蛋白质合成与运输
蛋白质的合成和运输
作业布置: 1、活页20-22页
2、课时作业(七)
2、与分泌蛋白合成与分泌有关的细胞 器、结构。 3、分泌蛋白的分泌依次经过的结构。
4、哪个部位的蛋白质是成熟蛋白质? 5、1中合成的产物是什么? 6、2、4、6的面积在此过程中有何 变化?
科学家提供35S标记的氨基酸培养哺乳动物乳腺细 胞,测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结 构的面积变化,结果如下图。下列选项表示a、b、 c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后 顺序,正确的是 ( ) A.a核糖体→b内质网→c高尔基体 B.a内质网→b高尔基体→c细胞膜 C.a高尔基体→c内质网→b细胞膜 D.a内质网→c高尔基体→b细胞膜
2、运输: 指通过连续的内膜系统运送蛋白质到达 其最终目的地的过程.
关于蛋白质的分选运输,下列说法不正确的是
A .蛋白质合成后,一般在其氨基酸序列中含 有分选信号 B .游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号 C .核糖体在细胞中的存在部位不同,也影响 蛋白质的去向 D 蛋白质只有被准确的运输到相应的部位才能 执行特定的功能
第二节
蛋白质的合成和运输
一、蛋白质的合成 1、合成场所:
分布:真、原核细胞、线粒体、叶绿体 化学组成(成分): RNA、蛋白质 核糖体 大亚基、小亚基 结构: 游离核糖体、 存在形式(种类): 附着核糖体
氨基酸
核糖体
多肽(形成肽键)
生成水的细胞器
蛋白质(按作用场所分类)
分泌蛋白:合成后分泌到细胞膜外。
线粒体供能
多 游离核 肽 氨 糖体 ( 细胞质基质 无 基 生 加工 脱水 酸 缩合 物 活 性 ) 成 熟 的 蛋 白 质 ( 有 活 性 )
细 胞 ห้องสมุดไป่ตู้ 蛋 白 质
蛋白质的合成与运输
通过转基因技术,可使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是:
(1)分选信号:蛋白质合成以后,一般在 内质网 高尔基体 细胞质基质
用3H标记亮氨酸,注入豚鼠胰脏腺泡细胞中 大肠杆白质, 并 运输
其氨基酸序列中含分选信号,决定它 (1)概念:为新生肽链添加上糖链.
很快连续取样,并分离核糖体和内质网。 大肠杆菌 B.
感谢观看
3.蛋白质的修饰加工:
(1)概念:为新生肽链添加上糖链.甲基.或者羟基并对 其剪切和折叠等
(2)意义:无活性的肽链
有活性的蛋白质
(3)场所:内质网 高尔基体 细胞质基质
二.蛋白质的分选和运输
1.影响蛋白质分选的因素: 通过转基因技术,可使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是:
内质网 高尔基体 细胞质基质
内质网 高尔基体 细胞质基质
通过转基因技术,可使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是:
通过转基因技术,可使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是:
(2)意义:无活性的肽链
有活性的蛋白质
通过转基因技术,可使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是:
即蛋白质是通过细胞内在功能上连续统一的细胞内膜结构以出芽和融合的方式进行运输的。
体
11317m7mminini
思考:在核糖体上合成的蛋白质,在经过内质网、
高尔基体时,分别发生什么变化?合成的蛋白质以什 么方式分泌出细胞外?
核糖体 内质网 高尔基体
细胞膜
外
排
合 成 肽 链
折叠、组装、 加工、浓缩 糖基化为比较 为成熟 成熟的蛋白质, 蛋白质 并 运输
分泌特 定功能 蛋白质
线粒体供能
蛋白质的合成与运输
一蛋白质的合成
1.合成场所: 分布:所有细胞中
细胞内蛋白质的合成与运输_论文
细胞内蛋⽩质的合成与运输_论⽂细胞内蛋⽩质的合成与运输摘要:蛋⽩质是⼀切⽣命的物质基础,这不仅是因为蛋⽩质是构成机体组织器官的基本成分,更重要的是蛋⽩质本⾝不断地进⾏合成与分解。
这种合成、分解的对⽴统⼀过程,推动⽣命活动,调节机体正常⽣理功能,保证机体的⽣长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。
根据现代的⽣物学观点,蛋⽩质和核酸是⽣命的主要物质基础。
关键字:多肽链、蛋⽩质、翻译、核糖体、运输途径、运输⽅式,研究前景前⾔:国家重⼤科学研究计划对中国的四项重要科学研究所涉及的领域分别作了详细说明,四个项⽬分别是蛋⽩质研究,量⼦调控研究,纳⽶研究,发育与⽣殖研究。
尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有⼀半以上基因的功能是未知的。
