第四章第五节蛋白质运转.ppt

第5节蛋白质运转机制 ? 蛋白质运转机制 蛋白质插入或穿过生物膜的过程称为蛋白质运转（protein translocation）。 蛋白质运转类别 若某个蛋白质的合成和运转是同时发生的，则属于翻译运转同步机制； 若蛋白质从核糖体上释放后才发生运转，则属于翻译后运转机制。 这两种运转方式都涉及到蛋白质分子内特定区域与细胞膜结构的相互关系。 分泌蛋白质大多是以翻译-运转同步机制运输的。 在细胞器发育过程中，由细胞质进入细胞器的蛋白质大多是以翻译后运转机制运输的。 而参与生物膜形成的蛋白质，则依赖于上述两种不同的运转机制镶入膜内。 定位于细胞器内的蛋白质大部分在细胞质中合成，细胞器内合成的留在细胞器内。 翻译—运转同步机制 信号序列(signal sequence)：在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。 信号肽(signal peptide)：绝大多数跨膜蛋白的N端都具有长度大约在13-36个残基之间的以疏水氨基酸为主的N端信号序列或称信号肽。 信号肽的结构特点： 1.一般带有10-15个疏水氨基酸 2.常常在靠近该序列N-端疏水氨基酸区上游带有1个或数个带正电荷的氨基酸 3.在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链。 信号肽假说: 蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达，这就是信号肽假说的基础。 蛋白质跨膜运转信号也是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用，产生通道，允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构，因此，这种方式是边翻译边跨膜运转。 信号识别颗粒(signal recognition partical，SRP)：是一种核糖核酸蛋白复合体，它的作用是识别信号序列，并将核糖体引导到内质网上。 停靠蛋白(docking protein，DP，又称SRP受体蛋白)：即SRP在内质网膜上的受体蛋白，它能够与结合有信号序列的SRP牢牢地结合，使它在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上来。 信号序列的基本作用： 1.通过与SRP的识别和结合，引导核糖体与内质网结合 2.通过信号序列的疏水性，引导新生肽跨膜转运 通过信号肽试验证明：1、完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件2、仅有信号肽还不足以保证蛋白质运转的发生3、信号序列的切除并不是运转所必需的4、并非所有的运转蛋白质都有可降解的信号肽 因此，信号肽应称为能启动蛋白质运转的任何一段多肽。 ◆蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至合适靶膜并与运转装置结合。 ◆蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连，称游离核糖体(free ribosome) 翻译后运转机制 （1）线粒体蛋白质的跨膜运转 ? 通过线粒体膜的蛋白质是在合成以后再运转的。这个过程有如下特征： ①通过线粒体膜的蛋白质在运转之前大多数以前体形式存在，它由成熟蛋白质和N端延伸出的一段前导肽（leader peptide）共同组成。 ②蛋白质通过线粒体内膜的运转是一种需能过程； ③蛋白质通过线粒体膜运转时，首先由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与Hsp70或MSF等分子伴侣相结合的待运转多肽，通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔。 翻译后跨膜运转的蛋白质，前体一般含前导肽(leader peptide)，前导肽在跨膜运转中起重要作用。过膜后，前导肽水解，蛋白质变为有功能的蛋白。拥有前导肽的线粒体蛋白质前体能够跨膜运转进入线粒体，在这一过程中前导肽被水解，前体转变为成熟蛋白，失去继续跨膜能力。 信号序列(signal sequence)：在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。 前导肽及其特性 前导肽一般具有如下特性： 带正电荷的碱性氨基酸（特别是精氨酸）含量较为丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列之间； 缺少带负电荷的酸性氨基酸；羟基氨基酸（特别是丝氨酸）含量较高； 有形成两亲（既有亲水又有疏水部分）α-螺旋结构的能力。 (2) 叶绿体蛋白质的跨膜运转 叶绿体定位信号肽一般有两个部分，第一部分决定该蛋白质能否进入叶绿体基质，第二部分决定该蛋白能否进入类囊体。在这一模型中，蛋白质运转是在翻译后进行的，在运转过程中没有蛋白质的合成。 叶绿体蛋白质运转过程有如下特点： ①活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内，这是鉴别翻译后运转的指标之一。 ②叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合。 ③叶绿体蛋白质前体内可降解序列因