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文檔簡介
第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)cytoplasmicmatrix基本概念:在真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中,除去可分辨細(xì)胞器以外膠狀物質(zhì),稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
細(xì)胞組分
數(shù)目
體積比
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體胞內(nèi)體過氧化物酶體線粒體11113002004001700
54612311122第1頁
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠:
用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分,先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后,存留在上清液中主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成份。稱之為胞質(zhì)溶膠。
主要成份:中間代謝相關(guān)數(shù)千種酶類、細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個高度有序體系,其中細(xì)胞質(zhì)骨架纖維貫通在粘稠蛋白質(zhì)膠體中,多數(shù)蛋白質(zhì)直接或間接地與骨架結(jié)合從而完成特定生物學(xué)功效。
特點:第2頁1
完成各種中間代謝過程
如糖酵解過程、磷酸戊糖路徑、糖醛酸路徑等蛋白質(zhì)合成與脂肪酸合成2與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)功效維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量傳遞等
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)功效3蛋白質(zhì)修飾和選擇性降解第3頁1)
輔酶或輔基與酶共價結(jié)合。2)
磷酸化與去磷酸化。3)
糖基化。
1.蛋白質(zhì)化學(xué)修飾O-linkedoligosaccharideN-linkedoligosaccharides第4頁4)
對一些蛋白質(zhì)N-端進行甲基化修飾。5)?;?。src
基因編碼酪氨酸激酶與豆蔻酸共價結(jié)合,促使激酶轉(zhuǎn)移并靠豆蔻酸鏈結(jié)合到細(xì)胞質(zhì)膜上,只有這么,細(xì)胞才能被轉(zhuǎn)化。第5頁2.蛋白質(zhì)選擇性降解控制蛋白質(zhì)壽命決定蛋白質(zhì)壽命信號為存在于N端第一個氨基酸:N端第一個是:Gly、Pro、Ser、Met、Thr、Ala、Val、Cys,穩(wěn)定N端第一個是其它12種不穩(wěn)定,能被泛素降解路徑(ubiquitin-dependentpathway)所識別,目標(biāo)蛋白Lys被泛素化后送往蛋白酶復(fù)合體(proteosome)降解.泛素降解路徑(ubiquitin-dependentpathway):泛素是一個由76個氨基酸殘基組成小分子蛋白,含有蛋白質(zhì)降解和細(xì)胞周期調(diào)控等各種生物學(xué)功效。3.降解變性和錯誤折疊蛋白質(zhì)第6頁分子伴侶(chaperones)
是一個引導(dǎo)蛋白質(zhì)正確折疊蛋白質(zhì)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)折疊時,它們能保護蛋白質(zhì)分子免受其它蛋白質(zhì)干擾。很多分子伴侶屬于熱休克蛋白(heatshockprotein,Hsp).幫助變性或錯誤折疊蛋白質(zhì)重新折疊,形成正確分子構(gòu)象4.對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)修飾:1.molecularchaperone:與未折疊或部分折疊蛋白質(zhì)結(jié)合,預(yù)防蛋白質(zhì)降解。2.Chaperonin:陪同蛋白。多個分子伴侶蛋白形成復(fù)合體,能直接推進蛋白質(zhì)折疊。第7頁家族功效伴侶素10伴侶素60輔助伴侶素,幫助Hsp60底物折疊以利于其與Hsp60結(jié)合。小熱休克蛋白包含各種蛋白質(zhì),依靠ATP發(fā)揮其功效,與非自然態(tài)蛋白質(zhì)結(jié)合。Hsp40輔助伴侶素,調(diào)整Hsp70活性。不過其中一些能與非自然態(tài)蛋白質(zhì)結(jié)合。Hsp60經(jīng)過ATP幫助15-30%細(xì)胞蛋白質(zhì)進行折疊。Hsp70預(yù)防未折疊多肽鏈粘連聚集,解聚多疊體蛋白質(zhì),參加蛋白質(zhì)運輸,調(diào)整熱休克應(yīng)答。Hsp90與一些激酶和類固醇受體一同作用于信號傳導(dǎo)通路,也可能會發(fā)揮一些“經(jīng)典”分子伴侶作用。Hsp100解聚蛋白質(zhì)多疊體和聚集體。Hsp110與Hsp70高度同源,功效未知。4.對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)修飾:分子伴侶(chaperones)第8頁細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembranesystems)概念:細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是在結(jié)構(gòu)、功效、乃至發(fā)生上相關(guān),由膜圍繞細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。主要包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。第9頁內(nèi)膜系統(tǒng)是動態(tài)這些膜是相互流動,處于動態(tài)平衡,功效上相互協(xié)調(diào)第10頁●ER是真核細(xì)胞中最大細(xì)胞器