⽬前功能基因组中所采⽤的策略,如基因芯⽚、基因表达序列分析等,都是从细胞中mRNA的⾓度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的⽔平反映了蛋⽩质表达的⽔平。
但事实并不完全如此,从DNA mRNA蛋⽩质,存在三个层次的调控,即转录⽔平调控,翻译⽔平调控,翻译后⽔平调控。
从mRNA⾓度考虑,实际上仅包括了转录⽔平调控,并不能全⾯代表蛋⽩质表达⽔平。
⽏庸置疑,蛋⽩质是⽣理功能的执⾏者,是⽣命现象的直接体现者,对蛋⽩质结构和功能的研究将直接阐明⽣命在⽣理或病理条件下的变化机制。
蛋⽩质本⾝的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋⽩质间相互作⽤以及蛋⽩质构象等问题,仍依赖于直接对蛋⽩质的研究来解决。
虽然蛋⽩质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋⽩质研究技术远远⽐核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个⽣命过程。
⼀、蛋⽩质⽣物合成过程遗传密码表在mRNA的开放式阅读框架区,以每3个相邻的核苷酸为⼀组,代表⼀种氨基酸或其他信息,这种三联体形势称为密码⼦(codon)。
如图,通常的开放式阅读框架区包含500个以上的密码⼦。
遗传密码的特点⼀⽅向性:密码⼦及组成密码⼦的各碱基在mRNA序列中的排列具有⽅向性(direction),翻译时的阅读⽅向只能是5ˊ→3ˊ。
蛋白质的合成与运输分解
蛋白原(成熟之 前无活性)
加工
蛋白质(成熟 之后有活性)
前胰岛素原
胰岛素原
胰岛素
小结 分泌蛋白的形成过程
多肽链
脱 氨 水 基 缩 酸 合
较成熟蛋 白质
工初 运步 输加
成熟蛋 白质
工进 包一 装步 加
分泌 蛋白
细分 胞泌 外到
核糖体
内质网
小泡
高尔 基体
小泡
细胞膜
说明:在蛋白质合成、加工 及运输过程中均由线粒体供 能
内膜系统是相对细胞膜而言的,但并 不是指细胞内所有的膜结构,也不包括 细胞膜,它是指在功能上连续统一的细 胞内膜结构,其中包括核膜、内质网、 高尔基体、溶酶体、微体以及一些小泡 等,各种内膜之间可通过出芽和融合的 方式进行交流,这可使细胞进行物质合 成、加工、分选、运输、分泌等过程。 线粒体和叶绿体虽然具有膜结构,但不 参加这种方式的交流,因此不包括在内 膜系统中。
复习提问: 1、氨基酸是怎样形成肽链的?
脱水缩合 2、蛋白质合成的场所是什么? 核糖体 3核糖体在真核细胞内的分 布有何特点? 有的附着在内质网上,有的游离在 细胞质基质中
3、肽链是否就是蛋白质的结构? 什么是蛋白质? 肽链不是真正意义上的蛋白质。 蛋白质是由一条或几条多肽链经盘曲 折叠而形成,是具有一定空间结构的 有机高分子化合物。
2、蛋白质在分泌之前进行加工有何意 义?
蛋白质初合成后,许多是没有生物活 性的,只有通过加工,如添加糖链、甲基、 羟基或剪切多余片段、折叠,才能成为有 活性的功能蛋白。如细胞膜蛋白上的糖链 能协助细胞膜完成许多功能,如细胞识别、 血型抗原的决定等。
例:细胞膜蛋白上的糖链
细胞膜亚显微结构
一、蛋白质的合成
细胞内生物运输和蛋白质合成
细胞内生物运输和蛋白质合成在生物学领域中,细胞内生物运输和蛋白质合成是两个重要的概念。
细胞内生物运输指的是细胞内大量的分子和物质的运输方式,细胞内蛋白质合成则是指细胞内的基本代谢过程。
这两个过程都是构成细胞的重要组成部分,它们的了解和掌握有利于我们更深入地了解生命的本质。
一、细胞内生物运输细胞内生物运输是指在细胞中进行的物质运输过程。
细胞是生命的基本单位,也是生物的最小单位,因此细胞内的物质运输是必不可少的。
细胞内运输的方式有多种,其中最重要的是通过细胞膜的运输方式。
细胞膜是细胞的外层膜,它由脂质和蛋白质等多种分子组成,具有保护细胞和物质运输的作用。
细胞膜的运输方式主要有两种:主动转运和被动转运。
被动转运是指分子沿着浓度梯度方向移动的过程,不需要消耗细胞内的能量;主动转运则是指分子的移动需要细胞内的能量,是一种主动的物质转运方式。
细胞内物质的运输方式还包括内吞作用和分泌作用。
内吞作用是指细胞通过膜泡的形式将外部物质吞噬并转运至细胞内;而分泌作用则是指细胞通过膜泡将生物大分子或细胞产生的废物等物质排出细胞,是一种物质的输出过程。
总之,细胞内生物运输是细胞生命活动的重要组成部分,通过不同的方式使分子和物质在细胞内得以流动和运输,保证细胞内正常的代谢活动。
二、细胞内蛋白质合成细胞内蛋白质合成是指在细胞内通过核糖体等机制将氨基酸有序连接成多肽链,进而形成蛋白质的过程。
蛋白质是生命中最为重要的大分子,它是细胞生命活动的重要组成部分。
蛋白质合成是细胞的一种基本代谢过程,其中涉及到多种蛋白质结构和酶的参与,是细胞过程中最为复杂的生化反应之一。
蛋白质合成的基本过程包括三个步骤:转录、翻译和折叠。
转录是指DNA序列信息通过RNA转录酶转录为RNA,信息被转录为RNA后可以向细胞质迁移。
翻译是指RNA在核糖体的帮助下将氨基酸按照特定的顺序连接成一个多肽链,生成蛋白质的初步结构。
