中国海洋大学细胞生物学课件15基因表达与蛋白质的生物合成02.ppt

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1、一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达一种基因调节蛋白可协调几个不同基因的表达几个基因各有不同的基因调节蛋白结合到基因调节区上，然而这些结合蛋白本几个基因各有不同的基因调节蛋白结合到基因调节区上，然而这些结合蛋白本身只有再结合另外的基因调节蛋白才能激活转录。身只有再结合另外的基因调节蛋白才能激活转录。基因调节蛋白基因调节蛋白3基因调节蛋白基因调节蛋白1基因调节蛋白基因调节蛋白2DNADNA结合区结合区(同源性很高同源性很高)激素结合区激素结合区(同源性稍差同源性稍差)所所所所有有有有水水水水溶溶溶溶性性性性激激激

2、激素素素素，如如如如多多多多肽肽肽肽激激激激素素素素等等等等，先先先先与与与与细细细细胞胞胞胞表表表表面面面面的的的的专专专专一一一一受受受受体体体体(对对对对各各各各自自自自特特特特定定定定的的的的激激激激素素素素具具具具有有有有高高高高度度度度的的的的特特特特异异异异识识识识别别别别能能能能力力力力和和和和亲亲亲亲和和和和力力力力)相相相相结结结结合合合合，形形形形成成成成激激激激素素素素受受受受体体体体复复复复合合合合物物物物，激激激激活活活活位位位位于于于于细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜上上上上与与与与受受受受体体体体相相相相连连连连接接接接的的的的效效效效应应应应器器器器，通通通通过过过过

3、对对对对DNADNADNADNA的的的的调调调调控控控控最最最最终终终终影影影影响响响响蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质合合合合成成成成，产产产产生生生生一一一一定定定定的生理和生化反应的生理和生化反应的生理和生化反应的生理和生化反应。水溶性的激素水溶性的激素GTP激活的激活的腺苷酸腺苷酸环化酶环化酶G蛋白蛋白关联受体关联受体胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素激活的激活的G蛋蛋白白 亚基亚基亚基亚基 胞外区胞外区 细胞质溶质细胞质溶质（cAMPcAMP依赖性蛋白质激酶）依赖性蛋白质激酶）依赖性蛋白质激酶）依赖性蛋白质激酶）糖原糖原葡萄糖葡萄糖1-磷酸磷酸无活性无活性磷磷酸化酶激酶酸化酶激酶激活的

4、激活的磷磷酸化酶激酶酸化酶激酶ATPADP cAMPcAMPATP胰胰胰胰高高高高血血血血糖糖糖糖素素素素激激激激活活活活糖糖糖糖原原原原分分分分解解解解的的的的反反反反应应应应过过过过程程程程图图图图解解解解ATPADP无活性无活性糖糖原磷酸化酶原磷酸化酶激活的激活的糖糖原磷酸化酶原磷酸化酶无活性的无活性的A激酶激酶激活的激活的A激酶激酶糖原分解糖原分解真核生物中蛋白质合成的调控真核生物中蛋白质合成的调控真核生物中蛋白质合成的调控真核生物中蛋白质合成的调控小小 结结1 1、基因转录与核小体结构、基因转录与核小体结构、基因转录与核小体结构、基因转录与核小体结构(一一一一一一)染色质结构与基因表

5、达调控染色质结构与基因表达调控染色质结构与基因表达调控染色质结构与基因表达调控染色质结构与基因表达调控染色质结构与基因表达调控2 2、组蛋白和非组蛋白对转录的调节、组蛋白和非组蛋白对转录的调节、组蛋白和非组蛋白对转录的调节、组蛋白和非组蛋白对转录的调节 (二二二二二二)真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节真核基因转录水平的调节1 1、顺式作用元件的调控、顺式作用元件的调控、顺式作用元件的调控、顺式作用元件的调控2 2、反式作用因子的调控、反式作用因子的调控、反式作用因子的调控、反式作用因子的调控 转录起始复合物转录起始复

6、合物转录起始复合物转录起始复合物远距离的调控转录远距离的调控转录远距离的调控转录远距离的调控转录3 3、调控蛋白质与、调控蛋白质与、调控蛋白质与、调控蛋白质与DNADNA的相互作用对基因转录调控的相互作用对基因转录调控的相互作用对基因转录调控的相互作用对基因转录调控 (1)(1)调控因子与调控因子与调控因子与调控因子与DNADNA的相互作用的相互作用的相互作用的相互作用 (2)(2)转录调控因子的结构特征转录调控因子的结构特征转录调控因子的结构特征转录调控因子的结构特征DNADNADNADNA结合功能域结合功能域结合功能域结合功能域转录激活功能域转录激活功能域转录激活功能域转录激活功能域结合其

