浙师大《细胞生物学》vesicleTransport.pptVIP

概 述 蛋白质的定向转运(protein targetting)或分选 (protein sorting) 核糖体合成蛋白质后，必须转运至细胞特定的部位，只有转运至正确部位的蛋白质并装配成有功能的复合体，才能参与细胞的生命活动。 蛋白质分选与装配是一个复杂的、涉及多种信号调控的细胞生物学过程。 两种类型的核糖体合成蛋白质的运输 游离核糖体合成的蛋白质：运输到细胞核、线粒体、过氧化物酶体、叶绿体及细胞质基质的特定部位等。少数还可转运至内质网腔中。 附着核糖体合成的蛋白质：运输到高尔基复合体、溶酶体、胞内体等膜相结构细胞器或分泌到细胞外。 游离核糖体合成蛋白质的运输 附着核糖体合成蛋白质的运输 一、附着核糖体合成蛋白质 (一) 各种蛋白质的分选信号和运输 1、分泌蛋白的分选信号和运输 2、膜整和蛋白的分选信号和运输 3、溶酶体酶的分选信号和运输 4、ER腔中驻留蛋白分选信号 (二) 胞吐作用的两条运输途径 (三) 囊泡运输的机制 1、 分泌蛋白的分选信号和运输 分泌蛋白的分选信号：N-端的信号肽 信号肽：一般为15~30个aa残基组成，由信号肽N端、疏水核心区和 C端组成。 1、分泌蛋白的分选信号和运输 (续) 分泌蛋白的信号肽在ER腔内常常被信号肽酶剪切，故成熟的分泌蛋白不含有信号肽。 肽链边合成边转移至ER腔中的方式称为协同转移(cotranslocation)。引导肽链穿过ER膜的信号肽可以看作为开始转移序列。 分泌蛋白的运输：以囊泡的形式运输。 2、膜整合蛋白的分选信号和运输 膜整合蛋白：存在于质膜和其它细胞器膜上的蛋白质。 在rER上合成，然后经过高尔基复合体加工运输到其它细胞器的膜上。 膜整合蛋白具有方向性：在rER上合成时就已经确定。 对应关系：ER腔侧的结构域最终定位于质膜的胞外侧；而ER细胞质侧的结构域定位于质膜的细胞质侧。 膜整合蛋白的存在形式 一次跨膜蛋白、多次跨膜蛋白和糖基化的磷脂酰肌醇 (GPI) 连接的蛋白。 其存在方式取决于蛋白质上的拓扑序列。 一次跨膜蛋白 多次跨膜蛋白 2、(1) 一 次跨膜蛋白的定位信号 跨膜片段一般由20~25个疏水性aa组成，形成?-helix 结构锚定在膜上。 多数一次跨膜蛋白，N端位于ER腔侧，C端位于细胞质侧(Type I)；其它的跨膜蛋白，N端位于细胞质侧，C端位于ER腔侧(Type II)。 定位信号：有两种类型 第 一 种 类 型 跨膜蛋白含有一个N端的信号肽和一个内部的停止锚定序列(stop-transfer anchor sequence)，或称为停止转移肽(stop-transfer peptide)。 N端的信号肽是开始转移信号，最终要被信号肽酶剪切；停止转移肽是停止转移信号，当它进入ER膜时，肽链停止转移，形成单一的跨膜?-helix片段。 这类蛋白质N端位于ER腔面，C端位于细胞质面(Type I)。 第 二 种 类 型 信号肽不在肽链的N端，而在肽链的内部，称为内信号肽(internal signal peptide)。内信号肽与N端的信号肽一样，可被SRP识别，并携带核糖体到ER膜上，作为开始转移信号。 内信号肽不被剪切，而锚定在膜上，形成单一跨膜?螺旋。 这类蛋白质有的N端位于细胞质面，C端位于ER腔面；有的方向相反。 一 般 规 律 N端与C端的方向性一般取决于跨膜片段两侧所带电荷残基的分布。 若N端带有负电荷，C端带正点荷，则N端位于ER腔侧，C端位于细胞质侧。 N端带有正电荷，C端带负电荷，则N端位于细胞质侧，C端位于ER腔侧； 2、(2) 多次跨膜蛋白的定位信号 多次跨膜蛋白：是多肽链来回重复地跨过磷脂双分子层，形成多个跨膜的?-helix结构，锚定在膜上。 2、(2) 多次跨膜蛋白的定位信号(续) 含有多个内信号肽和停止转移肽 第一个为内信号肽，既起始肽链的转移又锚定在膜上； 第二个为停止转移肽，只具有锚定在膜上的作用； 第三个又为内信号肽；第四个为停止转移肽；以此类推，就形成了多次跨膜的?-helix片段。 2、(3) 膜蛋白的运输 各种膜蛋白在rER合成后，通过内质网膜出芽形成运输小泡，再经高尔基复合体加工运输到其它膜相结构细胞器或质膜上。 3、溶酶体酶的分选信号和运输 M6P是溶酶体酶蛋白靶向运输的分选信号 包装和运输 在高尔基复合体的TGN处，溶酶体酶的M6P与MPR结合，然后出芽形成特殊的运输小泡； 运输小泡与晚期胞内体融合，将酶与受体分离。酶的部分形成初级溶酶体。 4、ER腔中驻留蛋白的定位 内质网腔中的功能蛋白又称为驻留蛋白(resident protein)如蛋白二硫异构酶(PDI)和分子伴侣Bip和SRPR等。 这些蛋白质在C-端均具有共同的