNA和核糖体，因此过氧化物酶体所有的蛋白质都是由细胞核DNA编码、在细胞质基质的核糖体上合成的；其次，新合成的蛋白质往往在细胞质基质中折叠形成成熟的蛋白质构型，然后再运送到过氧化物酶体，而蛋白质到线粒体的穿膜运输是以非折叠状态进行的；另外，蛋白质从细胞质基质到过氧化物酶体的运输需要A TP水解提供能量，但不需要跨膜电化学梯度帮助。
体外无细胞系统实验表明，输入到过氧化物酶体的过氧化氢酶C-末端有一个由三个氨基酸组成的信号肽，即Ser-Lys-Leu序列（简称SKL序列）。在细胞质基质中，新合成的过氧化氢酶单体与血红素结合形成过氧化氢酶四聚体蛋白后，位于其表面的SKL序列与一种可溶性受体蛋白PTSIR结合，然后PTSIR-过氧化氢酶复合体与过氧化物酶体膜上的蛋白质转运子Pex14p蛋白结合，从而介导过氧化氢酶进入过氧化物酶体（图10-13）。过氧化氢酶进入过氧化物酶体后，其SKL信号肽并不被切除。除了过氧化氢酶外，过氧化物酶体中不少蛋白质都有SKL信号肽，并以相似的方式从细胞质基质输入的。用实验方法把SKL序列接到其他细胞质蛋白质上，都可以引导它们输入到过氧化物酶体中，说明SKL序列对蛋白质输入过氧化物酶体是必需的、也是足够的。过氧化物酶体的膜蛋白也是在细胞质基质中合成的，但它们不含SKL信号肽，它们通过什么机制输入还不清楚。
还有一些过氧化物酶体的基质蛋白，如硫解酶(thiolase)等，在细胞质基质中合成后在N-末端带有一个由26个氨基酸组成的信号肽，这种信号肽在细胞质基质中也可与PTSIR受体蛋白结合，然后与过氧化物酶体膜上的Pex14p蛋白质转运子结合，介导其进入过氧化物酶体。但是这些蛋白质进入过氧化物酶体后，其N-末端信号肽被相应信号肽酶切除。
二、蛋白质从细胞质基质到内质网的运输
大多数蛋白质从细胞质基质到内质网的运输是在多肽链合成过程中进行的，即共翻译转运。由于多肽链一端输入内质网时，其余部分正在合成，蛋白质不可能释放到细胞质基质，也不会折叠，因此不需要伴侣蛋白的帮助，也不需要A TP水解提供能量，可利用蛋白质合成的能量使多肽链穿膜转运。以这种方式合成和转运的蛋白质有两类：一类是跨膜蛋白，它们只部分穿膜，埋在内质网膜中；另一类是可溶性蛋白，它们则全部穿膜，进入内质网腔。所有这些蛋白质，不管以后命运如何，都以同样的分选信号和类似的机制穿入内质网膜。近年来发现，还有少数蛋白质是在细胞质基质中完全合成后再输入到内质网中，即通过翻译后转运进入内质网。
（一）可溶性蛋白质到内质网腔的运输
蛋白质在合成过程中穿膜运输是在核糖体、蛋白质分选信号、信号识别颗粒及其受体、蛋白质转运子等多种结构的协同作用下完成的。
内质网蛋白质的分选信号位于多肽链的N-末端，各种内质网蛋白质的信号肽可有很大的不同，但它们都有一个共同的特点，即在信号序列中间有一段5-10个疏水氨基酸序列。内质网蛋白质在核糖体上合成时，首先合成其N-末端信号肽，一旦信号肽从核糖体露出，即与信号识别颗粒（signal recognition particle简称SRP）结合，形成核糖体-信号肽-SRP复合体，并很快与位于内质网膜上的SRP受体结合，使核糖体附着到内质网膜上。
SRP是由6个蛋白质亚基结合在一个小的RNA分子上组成的复合体，它有三个结合位点，即核糖体结合位点、信号肽结合位点和SRP受体结合位点。SRP的信号肽结合位点是
一个衬有甲硫氨酸的疏水大口袋，由于甲硫氨酸有一个易弯曲的侧链，使口袋有足够的可塑性以适应不同形状的疏水序列。当SRP与核糖体和信号肽结合后，可引起蛋白质合成的暂停，使核糖体有足够时间在多肽链合成完成前结合到内质网膜上，以保证蛋白质不释放到细胞质基质中。SRP受体是一种位于内质网膜中的整合蛋白，蛋白质只露出到细胞质基质面，它由两个蛋白质亚基组成。SRP受体的功能是与SRP-核糖体复合体结合，并把它们引导至内质网的蛋白质转运子。一旦核糖体与蛋白质转运子结合，SRP即与SRP受体解离。SRP 和SRP受体都有GTP结合位点，在GTP结合和水解过程中，可引起SRP和SRP受体发生构型变化，从而导致两者解离。
内质网的蛋白质转运子是Sec61复合体，它由3-4个蛋白质复合体组成，每一个蛋白质复合体又包含3个跨膜蛋白，最后装配成炸面圈样结构，中间有一个水溶性孔道，多肽链可以通过这一孔道穿膜。由Sec61复合体组成的转运子不仅可以开放中央孔道，而且可以侧向开口。当核糖体与Sec61蛋白质转运子结合后，转运子的中央孔与核糖体大亚基的中央通道对齐，生长中的多肽链就从孔道中穿入内质网腔。核糖体与转运子结合后，核糖体的内部空间与内质网腔连续，并形成转运子中央孔的封口，不让小分子从内质网漏出。内质网蛋白质转运子的中央孔不能一直开放，否则在核糖体离开后内质网中的小分子会漏出去，一般认为核糖体离去时内质网腔面的蛋白质可作为塞子把孔塞住，也有可能是蛋白质转运子本身发生构型变化使孔关闭。不管怎样，Sec61转运子的中央孔是一个动态结构，只有在核糖体附着时才短暂开放,让多肽链穿入到内质网腔中。生长中多肽链的信号肽是转运子中央孔开放的触发因素，信号肽从SRP释放后即与蛋白质转运子的特殊部位接触，从而开启了孔道。因此，一个可溶性蛋白质的N-末端信号肽有两种功能，一个功能是在细胞质基质被SRP识别，引导蛋白质到内质网膜；另一个功能是在内质网膜上被蛋白质转运子识别，作为起始穿膜信号与蛋白质转运子结合，让多肽链的其余部分通过转运子中央孔形成一个环（图10-16）。在信号肽附近有一个酶切位点，当多肽链C-末端通过转运子中央孔时，信号肽酶可识别这一位点而把信号肽切除，使多肽链释放到内质网腔内而信号肽留在转运子上。随后蛋白质转运子侧向开放，让信号肽弥散到脂双层中，并很快被其他蛋白酶降解。
从上述内质网蛋白质的合成和运输过程可见，内质网蛋白质是通过典型的共翻译转运方式进入内质网腔的，而蛋白质到其他细胞器如线粒体、过氧化物酶体的运输则是以翻译后方式进行的，这就可以解释为什么只有内质网膜上有核糖体附着，而其他细胞器没有。但是，近年来一些体外实验表明，并不是所有的内质网蛋白质都是以共翻译转运方式穿膜的，有少数蛋白质可以在细胞质基质中完全合成后再穿膜。这种翻译后转运在酵母和细菌质膜（在进化上与内质网相关）中更为普遍。与线粒体蛋白质穿膜一样，这种内质网蛋白质翻译后穿膜需要A TP水解提供能量，也需要有伴侣蛋白帮助。
（二）跨膜蛋白到内质网膜的运输
跨膜蛋白的运输过程要比可溶性蛋白质复杂，因为跨膜蛋白的多肽链一部分穿过脂双层、另一部分留在脂双层中。跨膜蛋白运输过程的前半部分，即从细胞质基质到内质网膜的运输，是与可溶性蛋白质一样的，也是由SRP、SRP受体以及内质网蛋白质转运子协同完成的；运输过程的后半部分随不同跨膜蛋白而异，与其穿膜信号的位置和数目有关。大多数跨膜蛋白有一个起始穿膜信号(start-transfer signal)和一个终止穿膜信号(stop transfer signal)，它们都是多肽链中的疏水氨基酸序列，根据穿膜信号的位置和数目，在蛋白质合成和运输过程中形成不同类型的跨膜蛋白。
单次（一次）跨膜蛋白到内质网膜的运输有三种可能的方式：最简单的方式是多肽链的N-末端有一个起始穿膜信号，多肽链的内部有一个终止穿膜信号。当起始穿膜信号被信号
肽酶切除并离开蛋白质转运子后，同样结合在蛋白质转运子上的终止穿膜信号通过转运子的侧向开口进入内质网膜脂双层，留在那里成为跨膜α螺旋（图10-17），多肽链的N-末端位于内质网腔面，而C-末端位于细胞质基质面；在另外两种方式中，蛋白质只含有一个信号序列位于多肽链内部，具有起始穿膜信号功能。这个内部穿膜信号也被SRP识别并引导至内质网膜，启动蛋白质穿膜。这一内部穿膜信号从蛋白质转运子释放后，进入内质网膜脂双层成为跨膜α螺旋。内部穿膜信号可以两种不同的取向与蛋白质转运子结合：如果内部穿膜信号靠近N-末端区带正电荷的氨基酸多，则多肽链的C-末端位于内质网腔面（图10-18A），N-末端留在细胞质基质面；如果内部穿膜信号C-末端区带正电荷氨基酸多，则多肽链的N-末端位于内质网腔面（图10-18B）。
二次跨膜蛋白中有两个内部穿膜信号，一个是起始穿膜信号，另一个是终止穿膜信号。其中起始穿膜信号启动蛋白质穿膜，先与蛋白质转运子结合，然后多肽链的其余部分继续穿膜直至终止穿膜信号与蛋白质转运子结合，两个穿膜信号都以跨膜α螺旋形式留在内质网膜中，最后通过蛋白质转运子的侧向开口进入脂双层，成为二次跨膜蛋白（图10-19）。
