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蛋白质分选(proteinsorting)信号、基本途径与类型

(2016-03-05 23:30:31)
标签:

教育

蛋白质分选

分类: 专业知识的充实

蛋白质分选(proteinsorting)信号、基本途径与类型

学生的问题:核糖体合成的蛋白质如何转运到其它部位,特别是如何进入叶绿体和线粒体内?其实,这是就是蛋白质合成后的去路问题,属于蛋白质的分选。

蛋白质分选:依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程。蛋白质分选不仅保证了蛋白质的正确定位,也保证了蛋白质的生物学活性。

与原核细胞不同的是真核细胞具有复杂的由内膜构成的功能区隔。细胞内膜系统指在结构,功能或发生上相关的细胞内膜形成的细胞结构,包括核被膜、内质网、高尔基体及其形成的溶酶体和分泌泡等,以及其它细胞器如线粒体,质体和过氧化物酶体等膜包围的细胞器(膜性细胞器)。

内膜系统形成了一种胞内网络结构,其功能主要在于两个方面:其一是扩大膜的总面积,为酶提供附着的支架,如脂肪代谢、氧化磷酸化相关的酶都结合在细胞膜上。其二是将细胞内部区分为不同的功能区域,保证各种生化反应所需的独特的环境。

细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面:其一是蛋白质中包含特殊的信号序列,其二是细胞器上具特定的信号识别装置,因此内膜系统的发生具有核外遗传的特性。

一、蛋白质分选信号

细胞类至少存在两类蛋白质分选的信号。

①信号序列(signal sequence):存在于蛋白质一级结构上的线性序列,通常15-60个氨基酸残基,有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶(signal peptidase)切除.

②信号斑(signal patch):存在于完成折叠的蛋白质中,构成信号斑的信号序列之间可以不相邻,折叠在一起构成蛋白质分选的信号。

蛋白质分选信号的作用是引导蛋白质从胞质溶胶进入内质网、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体,也可以引导蛋白质从细胞核进入细胞质或从Golgi体进入内质网。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,是溶酶体酸性水解酶被高尔基体选择性加工的标识。 

二、蛋白质分选基本途径

一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至膜围绕的细胞器,如线粒体(或叶绿体)、过氧化物酶体、细胞核及细胞质基质的特定部位;

一条是蛋白质在糙面内质网上合成,经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。

三、蛋白质分选三种主要类型

1.门控运输(gated transport):如通过核孔复合体的运输。

2.跨膜运输:蛋白质通过跨膜通道进入目的地。如细胞质中合成的蛋白质通过线粒体上的转位因子(translocator)进入线粒体。

3.膜泡运输(vesicular transport):被运输的物质在内质网或高尔基体中加工成有被小泡,选择性地运输到靶细胞器。

这几种运输机制都涉及信号序列的引导和靶细胞器上受体蛋白的识别。

蛋白质分选(proteinsorting)信号、基本途径与类型

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