折叠是指初步形成的多肽链通过一系列的化学反应在特定的条件下,使得蛋白质结构进一步完整和稳定,确保蛋白质达成其特定的生物学功能。
蛋白质的合成与运输
)
【解析】 内质网是脂质合成的场所,所以合成固醇类激素的分泌细胞内质网 应该比较发达。分泌蛋白的修饰和加工是由内质网和高尔基体共同完成。生物膜之 间可通过具膜小泡的转移进行相互转化。
【答案】 B
5.如图表示用含 3H 标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌 示意图,则该细胞中出现 3H 的部位依次为( )
【答案】 B
2.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成, 研究人员在其培养基中添加 3H 标记的 亮氨酸后,测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如 下图中甲,有关的生物膜面积变化如图乙,其相关结构关系如图丙,则下列有关说 法不正确的是( )
A.图丙中首先可观察到 3H 标记的细胞器是③ B.能在图丙中④上观察到 3H 标记表明可能有分泌蛋白合成 C.图甲中 c 曲线所指的细胞结构是高尔基体 D.图乙中 d 曲线表示的细胞结构是内质网
提示:原核细胞除细胞膜外无其他膜结构,因此没有内膜系统。
[思维升华] 生物膜的种类、结构和功能联系
细胞膜:单层膜,细胞的外界膜 核膜:双层膜,具核孔,细胞核的外界膜 生物膜 双层膜结构:叶绿体、线粒体 (1) 的种类 细胞器膜单层膜结构:内质网、高尔基 体、液泡等
1.关于蛋白质的分选和运输,下列说法不正确的是( A.蛋白质合成后,一般在其氨基酸序列中含有分选信号 B.游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号
)
C.核糖体在细胞中的存在部位不同,也影响蛋白质的去向 D.蛋白质只有被准确地运输到相应的部位才能执行特定的功能
【解析】 无论是在内质网的核糖体上还是游离的核糖体上合成的蛋白质,一 般其氨基酸序列中均含分选信号,决定着蛋白质的去向和最终定位,而核糖体在细 胞中的存在部位不同,也影响蛋白质的去向。
9.蛋白质的合成和运输
No.9 第二节蛋白质的合成与运输第五周第1课时编写人:吴浩审核:李永华班组姓名:组评:师评:【学习目标】1、认真阅读教材P32-P35的知识完成自主学习内容。
2、小组之间相互讨论完成合作探究。
【学习目标】1、说出核糖体的形态结构和成分。
2、说出蛋白质的合成、加工、分选、运输过程。
【学习重、难点】蛋白质的合成、加工、分选、运输过程。
【自主学习】一.蛋白质的合成1、是蛋白质合成的场所,其由和共同组成。
2、蛋白质的合成是指。
3、、和都能对新生肽链进行加工。
蛋白质的加工是指为新生肽链加上、或并对其等。
二.蛋白质的分选和运输4、蛋白质合成后,一般在其氨基酸序列中含有决定它们的去向和最终定位。
5、蛋白质的运输是指。
6、内质网上的合成的蛋白质通过一定的机制进入到经过初步的后被运送到,再经高尔基体的进一步加工修饰成为最后由高尔基体通过特定的将不同的蛋白质分开,各自以的形式运送到相应的部位。
7、的核糖体合成的蛋白质主要通过各自的分选信号北运送到不同的8、内膜系统包括、、以及一些小泡等。
【合作探究】下图展示了各种细胞结构在蛋白质合成中的分工协作,请将空缺处补充完整。
氨基酸(加工折叠、组装等)分泌蛋白(小泡与其融合)【课堂检测】A级题:1、牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质,在奶牛的乳腺细胞中与上述物质的合成和分泌有关的一组细胞器是()A、核糖体、线粒体、中心体、染色体B、线粒体、内质网、高尔基体、核膜C、核糖体、线粒体、质体、高尔基体D、核糖体、线粒体、内质网、高尔基体2、关于蛋白质的分选和运输,下列说法不正确的是()A、蛋白质合成后,一般在其氨基酸序列中含有分选信号B、游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号C、核糖体在细胞中的存在部位不同,也影响蛋白质的去向D、蛋白质只有被准确地运输到相应的部位才能执行特定的功能3、下列哪一结构与新生肽链的加工修饰无关?()A、核糖体B、内质网腔C、高尔基体D、细胞质基质B级题:1、蛋白质是生命活动的体现者,但在正常的生命活动中它不能作为细胞的()A、重要的结构物质B、重要的调节物C、主要能源物质D、机体免疫物质2、癌细胞与正常细胞相比,可能增加数量最多的是()A、中心体B、内质网C、核糖体D、高尔基体3、成熟蛋白质的形成场所是()A、高尔基体B、内质网C、核糖体D、细胞质基质【小结】知识延伸鲸为什么会搁浅有人认为鲸类动物搁浅是由于自杀所致。
蛋白质的合成与运输
存在于细胞膜外——分泌蛋白 存在于细胞膜上——膜蛋白 存在于细胞膜内——胞内蛋白
例、下列物质中,在核糖体内合成的是
( D) ①性激素 ②纤维素③淀粉 ④消化酶⑤K +的载体⑥胰岛素 A ①②③ B ②③④ C ②④⑥ D ④⑤⑥
探究活动:豚鼠胰腺蛋白的分泌
1、什么是分泌蛋白?常见的都有哪些?