●ER膜占細(xì)胞膜系統(tǒng)二分之一●所包圍體積占細(xì)胞總體積10%ER內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)第11頁微粒體----細(xì)胞勻漿等人工過程,破碎內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成近似球形囊泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)化學(xué)組成第12頁主要為蛋白質(zhì)、脂類。磷脂占50%-60%,蛋白質(zhì)約占20%?!魞?nèi)質(zhì)網(wǎng)標(biāo)志酶是葡萄糖-6-磷酸酶和CytP-450。◆細(xì)胞色素P450在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中最為豐富P4內(nèi)質(zhì)網(wǎng)化學(xué)組成第13頁三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)類型核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughendoplasmicreticulum,RER)和光面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothendoplasmicreticulum,SER)。RER呈扁平囊狀,排列整齊,有核糖體附著。SER呈分支管狀或小泡狀,無核糖體附著。分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)一部分。
第14頁A光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功效脂合成與轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功效磷脂轉(zhuǎn)位因子磷脂轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位因子或稱翻轉(zhuǎn)酶幫助。有選擇性,確保了膜中磷脂分布不對稱。合成包含磷脂和膽固醇幾乎全部膜脂。其中最主要磷脂是磷脂酰膽堿(卵磷脂)。3種酶都在ER上。第15頁磷脂轉(zhuǎn)運有兩種方式。一個是憑借一個水溶性蛋白,叫磷脂交換蛋白(phospholipidexchangeprotein,PEP)作用另一個是以出芽方式轉(zhuǎn)運到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞質(zhì)膜上磷脂轉(zhuǎn)運:第16頁糖原分解釋放葡萄糖第17頁解毒作用光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有一些酶用于去除一些脂溶性廢物以及代謝產(chǎn)生有害物質(zhì).豐富氧化酶系統(tǒng)(如細(xì)胞色素P450、NADH細(xì)胞色素C還原酶等)能使許多有害物質(zhì)解毒,轉(zhuǎn)化為易于排出物質(zhì)。Ca2+離子濃度調(diào)整作用
肌質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)特化光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),是貯存Ca2+細(xì)胞器。第18頁ProteinssynthesizedonribosomesofRERinclude:
向細(xì)胞外分泌蛋白質(zhì)膜整合蛋白組成細(xì)胞器中可溶性駐留蛋白
粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功效◆蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運第19頁
包含糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等,其中最主要是糖基化,幾乎全部內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成蛋白質(zhì)最終被糖基化。蛋白質(zhì)修飾與加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行N-連接糖基化。
糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上磷酸長醇分子上,裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到新合成肽鏈特定序列(Asn-X-Ser或Asn-X-Thr)天冬酰胺殘基上。第20頁RER腔中豐富蛋白二硫健異構(gòu)酶(PDI)和分子伴侶系統(tǒng),為蛋白質(zhì)多肽鏈折疊提供了極為有利環(huán)境。2.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)折疊第21頁蛋白二硫異構(gòu)酶(PDI):切斷二硫鍵,幫助新合成蛋白重新形成二硫鍵并處于正確折疊狀態(tài)第22頁結(jié)合蛋白Bip蛋白是一類分子伴侶,屬于Hsp70家族。識別錯誤折疊蛋白或未裝配好蛋白亞單位并促進重新折疊與裝配。Bip在ER蛋白質(zhì)折疊作用第23頁一、高爾基復(fù)合體形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體形態(tài)結(jié)構(gòu)第24頁高爾基體是一個有極性細(xì)胞器位置恒定,結(jié)構(gòu)極性,功效極性:第25頁電鏡扁平囊/中間高爾基網(wǎng)(包含順面、中間和反面扁囊)/高爾基堆成熟面(matureface)小囊泡/順面高爾基網(wǎng)/形成面/未成熟面/凸面大囊泡/反面高爾基網(wǎng)/分泌面/凹面形成面(formingface)光鏡:網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第26頁
高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(CGN)
又稱cis膜囊
高爾基體中間膜囊
多數(shù)糖基修飾; 糖脂形成;多糖合成高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(transGolginetwork,TGN)高爾基體4個組成部分第27頁
嗜鋨反應(yīng):cis面膜囊被特異地染色;
焦磷酸硫胺素酶(TPP酶):可特異顯示高爾基體trans面1~2層膜囊;
煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)或甘露糖酶:可顯示高爾基體中間幾層扁平囊;
胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)或核苷酸二磷酸酶:可顯示靠近trans面上一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu),CMP酶也是溶酶體標(biāo)志酶。
高爾基體各部膜囊4種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)第28頁嗜鋨反應(yīng)TPP酶反應(yīng)CMP酶或核苷酸二磷酸酶反應(yīng)NADP酶或甘露糖酶反應(yīng)第29頁
高爾基體主要功效是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成各種蛋白質(zhì)進行加工、分類與包裝,然后分門別類地運輸?shù)郊?xì)胞特定部位或分泌到細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成脂類一部分也要經(jīng)過高爾基體向細(xì)胞質(zhì)膜和溶酶體膜等部位運輸,所以能夠說,高爾基體是細(xì)胞內(nèi)大分子運輸一個主要交通樞紐。另外高爾基體還是細(xì)胞內(nèi)糖類合成工廠,在細(xì)胞生命活動中起各種主要作用。
二、高爾基體功效第30頁◆O-連接糖基化
將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸羥基上,稱為O-連接糖基化?!鬘-連接寡聚糖深入加工:
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上:磷酸多萜醇上糖基轉(zhuǎn)移到多肽天冬酰胺(Asn)上高爾基體:加工,切除葡萄糖和部分甘露糖分子,添加特定單糖,形成成熟糖蛋白高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化第31頁高甘露糖側(cè)鏈修飾成熟N-連接寡糖鏈第32頁哺乳動物高爾基體中進行修飾過程復(fù)雜N-連接糖基化第33頁
特征
N-連接O-連接1.合成部位
粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2.合成方式
來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去3.與之結(jié)合氨基酸殘基
天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4最終長度
最少5個糖殘基普通1~4個糖殘基,但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基
N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等N-連接與O-連接寡糖比較第34頁蛋白質(zhì)糖基化生物學(xué)意義
不一樣蛋白質(zhì)糖基化含有不一樣功效,糖基化主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)穩(wěn)定性;多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)。對多數(shù)分選蛋白質(zhì)來說,糖基化并非作為蛋白質(zhì)分選信號。進化上意義:寡糖鏈含有一定剛性,從而限制了其它大分子靠近細(xì)胞表面膜蛋白,這就可能使真核細(xì)胞祖先含有一個保護性外被,同時又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞形狀與運動。第35頁◆無生物活性蛋白原(proprotein)
高爾基體
切除N-端或兩端序列
成熟多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工類型第36頁◆蛋白質(zhì)前體
高爾基體
水解
同種有活性多肽,如神經(jīng)肽等。(泛素分子)◆含有不一樣信號序列蛋白質(zhì)前體
高爾基體