7、它因子的功能域结合其它因子的功能域结合其它因子的功能域结合其它因子的功能域 通用转录因子通用转录因子通用转录因子通用转录因子基因激活蛋白基因激活蛋白基因激活蛋白基因激活蛋白基因抑制蛋白基因抑制蛋白基因抑制蛋白基因抑制蛋白启动子启动子启动子启动子CAATCAATCAATCAAT框等框等框等框等增强子增强子增强子增强子沉默子沉默子沉默子沉默子直接或间接作用于直接或间接作用于直接或间接作用于直接或间接作用于DNADNA(六六六六六六)真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节真核基因表达的激素调节(四四四四四四)蛋白质合成的翻译水平

8、的调节蛋白质合成的翻译水平的调节蛋白质合成的翻译水平的调节蛋白质合成的翻译水平的调节蛋白质合成的翻译水平的调节蛋白质合成的翻译水平的调节mRNAmRNA的稳定性的稳定性的稳定性的稳定性mRNAmRNA非翻译区的结构与翻译调控非翻译区的结构与翻译调控非翻译区的结构与翻译调控非翻译区的结构与翻译调控1 1、甾类激素、甾类激素、甾类激素、甾类激素胞质受体胞质受体胞质受体胞质受体核内受体核内受体核内受体核内受体2 2、水溶性的激素、水溶性的激素、水溶性的激素、水溶性的激素表面受体表面受体表面受体表面受体(三三三三三三)蛋白质合成的转录后水平的调节蛋白质合成的转录后水平的调节蛋白质合成的转录后水平的调节

9、蛋白质合成的转录后水平的调节蛋白质合成的转录后水平的调节蛋白质合成的转录后水平的调节RNARNA剪接剪接剪接剪接5 5末端加上末端加上末端加上末端加上m7Gm7G帽帽帽帽3 3末端加上末端加上末端加上末端加上polyApolyA尾尾尾尾RNARNA编辑编辑编辑编辑(五五五五五五)蛋白质合成的翻译后水平的调蛋白质合成的翻译后水平的调蛋白质合成的翻译后水平的调蛋白质合成的翻译后水平的调蛋白质合成的翻译后水平的调蛋白质合成的翻译后水平的调节节节节节节信号肽的切除信号肽的切除信号肽的切除信号肽的切除化学修饰化学修饰化学修饰化学修饰加工、切割加工、切割加工、切割加工、切割蛋白质的寿命控制蛋白质的寿命控制

10、蛋白质的寿命控制蛋白质的寿命控制一、蛋白质合成后的去向和命运一、蛋白质合成后的去向和命运一、蛋白质合成后的去向和命运一、蛋白质合成后的去向和命运第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论二、蛋白质运输的信号理论三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用四、内质网途径的蛋白质合成及其命运四、内质网途径的蛋白质合成及其命运四、内质网途径的蛋白质合成及其命运四、内质网途径的蛋白质合成及其命运五、游离核糖体上合成的蛋白

11、质的归宿五、游离核糖体上合成的蛋白质的归宿五、游离核糖体上合成的蛋白质的归宿五、游离核糖体上合成的蛋白质的归宿六、蛋白质的降解六、蛋白质的降解六、蛋白质的降解六、蛋白质的降解一、蛋白质合成后的去向和命运（一）蛋白质合成的定位（一）蛋白质合成的定位（一）蛋白质合成的定位（一）蛋白质合成的定位一类是一类是一类是一类是由由由由细胞质溶质内游离核糖体细胞质溶质内游离核糖体细胞质溶质内游离核糖体细胞质溶质内游离核糖体合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质：第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位另一类是另一类是另一类是另一类是由由由由附着在内质网上的核糖体附着在内质网上的核糖体附着在内质

12、网上的核糖体附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质合成的蛋白质：其合成与转运同时进行，此运转方式称为其合成与转运同时进行，此运转方式称为其合成与转运同时进行，此运转方式称为其合成与转运同时进行，此运转方式称为共翻译转移共翻译转移 !其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为其从核糖体上合成后释放出来再行转运，为翻译后转移翻译后转移 !真核细胞内蛋白质的合成部位真核细胞内蛋白质的合成部位真核细胞内蛋白质的合成部位真核细胞内蛋白质的合成部位内质网内质网内质网内质网合成内质网蛋白的合成内质网蛋白的合成内质网蛋