6、一般说来,蛋白质合成后,决定他们的 去向和最终定位的是( A ) A、氨基酸序列中的分选信号 B、核糖体的存在部位 C、蛋白质分子的生理功能 D、细胞不同部位对蛋白质的需要量
7、在玉米叶肉细胞的下列结构中,不具 有核糖体的是 ( D) A、线粒体 B、叶绿体 C、粗面型内质网 D、高尔基体
细 胞 膜 外 排 作 用
多肽链
加工、修饰 细胞质基质
线粒体
为蛋白质的合成、加工、运输提供能量。
分泌蛋白 膜蛋白
细胞是一个统一的整体!
练习:
1、在细胞膜的外侧,有些蛋白质分子上连有糖 链,形成糖蛋白(糖被),此糖蛋白的基本生 理作用有( C ) A、维持细胞的形态 B、协助物质进出细 胞 C、细胞识别和决定血型 D、传递生物电信号
2、核糖体分布影响去向
分 布 : 运 输 去 向
氨基酸
缩合
多肽链
初步加工 内质网
附着在内质网 核糖体 的核糖体 缩合
较成熟 蛋白质
再加工
高尔基体
成熟 蛋白质
细 胞 膜
游离的 核糖体
多肽链
加工、修饰 加工、修饰
细胞质基质 细胞质基质
胞内蛋白
分泌蛋白 膜蛋白
四、蛋白质的运输
1、胞内蛋白的运输 ——细胞质基质
蛋白质合成及转运生科
(2)毒素:
白喉霉素:催化蛋白发生ADP-核糖基化. 共价修饰使EF-2失活 一条多肽单链,2个二硫键,2个结构域 β结构域与细胞表面受体结合→毒素蛋白水解断裂 二硫键还原,产生A、B两片段: B协助A通过细胞膜,A为蛋白修饰酶
(3)抗代谢物:
● 结构与天然代谢物相似. ● 竞争性抑制代谢中酶/反应. 嘌呤霉素:结构与Tyr-tRNA Tyr相似,进入核糖体A位 连于肽链的C端,形成肽酰嘌呤霉素,容易脱落,肽链 合成提前终止. 嘌呤霉素对原/真核生物翻译过程均有干扰,用于肿瘤 治疗.
●蛋白质定位:
1、溶酶体蛋白、分泌蛋白、质膜骨架蛋白:粗面内质网 核糖体. ● 信号肽假说. ● 分泌蛋白质的合成和胞吐作用.
2、线粒体与叶绿体蛋白:游离的核糖体. ● 蛋白质向线粒体和叶绿体的定位机制
●信号肽假说简图:
5ˊ
信号识别体(SRP)
SRP 循环
多肽移位装置
3ˊ
mRNA
内质网膜
核糖体受体
● 由同一种tRNA合成酶合成:起始因子识别tRNAiMet
延伸因子识别tRNAMet
● 原核生物中的第一个蛋氨酸要进行甲酰化 修饰---甲酰Met:
fMet - tRNAiMet
5、翻译起始于mRNA与核糖体的结合:
● 真核生物mRNA分子的5’端有核糖体进入部位: 帽子结构帮助识别mRNA分子与核糖体的结合位点. 核糖体沿着 mRNA分子5’ → 3’扫描至起始密码AUG.
mRNA与小亚基结合
② fMet–tRNAiMet进入
③50S大亚基的结合
A:新进来的氨基酸结合位点. P:肽链结合位点. E:出口(大部分在大亚基上).
