蛋白質分選與膜泡運輸第一頁，共五十頁，2022年，8月28日第一節細胞內蛋白質的分選信號假說與蛋白質分選信號蛋白質分選轉運的基本途徑與類型蛋白質向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選第二頁，共五十頁，2022年，8月28日一、信號假說與蛋白質分選信號信號假說（Signalhypothesis) G．Blobel：Signalhypothesis,1975認為蛋白質上的信號肽，指導蛋白質轉至內質網上合成。第三頁，共五十頁，2022年，8月28日分泌性蛋白的合成與其跨膜內質網的共翻譯轉運第四頁，共五十頁，2022年，8月28日蛋白質轉入內質網合成的過程：

信號肽與SRP結合→肽鏈延伸終止→SRP與受體(DP)結合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內質網上繼續合成，同時信號肽引導新生肽鏈進入內質網腔→信號肽被切除→肽鏈延伸至終止→翻譯體系解散。這種肽鏈邊合成邊向內質網腔轉移的方式，稱為共翻譯轉運。第五頁，共五十頁，2022年，8月28日蛋白質轉入內質網合成涉及5種蛋白成分：①信號肽:又稱開始轉移序列②信號識別顆粒（SRP）③SRP受體（DP）④停止轉移序列⑤移位子第六頁，共五十頁，2022年，8月28日信號肽的一級結構序列疏水核心C端N端第七頁，共五十頁，2022年，8月28日幾種信號序列信號肽（Signalpeptides）與信號斑（Signalpatches）信號肽：存在于蛋白質一級結構上的線性序列，通常16-26個氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質的定向轉移后被信號肽酶（signalpeptidase）切除。信號斑：存在于完成折疊的蛋白質中，構成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構成蛋白質分選的信號。開始轉移序列和停止轉移序列

多肽跨膜次數的確定第八頁，共五十頁，2022年，8月28日信號肽與信號斑第九頁，共五十頁，2022年，8月28日開始轉移序列和停止轉移序列第十頁，共五十頁，2022年，8月28日多肽跨膜次數的確定第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日信號識別顆粒（SRP）第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日分子伴侶信號肽、SRP、DP和易位子之間的關系第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日導肽（Leaderpeptide）與后轉移（Posttranslocation）

基本的特征：

蛋白質在細胞質基質中合成以后再轉移到這些細胞器中，稱翻譯后轉移（posttranslocation）。蛋白質跨膜轉移過程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。例：線粒體、葉綠體、過氧化物酶體蛋白第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日二、蛋白質分選轉運的基本途徑與類型分選途徑：后翻譯轉運途徑（posttranslationaltranslocation)共翻譯轉運途徑(cotranslationaltranslacation)

第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日轉運類型1.門控運輸（gatedtransport）：如核孔可以選擇性的主動運輸大分子物質和RNP復合體，并且允許小分子物質自由進出細胞核。2.跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質通過跨膜通道進入目的地。3.膜泡運輸（vesiculartransport）：蛋白質被選擇性地包裝成運輸小泡，定向轉運到靶細胞器。如內質網向高爾基體的物質運輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細胞攝入某些營養物質或激素，都屬于這種運輸方式。4.細胞質基質中蛋白的轉運:與細胞骨架密切相關第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日三、蛋白質向線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的分選蛋白質從細胞質基質輸入到線粒體葉綠體基質蛋白與類囊體蛋白的靶向輸入過氧化物酶體蛋白的分選第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日定義：位于線粒體前體蛋白N端的一段信號序列（約20個氨基酸殘基），能夠識別線粒體并牽引蛋白質通過線粒體膜進行運送，也稱為信號肽。特點：①含有豐富的帶正電荷的堿性氨基酸（精氨酸）；②含較高羥基氨基酸（絲氨酸）；③不含帶負電荷的酸性氨基酸；④可形成既具親水性又具疏水性的α螺旋結構。導肽第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日分子伴侶分子伴侶（molecularchaperon）：細胞中幫助其他蛋白質多肽鏈轉運、折疊或裝配，但并不參與最終產物組成的蛋白質分子。

