《肽链合成后的加工和运输》课件.ppt

膜蛋白和分泌蛋白模式图 内质网腔：1）新生肽链折叠；二硫键的修饰；添加核心寡糖/糖基化；2）蛋白质从内质网通过分泌泡转移到高尔基复合体；3）在高尔基体以出芽小泡的方式运转到膜上 2? 翻译后运转机制（细胞器蛋白）??? 研究发现，叶绿体和线粒体中有许多蛋白质和酶是由细胞质提供的，其中绝大多数以翻译后运转机制进入细胞器内。 Tom = transport across outer membrane Tim = transport across inner membrane 1）线粒体蛋白质跨膜运转 线粒体蛋白质跨膜运转过程有如下特征： 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20-80个氨基酸的导肽（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，再与Hsp70或MSF等分子伴侣相结合，通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔。 导肽的特点： 1，带正电的碱性氨基酸含量较为丰富，分散于不带电荷的氨基酸序列间（起重要作用） 2，缺少带负电的酸性氨基酸 3，丝氨基酸含量较高 4，有形成α－螺旋结构的能力 叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合。通过外膜转运蛋白（TOC）和内膜转运蛋白（TIC）协同作用完成蛋白质向基质的运输； 叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出明显的差异。一般N端含有定向叶绿体基质的序列，C端具有可引导蛋白向类囊体膜运输的序列。 2）叶绿体蛋白质的跨膜运转 在细胞质中合成的叶绿体前体蛋白在N-末端有转运肽（transit peptides)的信号序列，它是叶绿体蛋白输送的必要成分，在蛋白质的输送过程中需分子伴侣参与。 3?） 核定位蛋白的运转机制 在细胞质中合成的蛋白质一般通过核孔进入细胞核。 所有核糖体蛋白都首先在细胞质中被合成，运转到细 胞核内，在核仁中被装配成40S和60S核糖体亚基，然 后运转回到细胞质中行使作为蛋白质合成机器的功能 RNA、DNA聚合酶、组蛋白、拓朴异构酶及大量转录、 复制调控因子都必须从细胞质进入细胞核才能正常发 挥功能。 核孔复合物(Nuclear pore complex,NPC) 核孔复合物，NPC，是一个多蛋白复合体，由胞质环、核质环、转运环、轮辐等组成一个120nm的篮网装结构，其中心为亲水通道。 NPC具有分子筛功能，可以允许小分子自由通过，大分子在运转蛋白介导下，以主动运输的方式进入细胞核。 NLS = nuclear localization signal 核膜重建的过程中，分散在细胞内的核蛋白须重新运入核内，因此为核蛋白定位的信号肽一般都不被切除 因子：GTP酶（Ran）,核运转因子α，β，其中α与核定位信号相结合 第10章 肽链合成后的加工和运输 从核蛋白体释放出的新生多肽链不具备蛋白质生物活性，必需经过： 1）翻译后一系列加工修饰过程才转变为天然构象的功能蛋白。如：高级结构的形成、氨基酸残基的修饰、二硫键的形成等。 2）靶向运输 许多蛋白合成后经靶向运送到其相应功能部位，才能发挥作用,称为蛋白质的靶向运输(targeted transport)或蛋白分送(protein sorting)。 新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能转变为有活性的蛋白质。 ??? 细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，不管是原核生物还是真核生物，N端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。50%的真核蛋白中，成熟蛋白N端残基会被N-乙基化。 1） N端fMet或Met的切除 一. 肽链合成后的加工 1. 肽链的剪接 2） 信号序列的切除 需要靶项运输到各细胞器及细胞外的蛋白质N-端一般有一段信号序列，用于指导蛋白质的运输，这一信号序列会在完成任务后被相应的蛋白水解酶切除。 3）切除新生肽链中非功能片段 ??? 如新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，必须先切去信号肽变成胰岛素原，再切去C-肽，才变成有活性的胰岛素。 有些动物病毒如脊髓灰质炎病毒的mRNA可翻译成很长的多肽链，含多种病毒蛋白，经蛋白酶在特定位置上水解后得到几个有功能的蛋白质分子。 不少多肽类激素和酶的前体也要经过加工才能变为活性分子，如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能成为有活性的血纤维蛋白、胰蛋白酶。 前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图。 4） 蛋白质的剪接 蛋白质剪接是蛋白质内含肽介导的,一种在蛋白质水平上翻译后的加工过程,它由一系列分子内的剪切—连接反应组成。 内含肽（intein）是位于宿主蛋白质中的一段插