在多次跨膜蛋白质的多肽链中存在许多穿膜信号，即具有多组起始穿膜信号和终止穿膜信号。在多肽链穿膜过程中，每一组穿膜信号以二次跨膜蛋白方式形成两个跨膜疏水α螺旋，结果形成多次跨膜蛋白。
用重组DNA技术的实验表明，起始穿膜信号与终止穿膜信号的区别主要在于它们在穿膜过程中的相对次序。SRP对一个非折叠多肽链从N-末端到C-末端扫描，从核糖体露出来的第一个疏水氨基酸序列就是起始穿膜信号，起动穿膜过程，第二个疏水氨基酸序列则是终止穿膜信号，使位于两个信号之间的肽链穿膜。然后继续扫描和穿膜，即第三个又是起始穿膜信号、第四个是终止穿膜信号，直到多肽链中所有的疏水氨基酸序列都插入内质网膜中。
由于跨膜蛋白总是从内质网的细胞质基质面插入，相同的多肽链会在内质网脂双层中有相同的取向，从而使内质网膜具有不对称性，即暴露在内质网膜胞质面和腔面的跨膜蛋白结构域是不一样的。这种不对称性在经小泡运输转至具他细胞器或细胞膜时一直保持着，因此跨膜蛋白插入内质网膜的方式决定了所有膜结构中蛋白质的取向。
质网膜中的GEF结合，使Sar1释放GDP并与GTP结合，成为Sar-GTP，这一变换使Sar1蛋白发生构型变化，使原先位于蛋白质内部的一个脂肪酸尾巴暴露出来并插入内质网膜中，结合到内质网膜上的Sar1-GTP就募集COPII衣被蛋白附着到内质网膜上，启动小泡芽生，形成COPII有被小泡。其他衣被募集GTP酶也以相似的方式工作。
衣被募集GTP酶同样具有衣被去装配作用。在GAP作用下，GTP水解，使Sar1-GTP 转换成Sar1-GDP，Sar1蛋白构型变化，脂肪酸尾巴从内质网膜中抽出，使衣被去装配。一般认为，在衣被装配过程中，GTP酶像计时器一样以一种慢而定时的速度工作，每隔一段时间会发生GTP水解，使衣被去装配。因此，只有芽生速度快于定时的去装配过程时才能形成有被小泡。
（一）运输小泡的靶向运输
运输小泡在细胞内的运输是高度有序的，每一种运输小泡对其靶膜有高度选择性和专一性。在运输小泡表面按其来源和运送货物的类型有着不同的标志，而在靶膜上有相应的受体可识别小泡表面的标志。这种特异的识别过程主要由两类蛋白质来执行的，它们是SNARE 蛋白和Rab蛋白。SNARE蛋白的作用是提供运输小泡与靶膜的专一性识别，并和Rab蛋白一起进一步保证运输小泡在靶膜上停靠和融合的专一性。
1、SNARE与小泡运输的专一性识别SNARE是一类跨膜蛋白，它们是SNAP(soluble
NSF-attachment protein)的受体。NSF(N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein)是一种A TP酶，SNAP与NSF结合可增加NSF的A TP酶活性。动物细胞中有20多种不同的SNARE蛋白，每一种SNARE与一种细胞器或细胞区室相联系。每一种SNARE都以一对互补的形式存在，其中一个存在于运输小泡膜上，称v-SNARE；另一个存在于靶膜上，称t-SNARE。v-SNARE 和t-SNARE有特征性的螺旋形结构域，两者相互作用时一个SNARE的螺旋形结构域环绕另一个SNARE的螺旋形结构域形成一个稳定的反式复合体，把两层膜锁在一起。SNARE 相互作用的专一性决定了小泡运输的专一性，并以这种方式保证了小泡运输的有序进行。在小泡芽生过程中，v-SNARE与衣被蛋白一起装配在运输小泡膜中，当运输小泡到达靶膜时即与其中的t-SNARE互相结合形成反式复合体，使小泡膜与靶膜融合（图10-24）。结合在一起的v-SNARE和t-SNARE必须分开后再循环使用，NSF在反式SNARE复合体解离过程中起主要作用。NSF在结构上与伴侣蛋白相似，它利用A TP水解释放的能量，在一些接合蛋白(adaptor protein)的参与下，使缠绕在一起的SNARE螺旋状结构域解离（图10-25）。
2、Rab蛋白进一步保证小泡停靠的专一性Rab蛋白是一类单体GTP酶，它们是GTP 酶最大的亚家族，有30多个成员。Rab蛋白的C-末端氨基酸序列有很大差异，它决定了每一种Rab蛋白在细胞内的特征性分布，每一种细胞器的细胞质基质面至少有一种Rab蛋白（表10-1）。Rab蛋白的功能是在小泡运输过程中帮助和调节小泡停靠的速率以及使v-SNARE和t-SNARE相配。
像衣被募集GTP酶一样，Rab蛋白也在膜与细胞质基质之间循环。在细胞质基质中Rab 与GDP结合呈非活性状态，在GEF作用下使Rab与GTP结合，Rab蛋白发生构型变化，暴露与其结合的脂肪酸尾巴插入膜中，并以Rab-GTP形式进入运输小泡的膜中。当运输小泡靠近靶膜时，呈活性状态的Rab-GTP就可与靶膜上相应的Rab效应子(Rab effector)结合，介导小泡仃靠过程,在停靠过程中同时帮助v-SNARE与t-SNARE配对（图10-26）。当小泡与靶膜融合后，Rab蛋白水解与其结合的GTP，将Rab-GDP释放到细胞质基质中循环使用。在细胞质基质中，Rab-GDP与GDP解离抑制物(GDI)结合，防止Rab与GDP解离。
不同靶膜上的Rab效应子结构不一样，细胞膜上的Rab效应子是一种大的蛋白复合体，当分泌小泡上的Rab蛋白与其结合时，在小泡融合局部进行胞吐作用；高尔基体膜上的Rab 效应子是一种丝状蛋白，它与运输小泡上的Rab蛋白结合后可限制小泡在高尔基体膜囊间的运动；还有一些Rab效应子是马达蛋白，可驱动运输小泡沿着微丝或微管移动以到达靶膜的合适部位。尽管Rab蛋白与它们的效应子采用不同的方式来影响小泡运输，但它们的共同点都是把小泡栓住在靶点附近，帮助两膜中v-SNARE与t-SNARE配对，并进一步把小泡锁在靶膜上，为两膜融合作准备。
1、SNARE还可能介导膜的融合运输小泡停靠到靶膜后，即可通过膜融合把小泡的膜蛋白输入到靶膜中，把小泡内容物释放到靶细胞器内或细胞外。膜融合可在小泡停靠后立即发生，也可以停留一段时间再发生，例如在受调分泌过程中，要等到胞外信号作用时才触发膜融合。因此，停靠和融合是两个分开的过程，停靠只需要小泡膜与靶膜足够靠近，使突出于脂双层的膜蛋白能相互作用；而融合需要两膜更加靠近，当两个脂双层靠近到1.5nm以内时，脂分子可从一个脂双层流到另一个脂双层，水分则从两膜的亲水表面离开。这一过程需要特殊的融合蛋白参与，以提供一种方式来克服能量障碍。SNARE可能起着这种关键作用，v-SNARE与t-SNARE的螺旋状结构域相互缠绕形成复合体的过程起着绞车的作用，释放出的能量使两膜的脂双层靠近，并把水分子挤出界面（图10-27）。当两膜非常靠近时，脂分子可在两个脂双层的内侧单层间流动，彼此融合形成两个柄，而两个外侧单层相互靠近形成新的脂双层，最后新的脂双层断裂，完成融合过程。除了SNARE外，还可能有一些
其它蛋白与SNARE合作，一起启动膜的融合过程。
二、胞吞途径─从细胞表面到细胞内的蛋白质分选和运输
细胞外的蛋白质等大分子物质不能直接透过细胞膜进入细胞内，细胞摄入细胞外大分子是通过胞吞作用(endocytosis)来完成的。胞吞时细胞膜下陷形成胞吞小凹，小凹颈部细胞膜融合，把细胞外大分子装入胞吞小泡，胞吞小泡进一步在细胞内定向运输，使胞吞物质经由内体(endosome)到达溶酶体，在那里被消化降解，降解产物进入细胞质基质为细胞利用。细胞外蛋白质等大分子物质从细胞表面到溶酶体的分选和运输途径称为胞吞途径，这一途径中的物质运输是通过小泡运输来完成的。
（一）吞噬作用和吞饮作用