加工成不一樣產(chǎn)物。(腦啡肽原、ACTH/內(nèi)啡肽原和強啡肽原)不一樣肽不一樣加工方式:1.有些多肽分子太小,在核糖體上難以有效地合成,如只有5個aa神經(jīng)肽。2.有些可能缺乏包裝并轉(zhuǎn)運到分泌泡中必要信號。3.預(yù)防活性物質(zhì)在合成部位發(fā)揮活性。◆硫酸化作用也在高爾基中進行,供體3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸,PAPS蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工類型第37頁
1949年,deDuve將大鼠肝組織勻漿,并對其中各種細(xì)胞器進行分級分離,以期找出哪些細(xì)胞器與糖代謝酶相關(guān)。在測定作為對照酸性磷酸酶活性時,發(fā)覺酶活性主要在線粒體組分中。但試驗結(jié)果卻出現(xiàn)了一些反常現(xiàn)象,如蒸餾水提取物中酶活性比在蔗糖滲透平衡液抽提物中酶活性高。放置一段時間抽提物比新鮮制品中酶活性高,而且其酶活性卻與沉淀物線粒體無關(guān)。隨即又發(fā)覺其它幾個水解酶也有類似現(xiàn)象,從而推測在線粒體組分中還存在一個新細(xì)胞器。1955年,deDuve與Novikoff合作首次用電子顯微鏡證實了溶酶體存在。
溶酶體(lysosome)第38頁溶酶體(lysosome)幾乎存在于全部動物細(xì)胞中。溶酶體是單層膜圍繞、內(nèi)含各種酸性水解酶類囊泡狀細(xì)胞器。其主要功效是進行細(xì)胞內(nèi)消化作用。
溶酶體(lysosome)第39頁溶酶體特點:不一樣起源溶酶體形態(tài)、大小,甚至所含有酶種類都有很大不一樣。溶酶體呈小球狀,大小改變很大。1、溶酶體是一個異質(zhì)性細(xì)胞器第40頁溶酶體類型
◆初級溶酶體(primarylysosome)◆次級溶酶體(secondarylysosome)▲自噬性溶酶體(aotolysosome)▲異噬性溶酶體(heterolysosome)◆后溶酶體(postlysosome)第41頁初級溶酶體(primarylysosome)這類溶酶體是含有有各種酸性水解酶,但無作用底物,外面只有一層單位膜,其中酶處于非活性狀態(tài)。第42頁次級溶酶體(secondarylysosome)這類溶酶體中含有水解酶和對應(yīng)底物,是正在進行或完成消化作用溶酶體,可分為自噬溶酶體和異噬溶酶體。第43頁肝細(xì)胞脂褐質(zhì)后溶酶體(殘體)Residualbody已失去酶活性,僅留未消化殘渣故名,殘體可經(jīng)過外排作用排出細(xì)胞,也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多,如肝細(xì)胞中脂褐質(zhì)。第44頁2、溶酶體內(nèi)含有50各種酸性水解酶---theprincipalsitesofintracellulardigestion.Lysosomescandigesteverykindofbiologicalmolecule.酸性磷酸酶是溶酶體標(biāo)志酶,第45頁◆溶酶體膜上含有各種載體蛋白用于水解產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運◆溶酶體膜上嵌有質(zhì)子泵◆溶酶體膜蛋白高度糖基化◆溶酶體膜含有能促進膜穩(wěn)定性膽固醇3、溶酶體膜穩(wěn)定性第46頁溶酶體主要功效是消化作用,依據(jù)其消化物質(zhì)又可將他作用分為以下3種:1.去除無用生物大分子、衰老細(xì)胞器及衰老損傷和死亡細(xì)胞
二、溶酶體功效溶酶體和蛋白酶體:(1)很多生物大分子半壽期只有幾個小時至幾天,(2)肝細(xì)胞中線粒體平均壽命約10天(3)
細(xì)胞質(zhì)膜不停更新,(4)?成人紅細(xì)胞僅能存活120天,天天要去除1011個紅細(xì)胞,(5)
發(fā)育中和成體凋亡細(xì)胞第47頁2.防御作用(1)吞噬細(xì)胞位于肝、脾及血管中,去除抗原-抗體復(fù)合物
單核細(xì)胞→巨噬細(xì)胞(過氧化物及超氧過物)(2)麻瘋桿菌、利什曼原蟲、一些病毒利用吞噬細(xì)胞吞噬作用進入細(xì)胞抑制溶酶體酶活性,在細(xì)胞內(nèi)釋放核殼進行增殖。第48頁3.其它主要生理功效(1)作為細(xì)胞內(nèi)消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng)。
第49頁(2)在分泌腺細(xì)胞中,溶酶體經(jīng)常攝入分泌顆粒,可能參加分泌過程調(diào)整。
甲狀腺球蛋白(腺體內(nèi)腔)→溶酶體→水解成甲狀腺素,然后分泌到細(xì)胞外毛細(xì)血管中。免疫應(yīng)答抗原遞呈過程。(3)兩棲類發(fā)育過程中蝌蚪尾巴退化,哺乳動物斷奶后乳腺退行性改變等都包括一些特定細(xì)胞程序性死亡及周圍活細(xì)胞將其去除,這些過程都與溶酶體相關(guān)。
第50頁(4)在受精過程中作用,精子頂體相當(dāng)于特化溶酶體,其中含各種水解酶類,如透明質(zhì)酸酶、酸性磷酸酶及蛋白水解酶等,它能溶解卵細(xì)胞外被及濾泡細(xì)胞,產(chǎn)生孔道,使精子進入卵細(xì)胞。第51頁在細(xì)胞凋亡過程中以出芽形式形成凋亡小體,被巨噬細(xì)胞吞噬并消化。自噬作用去除無用生物大分子、衰老細(xì)胞器及衰老損傷和死亡細(xì)胞第52頁溶酶體生物發(fā)生溶酶體形成是一個相當(dāng)復(fù)雜過程,包括細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和內(nèi)體.第53頁前溶酶體rER順面管網(wǎng)反面管網(wǎng)高爾基復(fù)合體
