第七章细胞质基质与内膜系统ppt课件

第七章细胞质基质与内膜系统第七章细胞质基质与内膜系统1优选第七章细胞质基质与内膜系统优选第七章细胞质基质与内膜系统2 2游离核糖体与附着核糖体在游离核糖体与附着核糖体在结构构和功能上是相同的，和功能上是相同的，为何附着核何附着核糖体要与内糖体要与内质网膜网膜结合？而游离合？而游离核糖体不能与内核糖体不能与内质网网结合？合？游离核糖体与附着核糖体在结构和功能上是相同的，为何附着核糖体3 3信号序列的信号序列的发现与与证实二十世二十世纪六十年代，六十年代，Colvin和和David用分离用分离的的RER小泡研究附着核糖体合成的蛋白小泡研究附着核糖体合成的蛋白质的的去向去向信号序列的发现与证实二十世纪六十年代，Colvin和Dav4 4第七章细胞质基质与内膜系统ppt课件5 5实验结果表明附着核糖体合成的蛋白果表明附着核糖体合成的蛋白质能能够跨跨过内内质网的膜网的膜进入内入内质网腔网腔是什么原因指是什么原因指导新生新生肽跨跨过内内质网的膜？网的膜？又是什么原因决定核糖体在合成蛋白又是什么原因决定核糖体在合成蛋白时是游是游离存在离存在还是附着到内是附着到内质网上？网上？实验结果表明附着核糖体合成的蛋白质能够跨过内质网的膜进入内质6 6 1971年美国洛克菲勒大学年美国洛克菲勒大学Blobel、David等推等推测：蛋白：蛋白质合成的地点是由多合成的地点是由多肽N末末端一段氨基酸序列决定的，端一段氨基酸序列决定的，这一段氨基酸序一段氨基酸序列在蛋白列在蛋白质合成合成时最先出最先出现在核糖体上。在核糖体上。提出提出分泌蛋白的分泌蛋白的N-端含有一段特别的信号序端含有一段特别的信号序列，可将正在合成的多肽引导到列，可将正在合成的多肽引导到ER膜上。膜上。多肽通过多肽通过ER膜上的转运通道进入膜上的转运通道进入ER腔腔中，并推测多肽是在合成的同时转移的中，并推测多肽是在合成的同时转移的 1971年美国洛克菲勒大学Blobel、David7 71972年，年，Milstein和他的同事用无和他的同事用无细胞蛋白胞蛋白质合成系合成系统研究免疫球蛋白研究免疫球蛋白(IgG)轻链合成合成时获得了信号序列存在的直接得了信号序列存在的直接证据：据：用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白轻链的免疫球蛋白轻链的mRNA指导合成多肽，发现指导合成多肽，发现合成的多肽比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋合成的多肽比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋白在白在N端有一段多出的肽链，有端有一段多出的肽链，有20个氨基酸。个氨基酸。1972年，Milstein和他的同事用无细胞蛋白质合成系统8 8加与不加加与不加RER小泡，小泡，产物不同物不同 将分泌将分泌蛋白的蛋白的mRNA在无在无细胞体系中胞体系中进行翻行翻译时，如果不加微粒体，得到的翻如果不加微粒体，得到的翻译产物比从物比从细胞胞中分泌出来的蛋白中分泌出来的蛋白质要要长，但添加，但添加RER小小泡后，翻泡后，翻译的的产物与从活物与从活细胞分泌的蛋白胞分泌的蛋白质相同。相同。其他实验其他实验推推测：信号序列在引：信号序列在引导蛋白蛋白进入内入内质网后被网后被 切除切除加与不加RER小泡，产物不同 将分泌蛋白的mRNA9 9第七章细胞质基质与内膜系统ppt课件1010信号信号肽的共同特征：的共同特征：长度度为1626个氨基酸残基，个氨基酸残基，N-末端含有一末端含有一个或多个个或多个带正正电荷的氨基酸，其后是荷的氨基酸，其后是612个个连续的疏水残基；在蛋白的疏水残基；在蛋白质合成中将核糖体合成中将核糖体引引导到内到内质网，网，进入内入内质网后通常被切除；网后通常被切除；无无严格的特异性格的特异性。