第七章 蛋白质的转运与信号传导(1)

第七章蛋白质的运转与信号传导学习目的和要求•掌握蛋白质运转的不同机制；•了解信号转导的基本概念和特点；•掌握信号转导的类型及基本过程。第一节蛋白质的运转（教材P.142-151）蛋白质运转类型蛋白质的合成和运转同时发生蛋白质从核糖体上释放后才发生运转翻译运转同步机制翻译后运转机制蛋白性质运转机制主要类型分泌蛋白质在结合核糖体上合成，并以翻译-运转同步机制运输免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激素等细胞器发育蛋白质在游离核糖体上合成，以翻译后运转机制运输核、叶绿体、线粒体、乙醛酸循环体、过氧化物酶体等细胞器中的蛋白质膜的形成两种机制兼有质膜、内质网、类囊体中的蛋白质跨膜运输和镶入膜内的几种主要蛋白质一、翻译-运转同步机制信号肽假说假说的基础：蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达。信号肽（Signalpeptide）：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。（教材P.144-146）假说的内容：蛋白质跨膜运转信号也是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用，产生通道，允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构，因此，这种方式是边翻译边跨膜运转。信号肽序列的特点（1）一般带有10-15个疏水氨基酸；（2）在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）。（2）仅有信号肽还不足以保证蛋白质运转的发生。要使蛋白质顺利跨膜，还要求运转蛋白质在信号序列以外的部分有相应的结构变化。（1）完整的信号多肽是保证蛋白质运转的必要条件。信号序列中疏水性氨基酸突变成亲水性氨基酸后，会阻止蛋白质运转而使新生蛋白质以前体形式积累在胞质中。信号肽在蛋白质运输中的作用（Beta-半乳糖----麦芽糖转运蛋白试验结论）（4）并非所有的运转蛋白质都有可降解的信号肽。卵清蛋白是以翻译运转同步机制进入微粒体中的，但它并没有可降解的信号序列。有人认为，在卵清蛋白分子的中心区域有相当于信号肽功能的肽段存在。据此，“信号肽”应当定义为：能启动蛋白质运转的任何一段多肽。（3）信号序列的切除并不是运转所必需的。如果把细菌外膜脂蛋白信号序列中的甘氨酸残基突变成天冬氨酸残基，能抑制该蛋白信号肽的水解，但不能抑制其跨膜运转。新生蛋白质通过同步转运途径进入内质网内腔的主要过程二、翻译后运转机制1、线粒体蛋白质跨膜运转特征：（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端延伸出的一段前导肽（leaderpeptide）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受体复合蛋白识别与Hsp70或MSF等分子伴侣相结合的待运转多肽，通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔。前导肽的作用和性质作用：识别线粒体跨膜运转特性：•带正电荷的碱性氨基酸（特别是精氨酸）含量较为丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列之间；•缺少带负电荷的酸性氨基酸；•羟基氨基酸（特别是丝氨酸）含量较高；•形成两亲（既亲水又有疏水部分）α-螺旋结构的能力。特点：（1）活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内，这是鉴别翻译后运转的指标之一。（2）叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合。（3）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。2、叶绿体蛋白质的跨膜运转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。NLS=nuclearlocalizationsignal细菌蛋白的跨膜运转复习思考题1、简述翻译运转同步机制2、什么是信号肽？信号肽假说的基础和内容是什么？3、举例说明翻译后运转机制。