溶酶體水解酶前體加入磷酸基團M-6-PATPADP+PiH+去除磷酸pH=5成熟溶酶體M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一個分選信號)溶酶體酶M6P分選路徑第54頁一、過氧化物酶體(peroxisome)形態(tài)結(jié)構(gòu)電鏡:由一層單位膜包圍、高電子密度、圓形或卵圓形細(xì)胞器。過氧化物酶體(peroxisome)過氧化物酶體(peroxisom)又稱微體(microbody),是由單層膜圍繞內(nèi)含一個或幾個氧化酶類異質(zhì)性細(xì)胞器。煙草葉肉細(xì)胞(尿酸氧化酶形成晶體狀關(guān)鍵)
第55頁二、過氧化物酶體所含酶酶氧化酶:50%,特征:氧化底物同時,將氧還原成過氧化氫。如尿酸氧化酶,D/L-氨基酸氧化酶等過氧化氫酶:40%,作用:對氧化酶作用底物后形成過氧化氫還原成水。標(biāo)志酶:過氧化氫酶。2H2O2過氧化氫酶2H2O+O2預(yù)防H2O2在細(xì)胞內(nèi)堆積,起保護細(xì)胞作用。第56頁
特征溶酶體微體形態(tài)大小多呈球形、直徑0.2~0.5μm、無酶晶體球形直徑多在0.15~0.25μm、常有酶晶體酶種類酸性水解酶含有氧化酶類pH值5左右7左右是否需O2不需要需要功效細(xì)胞內(nèi)消化作用各種功效發(fā)生酶在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、經(jīng)高爾基體出芽形成酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成、經(jīng)分裂與組裝形成識別標(biāo)志酶酸性水解酶等過氧化氫酶微體與初級溶酶體特征比較第57頁新過氧化物酶體發(fā)生第58頁蛋白質(zhì)分選
蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中起始合成后,或是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,或是轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,然后經(jīng)過不一樣路徑轉(zhuǎn)運至細(xì)胞特定部位過程稱為蛋白質(zhì)定向轉(zhuǎn)運或蛋白質(zhì)分選。第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選第59頁后轉(zhuǎn)移(翻譯后運輸):第60頁共轉(zhuǎn)移(共翻譯運輸)第61頁1、門控運輸(gatedtransport):如核孔能夠選擇性主動運輸大分子物質(zhì)和RNP復(fù)合體,而且允許小分子物質(zhì)自由進出細(xì)胞核。2、跨膜運輸(transmembranetransport):蛋白質(zhì)經(jīng)過跨膜通道進入目標(biāo)地。如細(xì)胞質(zhì)中合成蛋白質(zhì)在信號序列引導(dǎo)下,經(jīng)過線粒體上轉(zhuǎn)位因子,以解折疊線性分子進入線粒體。3、膜泡運輸(vesiculartransport):蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運輸小泡,定向轉(zhuǎn)運到靶細(xì)胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體物質(zhì)運輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細(xì)胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素,都屬于這種運輸方式。4、蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中運輸(細(xì)胞骨架體系)。從蛋白質(zhì)分選類型或機制角度看,能夠分為以下路徑第62頁細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)之所以能夠定向轉(zhuǎn)運到特定細(xì)胞器取決于兩個方面:其一是蛋白質(zhì)中包含特殊信號序列(signalsequence)。其二是細(xì)胞器上具特定信號識別裝置(分選受體,sortingreceptor)。蛋白質(zhì)分選基本原理靠新生肽上特殊信號序列以及加工后形成標(biāo)識與特定受體相互作用而完成.第63頁
依據(jù)信號序列運輸方向不一樣分為三種類型,即入核信號、引導(dǎo)肽和信號肽。信號序列類型引導(dǎo)肽:指導(dǎo)線粒體、葉綠體和過氧化物酶體蛋白運輸。
入核信號:指導(dǎo)核蛋白運輸。
信號肽:指導(dǎo)內(nèi)膜系統(tǒng)蛋白質(zhì)運輸。第64頁信號序列作用第65頁靶向輸送蛋白信號序列或成份分泌蛋白信號肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號肽,C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列(20~35氨基酸殘基)核蛋白核定位序列(-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-)過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-(PST序列)溶酶體蛋白Man-6-P(甘露糖-6-磷酸)靶向輸送蛋白信號序列第66頁信號斑(Signalpatch)第67頁共轉(zhuǎn)移:在細(xì)胞質(zhì)中起始合成后轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成蛋白質(zhì),肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中稱為共轉(zhuǎn)移。合成后蛋白去向1.進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中后轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后在某種信號指導(dǎo)下再轉(zhuǎn)移到線粒體、葉綠體、過氧化氫體等細(xì)胞器中轉(zhuǎn)移方式.第68頁2.跨膜蛋白合成第69頁信號-錨定序列(signal-anchorsequence):引導(dǎo)新生肽鏈從細(xì)胞質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中。第70頁停頓轉(zhuǎn)運-錨定序列(stop
