蛋白质合成加工与运输

细胞内蛋⽩质的合成与运输_论⽂细胞内蛋⽩质的合成与运输摘要：蛋⽩质是⼀切⽣命的物质基础，这不仅是因为蛋⽩质是构成机体组织器官的基本成分，更重要的是蛋⽩质本⾝不断地进⾏合成与分解。

这种合成、分解的对⽴统⼀过程，推动⽣命活动，调节机体正常⽣理功能，保证机体的⽣长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。

根据现代的⽣物学观点，蛋⽩质和核酸是⽣命的主要物质基础。

关键字：多肽链、蛋⽩质、翻译、核糖体、运输途径、运输⽅式，研究前景前⾔：国家重⼤科学研究计划对中国的四项重要科学研究所涉及的领域分别作了详细说明，四个项⽬分别是蛋⽩质研究，量⼦调控研究，纳⽶研究，发育与⽣殖研究。

尽管现在已有多个物种的基因组被测序，但在这些基因组中通常有⼀半以上基因的功能是未知的。

⽬前功能基因组中所采⽤的策略，如基因芯⽚、基因表达序列分析等，都是从细胞中mRNA的⾓度来考虑的，其前提是细胞中mRNA的⽔平反映了蛋⽩质表达的⽔平。

但事实并不完全如此，从DNA mRNA蛋⽩质，存在三个层次的调控，即转录⽔平调控，翻译⽔平调控，翻译后⽔平调控。

从mRNA⾓度考虑，实际上仅包括了转录⽔平调控，并不能全⾯代表蛋⽩质表达⽔平。

⽏庸置疑，蛋⽩质是⽣理功能的执⾏者，是⽣命现象的直接体现者，对蛋⽩质结构和功能的研究将直接阐明⽣命在⽣理或病理条件下的变化机制。

蛋⽩质本⾝的存在形式和活动规律，如翻译后修饰、蛋⽩质间相互作⽤以及蛋⽩质构象等问题，仍依赖于直接对蛋⽩质的研究来解决。

虽然蛋⽩质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋⽩质研究技术远远⽐核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个⽣命过程。

⼀、蛋⽩质⽣物合成过程遗传密码表在mRNA的开放式阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为⼀组，代表⼀种氨基酸或其他信息，这种三联体形势称为密码⼦（codon）。

如图，通常的开放式阅读框架区包含500个以上的密码⼦。

遗传密码的特点⼀⽅向性：密码⼦及组成密码⼦的各碱基在mRNA序列中的排列具有⽅向性（direction），翻译时的阅读⽅向只能是5ˊ→3ˊ。

一、信号肽
（一）特点：长度为13－26个残基，氨基端至少有一个碱性残基，中部有10－15个残基的疏水肽段，羧基端有信号肽酶酶切位点。

一般位于新生肽的氨基端，某些位于多肽的中部。

（二）功能：信号肽合成后被信号识别体(SRP)识别。

信号识别体与核糖体结合，使肽链延伸暂停，将核糖体带到内质网，形成粗糙内质网。

这里合成溶酶体蛋白、分泌蛋白和构成质膜骨架的蛋白。

信号识别体与内质网上的停泊蛋白结合，将核糖体送入多肽移位装置，信号识别体被释放，肽链继续延伸。

合成的肽链进入内质网小腔。

二、在内质网的修饰
多肽在内质网的修饰包括信号肽的切除、二硫键的形成、高级结构的折叠及核心糖化。

在内质网中以长萜醇磷酸酯为载体合成核心糖链，然后转移到蛋白质的天冬酰胺或丝氨酸、苏氨酸上。

三、高尔基体的作用
高尔基体可对核心糖链进行修饰和调整，称为末端糖化。

多肽在此根据各自的结构进行分类，被运往溶酶体、分泌粒和质膜等目的地。

四、线粒体和叶绿体蛋白的合成
他们可编码全部RNA，但所需的蛋白多数由核基因组编码，在游离核糖体中合成。

这些蛋白含有线粒体定向肽或叶绿体转移肽，起信号肽的作用。

高中蛋白质的合成与运输学案设计教案Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】学案设计第二单元第一章第二节蛋白质的合成与运输滕州一中马培超【学习目标】一、知识目标1．简单描述蛋白质的合成和加工过程。