2、早期内体的分选功能胞吞小泡形成后会很快脱去衣被，并与早期内体融合，把胞吞物质连同受体一起送入早期内体。早期内体的膜中存在质子泵，使其内环境维持在pH 6 左右。在早期内体的酸性环境下，许多胞吞进来的受体蛋白发生构型变化、释放与其结合的配体。配体与受体解离后，一般都会送到溶酶体被降解；但还有一些配体不与其受体解离，结果共享受体的命运。在早期内体中，受体和配体的命运随受体类型而异，一般有四种不同的分选途径：（1）受体与配体解离，受体被回收至细胞膜，而配体被送到溶酶体降解。这是大多数受体-配体复合物的命运，如LDL受体在早期内体中与LDL颗粒解离，受体回到细胞膜再循环，LDL送到溶酶体被降解、释放游离胆固醇供细胞利用。早期内体表面可伸出管状结构，并从管状结构末端芽生出运输小泡把回收受体装在小泡膜中。管状结构也可互相融合形成再循环内体(recycling endosome)，成为早期内体与细胞膜之间的中间站。管状结构和再循环内体都不断芽生运输小泡回到细胞膜（图10-29）；（2）受体与配体解离，两者都被送到溶酶体降解。许多调节细胞功能的信号物质，如表皮生长因子(EGF)等，属于这种情况。EGF是一种小的细胞外信号蛋白，能刺激表皮和其它细胞分裂。EGF受体与LDL受体不同，它只有与EGF结合后才能积聚到网格蛋白有被小凹中，进入早期内体后EGF与其受体解离，但EGF受体并不回收，而是与EGF一起被送到溶酶体降解。因此，EGF与其受体结合、激活细胞内信号途径后，细胞表面EGF受体数目减少，从而降低了细胞接下来对EGF 的敏感性，这一过程称受体减量调节(receptor down-regulation)；（3）受体-配体保持结合，一起返回细胞膜，配体把携带的某种分子释放在细胞内。转铁蛋白的胞吞过程属于这一类。转铁蛋白是一种可溶性蛋白，在血液中运载铁。细胞表面的转铁蛋白受体通过受体介导胞吞把转铁蛋白及其结合的铁递送到早期内体，早期内体中酸性环境使转铁蛋白释放与其结合的铁，但没有铁的转铁蛋白（称apo-转铁蛋白）保持与其受体结合，一起被回收到细胞膜。当转铁蛋白回到pH中性的细胞外液时与受体解离，可再次转运铁。因此，转铁蛋白在细胞外液和早期内体间穿梭地把铁递送给细胞，而其本身不被溶酶体降解；（4）受体-配体保持结合，一起转移至另一侧细胞表面。位于有极性细胞表面的一些受体能把大分子从一个胞外间隙转运至另一个胞外间隙，称穿胞吞吐(transcytosis)。例如，新生小鼠可通过穿胞吞吐从母乳中获得抗体。新生小鼠小肠上皮细胞顶部细胞膜中的受体可与母乳中的抗体结合，经胞吞进入早期内体，在早期内体中受体-抗体复合物保持结合状态，并进入从早期内体芽生的运输小泡，再转运至再循环内体，最后转运到底侧部细胞膜，在那里的中性环境中受体与抗体解离，母乳中的抗体进入新生小鼠血液中（图10-30）。
3、从内体到溶酶体的运输胞吞物质如何从早期内体到晚期内体并最后到达溶酶体的，现在还不十分清楚。比较流行的观点是早期内体一边在其管状突起上芽生运输小泡把受体回收到细胞膜，一边沿着微管向细胞内部移动。在移动过程中，早期内体的膜不断内陷、脱落，形成内部小泡，形成多泡体(multivesicular body)结构，把胞吞的膜蛋白收集到内部小泡膜上。一旦早期内体结束其分选功能，就开始接受来自高尔基体的溶酶体膜蛋白和溶酶体酶，成为
晚期内体。因此，在形态上早期内体和晚期内体都是多泡体。晚期内体没有分选功能，但内部已含有溶酶体酶，内环境比早期内体更具酸性，巳开始对胞吞物质的降解作用。随着晚期内体内部不断酸化，最终成为溶酶体（图10-31）。内体膜内陷形成多泡体，对胞吞膜蛋白的彻底降价有重要意义，因为内体膜内陷时可把膜蛋白收集到内部小泡上，在晚期内体或溶酶体中可被完全降解。如果胞吞的膜蛋白留在内体膜上，溶酶体酶就不能把膜蛋白的膜内和膜外结构域降解，从而不能全部降解它们。
课练2细胞中的蛋白质和核酸 小题狂练②小题是基础练小题提分快 1.[2018·全国卷Ⅰ]生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是() A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物 B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有 C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶 D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶 答案：B 解析：真核细胞内的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；原核细胞无成形的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶，C正确；在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶，D正确。 2．[2019·湖南联考]如图所示为某细胞中某多肽的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析，不正确的是() A．该多肽中的肽键数是2 B．该多肽是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的 C．该多肽至少含有一个氨基和一个羧基 D．该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应 答案：B 解析：图中所示的化合物为三肽，含有2个肽键，是由3个氨基酸脱去2分子水形成的，A正确，B错误；该多肽为链状，至少含有一个氨基和一个羧基(R基中也可能含有氨基和羧基)，C正确；含有两个或两个以上肽键的化合物均能与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。 3．[2019·西安月考]下图表示生物体内某种化合物的形成和在细胞中分布的情况。下列有关分析，错误的是() A．化学元素A包括五种大量元素 B．物质C中的D能被吡罗红染成红色
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输- 测试题（满分：70） 一、选择题（共25小题，1～20题每题1分，21～25题每题2分） 1、下列关于信号肽，最正确的一项是（） A. 是C端的一段氨基酸序列 C. 具有信号作用，但不被切除 B. 是N端的一段氨基酸序列 D. 跨膜运输后要被切除 2、细胞质基质中合成，到内质网上继续合成的蛋白的定位序列为（） A. 信号肽 C. 转运肽 B. 导肽 D. 信号斑 3、参与蛋白质合成与运输的一组细胞器是（） A. 核糖体、内质网、高尔基体 C. 细胞核、微管、内质网 B. 线粒体、内质网、溶酶体 D. 细胞核、内质网、溶酶体 4、台-萨氏病是一种与溶酶体有关的遗传缺陷病，主要是（）缺乏而不能水解神经节苷脂GM2。 A. 磷酸二酯酶 C. β-氨基己糖酯酶A B. N-乙酰氨基转移酶 D. 腺苷酸环化酶 5、指导蛋白质转运到线粒体上的氨基酸序列被称为（） A. 导肽 C. 转运肽 B. 信号肽 D. 新生肽 6、溶酶体的H+ 浓度比细胞质基质中高（） A. 5倍 C. 50倍 B. 10倍 D. 100倍以上 7、下面（）不是在粗面内质网上合成的 A. 抗体 C. 胶原蛋白 B. 溶酶体膜蛋白 D. 核糖体蛋白 8、下列细胞器中的膜蛋白在粗面内质网上合成的为（） A. 叶绿体 C. 过氧化物酶体 B. 线粒体 D. 溶酶体 9、具运输和分拣内吞物质的细胞器是（） A. 有被小体 C. 胞内体 B. 滑面内质网 D. 溶酶体 10、下列（）是特化的内质网 A. 肌质网 C. 乙醛酸循环体 B. 脂质体 D. 残余小体 11、真核细胞中下列（）细胞器或细胞结构上不可能有核糖体存在 A. 内质网 C. 细胞核膜 B. 细胞质基质 D. 细胞质膜 12、下列细胞器中，有极性的是（） A. 溶酶体 C. 线粒体 B. 微体 D. 高尔基体 13、蛋白质的糖基化及其加工、修饰和寡糖链的合成是发生在高尔基体的（） A. 顺面管网状结构 C. 反面管网状结构 B. 中间膜囊 D. 反面囊泡 14、合成后的磷脂被（）转运至过氧化物酶体的膜上 A. 磷脂转位因子 C. 膜泡