熱休克（激）蛋白（heatshockprotein,Hsp）60、70和90家族等。第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日導肽轉運線粒體蛋白質的特點需要受體從接觸點進入蛋白質要解折疊與重新折疊需要蛋白水解酶需要能量需要分子伴侶的幫助第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日葉綠體蛋白質的運送及組裝第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日過氧化物酶體蛋白的分選第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日第二節細胞內膜泡運輸細胞內部內膜系統各個部分之間的物質傳遞常常通過膜泡運輸方式進行。膜泡運輸是一種高度有組織的定向運輸，各類運輸泡之所以能夠被準確地運到靶細胞器，主要是因為細胞器的胞質面具有特殊的膜標志蛋白。不同的膜標志蛋白組合，決定膜的表面識別特征。第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日三種不同類型的包被膜泡

COPII包被膜泡

COPI包被膜泡

網格蛋白包被膜泡包被的主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡；如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征。第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日三種不同的膜泡運輸方式第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日一、COPII包被膜泡的裝配與運輸負責從內質網高爾基體的物質運輸；COPII包被蛋白由5種蛋白亞基組成：Sar1、Sec12、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31、Sec16包被蛋白的裝配是受控的；COPII包被膜泡具有對轉運物質的選擇性并使之濃縮。選擇性的確定，一是因為COPII蛋白能識別并結合跨膜內質網蛋白胞質面一端的信號序列（Asp-X-Glu），二是內質網腔面的受體能與ER腔中的可溶性蛋白（如分泌蛋白）結合。

第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日COPII包被膜泡的裝配：Sar-GTP與內質網膜的結合起始COPII亞基的裝配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受體在腔面捕獲并富集被轉運的可溶性蛋白第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日二、COPⅠ包被膜泡的裝配與運輸運輸方向：高爾基體TGN面→CGN面，高爾基體CGN面→ER運輸對象：負責回收、轉運ER逃逸蛋白(escapedproteins），膜脂雙層COPⅠ包被蛋白的組成：7種蛋白質亞基，ARF第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日細胞器中保留及回收蛋白質的兩種機制：轉運泡將駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉運；通過識別駐留蛋白C-端的回收信號(lys-asp-glu-leu,KDEL)的特異性受體，以COPI包被膜泡的形式捕獲逃逸蛋白。例:PDI、分子伴侶、SRP受體（KKXX)第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日三、網格蛋白/接頭蛋白包被膜泡

的裝配與運輸

運輸途徑：質膜→內體，高爾基體TGN→內體，高爾基體TGN→溶酶體、植物液泡。結構組成：網格蛋白、接頭蛋白、受體膜蛋白、發動蛋白第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日網格蛋白：由3個重鏈和3個輕鏈組成，形成一個具有3個曲臂的形狀。許多網格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形網孔的籠子。網格蛋白分子網格包被第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日接頭蛋白（AP）一方面將網格蛋白網格包被連接到質膜上；另一方面特異性地促使膜結合蛋白富集到形成包被的膜區。第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日當包被膜泡形成時，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽的柄部，使柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），導致膜融合，pinchoff衣被小泡。第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日Selectivetransportbyclathrincoatedvesicles第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日五、轉運膜泡與靶膜的錨定與融合膜泡融合是特異性的選擇性融合，從而指導細胞內膜流的方向。選擇性融合基于供體膜蛋白與受體膜蛋白的特異性相互作用。第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日膜泡運輸的定向機制（一）SNAREs功能：介導運輸小泡與靶膜的融合。類型：v-SNAREs和t-SNAREs。結構：具有一個螺旋結構域，相互纏繞形成跨SNAREs復合體，將小泡與靶膜拉在一起。第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日SNAREs第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日SNAREsinvesicletransport第四十六頁，共五十頁，2022年，8月28日神經細胞中，SNAREs負責突觸小泡的停泊和融合。破傷風毒素和肉毒素能選擇性地降解SNAREs，阻斷神經傳導。病毒融合蛋白的工作原理與SNAREs相似，介導病毒與宿主質膜的融合。第四十七頁，共五十頁，2