transferanchorsequence)
:它是存在于新生肽中能夠使肽鏈經(jīng)過膜轉(zhuǎn)移停頓一段信號序列,結(jié)果造成蛋白質(zhì)錨定在膜雙脂層,停頓轉(zhuǎn)運信號以α螺旋形式錨定在雙脂層。第71頁蛋白質(zhì)分選運輸路徑主要有四類:1、門控運輸(gatedtransport):2、跨膜運輸(transmembranetransport):3、膜泡運輸(vesiculartransport):4、蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中運輸(細(xì)胞骨架體系)。第72頁胞內(nèi)膜泡運輸沿微管或微絲運行,動力來自馬達(dá)蛋白。與膜泡運輸相關(guān)馬達(dá)蛋白有3類:一類是動力蛋白(dynein),可向微管負(fù)端移動;另一類為驅(qū)動蛋白(kinesin),可牽引物質(zhì)向微管正端移動;第三類是肌球蛋白(myosin),可向微絲正極運動。在馬達(dá)蛋白作用下,可將膜泡轉(zhuǎn)運到特定區(qū)域,第73頁
細(xì)胞內(nèi)部內(nèi)膜系統(tǒng)各個部分之間物質(zhì)傳遞經(jīng)常經(jīng)過膜泡運輸方式進行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體;高爾基體到溶酶體;細(xì)胞分泌物外排,都要經(jīng)過過渡性小泡進行轉(zhuǎn)運。
膜泡運輸是一個高度有組織定向運輸,各類運輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運到靶細(xì)胞器,主要是因為細(xì)胞器胞質(zhì)面含有特殊膜標(biāo)志蛋白。許多膜標(biāo)志蛋白存在于不止一個細(xì)胞器,不一樣膜標(biāo)志蛋白組合,決定膜表面識別特征。三膜泡運輸(Vesicletranslocation)第74頁
膜泡運輸是蛋白運輸一個特有方式,普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運過程中不但包括蛋白本身修飾、加工和組裝,還包括到各種不一樣膜泡定向運輸及其復(fù)雜調(diào)控過程。第75頁三種不一樣類型包被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡COPII有被小泡COPI有被小泡第76頁
在受體介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)吞路徑中,也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜
細(xì)胞質(zhì),胞內(nèi)體
溶酶體
1.網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白衣被小泡是最早發(fā)覺衣被小泡,
介導(dǎo)高爾基體到內(nèi)體、溶酶體、植物液泡運輸泡運輸。
高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白有被小泡形成發(fā)源地第77頁網(wǎng)格蛋白(clathrin)50~100nm五邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)三腿蛋白第78頁當(dāng)網(wǎng)格蛋白衣被小泡形成時,可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽頸部,將小泡柄部膜盡可能地拉近(小于1.5nm),從而造成膜融合,掐斷衣被小泡。
第79頁Theformationofclathrin-coatedpitsintheTGN第80頁2.COPII有被小泡
這種類型小泡是介導(dǎo)從ER到順面高爾基體、從順面高爾基體到高爾基體中間膜囊、從中間膜囊到反面高爾基體運輸。小泡外被是外被蛋白COPⅡ(coatproteinⅡ),外被蛋白是一個大復(fù)合體,稱為外被體(coatomer),是個多亞基蛋白復(fù)合物。組成亞基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31和Sec16等第81頁COPⅡ被膜小泡裝配COPⅡ小泡裝配需要一個稱為Sar1G蛋白參加。當(dāng)Sar1中GDP與GTP進行了交換,誘導(dǎo)Sec23和Sec24蛋白結(jié)合,接著是Sec13和Sec31蛋白結(jié)合,最終由一個結(jié)合在ER表面大蛋白質(zhì),Sec16與Sec23/Sec24復(fù)合物、Sec13/Sec31復(fù)合物相互作用,裝配成一個完整小泡。第82頁COPⅠ是一個胞質(zhì)溶膠蛋白質(zhì)復(fù)合物,由7個亞基組成:α、β、β'、γ、δ、ε、ζ。COPⅠ在出芽小泡胞質(zhì)溶膠面聚合,形成
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