蛋白质凭借游离的氨基和羧基而具有两性特征，在等电点易生成沉淀。不同的蛋白质等电点不同，该特性常用作蛋白质的分离提纯。生成的沉淀按其有机结构和化学性质，通过pH的细微变化可复溶。蛋白质的两性特征使其成为很好的缓冲剂，并且由于其分子量大和离解度低，在维持蛋白质溶液形成的渗透压中也起着重要作用。这种缓冲和渗透作用对于维持内环境的稳定和平衡具有非常重要的意义。 在紫外线照射、加热煮沸以及用强酸、强碱、重金属盐或有机溶剂处理蛋白质时，可使其若干理化和生物学性质发生改变，这种现象称为蛋白质的变性。酶的灭活，食物蛋白经烹调加工有助于消化等，就是利用了这一特性。 (二)蛋白质的分类 简单的化学方法难于区分数量庞杂、特性各异的这类大分子化合物。通常按照其结构、形态和物理特性进行分类。不同分类间往往也有交错重迭的情况。一般可分为纤维蛋白、球状蛋白和结合蛋白三大类。 1.纤维蛋白包括胶原蛋白、弹性蛋白和角蛋白。 (1) 胶原蛋白胶原蛋白是软骨和结缔组织的主要蛋白质，一般占哺乳动物体蛋白总量的30%左右。胶原蛋白不溶于水，对动物消化酶有抗性，但在水或稀酸、稀碱中煮沸，易变成可溶的、易消化的白明胶。胶原蛋白含有大量的羟脯氨酸和少量羟赖氨酸，缺乏半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸。 (2) 弹性蛋白弹性蛋白是弹性组织，如腱和动脉的蛋白质。弹性蛋白不能转变成白明胶。 (3) 角蛋白角蛋白是羽毛、毛发、爪、喙、蹄、角以及脑灰质、脊髓和视网膜神经的蛋白质。它们不易溶解和消化，含较多的胱氨酸(14-15%)。粉碎的羽毛和猪毛，在15-20磅蒸气压力下加热处理一小时，其消化率可提高到70-80%，胱氨酸含量则减少5-6%。 2.球状蛋白 (1) 清蛋白主要有卵清蛋白、血清清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等，溶于水，加热凝固。 (2) 球蛋白球蛋白可用5-10%的NaCl溶液从动、植物组织中提取；其不溶或微溶于水，可溶于中性盐的稀溶液中，加热凝固。血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豌豆的豆球蛋白等都属于此类蛋白。 (3) 谷蛋白麦谷蛋白、玉米谷蛋白、大米的米精蛋白属此类蛋白。不溶于水或中性溶液，而溶于稀酸或稀碱。 (4) 醇溶蛋白玉米醇溶蛋白、小麦和黑麦的麦醇溶蛋白、大麦的大麦醇溶蛋白属此类蛋白。不溶于水、无水乙醇或中性溶液，而溶于70-80%的乙醇。 (5) 组蛋白属碱性蛋白，溶于水。组蛋白含碱性氨基酸特别多。大多数组蛋白在活细胞中与核酸结合，如血红蛋白的珠蛋白和鲭鱼精子中的鲭组蛋白。 (6) 鱼精蛋白鱼精蛋白是低分子蛋白，含碱性氨基酸多，溶于水。例如鲑鱼精子中的鲑精蛋白、鲟鱼的鲟精蛋白、鲱鱼的鲱精蛋白等。鱼精蛋白在鱼的精子细胞中与核酸结合。 球蛋白比纤维蛋白易于消化，从营养学的角度看，氨基酸含量和比例也较纤维蛋白更理想。 3. 结合蛋白 结合蛋白是蛋白部分再结合一个非氨基酸的基团(辅基)。如核蛋白(脱氧核糖核蛋白、核糖体)，磷蛋白(酪蛋白、胃蛋白酶)，金属蛋白(细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶)，脂蛋白(卵黄球蛋白、血中β1-脂蛋白)，色蛋白(血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白、视网膜中与视紫质结合的水溶性蛋白)及糖蛋白(γ球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白)。
第3讲细胞中的蛋白质 考纲考情——知考向核心素养——提考能 最新考 纲 1.蛋白质的结构和功能(Ⅱ) 2.生物膜系统的结构和功 能(Ⅱ)——侧重内膜系统 对分泌蛋白的合成和运输 生命观 念 蛋白质的结构多样性 决定功能多样性及生 物膜系统的功能建立 生命部分与整体的观 念 近三年 考情 2018·全国卷Ⅰ(1，2)、 2018·全国卷Ⅱ(1，5，30)、 2018·全国卷Ⅲ(1)、2017·全 国卷Ⅰ(2，3)、 2016·全国卷Ⅰ(1，2)、 2016·全国卷Ⅱ(2) 科学思 维 归纳演绎蛋白质的合 成及有关计算比较 社会责 任 蛋白质与人体健康及 疾病治疗方面的应 用，养成良好的生活 习惯 考点一蛋白质的结构和功能 1.组成蛋白质的氨基酸元素组成、结构与种类
2.蛋白质的合成及其结构、功能的多样性 (1)二肽的形成过程 ①过程a ：脱水缩合，物质b ：二肽，结构c ：肽键。 ②H 2O 中H 来源于氨基和羧基；O 来源于羧基。 (2)蛋白质的形成过程 氨基酸――→脱水缩合 多肽（链）――→一或数条 盘曲、折叠蛋白质 3.蛋白质结构与功能的多样性 ■助学巧记 巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能
教材VS高考 1.真题重组判断正误 (1)真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物(2018·全国卷Ⅰ，2A)() (2)植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同(2016·海南卷，3B)() (3)将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失(2017·海南卷，1C)() (4)核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用(2015·海南卷，11D)() 提示(1)√(2)√ (3)×盐析过程蛋白质空间结构没有破坏，所以其活性没有丧失。 (4)×所有蛋白质均在核糖体合成。 2.深挖教材 (1)(中图版必修1 P29图示2－1－5拓展)多肽与蛋白质有什么区别？提示多肽和蛋白质的区别：在核糖体上合成的是多肽，没有明显的空间结构，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定
第七章内膜系统与蛋白质分选 名词： 膜结合细胞器：指细胞质中所有具有膜结构的细胞器。包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、分泌泡、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等。由于它们都是封闭的膜结构，内部都有一定的空间，所以又称为膜结合区室。通过形成膜结合细胞器，使细胞的功能定位在一定的细胞结构并组成相互协作的系统。 内膜系统: 内膜系统是指内质网、高尔基体、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)等四类膜结合细胞器, 因为它们的膜是相互流动的，处于动态平衡，在功能上也是相互协同的。广义上的内膜系统概念也包括线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核等细胞内所有膜结合的细胞器。 小泡运输（膜泡运输）：细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。膜泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类运输泡之所能够被准确地运到靶细胞器，主要是因为细胞器的胞质面具有特殊的膜标志蛋白。许多膜标志蛋白存在于不止一种细胞器，可见不同的膜标志蛋白组合，决定膜的表面识别特征。胞内膜泡运输沿微管或微丝运行，动力来自马达蛋白 内质网：内质网是细胞内的一个精细的膜系统。是交织分布于细胞质中的膜的管道系统。两膜间是扁平的腔、囊或池。内质网分两类，一类是膜上附着核糖体颗粒的叫粗糙型内质网，另一类是膜上光滑的，没有核糖体附在上面，叫光滑型内质网。粗糙型内质网的功能是合成蛋白质大分子，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。光滑型内质网的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关，并且还具有运输蛋白质的功能。 溶酶体:溶酶体（lysosomes）真核细胞中的一种细胞器；为单层膜包被的囊状结构，直径约0.025～0.8微米；内含多种水解酶，专司分解各种外源和内源的大分子物质。 高尔基体:是真核细胞中内膜系统的组成之一，它由扁平膜囊（saccules）、大囊泡（vacuoles）、小囊泡（vesicles）三个基本成分组成。 信号斑:信号斑是由几段信号肽形成的一个三维结构的表面, 这几段信号肽聚集在一起形成一个斑点被磷酸转移酶识别。信号斑是溶酶体酶的特征性信号。 信号识别颗粒:在真核生物细胞质中一种小分子RNA和六种蛋白的复合体，此复合体能识别核糖体上新生肽末端的信号，顺序并与之结合，使肽合成停止，同时它又可和ER膜上的停泊蛋白识别和结合，从而将mRNA上的核糖体，带到膜上。SRP上有三个结合位点：信号肽识别结合位点，SRP受体蛋白结合位点，翻译暂停结构域。 细胞分泌:动物细胞和植物细胞将在粗面内质网上合成而又非内质网组成部分的蛋白和脂通过小泡运输的方式经过高尔基体的进一步加工和分选运送到细胞内相应结构、细胞质膜以及细胞外的过程称为细胞的分泌。 调节型分泌途径:调节型分泌（regulated secretory pathway)小泡形成的方式可能与溶酶体相似, 分泌蛋白在高尔基体反面网络中通过分选信号与相应的受体结合,