13、白的合成内质网蛋白的mRNAmRNA与核糖体结合到与核糖体结合到与核糖体结合到与核糖体结合到RERRER膜上膜上膜上膜上细胞质溶质中的细胞质溶质中的细胞质溶质中的细胞质溶质中的游离多核糖体游离多核糖体游离多核糖体游离多核糖体第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体蛋白质合成结束后，核糖体亚基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质亚基解离，返回细胞质溶质中的核糖体亚基公用库中的核糖体亚基公用库中

14、的核糖体亚基公用库中的核糖体亚基公用库中的核糖体亚基公用库中的核糖体亚基公用库信号肽信号肽信号肽信号肽信号肽信号肽信号肽信号肽细胞质溶质中的细胞质溶质中的细胞质溶质中的细胞质溶质中的核糖体亚基公用库核糖体亚基公用库核糖体亚基公用库核糖体亚基公用库RERRER膜上的膜上的膜上的膜上的结合多核糖体结合多核糖体结合多核糖体结合多核糖体合成细胞质溶质蛋白的合成细胞质溶质蛋白的合成细胞质溶质蛋白的合成细胞质溶质蛋白的mRNAmRNA与核糖体仍留在细胞质溶质中与核糖体仍留在细胞质溶质中与核糖体仍留在细胞质溶质中与核糖体仍留在细胞质溶质中游离核糖体上合成游离核糖体上合成游离核糖体上合成游离核糖体上合成蛋白质

15、的最后定位蛋白质的最后定位蛋白质的最后定位蛋白质的最后定位(1)(1)非非非非定定定定位位位位性性性性的的的的细细细细胞胞胞胞质质质质溶溶溶溶质质质质蛋蛋蛋蛋白白白白：驻驻驻驻留在细胞质溶质中；留在细胞质溶质中；留在细胞质溶质中；留在细胞质溶质中；(2)(2)定定定定位位位位性性性性的的的的细细细细胞胞胞胞质质质质溶溶溶溶质质质质蛋蛋蛋蛋白白白白：定定定定位位位位于于于于细细细细胞胞胞胞质质质质的的的的特特特特定定定定位位位位置置置置，如如如如中中中中心心心心粒粒粒粒和中心粒周物质；和中心粒周物质；和中心粒周物质；和中心粒周物质；(3)(3)核定位蛋白核定位蛋白核定位蛋白核定位蛋白；(4)(4

16、)半自主性细胞器组成蛋白半自主性细胞器组成蛋白半自主性细胞器组成蛋白半自主性细胞器组成蛋白。1.1.1.1.1.1.游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：游离核糖体上合成的蛋白质：（二）蛋白质合成后的去向及其命运（二）蛋白质合成后的去向及其命运（二）蛋白质合成后的去向及其命运（二）蛋白质合成后的去向及其命运第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位(1)(1)运往细胞外的运往细胞外的运往细胞外的运往细胞外的分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白；(2)(2)进入溶酶体腔形成进入溶酶体腔形成进入溶酶体腔形成

17、进入溶酶体腔形成溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶溶酶体酶等；等；等；等；(3)(3)留在或运回留在或运回留在或运回留在或运回RERRER腔中的腔中的腔中的腔中的网质蛋白网质蛋白网质蛋白网质蛋白;(3)(3)插入到内质网膜中，并随膜流进插入到内质网膜中，并随膜流进插入到内质网膜中，并随膜流进插入到内质网膜中，并随膜流进入入入入内膜系统各区内膜系统各区内膜系统各区内膜系统各区和和和和质膜质膜质膜质膜，形成它们，形成它们，形成它们，形成它们的结构成分。的结构成分。的结构成分。的结构成分。2.2.2.2.2.2.糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白

18、质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：糙面内质网上核糖体所合成的蛋白质：RER核核糖糖体体上上的的蛋蛋白白质合成质合成分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白溶酶体溶酶体溶酶体溶酶体第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位一一一一般般般般，核核核核糖糖糖糖体体体体上上上上所所所所合合合合成成成成蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸序序序序列列列列中中中中均均均均含含含含有有有有分拣信号分拣信号分拣信号分拣信号(sorting signal)(sorting signal)决定它们的去向和最终定位决定它们的去向和最终定位决定它们的去向和最终定位

