蛋白质分选的基本途径和类型

表1一些典型的分选信号
功能
信号序列 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
输入细胞核
输出细胞核
+
-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-IleH3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-PheLys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-LeuLeuH3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-SerSer-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-LeuGly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-LeuGln-Gly+
输入内质网 返回内质网 由质膜到内体
细胞质基质 Cytosol 2 细胞核 Nucleus 线粒体 Mitochondria 内质网 ER 6 1 3 4 5 过氧化物酶体Peroxisome 叶绿体 Plastids = 门控转运 gated transport = 跨膜运输 trans-membrane transport = 膜泡运输 vesicular transport 分泌小泡 Secretory vesicle 细胞质膜 Plasma membrane 高尔基体 Golgi 8 9 7
溶酶体 Lysosome
二、真核细胞蛋白分选的具体类型

共转移
途径1：基质中开始由信号肽引导至内质网完成蛋白质合成。 途径6：内质网中完成蛋白质合成通过膜泡运输转运至高尔基体。
途径7、8、9：蛋白质通过膜泡运输从高尔基体转运至溶酶体、细 胞质膜、分泌到细胞外。

后转移 途径2、3、4：基质中完成蛋白质合成通过跨膜转运至线粒体、叶 绿体、过氧化物酶体。 途径5：基质中完成蛋白质合成通过门控运输转运至细胞核。
思考题

1. 基质中合成的蛋白质进入内质网与线粒体、叶绿 体、过氧化物酶体的机制有何不同？

2. 蛋白质膜泡运输中涉及到几种有被小泡？它们是
如何组装和参与运输的？
肽被切除。
信号序列
※ 进入线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核的蛋白质，其N、C端 具有一段信号序列。 叶绿体——N端转运肽；
线粒体——N端导肽；
过氧化物酶体——C端内在引导信号。 ※ 成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白,其N端无信号序列。 ※ 基质中开始合成转移至内质网完成合成的蛋白质，其N端具有内质 网定向信号序列（信号肽）。
三、蛋白质分选的转运机制
1．门控运输：基质中合成的蛋
白质通过核孔复合完成核输入或 核输出。 2．跨膜运输：基质中合成的蛋 白质转运至特定的细胞器，但进 入不同细胞器的机制有所不同。 3．膜泡运输：蛋白质通过不同类 型的转运小泡从rER合成部位转 运至高尔基体，进而分选转运至 细胞的不同部位。
四、蛋白质分选的两条途径
本节内容

一、信号假说与蛋白质分选信号 二、真核细胞蛋白质分选的具体类型 三 、 蛋 白 质 分 选 的 转 运 机 制
四、蛋白质分选的两条基本途径
扁囊状 小管 细胞膜 内质网 小泡 核膜

蛋白质合成的场所：细胞质基质 和 内质网。
蛋白质合成 (磷酸转移酶) 溶酶体糖磷酸化
rER
顺面高尔基网 顺面囊 中间囊 反面囊 高 尔 基 垛 高 尔 基 复 合 体
输入线粒体
输入质体
输入过氧化物酶体
+
-Ser-Lys-Leu-COOH3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-GlyIle-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-LysCys- Glu-Val-Phe-Gln-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-（KDEL） Tyr-X-X-Φ
反面高尔基网
溶酶体
一、信号假说与蛋白质分选信号

信号假说：
1975年，G.Blobel和D.Sabatini等提出的。 1999年，获得诺贝尔医学和生理奖。 分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内 质网膜上合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易
位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号
Signal
sequence

蛋白质分选信号的作用是： a. 引导蛋白质从细胞质基质 体。 内
质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶
b. 引导蛋白质从细胞核
或从Golgi体 内质网。
细胞质
这种分选信号的氨基酸残基有
时呈线性排列，有时折叠成信号斑，
如引导蛋白质定向运输到溶酶体的信 号斑，是溶酶溶酶体酸性水解酶被高 尔基体选择性加工的标识。

1. 翻译后转运途径：
核基因编码的mRNA在细胞质基质游离核糖体上完成
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多肽链的合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶
绿体、过氧化物酶体、细胞核，或者成为细胞质基质的可溶
性驻留蛋白和支架蛋白。

2. 共翻译转运途径：
蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转 移至糙面内质网中，再经高尔基体加工包装转运至溶酶体、 细胞质膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白质 分选也是通过这一途径完成的。