蛋白质和蛋白质组学-苏州班规范.pptVIP

主要内容 第一章 蛋白质分子的折叠和定位 第二章 蛋白质的修饰与降解 第三章 蛋白质相互作用 第四章 糖蛋白与蛋白聚糖的结构与功能 第五章 蛋白质组学 第一章 折叠和定位 蛋白质作为基因表达的最终产物，参与了生命活动的每一个环节。 为了发挥应有的生物学功能，蛋白质不仅需要有正确的氨基酸序列，而且还需要有正确的空间结构、正确的亚基组装、正确的化学修饰和正确的靶向定位。 以mRNA 为模板，以氨基酸为底物，从合成第一个肽键起，新生的多肽链就开始了反复不断的折叠一去折叠一再折叠的复杂过程，最终形成一个具有天然空间结构的蛋白质。 第一节 蛋白质分子的折叠 从一条伸展无序的多肽链折叠成具有正确空间结构的蛋白质分子的过程称为蛋白质折叠( protein folding）。 第一节 蛋白质分子的折叠 1. 蛋白质的体外折叠符合“自组装”热力学假说 第一节 蛋白质分子的折叠 第一节 蛋白质分子的折叠 2. 折叠也是一个动力学控制的过程 第一节 蛋白质分子的折叠 3. 能级形貌理论和谐统一地诠释了蛋白质的折叠过程： 能级形貌理论(energy landscape): 成核-快速生长模型 拼图模型 框架模型 快速疏水垮塌模型 扩散-碰撞-缔合模型 动力学模型 格点模型 侧链影响二级结构具有一定的倾向性 二硫键的形成和脯氨酸残基酰胺键的顺反异构化是折叠过程中的慢反应 形成α-螺旋的起始过程是个慢过程 单个结构域作为独立单位进行折叠 细胞内大分子拥挤效应影响多肽链的折叠过程 T和pH也会影响多肽链的折叠 金属离子的配位效应可以影响蛋白质的天然结构 热激蛋白HSP70和HSP40以ATP依赖方式参与蛋白质折叠过程 最常见两类： 1. 蛋白质二硫键异构酶(PDI)：参与二硫键的形成 2. 肽基脯氨酰顺反异构酶(PPI)：帮助脯氨酸弯折 处形成正确的折叠 许多具有前导肽的前体形式的蛋白质，必须有前导肽的参与才能完成折叠，前导肽具备了分子伴侣的作用，从而提出了IMC的概念： 两类：I类参与多肽链的延伸和正确折叠 II类参与蛋白在胞内的转运和定位 五 、膜蛋白的折叠研究具有较大挑战 （一）膜蛋白在磷脂膜中的二级结构可以全部是α-螺旋结构 （二）也可以是β-片层结构 第二节 蛋白质的定位 蛋白质合成后的去向： 驻留在细胞质中； 运输到细胞器； 分泌到细胞外； 插入到细胞膜 蛋白质的靶向输送（protein targeting）：蛋白质合成后被定向输送到发挥作用的靶区域的过程。 蛋白质的靶向输送是由蛋白质上所携带的定位信号所决定的。 第二节 蛋白质的定位 20 世纪70 年代，Blobel G 提出了“信号肽假说”，即所有靶向输送的蛋白质的一级结构中都存在定位信号，它可以引导蛋白质转移到适当的细胞靶部位。 定位信号是决定蛋白质靶向输送的关键因素。 例如，靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋白质，其信号肽（signal peptide）是肽链N - 末端长度为13~36个氨基酸的序列。 第二节 蛋白质的定位 这个信号肽将正在合成之中的分泌型蛋白引导到内质网腔中，然后信号肽被切除，分泌型蛋白在内质网腔中经过折叠、组装和修饰后，经由高尔基复合体输送到细胞外、溶酶体中、内质网腔中、高尔基复合体腔中，或整合到这些细胞器的膜上，或整合到细胞质膜上。 非分泌型蛋白在细胞质中游离核糖体上合成后释放到细胞质中，然后在蛋白分子中定位信号的引导下进人不同的细胞器 Blobel G 因为发现蛋白质具有内在的、可以引导它们在细胞内转运和定位的信号，荣获了1999 年的诺贝尔生理学或医学奖。 定位信号有不同形式：氨基酸序列；蛋白质空间结构；蛋白质的修饰信号等 （二）细胞核蛋白的入核和出核是由核定位信号（NLS）和核输出信号（NES）所决定 蛋白质的核定位信号和核输出信号决定了蛋白质在细胞核内外的转运 蛋白质的出核和入核需要由G蛋白进供能量 （三）成熟的、完全折叠的蛋白质才能被转运到过氧化物酶体中 两类： C-端Ser-Lys-Leu(SKL)序列，不会被切除； N-端PTS2信号，进入后被切除。 （四）分泌型蛋白质的靶向输送起始于粗面内质网 过程：核糖体合成，信号肽引导进入内质网腔，折叠后在高尔基体进分泌小泡，转移到包膜分泌到胞外 （五）膜蛋白的插入具有方向性 1. 膜蛋白都是从粗面的内质网转运到膜上 2. 膜蛋白的方向性是在蛋白质插入内质网膜的过程中决定的 拓扑定位由拓扑序列决定： 内质网跨膜信号序