质膜和细胞质plasma membrane cytoplasma.ppt

去泛素化酶（deubiquitinating enzymes），属于半胱氨酸蛋白酶家族，可分为两个结构上互不相关的基因家族 泛素C端水解酶家族(ubiquitin C-terminal hydrolases ,UCH) 泛素特异性蛋白酶家族（ubiquitin-specific processing protease, UBP） 4) 去泛素化 去泛素化酶具有以下功能： 调节泛素前体产生有功能的泛素 在26S蛋白酶体降解蛋白质的过程中分解出泛素，促进泛素再循环 去泛素化酶纠正被错误泛素化的蛋白质，逆转泛素化反应，或修饰异常的多聚泛素结构，促进26S蛋白酶体的蛋白降解过程正常化 通过特异性的激活E3分子，E3分子活化以后，可识别靶蛋白，使靶蛋白发生相应的泛素化，从而靶蛋白成为26S蛋白酶体降解的靶向性信号 当细胞接受来自细胞内、外的信号刺激后，在蛋白质中造成降解信号，被E3识别 5) 靶蛋白降解的调控 降解信号有多种方式： 通过蛋白质特异位点发生磷酸化，暴露隐藏的降解信号 蛋白质的亚单位受调节分离，暴露降解信号； 蛋白质的肽键被切割，产生可被E3识别的“失稳”（destabilizing）的N端残基，造成强大的降解信号。 泛素连结酶的活化 降解信号的活化 靶蛋白降解的两种调控机制 蛋白质磷酸化 与配体结合 构象改变 结合蛋白质亚单位构象改变 蛋白质磷酸化 蛋白质亚单位分离后暴露降解信号 肽键被切割后产生失稳的N端残基 靶蛋白的泛素化需要E1、E2、E3等多种酶的参与，E3在选择靶蛋白的特异性中起关键作用。靶蛋白泛素化可调节细胞周期、免疫应答、信号转导及分化进程等 靶蛋白的种类广泛涉及 细胞周期调节因子 转录因子 细胞骨架调节因子 细胞表面受体 泛素－蛋白酶体途径参与的生物学作用 本章要点 细胞质、细胞质基质的基本概念 蛋白酶体 泛素－蛋白酶体途径对靶蛋白的降解过程 主要参考书目及文献： 《医学细胞生物学》（第二版）周柔丽主编 北京 大学医学出版社 Molecular Biology of the Cell. Fourth Edition. Alberts et al. Robert J. Tomko, Jr. and Mark Hochstrasser. Molecular Architecture and Assembly of the Eukaryotic Proteasome. Annu. Rev. Biochem. 2013. 82:415–45 细胞中的蛋白质处于不断地通过合成与降解来进行更新的动态过程中。细胞质基质中的蛋白质有些寿命较长，其生物活性可维持几天甚至数月，甚至与机体的寿命等长。但也有一些寿命很短，合成后几分钟就降解了，如细胞周期蛋白。是什么决定了某种蛋白质要被泛素标记然后被降解呢？目前尚没有完整的答案，但科学家们发现了一些有趣的线索，在蛋白质分子的氨基酸序列中，除了有决定蛋白质在细胞内定位的信号及与修饰作用有关的信号外，还包含一些被泛素识别的信号。 a 26S蛋白酶体中19S调节颗粒基底部的Rpt5等亚单位识别与靶蛋白连接的多聚泛素链. b 在ATP水解供能的条件下，靶蛋白变性、进入基底部. c 靶蛋白通过受基底部Rpt2亚单位调节的20S复合体的环口. d 靶蛋白在催化腔内降解，生成短肽. e 短肽穿出催化腔. f 在19S调节颗粒盖部Rpn11的作用下靶蛋白与多聚泛素链间发生去泛素化 五、质膜与疾病 肿瘤耐药性的产生 多药耐药性 HIV感染T细胞 多药耐药性（Multidrug resistance) 指肿瘤细胞先天存在或经化疗药物诱导后表现出来的对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时, 对其他结构不同, 作用靶位不同的抗肿瘤药物也有抗药性。 肿瘤耐药性的产生缘于细胞表面高表达的ABC超家族转运蛋白： p-gp/ABCB1 MRP/ABCC1 MXP/ABCG2 HIV感染T细胞 HIV通过表面糖蛋白gp120和膜蛋白gp41多聚体与CD4分子结合，在CXCR4或CCR5帮助下，病毒外膜与宿主细胞膜融合，进入宿主细胞内。 CXCR4 gp41 HIV/TCell 本章要点 质膜的化学组成 质膜的特性 脂筏模型 (lipid rafts model) 细胞质 (cytoplasma) 细胞质基质 (cytosol) 核糖核蛋白体 (ribosome) 蛋白酶体 (proteasome) 细胞质是指细胞质膜以内、细胞核以外的部分。 包括：细胞质基质(cytosol)、细胞器(organelle)和内含物(inclusion)等。 单层膜的细胞器/内膜系统 内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、膜性小泡等 双层膜的细