19、决定它们的去向和最终定位这这这这种种种种依依依依靠靠靠靠氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸序序序序列列列列中中中中的的的的分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号决决决决定定定定蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质的的的的去去去去向向向向和最终定位的分拣机制称为和最终定位的分拣机制称为和最终定位的分拣机制称为和最终定位的分拣机制称为蛋白质分拣蛋白质分拣蛋白质分拣蛋白质分拣(protein sorting)(protein sorting)。具具具具有有有有专专专专一一一一分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质可可可可以以以以被被被被运运运运送送送送到到到到细细细细胞胞胞胞内内内内的的的的各各各各个

20、个个个不不不不同同同同部部部部位位位位；而而而而缺缺缺缺乏乏乏乏分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质则则则则一一一一直直直直保保保保留留留留在在在在细细细细胞胞胞胞质质质质溶质中。溶质中。溶质中。溶质中。（三）蛋白质运送的几种机制（三）蛋白质运送的几种机制（三）蛋白质运送的几种机制（三）蛋白质运送的几种机制第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位1.1.孔门运输孔门运输(gated transport)(gated transport)：细胞核、质间的蛋白质运输。细胞核、质间的蛋白质运输。细胞核、质间的蛋白质运输。细胞核、质间的蛋白质运输。2.2.跨跨膜膜运运

21、输输：是是是是通通通通过过过过结结结结合合合合在在在在膜膜膜膜上上上上的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质转转转转运运运运子子子子(protein(protein transportor)transportor)直直直直接接接接穿穿穿穿膜膜膜膜把把把把蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质从从从从细细细细胞胞胞胞质质质质溶溶溶溶质质质质运运运运送送送送到到到到细细细细胞胞胞胞内的不同部位。必须先去折叠内的不同部位。必须先去折叠内的不同部位。必须先去折叠内的不同部位。必须先去折叠(unfolding)(unfolding)。3.3.膜膜泡泡运运输输：经经经经过过过过运运运运输输输输膜膜膜膜泡泡泡泡的的的的过过过过

22、渡渡渡渡，把把把把蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质从从从从一一一一个个个个区区区区间间间间运送到另一个区间。运送到另一个区间。运送到另一个区间。运送到另一个区间。具具具具有有有有分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内区区区区间间间间的的的的运运运运送送送送大大大大体体体体有有有有3 3种不同的基本途径：种不同的基本途径：种不同的基本途径：种不同的基本途径：第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位1.1.孔门运输孔门运输孔门运输孔门运输(gated transport)(gated transport)：第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质

23、的细胞定位2.2.跨膜运输跨膜运输跨膜运输跨膜运输：第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位3.3.膜泡运输膜泡运输膜泡运输膜泡运输：第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位二、蛋白质运输的信号理论（一）（一）（一）（一）信号学说信号学说信号学说信号学说第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位细胞质中共同的细胞质中共同的细胞质中共同的细胞质中共同的核糖体库亚基核糖体库亚基核糖体库亚基核糖体库亚基(60S,40S)(60S,40S)游离在细胞质溶质中游离在细胞质溶质中游离在细胞质溶质中游离在细胞质溶质中附着在附着在附着在附着在RERRER和核膜外表面和核膜外表面和核膜外表面和核

24、膜外表面（以（以（以（以60S60S亚基附着在内质网的外表面上）亚基附着在内质网的外表面上）亚基附着在内质网的外表面上）亚基附着在内质网的外表面上）在进行翻译时在进行翻译时在进行翻译时在进行翻译时临时装配而成临时装配而成临时装配而成临时装配而成?19711971年年年年,G.G.BlobelBlobel和和和和D.SabatiniD.Sabatini首首首首先先先先对对对对此此此此提提提提出出出出了了了了有有有有关分泌蛋白合成机制的关分泌蛋白合成机制的关分泌蛋白合成机制的关分泌蛋白合成机制的信号假说信号假说(signal hypothesis)(signal hypothesis)。19751

25、975年年年年，BlobelBlobel成成成成功功功功地地地地破破破破译译译译了了了了第第第第一一一一个个个个信信信信号号号号肽肽肽肽序序序序列列列列，同同同同时时时时还还还还提提提提出出出出在在在在内内内内质质质质网网网网膜膜膜膜上上上上存存存存在在在在允允允允许许许许多多多多肽肽肽肽链链链链通通通通过过过过的的的的通通通通道道道道，证证证证实实实实了了了了那那那那些些些些被被被被分分分分泌泌泌泌到到到到细细细细胞胞胞胞外外外外的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质都都都都将将将将经经经经过过过过通道进入内质网腔。通道进入内质网腔。通道进入内质网腔。通道进入内质网腔。1980s1980s初，又发

