复旦医学细胞生物学课件08细胞运输

细胞运输蛋白质的加工与分泌糖基化：单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价键结合形成糖蛋白的过程。大多数内质网上合成的蛋白质最终都被糖基化。内质网中蛋白质的加工包括糖基化、二硫键形成、正确折叠装配等，其中最主要的是糖基化。糖分子首先连接到RER膜上的多萜醇分子上，装配成寡糖链并被活化，再被糖基转移酶催化转到暴露于RER腔面的新生肽链的天冬酰胺残基上（N－连接）。N-linkedproteinglycosylationintheERGC中蛋白质的加工包括糖链修饰、糖基化（O－连接）、多余肽链的水解。蛋白质在高尔基体中糖基化糖基化的作用是：使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；赋予蛋白质传导信号的功能；糖基化后蛋白可用于形成细胞外被。蛋白质在高尔基体的水解：ER中合成前胰岛素原→ER中切除信号肽成为胰岛素原→GC中水解多余肽段并折叠成为胰岛素蛋白质的分拣与分泌组成溶酶体的各种成分在ER中合成、GC中修饰后经转运小泡参与组建溶酶体。其中蛋白质的转运由分拣信号和GC膜上相应的受体介导。溶酶体水解酶的分拣信号为6－磷酸甘露糖溶酶体酶的运输蛋白质的分泌膜流membraneflow膜流现象：由于细胞的胞吞、胞吐作用和ER、GC的物质合成、加工、运输，使细胞膜发生移位、融合、重组，细胞内各膜性结构实现了相互联系和转移，使细胞构成一个统一的整体，维持了活体细胞的动态平衡。细胞信号转导出于生存的需要，细胞必须与周边环境进行信息交流，以适应环境条件，并对作用于其表面的不同刺激作出反应。通过信号分子与受体的相互作用实现对细胞的调节以及在此过程中的作用机制即细胞的信号转导（signaltransduction）。信号转导：细胞膜上受体识别膜外的刺激信号跨膜传递到膜的内侧面胞内信号传递，引发细胞反应（转录、酶、离子浓度、凋亡…）信号分子失活、胞外刺激强度降低，细胞终止反应多细胞生物彼此间的协调活动有赖于细胞间的信息交流。大多数情况下细胞与细胞之间主要通过化学信号分子进行信息交流。光电磁声机械力气体分子：NO，CO离子蛋白质脂质分子氨基酸或肽胞内第二信使胞外信号细胞外信号（第一信使、配体）：化学信号（激素、神经递质、化学物质/药物…）、物理信号（光子、热、电…）特异性、高效性、可灭活受体受体(receptor)：一种蛋白质，存在于细胞膜上或细胞核内，能接受外界信号并将该信号转化为细胞内的一系列生化反应，引起细胞结构或功能的改变。受体可分为膜受体（membranereceptor）和细胞内受体。膜受体多是糖蛋白（1次或多次跨膜），有单体型受体和复合型受体之分。跨膜整合配体识别部分（discriminator）暴露于细胞外，多有糖链相连；效应部分（effector）朝向细胞内，具有酶活性，在受体配体结合后被激活；两者之间是转换部分（transducer）或传导部（inducer）。在结合外界信号分子后，其空间构象发生改变，原本无活性的效应部分活化，受体被激活。受体的分类生长因子受体/受体酪氨酸激酶配体闸门通道G蛋白偶联受体受体酪氨酸激酶（tyrosinekinase,trk）配体闸门通道G蛋白偶联受体酪氨酸激酶活性受体，具有自体磷酸化位点，与配体结合后发生构象变化，此时发生自体磷酸化，形成特殊空间结构，激活效应物。受体酪氨酸激酶配体闸门通道(ligand-gatedionchannel)G蛋白偶联受体受体蛋白本身是离子通道，与配体结合后空间构象发生变化，通道开放或关闭，控制离子进出细胞。重症肌无力病人血清中常可检测出抗乙酰胆碱受体的抗体，它与受体结合后，占领空间，妨碍受体与乙酰胆碱结合，加速受体的降解和破坏，从而损害神经肌肉传导。最突出的特点为受累骨胳肌的极易疲劳性，经休息后有不同程度的恢复。受体酪氨酸激酶配体闸门通道G蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptor)G蛋白偶联受体(G-protein-coupledreceptor):一条多肽链构成，7个跨膜的α螺旋区；N端朝向胞外，C端朝向胞内；N端有糖基化位点，C端的第三袢环和C端有磷酸化位点。G蛋白偶联受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白偶联。通过与G蛋白偶联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内。受体的特点特异性（高效性）／非决定性可饱和性高亲合力可逆性特殊组织定位肾上腺素受体：肝细胞、脂肪细胞，加速葡萄糖或脂肪酸释放；心肌，增加心肌收缩；肠道，平滑肌松弛；皮肤、肾血管壁，小动脉收缩。受体的数量与分布受体在细胞上的种类以及数目不是固定的，受到细胞生理状态与外界环境的影响。受体激动剂与阻断剂配体与受体结合后能表现功能反应的，称为具备内在活性。受体激动剂：与受体亲和力大，内在活性也大。受体阻断剂：与受体亲和力大，但缺乏内在活性。受体阻断剂：筒箭毒碱取自热带植物，它能麻痹肌肉，被南美土著用毒箭的制作。筒箭毒碱与胆碱受体相结合，竞争性阻断乙醚胆碱所致神经冲动传递，引起骨骼肌松弛。G蛋白*七十年代:AG.Gilman和RodbellM发现G蛋白G蛋白（guaninenucleotide-bindingprotein）：可与鸟苷酸结合的蛋白的总称。都由α、β、γ三亚基构成异聚体，可结合GTP/GDP，且具有GTP酶活性，本身的构象改变可活化效应蛋白，进行下一步信号传递，实现胞外信号到胞内信号的转变。当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态。α亚基还具有GTP酶活性，能催化所结合的GTP水解，恢复成无活性的三聚体。根据α亚基的结构与活性可将蛋白分成不同类型：Gs蛋白/Gi蛋白/Gq蛋白G蛋白作用机制当细胞没有受到刺激时，G蛋白处于三聚体非活化状态，α亚基与GDP结合；G蛋白与受体彼此分离，效应蛋白没有活性。当配体与受体结合后，导致受体构象改变，暴露出与G蛋白结合的位点，使配体-受体复合物与G蛋白结合，α亚基构象改变，排斥GDP结合GTP，G蛋白三聚体解体（α亚基和βγ亚基复合物），α亚基与受体分离，暴露出α亚基与效应蛋白的结合位点；最后，结合GTP的α亚基与效应蛋白结合，使后者活化。完成信号传递后，α亚基具备GTP酶活性，随着GTP的水解，α亚基恢复原来的构象，与效应蛋白解离，终止效应蛋白的活化作用，最后α亚基与βγ亚基重新结合，使细胞回复到静止状态。β、γ亚基可对G蛋白的作用起调节作用浓度越高越倾向于形成静息状态三聚体胞内信号传递由第二信使执行，最终引起细胞的各种生物学效应。Theend