7、蛋白合成的延伸(elongation):
蛋白质的合成与运输课件
分子生物学研究方法
1 2
基因克隆和表达
通过基因工程技术,将目标基因克隆到表达载体 中,并在宿主细胞中表达,从而获得大量的目标 蛋白质。
基因敲除和敲入
利用基因编辑技术,对特定基因进行敲除或敲入 操作,以研究蛋白质合成和运输的调控机制。
3
转录组学分析
利用高通量测序技术,对细胞或组织中全部基因 的表达水平进行分析,从而了解蛋白质合成的转 录调控机制。
பைடு நூலகம்
05
蛋白质合成与运输的调控
基因表达调控
转录水平调控
通过调节基因转录的起始 和效率,控制蛋白质合成 的数量和种类。
转录因子
转录因子与DNA结合,调 控特定基因的表达。
表观遗传学
DNA甲基化、组蛋白修饰 等表观遗传学机制影响基 因表达。
翻译后修饰调控
磷酸化
磷酸化是蛋白质最常见的翻译后 修饰,通过改变蛋白质活性来调
蛋白质的胞内运
核糖体合成
蛋白质在核糖体上合成后,通过信号肽引 导进入内质网。
内质网加工
蛋白质在内质网中经过折叠、组装和糖基 化等加工。
高尔基体转运
经过内质网加工的蛋白质通过囊泡转运至 高尔基体进一步修饰和分拣。
蛋白质的分泌运
囊泡形成
蛋白质在高尔基体形成囊泡,通过胞吐作用释放到细胞外。
胞吐过程
囊泡与细胞膜融合,释放出内容物,完成蛋白质的分泌运输 。
THANKS
常见的翻译后修饰包括磷酸化、乙酰化、糖基化等,这些修饰可以影响蛋白质的结 构和功能,使其具有更广泛的生物活性。
翻译后修饰对于蛋白质的功能和稳定性具有重要作用,是蛋白质合成过程中的重要 环节。
04
蛋白质的运输
蛋白质的跨膜运
蛋白质在细胞中循环过程
蛋白质在细胞中循环过程
1. 合成:蛋白质的合成通常在细胞的核内进行,由核糖体根据mRNA的编码信息将氨基酸连接成多肽链。
2. 折叠:合成的多肽链称为原始蛋白质,在细胞质中通过蛋白质折叠和修饰过程得到正确的三维结构。
这一过程通常由分子伴侣蛋白参与,确保蛋白质正确折叠。
3. 定位:折叠完成的蛋白质根据其特定序列或结构质量,在细胞中被定位到不同的细胞器或亚细胞结构中。
这一过程中,通常伴随着信号序列的识别和靶向。
4. 运输:蛋白质被定位到合适的细胞器或亚细胞结构后,需要通过细胞器间的运输来到达目的地。
这一过程通常涉及分泌蛋白质的囊泡形成、吞噬作用或直接膜蛋白质转运等方式。
5. 降解:蛋白质在细胞中的寿命有限,一些蛋白质需要被降解掉以维持细胞的正常功能。
降解的方式包括蛋白酶体、溶酶体、自噬体等,其中蛋白酶体是最常见的降解方式。
细胞中的蛋白质循环过程是一个动态的过程,它的调控能够控制细胞的形态、功能和代谢状态。
这些过程的失调可能导致蛋白质的异常积累或功能失调,从而导致多种细胞和组织的疾病。
蛋白质的合成与运输
脱水缩合
多肽
盘曲折叠
蛋白质
成熟的蛋白质
3、分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?能量 由哪里提供? 需要,能量由线粒体提供
在分泌蛋白合成和运输过程中,有哪些膜结构参与?
内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜
核 糖 体 上 蛋 白 质 的 成 与 去 向
膜结合核糖体
游离核糖体
细胞外 附着核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜上 溶酶体 核糖体 线粒体 游离核糖体 细胞质 基质 叶绿体 细胞核
阅读课本“资料分析”,思考问题?
1、分泌蛋白是在哪里合成的?
核糖体
2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞 器或细胞结构?尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程? 核糖体、内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜
分泌蛋白的合成和运输
核糖体
合成
内质网
加工运输
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
分泌
加工、分类和包装
氨基酸
不同部位的蛋白质如何准确地到膜
生物膜系统:细胞器膜、细胞膜和核膜共同构成了细胞的 内膜系统:核膜、细胞器膜(线粒体、叶绿体膜除外)
在一定时间内使某种动物胰腺细胞合成并分泌酶原颗 粒的大致过程。请据图3-5写出标号,及其所代表的结 构、名称以及所要求的内容。
图3-5
(1)在胰腺细胞内部,酶蛋白的合成场所是[ 1 ]上 的 核糖体 ;将酶蛋白运输到加工场所的细胞器 是 内质网 。
在一定时间内使某种动物胰腺细胞合成并分泌酶原颗 粒的大致过程。请据图3-5写出标号,及其所代表的结 构、名称以及所要求的内容。
图3-5
(2)对酶蛋白进行加工组装的场所是[ 3 ] 高尔基体 ;直 接参与酶原颗粒的分泌过程的结构还有 [ 4 ] 细胞膜 。
第二节蛋白质的合成与运输
高中生物蛋白质的合成与运输素材安徽省六安市叶集区姚李职业高级中学张安锁线粒体(mitochondrion)线粒体是1850年发现的,1898年命名。
线粒体由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质。
基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类,内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。