26、现了初，又发现了初，又发现了初，又发现了信号识别颗粒信号识别颗粒信号识别颗粒信号识别颗粒及其及其及其及其受体受体受体受体。第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位信号假说的要点：信号假说的要点：信号假说的要点：信号假说的要点：1 1、分分分分泌泌泌泌蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的编编编编码码码码mRNAmRNA普普普普遍遍遍遍带带带带有有有有信信信信号号号号序序序序列列列列，即即即即在在在在紧紧紧紧接接接接起起起起始始始始密密密密码码码码子子子子之之之之后后后后有有有有一一一一段段段段编编编编码码码码疏疏疏疏水水水水性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸的的的的序序序序列列列列，称称称称为为为为信信

27、信信号号号号密密密密码码码码子子子子。信信信信号号号号密密密密码码码码子子子子序序序序列列列列的的的的翻翻翻翻译译译译产产产产物物物物是是是是信信信信号号号号肽肽肽肽(signal peptide)(signal peptide)，长度为，长度为，长度为，长度为10301030个氨基酸不等。个氨基酸不等。个氨基酸不等。个氨基酸不等。第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位2 2、在在在在糙糙糙糙面面面面内内内内质质质质网网网网膜膜膜膜中中中中存存存存在在在在着着着着一一一一种种种种蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质翻翻翻翻译译译译耦耦耦耦联联联联易易易易位位位位系系系系统统统统，它它它它与与与与合

28、合合合成成成成分分分分泌泌泌泌蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的核核核核糖糖糖糖体体体体结结结结合合合合到到到到糙糙糙糙面面面面内内内内质网膜上密切相关。质网膜上密切相关。质网膜上密切相关。质网膜上密切相关。已已已已发发发发现现现现在在在在这这这这个个个个系系系系统统统统中中中中有有有有两两两两种种种种成成成成分分分分：信信信信号号号号识识识识别别别别颗颗颗颗粒粒粒粒 (signal(signal recognition recognition particle,particle,SRP)SRP)和和和和信信信信号号号号识识识识别别别别颗颗颗颗粒粒粒粒受受受受体体体体(SRP receptor)(SRP

29、 receptor)。SRPSRP是是是是11S11S的的的的核核核核糖糖糖糖核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白复复复复合合合合物物物物，由由由由6 6条条条条不不不不同同同同分分分分子子子子量量量量的的的的多多多多肽肽肽肽链链链链和和和和1 1条条条条7S 7S scRNAscRNA组成。组成。组成。组成。7S7S第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位核糖体核糖体核糖体核糖体A siteA site结合部位结合部位结合部位结合部位SRPSRP存存存存在在在在于于于于细细细细胞胞胞胞质质质质中中中中，它它它它的的的的一一一一端端端端分分分分别别别别有有有有与与与与多多多多肽肽肽肽链链链链上上上上

30、信信信信号号号号肽肽肽肽结结结结合合合合的的的的部部部部位位位位以以以以及及及及与与与与SRPSRP受受受受体体体体结结结结合合合合的的的的部部部部位位位位；另另另另一一一一端端端端则则则则可可可可与与与与核核核核糖体糖体糖体糖体(A site)(A site)结合结合结合结合。当当当当信信信信号号号号序序序序列列列列一一一一从从从从核核核核糖糖糖糖体体体体上上上上伸伸伸伸出出出出，SRPSRPSRPSRP就就就就结结结结合合合合上上上上去去去去，翻翻翻翻译活动暂停。译活动暂停。译活动暂停。译活动暂停。信号信号信号信号肽肽肽肽SRSRP P大大大大亚亚亚亚单单单单位位位位新生多新生多新生多新生

31、多肽链肽链肽链肽链小亚单位小亚单位小亚单位小亚单位mRNAmRNA第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位信号肽信号肽结合部位结合部位SRPSRP受体受体结合部位结合部位核糖体核糖体AA位位结合部位结合部位SRPSRP受受体体实实实实际际际际上上上上是是是是插插插插在在在在糙糙糙糙面面面面内内内内质质质质网网网网膜膜膜膜上上上上的的的的一一一一种种种种停停停停泊泊泊泊蛋蛋蛋蛋白白白白(docking(docking protein,protein,DP)DP)，由由由由嵌嵌嵌嵌入入入入膜膜膜膜内内内内的的的的疏疏疏疏水水水水部部部部分分分分和和和和暴暴暴暴露露露露于于于于细细细细胞质的亲

