蛋白质分析和膜泡转运 (2).ppt

如果说罗斯曼与谢克曼的发现可以解释囊泡作为一辆“穿梭巴士”是如何准确接送“乘客”的，那么祖德霍夫的研究成果则阐明细胞运输系统在时间上的精确性，并指出“乘客”须有指令方能下车的信号问题。上世纪90年代，祖德霍夫聚焦于神经细胞中的钙离子敏感蛋白，描摹出钙离子流动的分子机制，并发现了突触囊泡感受外界信号的关键因子和关键蛋白——钙离子和钙结合蛋白，通过它们，突触小泡接受信号，快速准确地释放，完成神经信号的传递。第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日一、膜泡运输概观1.蛋白质在rER合成，通过共翻译转运途径跨膜运输2.内质网出芽，形成转运膜泡并与高尔基体融合3.从高尔基体顺面膜囊和高尔基体顺面网状结构到rER的逆向运输4.高尔基体膜囊从顺面→反面成熟递进（非膜泡过程）5.从高尔基体后期膜囊→早期膜囊的逆向运输6.组成型分泌7.调节型分泌8.分选到溶酶体9.胞吞途径蛋白质的分泌与胞吞途径概观第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日三种包被的膜泡COPⅡ（coatproteinⅡ）包被膜泡COPⅠ（coatproteinⅠ）包被膜泡网格蛋白/接头蛋白（clathrin/adaptorprotein）包被膜泡第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日三种包被膜泡特征比较第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日二、COPⅡ包被膜泡的装配与运输COPⅡ包被蛋白组分小分子GTP结合蛋白Sar1Sec23/Sec24复合物Sec13/Sec31复合物大的纤维蛋白Sec16第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日细胞质中可溶性Sar1-GDP与ER膜蛋白Sec12（鸟苷酸交换因子）相互作用，催化GTP置换GDP形成Sar1-GTP，GTP的结合引发Sar1构象改变暴露出疏水N端并插入ER膜，膜结合Sar1对包被蛋白进一步装配起募集者作用小分子GTP结合蛋白Sar1第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日1.Sar1与膜结合GTP交换2.COPⅡ包被装配3.GTP水解4.COPⅡ包被去装配Sar1蛋白在CopⅡ包被膜泡装配与去装配中作用第37页，共51页，星期日，2025年，2月5日在内质网与高尔基体之间，分别由COPⅡ和COPⅠ膜泡介导蛋白质顺向和逆向转运不同类型的膜泡运输第38页，共51页，星期日，2025年，2月5日KDEL受体在从高尔基体回收内质网腔驻留蛋白中的作用不同类型的膜泡运输第39页，共51页，星期日，2025年，2月5日在供体膜内质网出芽及其转运蛋白的包装示意图不同类型的膜泡运输第40页，共51页，星期日，2025年，2月5日三、COPⅠ包被膜泡的装配与运输COPⅠ包被含有7种不同的蛋白质亚基和一种调节膜泡转运的GTP结合蛋白ARF。ARF也是一种结合GDP/GTP转换的分子开关调控蛋白。包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARF所结合的核苷酸交换与水解过程第41页，共51页，星期日，2025年，2月5日KDEL的受体主要定位在高尔基体TGN区、COPⅡ和COPⅠ包被膜泡的膜上，它们能识别并结合KDEL分选信号。如果在内质网发生错误包装和转运，由于COPⅠ膜泡上也有KDEL受体，所以也能保证逃逸蛋白被内质网回收KDEL的受体第42页，共51页，星期日，2025年，2月5日四、网格蛋白/接头蛋白包被膜泡的装配与运输网格蛋白/接头蛋白包被膜泡介导的蛋白质分选途径从高尔基体TGN向胞内体或向溶酶体、黑（色）素体、血小板囊泡和液泡的运输受体介导的胞吞途径中负责将物质从细胞表面运往胞内体转而到溶酶体的运输第43页，共51页，星期日，2025年，2月5日网格蛋白及其包被膜泡的形成第44页，共51页，星期日，2025年，2月5日五、转运膜泡与靶膜的锚定与融合①供体膜的出芽、装配和断裂，形成不同的包被转运膜泡②在细胞内由马达蛋白驱动、以微管为轨道的膜泡运输③转运膜泡与特定靶膜的锚定和融合过程第45页，共51页，星期日，2025年，2月5日胞质中Rab蛋白在特异性鸟苷酸交换因子（GEF）催化下，Rab-GDP转换为Rab-GTP，构象改变致使其通过类异戊二烯基团插入转运膜泡表面，与靶膜上Rab效应器结合蛋白相互作用，从而使转运膜泡被锚定在靶膜上Rab蛋白参与膜泡的锚定第46页，共51页，星期日，2025年，2月5日供体膜和靶膜之间膜泡的锚定与融合模式第47页，共51页，星期日，2025年，2月5日六、细胞结构体系的组装