蛋白质的转运加工与修饰
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考核方式
1. 学习报告、学习交流 2. 期末笔试成绩：50％ 50％
学习报告、交流
要求：选择某种酶或蛋白质： 理化性质 结构特点 功能 实际应用 分子生物学 研究进展或研究概况
50％
格式：参考《厦门大学学报》，包括：题目3#,作者5#,单位专业学号5#、中文摘要 小5#、前言、正文、总结、参考文献/注明引用编号(作者全、题目、期刊、年卷 页)、英文摘要；均为5＃，标题加黑，大约5000－6000字、A4纸，1.5 倍行距， 2.5 cm 边缘 交稿文件：（1）word全文（姓名－题目） （2） 交流汇报PPT （姓名－题目） 交稿时间： 12.1－12.8 交稿方式： (上网提交） 具体与黄乾生联系。 Email: 2193824@163.com （教学助理：黄乾生： 生物化学 博士生）
信号序列二级结构的特点:一侧为疏水氨基 酸、另一侧为碱性氨基酸或含羟基的亲水 氨基酸.构成两亲-螺旋或-折叠构象. 运输方式:由伴侣蛋白hsp70 帮助,进行运输 到线粒体基质.见图1-5 A..hsp70与细胞线粒体基质蛋白结合. B. hsp70蛋白将伸展的基质蛋白质递交给位 于线粒体外膜的输入受体. C.与受体结合的蛋白质迁移到线粒体的外膜 与内膜的交汇处.
4.新生肽链进入内质网膜的转运机理:
易位子: 内质网膜中易位子结构上类似于离子 通道,中央有可以开启和闭合的通道. (1):分泌性蛋白质: 当核糖体与易位子结合后,通道开放, 与SRP 分离所信号肽插入通道, 信号肽发挥起始转 运的功能,使后续肽链随着翻译的进行而延 伸展入内质网腔. 位于内质网膜上的信号肽酶在特异的位点 上切除信号肽,使分泌性的蛋白质肽链在合 成后游离于内质网腔. 见图1-3A
二、蛋白质在细胞内的运输方式： 1.小泡(vesicle)介导方式的运输：( 附着在内质网 上的多核糖体中合成的蛋白质是以此方式运输) 保留在内质网： 高尔基体内体溶酶体 高尔基体分泌小泡与细胞膜融合细胞外 2.跨膜运输：( 在细胞液中游离的多核糖体中合成 的蛋白质是以此方式运输) 合成后的蛋白质经过跨膜运输到线粒体、过氧化 体、通过核膜进入细胞核。
第一章 蛋白质的转运、加工与修饰
第一节、蛋白质的跨膜转运 一、慨述： 真核细胞蛋白质合成：首先合成N-端信
号肽序列，介导多核糖体与内质网膜结合并引导 新生的肽链进入内质网腔。 同步转运cotranslational translocation
两类蛋白质：膜蛋白质、可溶性蛋白质
1.膜蛋白质：经内膜系统的投送成为细胞膜或其它
(2): 膜蛋白:
膜蛋白的肽链中有另一段疏水氨基酸组成的肽段, 起着停止转运的作用,能形成螺旋固定在内质网 膜上,使后续肽链留在细胞液中. 1-3B. 膜蛋白的信号肽不在N-末端,而位于肽链内部,称 为内部信序列.其功能:1)引导新生肽链到达内质网 膜,2)作为起始转运的信号. I型膜蛋白: 肽链的C-末端位于细胞液. 见图1-3C II型膜蛋白:肽链的N-末端位于细胞液. 见图1-3D
三、细胞器之间的蛋白质运输
小泡介导运输方法: 一种细胞器的膜局部凸起形 成小囊,小囊与供体膜分离形成独立的小泡,装载 被运输的目的蛋白质 ( 包括膜蛋白或分泌性蛋 白)。小泡将携带的蛋白质运输到目的细胞器时, 与受体膜融合，完成蛋白质的运输。
这种运输保持细胞膜的不对称性，见图1－4 四、胞液蛋白质的运输： 1.运输到细胞核: 细胞液中游离的核糖体合成的核内蛋白质 , 经核膜上ຫໍສະໝຸດ Baidu核孔运输到细胞核内.