32、水部分胞质的亲水部分胞质的亲水部分胞质的亲水部分两部分组成。两部分组成。两部分组成。两部分组成。SRPSRPSRPSRP受体受体受体受体 (停泊蛋白停泊蛋白停泊蛋白停泊蛋白)核糖体受体核糖体受体核糖体受体核糖体受体核糖体受体核糖体受体核糖体受体核糖体受体SRPSRPSRPSRP受受受受体体体体SRPSRP受体对受体对受体对受体对7S RNA7S RNA有识别能力有识别能力有识别能力有识别能力第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位3 3、在在在在RERRER膜膜膜膜上上上上还还还还存存存存在在在在有有有有核核核核糖糖糖糖体体体体受受受受体体体体，为为为为插插插插在在在在RERRER膜膜膜

33、膜上上上上的的的的一一一一种种种种整整整整合合合合蛋蛋蛋蛋白白白白。核核核核糖糖糖糖体体体体通通通通过过过过与与与与核核核核糖糖糖糖体体体体受受受受体体体体结结结结合合合合而而而而结结结结合合合合到到到到RERRER膜上。膜上。膜上。膜上。核核核核糖糖糖糖体体体体与与与与核核核核糖糖糖糖体体体体受受受受体体体体结结结结合合合合后后后后，SRPSRP与与与与SRPSRP受受受受体体体体脱脱脱脱离离离离，SRPSRP参与再循环参与再循环参与再循环参与再循环。肽链合成又可继续进行。肽链合成又可继续进行。肽链合成又可继续进行。肽链合成又可继续进行。4 4、信信信信号号号号肽肽肽肽穿穿穿穿膜膜膜膜并并并

34、并整整整整合合合合到到到到RERRER膜膜膜膜上上上上，介介介介导导导导新新新新生生生生肽肽肽肽链链链链沿沿沿沿蛋蛋蛋蛋白质转运体穿膜进入白质转运体穿膜进入白质转运体穿膜进入白质转运体穿膜进入RERRER腔内。腔内。腔内。腔内。遇遇遇遇到到到到终终终终止止止止密密密密码码码码子子子子后后后后，核核核核糖糖糖糖体体体体大大大大小小小小亚亚亚亚单单单单位位位位解解解解离离离离，并并并并从从从从RERRER膜中的核糖体受体上及膜中的核糖体受体上及膜中的核糖体受体上及膜中的核糖体受体上及mRNAmRNA上脱离下来，上脱离下来，上脱离下来，上脱离下来，肽链合成结束肽链合成结束肽链合成结束肽链合成结束。第

35、六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位核核核核糖糖糖糖体体体体-mRNA-mRNA-信信信信号号号号识识识识别别别别颗颗颗颗粒粒粒粒复复复复合合合合体体体体结结结结合合合合到到到到内内内内质质质质网网网网膜膜膜膜之之之之后后后后，大大大大多多多多数数数数位位位位于于于于可可可可溶溶溶溶性性性性蛋蛋蛋蛋白白白白氨氨氨氨基基基基末末末末端端端端的的的的信信信信号号号号肽肽肽肽序序序序列列列列还还还还附附附附带带带带有有有有开开开开启启启启转转转转移移移移通通通通道道道道的的的的功功功功能能能能，而而而而且且且且在在在在合成的多肽链完全穿过膜之前，信号肽序列一直结合在通道上合成的多肽链完全穿过

36、膜之前，信号肽序列一直结合在通道上合成的多肽链完全穿过膜之前，信号肽序列一直结合在通道上合成的多肽链完全穿过膜之前，信号肽序列一直结合在通道上信号肽信号肽信号肽信号肽序列序列序列序列信号肽信号肽酶酶信信信信号号号号肽肽肽肽牵牵牵牵引引引引肽肽肽肽链链链链完完完完全全全全进进进进入入入入ERER腔腔腔腔的的的的模模模模式图解式图解式图解式图解信号肽信号肽信号识别颗粒信号识别颗粒(SRP)核糖体核糖体信号识别信号识别颗粒受体颗粒受体核糖体核糖体受体受体蛋蛋 白白易位体易位体SRPSRP与与与与信信信信号号号号肽肽肽肽及及及及核核核核糖糖糖糖体体体体结结结结合合合合引引引引起起起起蛋蛋蛋蛋白白白白质