2．描述核糖体的形态结构和成分。

3．简单描述蛋白质的分选、运输过程。

二、能力目标通过探究活动，学会利用同位素示踪法的现象和结果进行推理和判断，学会用实验资料探究结论的方法，培养分析资料、判断推理、归纳结论的能力。

三、情感目标1．在探究活动中培养合作探究的精神。

2．通过蛋白质合成和运输过程的学习，认同细胞的整体性的观点。

【学习重点】1．蛋白质的合成、加工、运输过程。

2．在探究活动中培养分析资料、判断推理、归纳结论的能力。

【学习难点】通过蛋白质合成和运输过程的学习，认同细胞的整体性的观点。

【学习过程】一、蛋白质的合成（一）课前预习：1．是蛋白质的合成场所，其由和共同组成。

2．原核细胞和真核细胞的核糖体结构基本相同，都由和组成。

3．不进行蛋白质合成时，核糖体的大、小亚基是的；在蛋白质合成过程中，大、小亚基是。

4．核糖体合成的蛋白质只能作为蛋白质的，要成为成熟而有功能的蛋白质，还必须经过必要的。

、和都能对新生肽链进行加工。

5．蛋白质的加工主要是指为新生肽链添加上、或并对其和等。

（二）合作探究请结合教材中探究活动“豚鼠胰腺蛋白的分泌”，同学们分组讨论，解决以下问题：1．放射性的出现说明什么由此，你想一想，这种方法还可以用于哪些方面的研究2．分泌蛋白的合成和分泌依次经过哪些结构用箭头连接起来。

3．内质网和高尔基体在这个过程中有什么作用4．蛋白质加工的场所有哪些加工有哪几种形式加工的意义是什么二、蛋白质的分选和运输（一）课前预习：1．蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有，它们的去向和最终定位。

2．核糖体在细胞中的不同，有的结合在上，有的存在于中，这也蛋白质的去向。

No.9 第二节蛋白质的合成与运输第五周第1课时编写人：吴浩审核：李永华班组姓名：组评：师评：【学习目标】1、认真阅读教材P32-P35的知识完成自主学习内容。

2、小组之间相互讨论完成合作探究。

【学习目标】1、说出核糖体的形态结构和成分。

2、说出蛋白质的合成、加工、分选、运输过程。

【学习重、难点】蛋白质的合成、加工、分选、运输过程。

【自主学习】一.蛋白质的合成1、是蛋白质合成的场所，其由和共同组成。

2、蛋白质的合成是指。

3、、和都能对新生肽链进行加工。

蛋白质的加工是指为新生肽链加上、或并对其等。

二.蛋白质的分选和运输4、蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有决定它们的去向和最终定位。

5、蛋白质的运输是指。

6、内质网上的合成的蛋白质通过一定的机制进入到经过初步的后被运送到，再经高尔基体的进一步加工修饰成为最后由高尔基体通过特定的将不同的蛋白质分开，各自以的形式运送到相应的部位。

7、的核糖体合成的蛋白质主要通过各自的分选信号北运送到不同的8、内膜系统包括、、以及一些小泡等。

【合作探究】下图展示了各种细胞结构在蛋白质合成中的分工协作，请将空缺处补充完整。

氨基酸（加工折叠、组装等）分泌蛋白（小泡与其融合）【课堂检测】A级题：1、牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质，在奶牛的乳腺细胞中与上述物质的合成和分泌有关的一组细胞器是（）A、核糖体、线粒体、中心体、染色体B、线粒体、内质网、高尔基体、核膜C、核糖体、线粒体、质体、高尔基体D、核糖体、线粒体、内质网、高尔基体2、关于蛋白质的分选和运输，下列说法不正确的是（）A、蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有分选信号B、游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号C、核糖体在细胞中的存在部位不同，也影响蛋白质的去向D、蛋白质只有被准确地运输到相应的部位才能执行特定的功能3、下列哪一结构与新生肽链的加工修饰无关？（）A、核糖体B、内质网腔C、高尔基体D、细胞质基质B级题：1、蛋白质是生命活动的体现者，但在正常的生命活动中它不能作为细胞的（）A、重要的结构物质B、重要的调节物C、主要能源物质D、机体免疫物质2、癌细胞与正常细胞相比，可能增加数量最多的是（）A、中心体B、内质网C、核糖体D、高尔基体3、成熟蛋白质的形成场所是（）A、高尔基体B、内质网C、核糖体D、细胞质基质【小结】知识延伸鲸为什么会搁浅有人认为鲸类动物搁浅是由于自杀所致。