线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所,有细胞"动力工厂" (power plant)之称。
另外,线粒体有自身的DNA和遗传体系, 但线粒体基因组的基因数量有限,因此,线粒体只是一种半自主性的细胞器。
线粒体的形状多种多样, 一般呈线状,也有粒状或短线状。
线粒体的直径一般在0.5~1.0 μm, 在长度上变化很大, 一般为1.5~3μm, 长的可达10μm ,人的成纤维细胞的线粒体则更长,可达40μm。
不同组织在不同条件下有时会出现体积异常膨大的线粒体, 称为巨型线粒体(megamitochondria)在多数细胞中,线粒体均匀分布在整个细胞质中,但在某些些细胞中,线粒体的分布是不均一的,有时线粒体聚集在细胞质的边缘。
在细胞质中,线粒体常常集中在代谢活跃的区域,因为这些区域需要较多的ATP,如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体。
另外, 在精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞的基部都是线粒体分布较多的地方。
线粒体除了较多分布在需要ATP的区域外,也较为集中的分布在有较多氧化反应底物的区域,如脂肪滴,因为脂肪滴中有许多要被氧化的脂肪。
形态与分布线粒体一般呈粒状或杆状,但因生物种类和生理状态而异,可呈环形,哑铃形、线状、分杈状或其它形状。
主要化学成分是蛋白质和脂类,其中蛋白质占线粒体干重的65-70%,脂类占25-30%。
一般直径0.5~1μm,长1.5~3.0μm,在胰脏外分泌细胞中可长达10~20μm,称巨线粒体。
数目一般数百到数千个,植物因有叶绿体的缘故,线粒体数目相对较少;肝细胞约1300个线粒体,占细胞体积的20%;单细胞鞭毛藻仅1个,酵母细胞具有一个大型分支的线粒体,巨大变形中达50万个;许多哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。
蛋白质合成,加工与运输
• 示例:类囊体膜蛋白 Lhcb1
① 前体Lhcb1(在胞质中) 外膜
转运肽,cpRSP54
跨叶绿体内
Hsp70, GTP
② 蛋白N-端进入基质,转运肽即被水解
③ 第一个滞留片段(-Glu-X-X-His-X-Arg-)使Lhcb1停留 在
类囊体膜上。其中的His和Glu/Ar叶g对绿与体叶绿素和叶黄
TOM TIM23
白进入内膜或膜间隙
跨膜后被切除,含 疏水性的停止转移 序列,蛋白被安插 到内膜。
内 TOM 膜 TIM23
结构类似于N端信号
序列,但位于蛋白 内 TOM
质内部。
膜 TIM23
为线粒体代谢物的 转运蛋白,如腺苷 转位酶,具有多个 内部信号序列和停 止转移序列,形成 多次跨膜蛋白。
内 TOM 膜 TIM22
4. C-端与结构蛋白相连部位为富含Ala的片段,易于形成 -sheet,是信号肽酶的识别和切割位点。
5. 信号肽不一定位于蛋白的N-末端。如卵清蛋白的信号 肽
位于中部。 6. 某些膜蛋白的信号肽在跨膜之后不被水解掉。Cyt P45
2. 信号肽引导的蛋白跨内质网膜过程:
• 属于边翻译边运输过程:识别 停泊 跨膜 水解
二 激素与激素原:
1 概念:如胰岛素原( 81aa)
类胰蛋白酶 切除C肽(30aa)
类羧肽酶B
Arg 60
成熟胰岛素(51aa) Lys59
A肽
COOH
• 原肽(propeptide): 其两侧含有成对碱性aa。 C肽
• 含原肽的蛋白叫原蛋白
2 原肽的功能:
H2N B肽
Arg 32Arg 31
蛋白质的合成和运输
蛋白质的合成和运输蛋白质啊,这可是咱们身体里特别神奇的东西呢。
就好比是身体这个大工厂里的超级小工匠,虽然小得咱们肉眼都看不见,可干的活儿那是相当重要。
咱先说说蛋白质是咋合成的吧。
细胞里面有个叫核糖体的小玩意儿,这核糖体就像是一个超级迷你的小厨房,专门负责做蛋白质这道菜。
它会根据DNA给的“菜谱”,也就是基因信息,把那些个氨基酸小原料一个个地组合起来。
氨基酸呢,就像是做菜的食材,什么口味的都有,它们组合的顺序不同,做出来的蛋白质这道菜就完全不一样。
这过程就像是拼积木一样,每个小块都得按顺序来,不然就拼不出正确的形状啦。
你想啊,如果把做房子的积木乱放一气,那房子能盖起来吗?肯定不能呀。
那这些小原料氨基酸是从哪儿来的呢?这就靠咱们吃的东西啦。
吃进去的食物就像是一个大仓库,各种营养物质都在里面呢。
食物被消化以后,氨基酸就被释放出来,然后就被运送到细胞这个小工厂里,等着核糖体这个小厨房来加工。
再说说蛋白质合成之后的运输吧。
合成好的蛋白质就像刚做好的商品,得运到该去的地方去。
细胞里面有一些像小货车一样的东西,叫转运小泡。
这些小货车就会把蛋白质这个“商品”装起来,然后沿着细胞里面像公路一样的细胞骨架,运到不同的地方去。
有的蛋白质是要被运到细胞外面去的,就像是要把商品送到别的城市去一样。
这时候,细胞就有一套特殊的办法,让这些蛋白质通过细胞膜这个“城门”出去。
还有些蛋白质是留在细胞里面工作的,比如说在细胞的线粒体里工作的蛋白质。
线粒体就像是细胞的发电厂,那些在这里工作的蛋白质就像是发电厂里的小工人,负责保证发电厂正常运转。
那这些蛋白质是怎么被准确送到线粒体里的呢?这又像是一场精心安排的快递配送。
细胞里面有特殊的信号,就像是快递单上的地址一样,告诉转运小泡这个小货车要把蛋白质送到线粒体这个地方。
蛋白质的合成和运输要是出了问题啊,那就像是工厂的生产线乱了套。
比如说,如果核糖体这个小厨房出了故障,那蛋白质就合成不出来,或者合成错了。
蛋白质合成、加工和转运的过程