37、质质质合合合合成停止成停止成停止成停止结结结结合合合合SRPSRP的的的的核核核核糖糖糖糖体体体体选选选选择择择择性性性性与与与与SRPSRP受体结合受体结合受体结合受体结合翻译继续翻译继续翻译继续翻译继续易位开始易位开始易位开始易位开始SRP离开离开再循环再循环第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位5 5、ERER膜膜膜膜内内内内表表表表面面面面的的的的信信信信号号号号肽肽肽肽酶酶酶酶将将将将信信信信号号号号肽肽肽肽切切切切除除除除，使使使使整整整整个个个个肽肽肽肽链链链链游离于游离于游离于游离于RERRER腔中。腔中。腔中。腔中。2020世世世世纪纪纪纪9090年年年年代代代代初初

38、初初，BlobelBlobel又又又又以以以以确确确确凿凿凿凿的的的的实实实实验验验验证证证证据据据据进进进进一一一一步证明，步证明，步证明，步证明，在在在在RERRER膜上膜上膜上膜上存在允许多肽链穿过的存在允许多肽链穿过的存在允许多肽链穿过的存在允许多肽链穿过的蛋白质通道蛋白质通道蛋白质通道蛋白质通道通通通通道道道道的的的的直直直直径径径径只只只只有有有有2nm2nm左左左左右右右右，所所所所以以以以蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质跨跨跨跨膜膜膜膜时时时时必必必必须须须须去去去去折叠折叠折叠折叠以以以以线性方式线性方式线性方式线性方式通过膜。通过膜。通过膜。通过膜。第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋

39、白质的细胞定位通道关闭通道关闭通道关闭通道开放通道开放通道开放通道关闭通道关闭通道关闭G.BlobelG.Blobel因此项创见而荣获因此项创见而荣获因此项创见而荣获因此项创见而荣获19991999年诺贝尔奖！年诺贝尔奖！年诺贝尔奖！年诺贝尔奖！信号假说信号假说 (signal hypothesis)(signal hypothesis)信号学说信号学说 (signal theory)(signal theory)当当当当带带带带有有有有新新新新生生生生多多多多肽肽肽肽链链链链的的的的核核核核糖糖糖糖体体体体结结结结合合合合到到到到内内内内质质质质网网网网膜膜膜膜时时时时，膜膜膜膜上上上上的的

40、的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质通通通通道道道道开开开开放放放放，信信信信号号号号肽肽肽肽引引引引导导导导新新新新生生生生肽肽肽肽链链链链穿穿穿穿过过过过这这这这一一一一通通通通道道道道；蛋白质转移完成，核糖体从膜上移走之后，通道关闭。蛋白质转移完成，核糖体从膜上移走之后，通道关闭。蛋白质转移完成，核糖体从膜上移走之后，通道关闭。蛋白质转移完成，核糖体从膜上移走之后，通道关闭。信号学说信号学说信号学说信号学说 (signal theory)(signal theory)要点要点要点要点1 1、信号肽（由信号密码子编码）、信号肽（由信号密码子编码）、信号肽（由信号密码子编码）、信号肽（由信号密码子编

41、码）2 2、信号识别颗粒、信号识别颗粒、信号识别颗粒、信号识别颗粒 /信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体3 3、核糖体受体（核糖体亲和蛋白）、核糖体受体（核糖体亲和蛋白）、核糖体受体（核糖体亲和蛋白）、核糖体受体（核糖体亲和蛋白）4 4、蛋白质转运通道、蛋白质转运通道、蛋白质转运通道、蛋白质转运通道 /信号肽引导新生肽链穿过通道信号肽引导新生肽链穿过通道信号肽引导新生肽链穿过通道信号肽引导新生肽链穿过通道5 5、信号肽酶（合成结束后切除信号肽）、信号肽酶（合成结束后切除信号肽）、信号肽酶（合成结束后切除信号肽）、信号肽酶（合成结束后切除信号肽）第六节第六节 蛋白质

42、的细胞定位蛋白质的细胞定位EnglishEnglishChineseChinese被被被被运运运运输输输输的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质一一一一般般般般都都都都带带带带有有有有分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号(sorting(sorting signal)signal)，它可被细胞器上的，它可被细胞器上的，它可被细胞器上的，它可被细胞器上的受体蛋白受体蛋白受体蛋白受体蛋白所识别。所识别。所识别。所识别。分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号是是是是一一一一段段段段连连连连续续续续的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸序序序序列列列列，长长长长达达达达15-6015-60个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸。