2014年临安中学高三复习讲义（蛋白质类问题归类解析） 1.氨基酸的结构： 例1.下列各项中，哪项是构成生物体蛋白质的氨基酸 例2.谷胱甘肽(分子式C 10H 17O 6N 3S )是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由谷氨酸（C 5H 9NO 4）、甘氨酸（C 2H 5O 2）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为 A.C 3H 3NS B. C 3H 5NS C. C 3H 7O 2NS D. C 3H 3O 2NS 例3.当含有如图所示的结构片段的蛋白质在胃肠道中水解时，不可能产生的氨基酸是 2.蛋白质种类： 例4.由4种氨基酸(每种氨基酸数量不限)最多能合成不同结构的三肽有 A ．4种 B ．43种 C ．34种 D ．12种 例 5.如果有足量的三种氨基酸分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多有 A ．9种，9种 B ．6种，3种 C ．27种，6种 D ．3种，3种 例6.狼体内有a 种蛋白质,20种氨基酸；兔体内有b 种蛋白质,20种氨基酸.狼捕食兔后,狼体内的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是多少? A.a+b ，40 B.a,20 C.大于a,20 D.小于a,20 3.肽键（水分子）数目： 例7. 人体内的抗体IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由4条肽链构成，共有m 个氨基酸，则该蛋白质分子有肽键数 A.m 个 B. (m+1)个 C.(m-2)个 D.(m-4)个 例8.由M 个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含有N 条肽链，其中Z 条是环状多肽，这个蛋白质完全水解共需水分子个数为 A.M-N+Z B.M-N-Z C.M-Z+N D.M+Z+N 例9.某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是 A .6 18 B .5 18 C .5 17 D .6 17 例10.免疫球蛋白lgG 的结构示意图如右，其中-S-S- 表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该lgG 由m 个氨基酸构成，则该lgG 有肽键数 A ．m 个 B ．(m +1)个 C ．(m-2)个 D ．(m-4)个 4. 游离的氨基或羧基数目： 例11.人体内的抗体IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基的个数分别是 A. 764、 764 B. 760 、760 C. 762、 762 D. 4 、4 例12. 现有1000个氨基酸,其中氨基有1020个,羧基有1050个,则由此合成的4条肽链中游离的氨基、羧基的数目分别是 -S-S -S-S -S-S
细胞中蛋白质合成分选、定位的机制 一．蛋白质合成 定义：在核糖体的作用下，mRNA携带的遗传信息翻译成蛋白质。 蛋白质合成（多肽链合成）的基本过程： 1.氨基酸激活。a.将氨基酸的羧基激活成易于形成肽键的形式。b.每一个新氨基酸与 mRNA编码信息之间建立联系。从而使氨基酸与特定tRNA结合。 2.起始。 mRNA+核糖体小亚基+起始氨酰基-tRNA +核糖体大亚单位=起始 复合物 3.肽链延长。 tRNA与mRNA对应的密码子配对携带有一个氨基酸的 tRNA被安放到核糖体上此氨基酸和前一个氨基酸共价键合，肽链延长。该阶段的核心是形成肽键，将单个氨基酸连接成多肽链。 4.合成终止，肽链释放。 mRNA上的终止密码子即是终止信号，当携带新生肽链的 核糖体抵达终止密码子，多肽链合成终止，核糖体大小亚基分离，多肽链从核糖体上释放出来。 5.折叠和翻译后加工。包括多肽链的折叠剪接、化学修饰、空间组装。 二．蛋白质分选定位 定义：蛋白质从起始合成部位转运到其发挥功能发挥部位的过程。绝大多数蛋白质都是由核基因编码，或在游离核糖体上合成，或在糙面内质网膜结合核糖体上合成。但是蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各个区间或组分，所以需要不同的机制以确保蛋白质分选，转运至细胞的特定部位。 1.核基因编码的蛋白质的分选途径： ①.后翻译转运途径 在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。 ②.共翻译转运途径 蛋白质合成在游离核糖体上起始之后，由信号肽及其与之结合的SRP引导转移至糙面内质网，然后新生肽链边合成边转入糙面内质网腔或定位在ER膜上，经转运膜泡运至高尔基加工包装再分选至溶酶体、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。 指导分泌性蛋白质在糙面内质网上合成的决定因素是蛋白质N端的信号肽、信号识别颗粒SRP、内质网膜上信号识别颗粒的受体等因子协助完成的。 蛋白质合成暂停
题目：1.用自己的语言复述课堂列出的四组关于信号肽的实验，分析其产物为何有所不同；根据这些实验结果构建的信号肽学说要点有哪些？ 2.请整理线粒体、质体、内膜系统、膜泡系统、细胞核等章节有关蛋白分选内容，详细描述细胞内蛋白分选机制。 1. 共四组实验，在第一组（对照组）中加入含编码信号序列的mRNA，第二组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，第三组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，DP，第四组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，DP，微粒体。 实验结果：第一组产生含信号肽的完整多肽，第二组合成70～100氨基酸残基后，肽链停止延伸，第三组产生含信号肽的完整多肽，第四组信号肽切除，多肽链进入微粒体中。 产物不同的原因： 组2：SRP 有Alu和S 两个结构域，它们同RNA 相互连接。其中Alu结构域由SRP9 和SRP14 组成，结合到7S RNA的5'端和3'端序列。SRP 能识别并结合在游离核糖体上新合成蛋白质的信号肽。当它与信号肽结合后，多肽合成就暂时中止，所以会只形成70~100氨基酸残基。 组3：DP与SRP结合后，解除了SRP 对核糖体肽链合成的抑制，新生链继续合成延长。 组3：微粒体中含有内质网和核糖体，加入之后，多肽链会进入其中被加工，信号肽则被信号肽酶水解。
信号肽学说要点： 分泌蛋白先在游离核糖体上开始合成-----当其N端的信号肽延伸出核糖体后，被胞质中的SRP识别并结合-----rER膜上的SR识别并结合SRP----信号肽的疏水核心与膜结合-----新形成的多肽链进入内质网----信号肽被信号肽酶水解-------新生肽链通过蛋白转运子进入内质网腔中--------核糖体移到mRNA的终止密码子，蛋白质合成结束，核糖体重新处于游离状态。 2． 线粒体： 线粒体中有1000 多种蛋白质，它本身的DNA 及核糖体只能合成其中少数蛋白质，其余的线粒体蛋白质都是由核DNA编码的，在胞质游离核糖体上合成后运输到线粒体中 由线粒体的核糖体合成的蛋白，以共翻译运输（co-translational transport）的方式插入到线粒体内膜， 在细胞质核糖体上合成的蛋白，以翻译后运输（post-translational transport）的方式转运到线粒体中。 （1）在胞质核糖体上合成的蛋白质，大都以前体形式存在。多由N端的一段导肽和成熟形式的蛋白质组成。（2）蛋白质通过膜时，在外膜上有专一性不很强的受体参与作用。（3）蛋白质通过膜需要水解ATP和利用质子动势的能量过程。（4）导肽引导蛋白质前体，在受体及转运子的作用下，通过内、外膜的接触点，运输到线粒体的基质中。（5）导肽对所牵引的蛋白质无特异性。（6）蛋白质运送时需要一些分子伴侣使蛋白进行折叠状态与解折叠状态的转变。（7）前体蛋白运入线粒体后，需要蛋白酶切除导肽，再折叠成成熟蛋白。 线粒体膜上存在前体蛋白转运子，外膜上的TOM、SAM，内膜上TIM23、TIM22、