一、蛋白质的合成1、核糖体是合成蛋白质的机器,其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白质。
2、游离核糖体游离于胞质中,合成细胞内的基础蛋白质;附着核糖体,附着在内质网表面,构成粗面内质网的核糖体,合成分泌蛋白和膜蛋白。
3、蛋白质合成的一般过程:1)氨基酸的活化。
氨基酸和tRNA在氨酰—tRNA合成酶作用下合成活化的氨酰—tRNA。
2)起始、延伸和终止。
3)蛋白质合成后的加工。
肽链N端Met的去除;氨基酸残基的化学修饰,乙酰化、甲基化、磷酸化等;肽链的折叠;二硫键的形成。
二、蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运1、信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网的合成。
1)信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列,通常由18-30个疏水氨基酸组成,能指引核糖体与内质网结合,并引导合成的多肽链进入内质网腔。
2)新生分泌性蛋白质多肽链在胞质中的游离核糖体上起始合成。
当新生肽链N端的信号肽被翻译后,可立即被细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合。
3)与信号肽识别结合的SRP,识别结合内质网膜上的SRP-R,并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上。
而SRP则从信号肽—核糖体复合体上解离,返回细胞质基质中重复上述过程。
4)在信号肽的引导下,合成中的肽链,通过由核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道,穿膜进入内质网网腔。
随之,信号肽序列被内质网膜戗面的信号肽酶且除,新生肽链继续延伸,直至完成而终止。
最后完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚,并从内质网上解离。
2、跨膜驻留蛋白的插入和转移决定了蛋白质的两种去处:1)穿过膜进腔,为可溶性蛋白质,包括分泌蛋白和内质网驻留蛋白。
2)嵌入内质网膜中,形成膜蛋白。
3、粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运过程密切相关。
1)新生多肽链的折叠与装配,与合成同时发生。
内质网为新生多肽链正确的折叠和装配提供了有利的环境。
分子伴侣通过对多肽链的识别结合来协助它们的折叠组装和转运。
蛋白质的合成加工和运输
阅读课本"资料分析",思考问题?
1、分泌蛋白是在哪里合成的? 核糖体 2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器 或细胞结构?尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程?
核糖体、内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜
核糖体
内质网 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜
核糖体〔合成多肽链 〕
线供 粒能 体
加工:折叠、组装、糖基化,甲基化等
内质网 运输
小泡〔内有比较成熟蛋白质〕
高尔基体〔再加工、包装、浓缩、运输〕
小泡〔内有成熟蛋白〕
细胞膜〔小泡与细胞膜融合〕
分泌蛋白
练习1
糖蛋白普遍存在于细胞膜上,如果将细胞培养在含药品 的培养基中,发现细胞无法制造糖蛋白糖侧链,则药品可 能作用在蛋白质合成及运输过程的细胞器上〔 〕
第二节
蛋白质的合成与运输
合 加 分运 成 工 选输
一、蛋白质的合成与加工 1.蛋白质的合成 ——核糖体 〔1〕分布
真核细胞、原核细胞 例外:哺乳动物成熟红细胞无
〔2〕种类
附着核糖体、游离核糖体
〔3〕结构
大亚基
小亚基
不合成蛋白 质时
合成蛋白质 时
探究活动:豚鼠胰腺蛋白的分泌
相关知识:
1、分泌蛋白:在细胞内合成后,分泌到 细胞外起作用的蛋白质.如抗体、消化 酶和一部分激素.
7 6
5
<2> 在图中[4]_高__尔_基_体___中形成的是成熟蛋
8
4
白,[7]是以____外_排_/_胞_吐___方式分泌出细胞.
3
<3> [7]的合成、加工和运输过程所需的大
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(4)在分泌蛋白的、和过程中需要大量的能量,是由[ ]_____________提供的,此图说明_______________________________________________________________________________________。
(二)蛋白质的加工:分泌蛋白质的合成和分泌途径及各细胞器的功能:
合成:
1、第3分钟同位素标记的物质到达的位置是什么结构?说明什么?
2、第17分钟、117分钟的时候到达什么结构,说明什么?
3、分泌蛋白的合成和分泌依次经过哪些结构?尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。
4.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?能量由哪里提供?
合成蛋白质的核糖体的位置———影响因素
2.蛋白质的运输:指通过连续的连续的内膜系统运送蛋白质到达其最终目的地的过程.