43、蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质运运运运送送送送到到到到目目目目的的的的后后后后，分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号的的的的任任任任务务务务即即即即完完完完成成成成，信信信信号号号号序序序序列列列列就就就就被被被被相相相相应应应应的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶切切切切去去去去。这这这这样样样样的的的的分分分分拣拣拣拣信信信信号号号号通通通通常常常常也也也也叫叫叫叫做做做做信号序列信号序列信号序列信号序列或或或或引导序列引导序列引导序列引导序列(signal seguence(signal seguence或或或或leader sequence)leader sequence)。不不不不同同同同类类类类

44、型型型型的的的的信信信信号号号号序序序序列列列列可可可可引引引引导导导导蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内达达达达到到到到不不不不同同同同的目的地的目的地的目的地的目的地。（二）指导蛋白质定位运转的信号序列（二）指导蛋白质定位运转的信号序列（二）指导蛋白质定位运转的信号序列（二）指导蛋白质定位运转的信号序列第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位几种典型的分拣信号序列几种典型的分拣信号序列几种典型的分拣信号序列几种典型的分拣信号序列(前导序列前导序列前导序列前导序列)第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位核输入信号核输入信号核输入信号核输入信号核输出信号核输

45、出信号核输出信号核输出信号线粒体输入信号线粒体输入信号线粒体输入信号线粒体输入信号质体输入信号质体输入信号质体输入信号质体输入信号微体输入信号微体输入信号微体输入信号微体输入信号内质网驻留信号内质网驻留信号内质网驻留信号内质网驻留信号信号肽信号肽信号肽信号肽信信信信号号号号序序序序列列列列具具具具有有有有指指指指导导导导一一一一种种种种蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质定定定定位位位位到到到到细细细细胞胞胞胞内内内内特特特特定定定定部部部部位位位位所所所所需需需需要要要要的的的的全全全全部部部部信信信信息息息息。如如如如把把把把进进进进入入入入RERRER的的的的N-N-端端端端信信信信号号号号肽肽肽肽

46、连连连连接接接接到到到到细细细细胞胞胞胞质质质质溶溶溶溶质质质质蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的起起起起始始始始端端端端，就就就就会会会会使使使使该该该该蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质改改改改变变变变输输输输方方方方向向向向，转转转转运而进入内质网。运而进入内质网。运而进入内质网。运而进入内质网。通通通通常常常常，专专专专一一一一定定定定位位位位于于于于相相相相同同同同目目目目的的的的地地地地的的的的一一一一些些些些信信信信号号号号序序序序列列列列，即即即即使使使使在在在在组组组组成成成成上上上上有有有有所所所所不不不不同同同同，但但但但却却却却可可可可具具具具有有有有相相相相同同同同的的的的功功功功能能能

47、能。这这这这是是是是因因因因为为为为，信信信信号号号号序序序序列列列列的的的的一一一一些些些些物物物物理理理理性性性性质质质质，如如如如疏疏疏疏水水水水性性性性、带带带带电电电电荷荷荷荷氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸所所所所在在在在的位置的位置的位置的位置等状况，要比等状况，要比等状况，要比等状况，要比氨基酸序列的精确性氨基酸序列的精确性氨基酸序列的精确性氨基酸序列的精确性更重要。更重要。更重要。更重要。第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位19871987年年年年R.R.J J EllisEllis便便便便把把把把凡凡凡凡是是是是能能能能够够够够促促促促进进进进其其其其它它它它蛋蛋蛋蛋白白

48、白白质质质质正正正正确确确确折折折折叠叠叠叠和和和和组组组组装装装装的的的的一一一一类类类类蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子统统统统称称称称为为为为分分子伴侣子伴侣(molecular chaperonemolecular chaperone)。三、分子伴侣在蛋白质折叠和运转中的作用第六节第六节 蛋白质的细胞定位蛋白质的细胞定位DefinitionDefinition:A A large large group group of of unrelated unrelated protein protein families families whose whose role role

49、is is to to stabilize stabilize unfolded unfolded proteinsproteins,unfold unfold themthem for for translocation translocation across across membranesmembranes or or for for degradationdegradation,and/or to and/or to assist in their assist in their correct foldingcorrect folding and and assemblyassem

50、bly.MOLECULAR CHAPERONESMOLECULAR CHAPERONESMain roleMain role:They They prevent prevent inappropriate inappropriate associationassociation or or aggregationaggregation of of exposed exposed hydrophobic hydrophobic surfacessurfaces and and direct direct their their substrates substrates into into pr