2. 信号多肽的特点: N- 端信号肽 ,15~36个氨基酸 , 在中间有 7~13 个疏 水氨基酸残基区域,旁侧是亲水氨基酸残基 ,在 近N-端有一个碱性氨基酸残基. 为信号肽切 割位点 例如: 几种分泌性蛋白的信号肽:
牛生长激素: MMAAGPRTSLLLAFALLCLPWTQVVGAFP 牛白蛋白原: MKWVTFISLLLLFSSAYS RGV 人胰岛素原: MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAA FVN 人 干扰素: MKYTSYILAFQLLIYLGLSG CYS 人纤维蛋白原: MSFMRIVCLVLSVVGTAWT ADS
3. 新生肽链进入内质网膜的过程: 内质网膜中SRP受体: 及两个亚基组成, 亚基为膜周边蛋白 , 负载 GDP, 并有 GTP 酶 活性; 亚基为整合型膜蛋白.见图1-2 (1)SRP结合在内质网膜中SRP受体上: (2) 核糖体和信号肽与内质网中的易位子结 合: (3)SRP 与其受体相互活化 , 使 GTP 水解 , 恢复 GDP,GDP-SRP与GDP-SRP受体分离.
细胞器的膜蛋白 ；膜投送：membrane trafficking
2.可溶性蛋白质：留在内质网腔、进入溶酶体分 泌到细胞外
二、信号假设： 分泌性的蛋白质合成过程中 N- 端有信号序列 ( 信号肽 ) ，它能引导分泌性蛋白质的肽链到 达并通过内质网.信号肽最终被内质网膜中的 信号肽酶切除,因此成熟的分泌性蛋白质N-末 端并没有信号肽. 三、新生肽链进入内质网膜的机制： 1. 胞膜信号识别颗粒(SRP)结构特点: 见图1-1 GDP 信号识别颗粒 (SRP) 含有 300 个核苷酸的 7s-RNA 链和6种蛋白质(p9/14, p68/72, p54).可 以结合信号肽和核糖体蛋白
2.转运到线粒体基质及膜间隙:线粒体结构的 4个部位(外膜、内膜、内外膜间隙和线 粒体基质)的蛋白质只有少数是在线粒体 你合成,多数是在细胞液游离的多聚核糖 体合成,然后在转运到线粒体内。 目前对胞液中的蛋白质运输到线粒体基质及 膜间隙了解较清楚。 (1) 线粒体基质蛋白的运输: N-端有15-35个氨基酸残基的信号序列,因不 同的蛋白质而异,但具有相似的二级结构:
第二节、蛋白质在细胞内的分拣与运输 一、蛋白质分子中分拣信号的种类： 1. 靶向序列:targeting sequence 一小段特异的氨基酸序列，含有蛋白质运 输的信号。 2. 靶向斑块:targeting patch 是蛋白质分子中由于肽链的折叠而使互不 连续的肽段相互靠拢而构成的局部立体结构
1. 学习报告、学习交流 2. 期末笔试成绩：50％ 50％
学习报告、交流
要求：选择某种酶或蛋白质： 理化性质 结构特点 功能 实际应用 分子生物学 研究进展或研究概况
50％
格式：参考《厦门大学学报》，包括：题目3#,作者5#,单位专业学号5#、中文摘要 小5#、前言、正文、总结、参考文献/注明引用编号(作者全、题目、期刊、年卷 页)、英文摘要；均为5＃，标题加黑，大约5000－6000字、A4纸，1.5 倍行距， 2.5 cm 边缘 交稿文件：（1）word全文（姓名－题目） （2） 交流汇报PPT （姓名－题目） 交稿时间： 12.1－12.8 交稿方式： (上网提交） 具体与黄乾生联系。 Email: 2193824@163.com （教学助理：黄乾生： 生物化学 博士生）
信号序列二级结构的特点:一侧为疏水氨基 酸、另一侧为碱性氨基酸或含羟基的亲水 氨基酸.构成两亲-螺旋或-折叠构象. 运输方式:由伴侣蛋白hsp70 帮助,进行运输 到线粒体基质.见图1-5 A..hsp70与细胞线粒体基质蛋白结合. B. hsp70蛋白将伸展的基质蛋白质递交给位 于线粒体外膜的输入受体. C.与受体结合的蛋白质迁移到线粒体的外膜 与内膜的交汇处.