乳清蛋白的分类 乳清蛋白（whey protein）被称为蛋白之王，是从牛奶中提取的一种蛋白质，具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等特点，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。乳清蛋白是采用先进工艺从牛奶分离提取出来的珍贵蛋白质，以其纯度高、吸收率高、氨基酸组成最合理等诸多优势被推为“蛋白之王”。乳清蛋白不但容易消化，而且还具有高生物价、高效化率、高蛋白质功效比和高利用率，是蛋白质中的精品等特点，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。牛奶的组成中87%是水，13%是乳固体。而在乳固体中27%是乳蛋白质，乳蛋白质中只有20%是乳清蛋白，其余80%都是酪蛋白，因此乳清蛋白在牛奶中的含量仅为0.7%。但是你知道吗？乳清蛋白也分等级的。它分为浓缩乳清蛋白，分离乳清蛋白以及水解乳清蛋白，下面对这些蛋白进行大致的说明。 乳清蛋白分类 纯度吸收率 浓缩乳清蛋白WPC 35~80%（一般为50%）104 含乳糖 分离乳清蛋白WPI 88~95%（一般为88%）159 再过滤，除乳糖 水解乳清蛋白WPH 96%以上167 再过滤 浓缩乳清蛋白WPC (Whey Protein Concentrate) 这类乳清蛋白的蛋白质的纯度为35~80%（一般为50%），吸收率为104，WPC常常因为包含有乳糖等杂质，所以吸收不是很理想，而且常常伴有拉肚子等症状。 分离乳清蛋白WPI ( Whey Protein Isolate ) 这类乳清蛋白的蛋白质的纯度为88~95%（一般为88%），吸收率为159，WPI是在WPC 的基础之上，通过再次过滤，干燥等技术加工，完全的去除了WPC里面的乳糖。 水解乳清蛋白WPH ( Whey Protein Hydrolysates ) 这类乳清蛋白的蛋白质的纯度一般在96%以上，其吸收率为167，在WPI分离乳清蛋白的基础之上，再次高科技技术过滤，干燥得到，自然其吸收率是最高，纯度也是最高的。水解乳清蛋白是现存增肌粉，蛋白粉中最好的蛋白质原料。
细胞内蛋白质的分选和运输 蛋白质在细胞质基质中合成后，按其氨基酸序列中分选信号(sorting signal)的有无以 及分选信号的性质被选择性地送到细胞的不同部位，这一过程称为蛋白质分选(protein sorting)和蛋白质靶向运输(protein targeting)。另外，细胞外的蛋白质经胞吞作用进入 细胞内部，也经历分选和靶向运输过程。细胞中每一种蛋白质只有到达正确的位置才能行使 其功能，如 RNA和DNA聚合酶必须送到细胞核中才能参与核酸的合成；酸性水解酶必须送 到溶酶体才能进行大分子的降解作用。因此，细胞内蛋白质的分选和运输对于维持细胞的结 构与功能、完成各种细胞生命活动都是非常重要的。 细胞内蛋白质的分选信号以及运输途径和方式 号肽通常引导蛋白质从细胞质基质进入内质网、线粒体和细胞核，同时也引导蛋白质从 细胞核送回到细胞质基质以及从高尔基体送回到内质网；信号斑则引导一些其他分选过程， 如在内质网合成的溶酶体酶蛋白上存在一种信号斑，在高尔基体的CGN中可被N-乙酰氨基 葡萄糖磷酸转移酶所识别，从而使溶酶体酶蛋白上形成新的分选信号M-6-P，进一步在TGN 中被M-6-P受体识别,并分选进入运输小泡最终送到溶酶体（详见第十章）。 每一种信号序列引导蛋白质到达细胞内一个特定的目的地（表10-1）。要运送到内质网 的蛋白质，在其N-末端有一段信号肽，其中间部分有5-10个疏水氨基酸。带有这种信号肽 的蛋白质，都会被运送到内质网，并进一步被运送到高尔基体，其中一部分蛋白质在C-末 端还带有一个由4个氨基酸组成的信号肽，它们在高尔基体的CGN部位被识别并被送回内质 网，是内质网驻留蛋白质；要运送到线粒体的蛋白质，在其N-末端带有一种信号肽，其信 号序列中带阳电荷的氨基酸和疏水氨基酸呈交替排列；要运送到过氧化物酶体的蛋白质，在 其C-末端有一种由三个特征性氨基酸组成的信号肽；要运送到细胞核的蛋白质，其信号肽 中有一串带阳电荷的氨基酸，这一信号序列可位于蛋白质的任何部位。 表10-1 几种典型的信号序列 （引自Alberts等，2002） ________________________________________________________________________ 信号序列的功能信号序列 _________________________________________________________________________ 输入到细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 从细胞核输出 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile- N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys- 输入到线粒体+H 3 Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 输入到过氧化物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO- N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile- 输入到内质网+H 3 Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys- Glu-Val-Phe-Gln- 回输到内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO- _________________________________________________________________________ 一、细胞内蛋白质运输的途径
第五节蛋白质得分类、提取、分离及测定 蛋白质种类繁多,结构复杂,目前有几种分类方法,作一介绍。 一、根据分子形状分类 根据蛋白质分子外形得对称程度可将其分为两类。 1、球状蛋白质 球状蛋白质（glｏbuｌar proteins）分子比较对称,接近球形或椭球形。溶解度较好，能结晶。大多数蛋白质属于球状蛋白质，如血红蛋白、肌红蛋白、酶、抗体等。 2、纤维蛋白质 纤维蛋白质(fiｂrous proteinｓ)分子对称性差,类似于细棒状或纤维状。溶解性质各不相同，大多数不溶于水,如胶原蛋白、角蛋白等。有些则溶于水,如肌球蛋白、血纤维蛋白原等 二、根据化学组成分类 根据化学组成可将蛋白质分为两类。 (一)简单蛋白质 简单蛋白质(ｓｉmplｅ prｏｔｅinｓ)分子中只含有氨基酸,没有其它成分。 １、清蛋白 清蛋白（alｂｕmｉn）又称白蛋白，分子量较小,溶于水、中性盐类、稀酸与稀碱,可被饱与硫酸铵沉淀.清蛋白在自然界分布广泛，如小麦种子中得麦清蛋白、血液中得血清清蛋白与鸡蛋中得卵清蛋白等都属于清蛋白。 2、球蛋白 球蛋白（globulins)一般不溶于水而溶于稀盐溶液、稀酸或稀碱溶液,可被半饱与得硫酸铵沉淀.球蛋白在生物界广泛存在并具有重要得生物功能。大豆种子中得豆球蛋白、血液中得血清球蛋白、肌肉中得肌球蛋白以及免疫球蛋白都属于这一类. ３、组蛋白 组蛋白(ｈisｔones）可溶于水或稀酸。组蛋白就是染色体得结构蛋白，含有丰富得精氨酸与赖氨酸,所以就是一类碱性蛋白质。 4、精蛋白 精蛋白(protａmineｓ)易溶于水或稀酸，就是一类分子量较小结构简单得蛋白质。精蛋白含有较多得碱性氨基酸，缺少色氨酸与酪氨酸,所以就是一类碱性蛋白质。精蛋白存在于成熟得精细胞中,与DNA 结合在一起,如鱼精蛋白。 5、醇溶蛋白 醇溶蛋白(ｐrｏlamineｓ)不溶于水与盐溶液，溶于70％~80%得乙醇，多存在于禾本科作物得种子中，如玉米醇溶蛋白、小麦醇溶蛋白。 6、谷蛋白类 谷蛋白（glutｅlinｓ)不溶于水、稀盐溶液，溶于稀酸与稀碱。谷蛋白存在于植物种子中，如水稻种子中得稻谷蛋白与小麦种子中得麦谷蛋白等。 7、硬蛋白类 硬蛋白(sclｅrｏｐroteｉns)不溶于水、盐溶液、稀酸、稀碱,主要存在于皮肤、毛
