第占章 细胞肉功能区隔 与蛋白质分这 INTRACELLULAR COMPARTMENT AND PROTEINS SORTING
INTRACELLULAR COMPARTMENT AND PROTEINS SORTING 第六章 细胞内功能区隔 与蛋白质分选
本章内容提要 第一节蛋白质分选的基本原理 第二节膜泡运输 第三节内质网 第四节高尔基体 第五节溶酶体与过氧化物酶体 D7%2008
第一节 蛋白质分选的基本原理 第二节 膜泡运输 第三节 内质网 第四节 高尔基体 第五节 溶酶体与过氧化物酶体
·定义：结构、功能和发生上相关的内膜形成的细 胞结构称为细胞内膜系统。 功能：区隔化；增加表面积。 ，系统发生上内膜起源于质膜的内陷和内共生。 ·个体发生上内膜来源于原有内膜系统的分裂，具 有epigenetic的特性。 Dr Tian 2008
• 定义：结构、功能和发生上相关的内膜形成的细 胞结构称为细胞内膜系统。 • 功能：区隔化；增加表面积。 • 系统发生上内膜起源于质膜的内陷和内共生。 • 个体发生上内膜来源于原有内膜系统的分裂，具 有epigenetic的特性
第一节蛋白质分选的基本原理 细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定 向的转运到特定的细胞器取决于两个方面： -其一是蛋白质中包含特殊的信号序列(signal sequence) -其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor)。 Dr Tian 2008
第一节 蛋白质分选的基本原理 • 细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定 向的转运到特定的细胞器取决于两个方面： – 其一是蛋白质中包含特殊的信号序列（signal sequence）。 – 其二是细胞器上具特定的信号识别装置（分选受体，sorting receptor）
蛋白质分选信号 ①信号序列(signal sequence):引导蛋白质定向 转移的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，对所 引导的蛋白质没有特异性要求。 ②信号斑(signal patch):存在于完成折叠的蛋白 质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折 叠在一起构成蛋白质分选的信号。 D7e2008
一、蛋白质分选信号 • ①信号序列（signal sequence）：引导蛋白质定向 转移的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，对所 引导的蛋白质没有特异性要求。 • ②信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白 质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折 叠在一起构成蛋白质分选的信号
signal sequence and signal patch UNFOLDED PROTEIN FOLDED PROTEIN COOH NH2 signal COOH sequence H2NC (A) signal H2NC 二 H2N patch COOH (B) regions contributing to signal patch
signal sequence and signal patch
一些典型的分选信号 功能 信号序列 输入细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 输出细胞核 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-lle- 输入线粒体 *H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-GIn-Ser-lle-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg -Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu *HaN-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-GIn-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu- 输入质体 Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-GIn-Pro-Leu-Ser-Pro-lle-Thr-Leu- Ser-Pro-Phe-Leu-GIn-Gly- 输入过氧化 物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO "H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-lle-Leu-Phe-Trp-Ala- 输入内质网 Thr-Glu-Ala-Glu-GIn-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-GIn- 返回内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO Dr Tian 2008
一些典型的分选信号 功能 信号序列 输入细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 输出细胞核 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile- 输入线粒体 + H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg -Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 输入质体 + H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-LeuSer-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu-Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-LeuSer-Pro-Phe-Leu-Gln-Gly- 输入过氧化 物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO- 输入内质网 + H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-AlaThr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln- 返回内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-
二、蛋白质分选运输机制 ·1、门控运输(gated transport): 如通过核孔复 合体的运输。 ·2、跨膜运输 (transmembrane transport):蛋白 质通过跨膜通道进入目的细胞器。 ·3、膜泡运输(vesicular transport): 蛋白质在内 质网或高尔基体中被包装成衣被小泡，选择性地 运输到靶细胞器。 D 42008
二、蛋白质分选运输机制 • 1、门控运输（gated transport）：如通过核孔复 合体的运输。 • 2、跨膜运输（transmembrane transport）：蛋白 质通过跨膜通道进入目的细胞器。 • 3、膜泡运输（vesicular transport）：蛋白质在内 质网或高尔基体中被包装成衣被小泡，选择性地 运输到靶细胞器
第二节胞内膜泡运输 内膜系统之间的物质传递常通过膜泡运输进行。 多数运输小泡在膜的特定区域以出芽的方式产生。 表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被 (coat)。衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合 之前解体。 7a%2008
第二节 胞内膜泡运输 • 内膜系统之间的物质传递常通过膜泡运输进行。 • 多数运输小泡在膜的特定区域以出芽的方式产生。 表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被 （coat）。衣被在运输小泡与靶细胞器的膜融合 之前解体
衣被小泡在细胞内沿微管或微丝运输 与膜泡运输有关的马达蛋白有3类，在这些马达蛋 白的牵引下，可将膜泡运到特定的区域。 动力蛋白(dynein),趋向微管负端 驱动蛋白(kinesin),趋向微管正端； -肌球蛋白(myosin),趋向微丝的正极。 D7e2008
• 衣被小泡在细胞内沿微管或微丝运输。 • 与膜泡运输有关的马达蛋白有3类，在这些马达蛋 白的牵引下，可将膜泡运到特定的区域。 – 动力蛋白（dynein），趋向微管负端； – 驱动蛋白（kinesin），趋向微管正端； – 肌球蛋白（myosin），趋向微丝的正极