泛素蛋白酶体途径[课件参考]

精选课件
5
一、发现的过程
1、二十世纪70年代蛋白质的研究状况： 科学家关于蛋白质如何“诞生”的研究
成果很多，迄今为止至少有5次诺贝尔奖授 予了从事这方面研究的科学家，但关于蛋 白质是如何“死亡”的研究却相对较少。 2、三位科学家的兴趣所在： A. 蛋白质在细胞内到底是如何“死亡”的？ B. 为什么细胞需要能量来降解蛋白质？
美国费城福克斯·切斯癌症研究中心 获奖年龄：67岁 现任职地点：以色列理工学院，该学院拉帕波特医学 研究学院的著名教授。
精选课件
4
欧文·罗斯
出生时间：1920年 出生地：美国纽约 国籍：美国 学位：1952年 美国芝加哥大学博士学位 获得成果时间：20世纪70年代末和80年代初 获得成果地点：美国费城福克斯·切斯癌症研究中心 获奖年龄：78岁 现任职地点：美国加州大学医学院，该学院生理学和 生物物理学系资深专家。
精选课件
13
泛素----Ubiquitin （Ub） 的结构与组成
泛素含有76个氨基酸残基,广泛存在于真核生物, 目前尚未发现泛素存在于原核生物中，泛素的氨基酸 序列极其保守。泛素基因主要编码两种泛素前体蛋白 质:一种是多聚泛素,另一种是泛素融合蛋白。
精选课件
14
泛素分子调节蛋白质降解的机理
蛋白酶体和泛素 分子可循环利用
2.结构： Ub分子大约87%的肽链通过氢键形成
二级结构，二级结构包括3个α-螺旋，5个 β-折叠（β-sheet），7个β-转角（βturn）。
精选课件
16
整个分子呈紧凑的球形，N-末端为较紧 密的球状结构域，C-末端是松散的伸展结构 ，具有高度的保守性。
C-末端的4个残基从球形结构中伸出供 Ub与靶蛋白形成UB-蛋白复合物。
Ub-C末端的两个Gly(75Gly和76Gly)不可 替代，否则Ub分子将完全失活。
蛋白质降解的蹊径 ——泛素-蛋白酶途径
精选课件
1
一、发现的过程 二、泛素-蛋白酶途径概述 三、泛素—蛋白酶体途径( upp )的组成 四、泛素—蛋白酶体途径过程 五、UPP途径生物学意义 六小结
精选课件
2
阿龙·切哈诺沃
出生时间：1947年 出生地：以色列海法市 国籍：以色列 学位：1981年 以色列理工学院医学博士学位 获得成果时间：20世纪70年代末和80年代初 获得成果地点：以色列理工学院
精选课件
8
5、发现蛋白质降解过程的机理
70年代末80年代初，三位科学家继续进 行泛素分子的研究，进一步发现了泛素分 子调节蛋白质降解的机理，从而解释了蛋 白质在细胞内“死亡”的过程。
精选课件
9
2004年10月16日瑞典皇家科学院将本年度诺贝尔 化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆· 赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们在泛素调 节的蛋白质降解研究领域中的卓越成就。
美国费城福克斯·切斯癌症研究中心 获奖年龄：57岁 现任职地点：以色列理工学院，该学院生物化学部的 教授，同时兼任拉帕波特医学研究学院的负责人。
精选课件
3
阿弗拉姆·赫尔什科
出生时间：1937年 出生地：匈牙利考尔曹格 国籍：以色列 学位：1969年 以色列耶路撒冷希伯莱大学哈达萨赫 医学院医学博士学位 获得成果时间：20世纪70年代末和80年代初 获得成果地点：以色列理工学院
精选课件
11
二、泛素-蛋白酶途径概述
蛋白质的降解是一个精细控制的过程，首先有待降 解的蛋白质被一种多肽（称之为泛素）所标记，接着这 些蛋白质进入细胞的蛋白酶复合体中，蛋白酶复合体是 一个上下有盖的圆桶状酵素，它们如同细胞的垃圾桶， 专门负责蛋白质的分解及再循环利用，泛素在这一过程 中释出讯号，让蛋白酶复合体分辨出有待降解的蛋白质。
精选课件
6
3、三名科学家的汇合：
20世纪70年代末期，切哈诺沃和赫尔什 科以停薪留职的方式前往美国，与当时正 在费城福克斯·切斯癌症研究中心从事研 究工作的罗斯汇合，开始进行他们的研究 工作。
精选课件
7
4、发现泛素分子
1979年，当三人试图用层析法去掉血红蛋 白时，他们发现萃取液分成了两个部分，每 个单独的部分处于静止状态，但一旦将两个 部分重新融合在一起，依靠ATP的蛋白质降 解过程被再次启动。在其中一部分溶液中活 跃的成份是一个具有热稳定性的多肽，这个 来自百度文库肽含有一个分子量为9000的分子，并将这 个分子取名为APF-1，即溶液1中的基本活跃 因子，后来证实这个蛋白质就是泛素。
泛素分子
蛋白酶体
待降解的目标蛋白
泛素化蛋白
蛋白酶体-泛素化蛋白复合物
肽链
泛素分子与目标 蛋白结合，此过 程需要能量。
蛋白酶体与泛素化 蛋白结合，开始分 解目标蛋白。
目标蛋白被分解
精选课件
15
（一）泛素 （Ubiquitin 简称Ub）
1.组成： 泛素分子是由76个a.a组成的小蛋白，
分子量为8600，等电点PI为6.7。
精选课件
10
二、泛素-蛋白酶途径概述
生物体内存在着两类蛋白质降解过程，一种是不需要能量的，比 如发生在消化道中的降解，这一过程只需要蛋白质降解酶参与，可以 在小肠内将食物降解为氨基酸；另一种则需要能量，它是一种高效率、 指向性很强的降解过程。比如多数细胞内的蛋白质降解需要能量，这 是由于在细胞内蛋白质的降解过程中发生了一系列的反应，最终使得 将要被降解的蛋白质被一种多肽链所标记，这就意味着细胞对蛋白质 降解具有很高的选择性，这种标记势必需要一定的能量，而这种能量 在生物体内是以三磷酸腺苷的形式提供的。
精选课件
12
三、泛素—蛋白酶体途径( upp )的组成
泛素—蛋白酶体途径( upp )由泛素( ubiquitin, ub)以及 一系列相关的酶组成。除泛素以外还包括4 种酶家族:泛素 活化酶( ubiquitin - activating enzyme, E1 ) 、泛素偶连酶( ubiquitin - conjugating enzymes, E2 s)也称泛素载体蛋白( ubiquitin -carrier protein) 、泛素-蛋白连接酶( ubiquitin ligating enzymes, E3 s)和蛋白酶体(proteasome) 。蛋白的 泛素化和去泛素化都需要多种酶介导, upp既有高度底物多 样性又具有针对不同调控机制的多样性。