蛋白质的分选课件

• 主要成分：由3-4个Sec61蛋白复合体构成(哺乳动物)，每 个Sec61蛋白由三条肽链组成。
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二.蛋白质分选的基本途径与类型
• 1.蛋白质分选的基本途径：
•
根据蛋白转运与翻译的时空关系分类。
•
内质网内蛋白质合成过程：共翻译转运
•
细胞质基质合成蛋白质的转运方式：翻译后转运
• 2.蛋白质的转运类型：
• 决定蛋白定位和构象的氨基酸序列：
• 开始转移序列(start transfer sequence)：引导肽链 穿过内质网膜的信号肽。
• 停止转移序列(stop transfer sequence)：有些序列 与内质网膜有很强的亲和力，而结合在脂双层之中，不再 转入内质网腔，形成跨膜蛋白。
• 含3个主要功能部位：信号肽识别结合位点(P54，多Met，
具GTP酶活)、翻译暂停位点(P9/P14)、SRP受体蛋白结合位
点(P68/P72)。
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P9/P14
翻译暂停位点
信号肽序列结合位点
P54
含蛋氨酸侧链 结合信号肽疏水核心
SRP受体（停泊蛋白,DP）结合位点
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细胞内蛋白质的分选与膜泡运输
• 一.信号假说与蛋白质分选信号 • 二.蛋白质分选基本途径与类型 • 三.膜泡运输
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一.信号假说与蛋白质分选信号
• 1.信号肽的发现与信号假说的提出 • 2.信号肽的序列特点 • 3.信号识别相关因子：信号识别颗粒、停泊蛋白和移位子 • 4.信号假说的实验验证及rER蛋白质合成过程确定
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+
++ +
信号肽切除，多肽链进入
微粒体中
“+”和“-”分别代表反应混合物中存在（+）或不存在（-）该物质。
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信号序列
内质网内的可溶性蛋白质合成
信号识别 颗粒
信号 识别 颗粒 受体
易位子
信号肽酶
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可溶性蛋白质
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• 内质网膜上的移位子（translocon）为蛋白复合体， 直径约8.5nm，中心有一个直径为2nm的“通道”，其功能 与新合成的多肽进入内质网有关。
• 分泌蛋白N端序列作为信号肽(signal peptide)，指导 分泌性蛋白到内质网膜上合成；在信号肽引导下，蛋白质边 合成边通过移位子蛋白复合体进入内质网腔；在蛋白合成结 束之前信号肽被切除。
• G. Blobel因此获得1999年诺贝尔医学和生理学奖。
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• 信号肽(signal peptide)：又称开始转移序列（start transfer sequence），位于新合成肽链N端，引导新合成的肽链转移到 内质网上合成的信号序列。
• SRP受体(SPR receptor)：又称停泊蛋白(docking protein,DP)，72KD，异二聚体蛋白，属内质网膜整合蛋白， 与SRP特异结合。
• 一个亚基（640个Aa）暴露于细胞质，亲水；
• 另一亚基（300个Aa）嵌入膜内，疏水。
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• 4.信号假说的实验验证及rER蛋白质合成过程确定
• 信号肽一级序列：16-26Aa，包括疏水核心（h）、C端 （c）和N端（n）三个区域。
• 特点：无严格的专一性，可将引导不同蛋白序列。
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• 信号识别颗粒(ຫໍສະໝຸດ RP)：6种不同多肽和1个7S RNA(约300bp) 组成的复合物。
•
• • 含2个结构域：信号肽识别结构域，核糖体结合结构域
• 广义的过程包括：蛋白质从合成直到降解或分泌胞外。
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，取决于两个方面。
信号序列
（signal sequeence）
蛋白质中包含特殊的信号序列。
识别（装so置rtin（g r分ece选pto受r）体）细胞器上具特定的信号识别装置。
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•
• 翻译后转运（post-translational translocation）， 在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转运至细胞质基 质特定部位或膜围绕的细胞器。包括线粒体、叶绿体、过 氧化物酶体、内质网及细胞核，细胞质基质驻留蛋白、骨 架蛋白等。
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• 共翻译转运（cotranslocation）
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• 信号肽(signal peptide)的发现：
• 1972年Milstein等用骨髓瘤细胞提取的免疫球蛋白较分 泌到胞外的成熟免疫球蛋白在N端多出一段肽链，推测起信 号作用。
• 信号假说（Signal hypothesis）：分泌蛋白合成与定位
• 1975年美国G. Blobel和D. Sabatini正式提出。
蛋白质在哪里合成?
均起始于细胞质基质，一些核糖体起始蛋白质合成不久，便 转移至内质网膜上，再进行合成。
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细胞内蛋白质的分选与膜泡运输
• 蛋白质的定向转运（protein targeting）或分选 （protein sorting）：结构与功能各异的蛋白质，在细胞 质基质或糙面内质网的核糖体上合成，然后转运到正确的 部位，并组装成结构与功能的复合体，参于生命活动的过 程。
• 根据蛋白的转运方式或机制分四类
• 3.细胞内合成蛋白质定向转运主要取决于两个方面：
•
其一蛋白质中包含特殊的信号序列
•
其二细胞器上特定的信号识别装置与分选受体
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• 1.蛋白质分选的两条基本途径：
• 共翻译转运（Cotranslational translocation），在细 胞质基质，蛋白质合成起始后，转移至粗面内质网，至高 尔基体，溶酶体，分泌泡，细胞膜乃至胞外。
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非细胞系统中（cell-free system）蛋白质的翻译 过程与SRP、DP和微粒体的关系
实验 含有编码信号 SRP DP 微粒体
结
果
组别 序列的mRNA
1
+
-- -
产生含信号肽的完整多肽
2
+
+- -
合成70～100氨基酸残基后，
肽链停止延伸
3
+
++ -
产生含信号肽的完整多肽
• • Blobel、Dobberstein和Walter用分离微粒体和非细胞体
系(cell-free system)实验证实：信号序列的存在，和分 泌蛋白合成过程。
• 实验方法：放射性氨基酸脉冲标记孵育、密度梯度离心获 得微粒体、去垢剂处理对照、蛋白酶降解等。
• RER合成蛋白与信号肽、SRP与DP间的关系实验