3.真核细胞的内膜系统:包括核膜,内质网,高尔基体,溶酶体,微体及一些小泡等。
(不包括细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜)
【探究深化】
2.B 3.(1)核糖体是蛋白质合成的场所.(2)蛋白质进入内质网.(3)细胞质基质
【总结反思】 1.C 2.D
【课后作业】1-5:CDBAB6-10:CCCDDD
11、(1)[1]核糖体;[2]内质网;[4]高尔基体;[6]膜泡。
(2)[1]核糖体;[2]内质网;[4]高尔基体;[6]膜泡。
(3)内质网;高尔基体;细胞膜。
(4)合成;加工;运输;[7]线粒体;各种生物膜分工不同,相互配合协同工作。
化为较成熟的蛋白质,并运输为成熟蛋白质能蛋白质
供能:线粒体
三、蛋白质的修饰加工:
1、场所:分泌性蛋白的修饰和加工场所:内质网、高尔基体
细胞内蛋白的修饰和加工场所:细胞质基质
2、内容:为新生肽链添加上糖链.甲基.或者羟基并对其剪切和折叠等
3、意义:无活性的肽链→有活性的蛋白质
四、蛋白质的分选和运输
1.影响蛋白质分选的因素:蛋白质中氨基酸的氨基酸的分选序列———决定因素
A、核糖体中;B、内质网中;C、高尔基体中;D、氨基酸序列中
11、右图为某分泌蛋白的形成过程,据图回答:
(1)填写各部分名称:[1]______________;[2]__________________;
[4]_______________;[6]_______________
(2)分泌蛋白在[ ]____________上合成,由[ ]__________和[ ]_______________加工,通过[ ]_______________进行转移。
加工:
1.内质网和高尔基体在这个过程中有什么作用?它们之间可以通过什么联系?肽链发生了那些变化?为什么要加工?
2、蛋白质是否都要分泌到细胞外起作用?
小结:用箭头和文字来表示分泌蛋白的合成过程。
二、蛋白质的分选和运输
阅读课本,思考:
1.影响蛋白质分选的因素:
蛋白质中氨基酸的———决定因素
合成蛋白质的———影响因素
2.分泌蛋白质的合成和分泌途径?
3.同位素示踪法?
4.蛋白质的修饰加工?
5.真核细胞的内膜系统?
【情景导入】展示各种面食赏心悦目的图片,它们的原料都是面粉,经过加工和包装成的,氨基酸形成各种蛋白质也是要经过加工和修饰的。
【学导结合】
一、蛋白质的合成
(一)核糖体:
成分:和
结构:和
功能:
种类:的核糖体和的核糖体
B.高尔基体膜内向与内质网膜相连,向外与细胞膜相连
C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
9.一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的( )
A.随着细胞质的流动到达特定部位;B.从高尔基体到内质网
C.从内质网直接到达细胞膜 ;D.通过形成具膜小泡而转移
10、蛋白质合成后,通常情况下分选信号位于()
学生活动:模拟分泌蛋白和胞内蛋白质的分选运输过程。
【总结反思】
【课后作业】
1、在唾液腺细胞中参与合成与分泌唾液淀粉酶的细胞器有()
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D.内质网、核糖体、中心体、高尔基体
2.右图是表示抗体形成过程中相应细胞生物膜面积随时间变化情况,图中所示三种膜转化顺序及转移方式依次是
答题卡:1-5:;6-10
答案:
【学导结合】
二、核糖体:成分:rRNA和蛋白质
结构:大亚基、小亚基
功能:将氨基酸合成蛋白质的场所
种类:游离的核糖体、附着的核糖体
二、分泌蛋白质的合成和分泌途径及各细胞器的功能:
途径:(H3亮氨酸)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
∣∣∣∣
各细胞器的功能:合成肽链折叠、组装、糖基加工、浓缩分泌特定功
第二节蛋白质的Βιβλιοθήκη 成与运输【目标引领】(一个人追求的目标越高,他的才力就发展的越快。)
1描述核糖体的形态结构和成分
2简述蛋白质的合成和加工过程
3能够利用同位素示踪法的现象和结果进行推理和判断
4简述蛋白质分选、运输
5学会用实验资料探究结论的方法
【预习指导】完成同步训练35页的知识梳理,总结以下问题
1.核糖体的成分、结构、功能和种类?
A.抗体
B.雄激素
C.呼吸酶
D.RNA聚合酶
5.核糖体的组成为()
A、蛋白质和DNA;B、蛋白质和RNA;C、蛋白质和磷脂;D、糖类和磷脂
6.胰腺细胞内质网上的核糖体合成的胰蛋白酶原,对其分选的细胞结构是()
A、核糖体;B、内质网;C、高尔基体;D、线粒体
7.下列不参与对新生肽链进行修饰的结构是()
A、内质网;B、高尔基体;C、核糖体;D、细胞质基质
8.科学家用含3H标记的亮氨酸的培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是多选( )
细胞结构
附有核糖体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的囊泡
时间/min
3
17
117
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
A.细胞膜→内质网→高尔基体直接接触B.细胞膜→高尔基体→内质网直接接触
C.细胞膜→高尔基体→内质网产生“小泡”
D.内质网→高尔基体→细胞膜产生“小泡”
3.下列物质中,全是在核糖体上合成的是()
①抗体;②消化酶;③性激素;④胰岛素;⑤载体;⑥VD
A.①②③⑤B.①②④⑤C.①③④⑥D.②③④⑤
4.右图是某细胞在进行某项生命活动前后几种生物膜面积的变化图,在此变化过程中最可能合成()
2.蛋白质的运输:指通过连续的运送蛋白质到达其最终目的地的过程.
3.不同部位的核糖体合成的蛋白质去向一样吗?
4、分泌蛋白分选运输的过程怎样?分选机制由谁负责?
5、线粒体蛋白分选运输的过程怎样?
6、真核细胞的内膜系统:包括核膜,内质网,高尔基体,溶酶体,微体及一些小泡等。(不包括、、)
【探究深化】(角色扮演)