4.新生肽链进入内质网膜的转运机理:
易位子: 内质网膜中易位子结构上类似于离子 通道,中央有可以开启和闭合的通道. (1):分泌性蛋白质: 当核糖体与易位子结合后,通道开放, 与SRP 分离所信号肽插入通道, 信号肽发挥起始转 运的功能,使后续肽链随着翻译的进行而延 伸展入内质网腔. 位于内质网膜上的信号肽酶在特异的位点 上切除信号肽,使分泌性的蛋白质肽链在合 成后游离于内质网腔. 见图1-3A
二、蛋白质在细胞内的运输方式： 1.小泡(vesicle)介导方式的运输：( 附着在内质网 上的多核糖体中合成的蛋白质是以此方式运输) 保留在内质网： 高尔基体内体溶酶体 高尔基体分泌小泡与细胞膜融合细胞外 2.跨膜运输：( 在细胞液中游离的多核糖体中合成 的蛋白质是以此方式运输) 合成后的蛋白质经过跨膜运输到线粒体、过氧化 体、通过核膜进入细胞核。
第一章 蛋白质的转运、加工与修饰
第一节、蛋白质的跨膜转运 一、慨述： 真核细胞蛋白质合成：首先合成N-端信
号肽序列，介导多核糖体与内质网膜结合并引导 新生的肽链进入内质网腔。 同步转运cotranslational translocation
两类蛋白质：膜蛋白质、可溶性蛋白质
1.膜蛋白质：经内膜系统的投送成为细胞膜或其它
(2): 膜蛋白:
膜蛋白的肽链中有另一段疏水氨基酸组成的肽段, 起着停止转运的作用,能形成螺旋固定在内质网 膜上,使后续肽链留在细胞液中. 1-3B. 膜蛋白的信号肽不在N-末端,而位于肽链内部,称 为内部信序列.其功能:1)引导新生肽链到达内质网 膜,2)作为起始转运的信号. I型膜蛋白: 肽链的C-末端位于细胞液. 见图1-3C II型膜蛋白:肽链的N-末端位于细胞液. 见图1-3D
三、细胞器之间的蛋白质运输
小泡介导运输方法: 一种细胞器的膜局部凸起形 成小囊,小囊与供体膜分离形成独立的小泡,装载 被运输的目的蛋白质 ( 包括膜蛋白或分泌性蛋 白)。小泡将携带的蛋白质运输到目的细胞器时, 与受体膜融合，完成蛋白质的运输。
这种运输保持细胞膜的不对称性，见图1－4 四、胞液蛋白质的运输： 1.运输到细胞核: 细胞液中游离的核糖体合成的核内蛋白质 , 经核膜上ຫໍສະໝຸດ Baidu核孔运输到细胞核内.
2. 信号多肽的特点: N- 端信号肽 ,15~36个氨基酸 , 在中间有 7~13 个疏 水氨基酸残基区域,旁侧是亲水氨基酸残基 ,在 近N-端有一个碱性氨基酸残基. 为信号肽切 割位点 例如: 几种分泌性蛋白的信号肽:
牛生长激素: MMAAGPRTSLLLAFALLCLPWTQVVGAFP 牛白蛋白原: MKWVTFISLLLLFSSAYS RGV 人胰岛素原: MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAA FVN 人 干扰素: MKYTSYILAFQLLIYLGLSG CYS 人纤维蛋白原: MSFMRIVCLVLSVVGTAWT ADS
3. 新生肽链进入内质网膜的过程: 内质网膜中SRP受体: 及两个亚基组成, 亚基为膜周边蛋白 , 负载 GDP, 并有 GTP 酶 活性; 亚基为整合型膜蛋白.见图1-2 (1)SRP结合在内质网膜中SRP受体上: (2) 核糖体和信号肽与内质网中的易位子结 合: (3)SRP 与其受体相互活化 , 使 GTP 水解 , 恢复 GDP,GDP-SRP与GDP-SRP受体分离.
细胞器的膜蛋白 ；膜投送：membrane trafficking
2.可溶性蛋白质：留在内质网腔、进入溶酶体分 泌到细胞外
二、信号假设： 分泌性的蛋白质合成过程中 N- 端有信号序列 ( 信号肽 ) ，它能引导分泌性蛋白质的肽链到 达并通过内质网.信号肽最终被内质网膜中的 信号肽酶切除,因此成熟的分泌性蛋白质N-末 端并没有信号肽. 三、新生肽链进入内质网膜的机制： 1. 胞膜信号识别颗粒(SRP)结构特点: 见图1-1 GDP 信号识别颗粒 (SRP) 含有 300 个核苷酸的 7s-RNA 链和6种蛋白质(p9/14, p68/72, p54).可 以结合信号肽和核糖体蛋白
2.转运到线粒体基质及膜间隙:线粒体结构的 4个部位(外膜、内膜、内外膜间隙和线 粒体基质)的蛋白质只有少数是在线粒体 你合成,多数是在细胞液游离的多聚核糖 体合成,然后在转运到线粒体内。 目前对胞液中的蛋白质运输到线粒体基质及 膜间隙了解较清楚。 (1) 线粒体基质蛋白的运输: N-端有15-35个氨基酸残基的信号序列,因不 同的蛋白质而异,但具有相似的二级结构:
第二节、蛋白质在细胞内的分拣与运输 一、蛋白质分子中分拣信号的种类： 1. 靶向序列:targeting sequence 一小段特异的氨基酸序列，含有蛋白质运 输的信号。 2. 靶向斑块:targeting patch 是蛋白质分子中由于肽链的折叠而使互不 连续的肽段相互靠拢而构成的局部立体结构