细胞内蛋白质的分选和运输课件

二、翻译后转运途径的蛋白又是如何完成转运的？
蛋白以穿膜运输的方式进入线粒体
同样是穿膜运输,与内质网的有何不同?
分选的信号
信号序列中带＋电荷氨基酸与疏水氨基酸 交替排列，形成两性－螺旋结构。
转运的方式也是穿膜运输，但是是在翻译后 进行的。
蛋白以非折叠状态穿膜，伴侣蛋白（hsp70）维持之。
蛋白质输入线粒体基质示意图
胞内蛋白的 定向运输 和分泌
问题：
细胞是如何将不同的蛋白运送到细胞的 不同的区域呢？
蛋白的分选和靶向运输
主要关注的问题
什么是蛋白的分选？ 有哪些常见的分选信号？ 这些分选信号又是如何起作用的？ 胞内蛋白有哪些转运途径？各自采用什么样的 转运方式？ 蛋白转运有什么作用？
并能够对图中这些蛋白的分布加以说明
non-insulin dependent, normal insulin production,
lack of response to insulin
膜蛋白的上膜也可以是受调的
Hydropathy profiles of integral membrane proteins
All have hydrophobic domains
Inner Membrane Intermembrane space
Outer Membrane
Additional targeting sequenceபைடு நூலகம் specify other locations
Example: ATP Synthase subunit on inner membrane
Yeast cells expressing mutant Rab protein accumulate secretory vesicles that are unable to fuse with the plasma membrane.
Figure 15-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
signal patch
分选信号：特定的氨基酸 序列(信号肽、信号斑);或 经加工修饰而成.
游离和固着核糖体合成的蛋白有何区别?
去向不同 经历的加工不同
去向有何不同? 经历的加工有何不同?
胞内蛋白的三条主要转运途径
共翻译转运途径 翻译后转运途径 胞吞途径
一、共翻译转运途径的蛋白是如何完成转运的 ？
（2）受调分泌途径
结缔组织的胞外基质成分多以持续分泌的方式释放
很多腺体细胞的分泌是受调分泌
内分泌：
以胰腺为例 外分泌：
Type 1 Diabetes
caused by low or no insulin production, resulting in high blood sugar
Type 2 diabetes
信号假说
如何实现膜泡在细胞器之间的靶向运输？
小泡如何形成？小泡内的货物如何分 选和装运？小泡如何实现靶向运输？
小泡的靶向运输
Paired sets of SNARE proteins mediate fusion of vesicles with target membranes.
Rab proteins and SNAREs help direct transport vesicles to their target membranes
多肽链经转运子穿膜，线粒体内外膜上有不 同的转运子。
外膜转运子复合体中的受体负责对信号肽的 识别
蛋白穿膜运输是需要消耗能量的
蛋白质运往线粒体的不同部位
到线粒体外膜的运输 到线粒体基质腔的运输 到线粒体内膜和膜间腔的运输
How are proteins delivered to other sites in the mitochondria?
转运小泡与靶细胞器膜表面分子的相互作用
rough ER
共翻译转运途径转运哪些蛋白？
golgi cis medial trans
plasma membrane
分泌蛋白
内质网驻留蛋白
高尔基体驻留蛋白
溶酶体蛋白
质膜蛋白
Biosynthetic secretory pathway(生物合成分泌途径)
Two different types of secretory proteins （1）基本分泌途径
For scale-up production, cells are grown in bioreactors
经翻译后转运途径转运哪些蛋白？
Post-translational translocation
这些蛋白也可含有自己的分选定位信号
线粒体蛋白 细胞核蛋白 过氧化物酶体蛋白 细胞质基质蛋白
No sorting sequence? Stay in cytosol
膜蛋白是如何形成的？
膜蛋白
为什么一个膜上？一个腔内？
跨膜蛋白的方向
Industrial Synthesis
Today many important protein drugs (e.g. growth hormone, erythropoetin, insulin) are produced in living cells. To facilitate easy purification, the proteins are provided with a signal peptide causing them to be secreted out of the cell.
Protein synthesis 为什么有游离和固着核糖体之分?
信号肽（signal peptide）——分选的信号
多肽N端若干个疏水氨基酸残基序列
细胞根据蛋白是否携有分选信号，以及分选 信号的性质，选择性地将其送到细胞不同的部 位。（蛋白的靶向运输－protein targeting）
除了信号肽，还有什么 样的分选信号？
rough ER
co-translational translocation
golgi cis medial trans
plasma membrane
穿膜运输至内质网 内质网中加工 膜泡运输从内质网到高尔基体 高尔基体中加工
从高尔基体分选至各自的所在 （？）
采用穿膜运输和膜泡运输两种方式
如何实现糙面内质网的蛋白穿膜运输？