医学细胞生物学5-细胞的内膜系统.ppt

TheorganizationofacellcanbecomparedtothatofabigcitysuchasNewYork.Inordertoreachitscorrectdestination,aletterhastobeprovidedwithanaddresslabelandazipcode,similartotheaddresstagsonproteins.

Inmanyinheriteddiseases,proteinsaremislocalizedinthecellduetoerrorsintargetingsignalsandtransport.Oneexampleisprimaryhyperoxaluria,araredisease,whichresultsinkidneystonesalreadyatanearlyage.Asignalintheenzymealanine:glyoxylateaminotransferasenormallydirectsittotheperoxisome.Inpatients,thissignalisalteredandtheproteinismislocalizedtothemitochondrionwhereitisunabletoperformitsnormalfunction.DiseasesTodaymanyimportantproteindrugs(e.g.growthhormone,erythropoetin,insulin)areproducedinlivingcells.Tofacilitateeasypurification,theproteinsareprovidedwithasignalpeptidecausingthemtobesecretedoutofthecell.Forscale-upproduction,cellsaregrowninbioreactors.IndustrialSynthesis1.信号肽引导核糖体结合到内质网膜p155信号肽signalpeptide/sequence分泌蛋白在合成时首先在N端翻译的主要由疏水性氨基酸组成的肽段，可引导分泌蛋白跨内质网膜的转运。信号肽进入内质网腔后被信号肽酶切除。参与蛋白分选和定位的肽段。信号识别颗粒

SignalRecognitionparticle，SRP存在于细胞质基质中的由6个多肽和一条小的7SLRNA分子组成的颗粒。02017SLRNA含有约300个碱基。6个蛋白只有P54不与RNA结合。包含三个区域：信号肽结合区(P54)、核糖体结合区(P9/P14)、蛋白转位区(P68/P72)。蛋白转位区协助信号肽进入内质网膜上的转运通道。信号识别颗粒受体SRP-Receptor存在于内质网的细胞质面，可以结合SRP。由2个亚单位组成：α亚单位为膜外周蛋白由640个氨基酸组成；β亚单位是跨膜蛋白由300个氨基酸组成。用少量的蛋白酶处理可以在β亚单位靠近ER膜处断裂SRP-Receptor，形成可溶性SRP-Receptor。它可以在无细胞体系(Cell-freeSystem)中恢复由SRP阻断的蛋白合成。SRP中的P54亚单位可以和SRP-Receptor中的α亚单位共同作用水解GTP。2.新生肽链到内质网腔的转运分泌蛋白的以协同翻译转运的方式进入内质网腔，此过程消耗GTP。分泌蛋白无停止转运信号，因而全部进入ER腔。有些内质网上合成的蛋白可通过翻译后转运的方式进入内质网腔，此过程消耗ATP。0201高尔基中间膜囊又可分为顺面扁囊、中间扁囊、反面扁囊三个亚区。CGN是中间多孔、连续的管网状结构。接受ER合成的物质，分类后专入中间膜囊，一小部分蛋白质和脂质返回ER。返回ER的蛋白具有KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu)。CGN还可进行蛋白Ser残基的O-连接糖基化。cisterna由功能上连续的扁平囊组成。多数糖基化修饰、糖脂形成及与Golgi相关的多糖合成发生在中间膜囊中。TGN呈管网状分布，有囊泡与之相连。主要进行蛋白质的分类包装，使蛋白从Golgi输出。某些晚期的蛋白修饰发生在TGN中。TGN在蛋白和脂质的转运中起“瓣膜”作用，保证物质单方向转运。TGN形态变化大。蛋白质和脂类标