蛋白质的分类 一般根据蛋白质分子的形状、化学组成、功能等对蛋白质进行分类。 按形状分类可分为：①纤维蛋白，它的分子为细长形，不溶于水，丝、羊毛、皮肤、头发、角、爪甲、蹄、羽毛、结缔组织等都是纤维蛋白。②球蛋白，它的分子呈球形或椭球形，一般能溶于水或含有酸、碱、盐、乙醇的水溶液，酶和激素蛋白都是球蛋白。 按化学组成分类，可分为：①简单蛋白，只由蛋白质本身，即只由多肽链组成。②结合蛋白，它是由蛋白质和非氨基酸物质（如核酸、脂肪、糖、色素等）结合而成的蛋白质，所以它又称复合蛋白。蛋白质与核酸结合可生成核蛋白，蛋白质和脂肪结合可生成脂蛋白，蛋白质和糖结合可生成糖蛋白，蛋白质和血红素结合可生成血红蛋白。 按功能分类，蛋白质可分为：①活性蛋白（如酶、激素蛋白）。②非活性蛋白（如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白）。 蛋白质的分类 营养学上根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量不同，其营养价值也不同，可将食物蛋白质分三类： 1. 完全蛋白质这是一类优质蛋白质。它们所含的必需氨基酸种类齐全，数量充足，彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康，还可以促进生长发育。奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质都属于完全蛋白质。 2. 半完全蛋白质这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命，但不能促进生长发育。例如，小麦中的麦胶蛋白便是半完全蛋白质，含赖氨酸很少。食物中所含与人体所需相比有差距的某一种或某几种氨基酸叫做限制氨基酸。谷类蛋白质中赖氨酸含量多半较少，所以，它们的限制氨基酸是赖氨酸。 3. 不完全蛋白质这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸，单纯靠它们既不能促进生长发育，也不能维持生命。例如，肉皮中的胶原蛋白便是不完全蛋白质。
蛋白质的分类 摘要：蛋白质的种类繁多，结构复杂，所以分类也就各异。 一、按来源分类 蛋白质按来源可以分为动物蛋白和植物蛋白，两者所含的氨基酸是不同的。动物性蛋白质主要为提取自牛奶的乳清蛋白，其所含必需氨基酸种类齐全，比例合理，但是含有胆固醇。植物性蛋白质主要来源于大豆的大豆蛋白，最多的优点就是不含胆固醇。 二、按组成成分分类 按照化学组成，蛋白质通常可以分为简单蛋白质、结合蛋白质和衍生蛋白质。简单蛋白质经水解得氨基酸和氨基酸衍生物；结合蛋白质经水解得氨基酸、非蛋白的辅基和其他（结合蛋白质的非氨基酸部分称为辅基）；蛋白质经变性作用和改性修饰得到衍生蛋白质。 1—脂 如酪蛋 铜的有血蓝蛋白等。 ⑥黄素蛋白（flavoproteins）：辅基为黄素腺嘌呤二核苷酸，如琥珀酸脱氢酶、D—氨基酸氧化酶等。 ⑦金属蛋白（metalioproteins）：与金属直接结合的蛋白质，如铁蛋白含铁，乙醇脱氢酶含锌，黄嘌呤氧化酶含钼和铁等。 衍生蛋白质，天然蛋白质变性或者改性、修饰和分解产物。 ①一级衍生蛋白质：不溶于所有溶剂，如变性蛋白质。 ②二级衍生蛋白质：溶于水，受热不凝固，如胨、肽。 ③三级衍生蛋白质：功能改进，如磷酸化蛋白、乙酰化蛋白、琥珀酰胺蛋白。 三、按分子形状分类 根据分子形状的不同，可将蛋白质分为球状蛋白质和纤维状蛋白质两大类。以长轴和短轴之比为标准，球状蛋白
质小于5，纤维状蛋白质大于5。纤维状蛋白多为结构蛋白，是组织结构不可缺少的蛋白质，由长的氨基酸肽链连接成为纤维状或蜷曲成盘状结构，成为各种组织的支柱，如皮肤、肌腱、软骨及骨组织中的胶原蛋白；球状蛋白的形状近似于球形或椭圆形。许多具有生理活性的蛋白质，如酶、转运蛋白、蛋白类激素与免疫球蛋白、补体等均属于球蛋白。 四、按结构分类 蛋白质按其结构可分为：单体蛋白、寡聚蛋白、多聚蛋白。 单体蛋白：蛋白质由一条肽链构成，最高结构为三级结构。包括由二硫键连接的几条肽链形成的蛋白质，其最高结构也是三级。多数水解酶为单体蛋白。 寡聚蛋白：包含2个或2个以上三级结构的亚基。可以是相同亚基的聚合，也可以是不同亚基的聚合。 多聚蛋白：由数十个亚基以上，甚至数百个亚基聚合而成的超级多聚体蛋白。 五、按功能分类 1. 2. 3.
细胞内蛋白质的定位信号序列 1.内质网信号序列(ER signal sequence) 2.驻留信号( retention signal): ①ER驻留信号(包括KDEL即Lys-Asp-Glu-Leu和HDEI即His-Asp-Glu-Ile两个4肽信号序列)； ②ER回收信号(ER retrieval signal，可溶蛋白的KDEL和ER膜蛋白上的KKXX) 3.核输入信号(nuclear import signal):也称NLS，常含Pro-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Val 4.核输出信号(nuclear export signal)：核糖体蛋白上相间排列的疏水性氨基酸 5.过氧化物酶体引导信号(peroxisomal targeting signal, PTS):C端的SKL即Ser-Lys-Leu 6.转运肽(transit peptide):即导肽，进入线粒体蛋白的N端的带正电的氨基酸(Arg)和不带电的氨基酸(Ser)构成的信号序列 一、内质网信号肽 内质网蛋白定位信号总体可以分为返回信号和保持信号。内质网逃逸的蛋白主要通过COPⅠ有被小泡将其返回内质网，因此区分保持信号与返回信号一个很重要的手段是研究信号片段与运输小泡COPⅠ各亚基的相互作用情况。例如在研究甲硫蛋白（TPN）定位信号过程中，Paulsson 等通过Co－IP 发现具有“KKXX＞”序列的TPN 能与COPI 相互作用，而C 端突变后的GFP－TPN－aa 不与COPI 发生相互作用，提示“KKXX＞”为TPN 定位信号，且该信号通过COPI返回于内质网。蛋白转运到高尔基体后会被修饰，人们可以利用不同的糖基程度区分保持信号与返回信号。例如在酵母[6]中，高尔基复合体有N－寡糖转移酶（OTase活性，并可将底物蛋白α－1，6－苷露糖基化，被α－1，6－苷露糖基化的蛋白则通过返回信号返回内质网。而哺乳动物[7]中运出的内质网蛋白被N－已酰氨基半乳糖转移酶
血清蛋白的分类与特征（以区带电泳为主要技术分类） 一、白蛋白（albumin,Alb）由肝实质细胞合成，分子量6.64万，等电4～5.8，半寿期（15～19天，占血浆总蛋白的40%～60。血浆白蛋白浓度可以受饮食中蛋白质摄入的影响，在一定程度上可以作为个体营养状态的评价指标，有较广泛的载体功能。正常参考值：35～50g/L。血浆白蛋白增高较少见，在严重失水时，对监测血浓缩有诊断意义。低白蛋白血症，可见于以下几种原因：（1）白蛋白合成减低：常见于急性或慢性肝病。（2）由于营养不良或吸收不良。（3）遗传性缺陷：无白蛋白血症。（4）组织损伤（外科手术或创伤）或炎症（感染性疾病）引起的白蛋白分解增加。（5）白蛋白异常丢失：如肾病综合征、慢性肾小球肾炎、糖尿病、系统性红斑狼疮、溃疡性结肠炎、肿瘤、烧伤所致渗出性皮炎。（6）白蛋白分布异常：如门脉高压时，大量蛋白质从血管内渗入腹腔。 目前已发现20种以上白蛋白的遗传性变异，这些个体可以不表现病症，在电泳分析时其白蛋白区带可以出现1条或2条宽带，有人称之为双白蛋白血症。当某些药物大量应用（如青霉素大量注射使血浓度增高时）而与白蛋白结合时，也可使白蛋白出现异常区带。 二、α1区带球蛋白 1、α1-抗胰蛋白酶（α1-antitrypsin,α1AT或AAT）是具有蛋白酶抑制作用的一种急性时相反应蛋白，分子量为5.5万，等电点4.8，半寿期4天，电泳中位与α1区带，是这一区带的主要组分。