蛋白质合成、加工和转运的过程一、蛋白质的合成1、核糖体是合成蛋白质的机器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白质。

2、游离核糖体游离于胞质中，合成细胞内的基础蛋白质；附着核糖体，附着在内质网表面，构成粗面内质网的核糖体，合成分泌蛋白和膜蛋白。

3、蛋白质合成的一般过程：1）氨基酸的活化。

氨基酸和tRNA在氨酰―tRNA合成酶作用下合成活化的氨酰―tRNA。

2）起始、延伸和终止。

3）蛋白质合成后的加工。

肽链N端Met的去除；氨基酸残基的化学修饰，乙酰化、甲基化、磷酸化等；肽链的折叠；二硫键的形成。

二、蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运1、信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网的合成。

1）信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网腔。

2）新生分泌性蛋白质多肽链在胞质中的游离核糖体上起始合成。

当新生肽链N端的信号肽被翻译后，可立即被细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP）识别、结合。

3）与信号肽识别结合的SRP，识别结合内质网膜上的SRP-R，并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上。

而SRP则从信号肽―核糖体复合体上解离，返回细胞质基质中重复上述过程。

4）在信号肽的引导下，合成中的肽链，通过由核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网网腔。

随之，信号肽序列被内质网膜戗面的信号肽酶且除，新生肽链继续延伸，直至完成而终止。

最后完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，并从内质网上解离。

2、跨膜驻留蛋白的插入和转移决定了蛋白质的两种去处：1）穿过膜进腔，为可溶性蛋白质，包括分泌蛋白和内质网驻留蛋白。

2）嵌入内质网膜中，形成膜蛋白。

3、粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运过程密切相关。

1）新生多肽链的折叠与装配，与合成同时发生。

内质网为新生多肽链正确的折叠和装配提供了有利的环境。

综述细胞内的蛋白质合成、加工、修饰、分选与运输方式及其生物学意义。

蛋白质是生命活动的主要承担者，是构成细胞和生物体结构的重要物质，在生物体及细胞的生命活动中发挥重大作用。

1.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。

2.细胞内的化学反应离不开酶得催化，绝大多数酶都是蛋白质。

3.有些蛋白质具有运输载体的功能。

（血红蛋白运输氧）4.有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动。

（如，胰岛素）5.有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。

1 蛋白质的合成蛋白质的生物合成过程实质上是基因表达的一个过程，它包括转录和翻译。

即把mRNA 分子中的碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程，可分为起始、延长和终止3个阶段，分别由不同的起始因子、延伸因子和终止因子（释放因子）参与。

细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质之中。

2 蛋白质的加工与修饰许多新生肽要经过一种或几种共价键修饰，这种修饰可以在正延伸着的肽链中进行。

一般情况下，翻译后修饰一是为了功能上的需要，另一种情况是折叠成天然构象的需要。

在粗面内质网合成并进入内质网腔的蛋白质发生的主要化学修饰作用有糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成。

而在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有辅酶或辅基与酶的共价结合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等。

蛋白质的修饰加工主要包括：切除加工：包括切除N-端甲硫氨酸、信号肽序列和切除部分肽段，将无活性的前体转变成活性形式。

（包含信号肽的胰岛素前体称为前胰岛素原，去掉信号肽的胰岛素的前体称为胰岛素原),进一步切除称为C链的肽段后才能形成活性形式的胰岛素）糖基化：糖基化主要发生在内质网和高尔基体中。

粗面内质网上合成的大多数蛋白在都发生了糖基化。

主要作用是促进蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象，增加蛋白质的稳定性，有N-连接的糖基化和O-连接的糖基化之分。