正常参考值：成人780～2000mg/L、新生儿1450～2700mg/L。低血浆AAT可以发现于胎儿呼吸窘迫综合症，AAT先天缺陷易导致肺气肿和肝硬化。 2、α1-酸性糖蛋白（α1-acid glycoprotein,AAG）早期称之为乳清类粘蛋白，分子量4万，等电点2.7～3.5，半寿期5天，电泳位于α1区带，成人正常参考值：500～1500mg/L。AAG是主要的急性时相反应蛋白，在急性炎症时增高，在风湿病、恶性肿瘤及心肌梗死患者亦常增高，在营养不良、严重肝损害等情况下降低。 3、α1-脂蛋白分子量20万，成人参考值1700～3250mg/L。在严重肝病如肝硬化时明显降低，妊娠及高雌激素血症时可轻度增加。 4、甲胎蛋白（α-fetoprotein,αFP或AFP）主要在胎儿肝脏中合成，分子量6.9万，电泳位于α1区带，成人参考值：0.03mg/L(<30)。在成人AFP可以在大约80%的肝癌患者血清中升高，在生殖细胞肿瘤出现AFP阳性率为50%，在其他肠胃管肿瘤如胰腺癌或肺癌及肝硬化等患者亦可出现不同程度的升高。 三、α2区带球蛋白 1、结合珠蛋白（haptoglobin,HP）在血浆中与游离的血红蛋白结合，，是一种急性时相反应蛋白，分子量8.5～40万，等电点4.1，半寿期2天，电泳位于α2区带。正常参考值范围较宽为300～2150mg/L。急性时相反应中血浆HP增加，当烧伤和肾病综合症引起大量白蛋白丢失的情况下亦可见增加。血管内溶血和溶血性贫血、输血反应、谑疾时HP含量明显下降。此外，严重肝病患者HP的合成降低。 2、 2-巨球蛋白（α2-macroglobulin,α2MG或AMG）是血浆中分子量最大的 蛋白质，是由肝细胞与单核吞噬细胞系统中合成，分子量为62.5～80万，等电点5.4，半寿期5天，但当与蛋白水解酶结合为复合物后其清除率加速。成人参考值：1250～4100mg/L。在低蛋白血症时α2MG含量可增高，可能系一种代偿机制以保持血浆胶体渗透压。妊娠气及口服避孕药时血浓度增高，机制不明。 3、铜蓝蛋白（ceruloplasmin,CER）是一种含铜的α2糖蛋白，分子量12～16万，等电点4.4，半寿期4.5天，成人参考值：200～500mg/L。CER也属于一种急性时相反应蛋白。在感染、创伤和肿瘤时血浆CER增加，在营养不良、严重肝病及肾病综合症时（CER往往下降。妊娠期、口服避孕药时其含量有明显增加。该蛋白最特殊作用在于协助Wilson病的诊断，既患者血浆CER 含量明显下降，而拌有血浆可透析的铜含量增加。
四川师范大学生命科学学院 学科：细胞生物学 题目：蛋白质分选 班级：09级3班 姓名：王强 学号：2009090344
综述：蛋白质的分选 哺乳动物细胞含有上万种蛋白质，除线粒体和植物细胞叶绿体能合成少量蛋白外，绝大多数的蛋白质或者在细胞基质游离的核糖体上合成，或在糙面内质网膜结合核糖体上合成。由于蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分，因此必然存在不同的机制进行蛋白质的分选，将蛋白质转运到细胞特定的部位发挥其功能。只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体，才能参与细胞的各种生命活动。这一过程称为蛋白质的定向转运或称为蛋白质的分选。蛋白质的分选是一个涉及多种信号调控的复杂而重要的细胞生物学问题。 信号假说是1975年，G.Blobel和D.Sabatini等根据实验依据提出的，即分泌蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌蛋白到内质网上合成，然后在信号肽的指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，在蛋白质合成结束后信号肽被切除。 蛋白质分选主要是指膜结合核糖体上合成的蛋白质, 通过信号肽,在翻译的同时进入内质网, 然后经过各种加工和修饰,使不同去向的蛋白质带上不同的标记, 最后经过高尔基体反面网络进行分选,包装到不同类型的小泡,并运送到目的地, 包括内质网、高尔基体、溶酶体、细胞质膜、细胞外和核膜等。广义的蛋白质分选也包括在游离核糖体上合成的蛋白质的定位。蛋白质是由核糖体合成的，合成之后必须准确无误地运送到细胞的各个部位，此过程称为蛋白质的分选。
（一）蛋白质分选途径大体可分为两种： 1）翻译后转运途径：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、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白，通过该途径进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器的蛋白质，必须在分子伴侣的帮助下解折叠或维持非折叠状态，这有利于通过膜上的输入装置。最近在酵母细胞也发现有些蛋白质在细胞质基质的游离核糖体上合成，然后再转运至内质网中，可见蛋白质的分选对细胞的生活有多么重要的意义啊。 2）共翻译转运途径：蛋白质合成在游离核糖体上起始后由信号肽引导移至糙面内质网，然后新生肽边合成边转入糙面内质网中，在经高尔基体加工包装运输到溶酶体、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。 （二）蛋白质分选的四种基本类型： 1、蛋白质的跨膜转运：主要指在细胞质基质合成的蛋白质转运至内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器。（其中进入内质网与进入线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等的机制有所不同） 2、膜泡运输：蛋白质通过不同类型的转运小泡从其糙面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞不同的部位。其中涉及各种不同的运输小泡的定向转运，以及膜泡出芽和融合的过
专题三细胞中的蛋白质、核酸、糖类、脂质 一.蛋白质组成元素和基本单位 1.组成元素：C、H、O、N，有的还含有S、P等，其中元素可 以作为蛋白质的特征元素。 2.基本单位：氨基酸（组成生物体的蛋白质的氨基酸约种）， 自然界有很多种氨基酸。 3.结构通式：见右 4.特点：每种氨基酸至少有一个和一个，并且都有一个氨基和一个羧基连在碳原子上。 5.分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸。 8种必需氨基酸：甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。 谐音记忆：甲携来一本亮色书 6.对通式的分析 组成蛋白质的20种氨基酸的区别： 不同； 不同氨基酸之间的性质差异：不同 蛋白质分子的两性：酸性是因为含有，碱性是是因为含有。 二.蛋白质的结构、功能、及其多样性 1.脱水缩合：一个氨基酸分子的（一NH2）与另一个氨基酸分子的（一COOH）相连接，同时失去一分子。（此过程消耗，需要消耗ATP）（1）场所：（翻译） （2）形成物质名称：肽。 （3）氨基酸之间连接化学键名称：肽键肽键的结构式可表示如下： （提醒：不能忘记价键的横线） 不要将氨基（）错写为NH2或一NH3；不要将羧基（）误写为COOH；不要将肽键（）误写为CO-NH或CONH。 （4）H2O中H的来源：一个来自一NH2，一个来自一COOH。而O则只来自于一COOH。 肽的名称：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为（三个或三个以上的称为多肽），如：由六个氨基酸分子构成一条链，则其名称是六肽，也可称为多肽。通常核糖体合成的多肽没有，需要经过（在内质网、高尔基体上完成）形成有一定空间的蛋白质，才能发挥作用。 提醒：不是所有蛋白质的形成都需要内质网和高尔基体的参与。 2.蛋白质结构的多样性： （1）氨基酸的不同，构成的肽链不同。（2）氨基酸的不同，构成的肽链不同。（3）氨基酸的不同，构成的肽链不同。（4）肽链的不同，构成的蛋白质不同。 注意：蛋白质结构的多样性与氨基酸之间的无关 3.蛋白质功能（见右下表）