带正电荷的N-末端疏水区切割信号N信号肽的共同特征：带正电荷的N-末端疏水区切割信号N1111定位信号序列定位信号序列核定位信号核定位信号引导肽引导肽信号肽信号肽信号序列的种类信号序列的种类与生俱来的三种信号序列与生俱来的三种信号序列 寿命信号寿命信号 加工信号加工信号 定位信号定位信号定位信号序列核定位信号引导肽信号肽信号序列的种类12121975年年Bloble提出信号假提出信号假说，认为附着核糖体附着核糖体与内与内质网网结合与核糖体本身无关，而与跟核糖合与核糖体本身无关，而与跟核糖体体结合的合的mRNA，也就是要合成的蛋白，也就是要合成的蛋白质的种的种类有关，分泌蛋白等的有关，分泌蛋白等的mRNA起始密起始密码子子AUG之后含有信号密之后含有信号密码，蛋白，蛋白质合成合成时，先在游离，先在游离的核糖体上由信号密的核糖体上由信号密码翻翻译一段一段1626个氨基个氨基酸酸组成的成的肽链，称信号，称信号肽。信号假信号假说（signal hypothesis）1975年Bloble提出信号假说，认为附着核糖体与内质网结1313如果合成的是分泌蛋白，信号序列被切除，如果合成的是分泌蛋白，信号序列被切除，进入内入内质网的腔，如果是膜蛋白，网的腔，如果是膜蛋白，则由一个或多由一个或多个停止个停止转移信号将蛋白移信号将蛋白质锚定在内定在内质网膜上。网膜上。信号假信号假说的要点的要点 分泌蛋白的合成始于分泌蛋白的合成始于细胞胞质中的游离核糖体中的游离核糖体合成的合成的N端信号序列露出核糖体后，靠端信号序列露出核糖体后，靠自由碰自由碰撞撞与内与内质网接触，然后靠网接触，然后靠N端信号序列的疏水性端信号序列的疏水性氨基酸插入内氨基酸插入内质网的膜网的膜蛋白蛋白继续合成，并以合成，并以绊环形式形式穿穿过内内质网的膜网的膜如果合成的是分泌蛋白，信号序列被切除，进入内质网的腔，如果1414信号假信号假说（signal hypothesis,Bloble 1975)信号序列信号序列信号肽酶信号假说（signal hypothesis,Bloble1515在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图共转移:肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中定位信号破伤风毒素和肉毒素能选择性地降解SNARE，阻断神经传导。选择性融合基于供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用停止转移序列(stop transfer signal)SNARE in vesicle transport信号假说（signal hypothesis）复合物与细胞结构体系的组装 COPI包被含有7种蛋白亚基，包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARF(GTPbinding protein)；长度为1626个氨基酸残基，N-末端含有一个或多个带正电荷的氨基酸，其后是612个连续的疏水残基；几种典型的蛋白质分选信号序列在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的停泊蛋白（docking protein，DP)其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被（coat）。寿命信号实验结果表明附着核糖体合成的蛋白质能够跨过内质网的膜进入内质网腔膜整合蛋白的共翻译转运机制膜整合蛋白的共翻译转运机制(3)核糖体与内质网膜结合在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图1616信号假说的证明实验信号假说的证明实验1717新蛋白复合物的新蛋白复合物的发现与信号与信号肽假假说的的补充充信号信号识别颗识别颗粒（粒（SRP）核糖核酸蛋白复合体，核糖核酸蛋白复合体，6条多条多肽肽+7S RNA，有三个功能位点，有三个功能位点 翻翻译暂译暂停停结结构域构域 信号信号肽识别结肽识别结合位点合位点 SPR受体受体结结合位点合位点功能引功能引导导信号信号肽肽到内到内质质网腔；网腔；新蛋白复合物的发现与信号肽假说的补充信号识别颗粒（SR1818第七章细胞质基质与内膜系统ppt课件1919停泊蛋白停泊蛋白（docking protein，DP)是是SRP在内在内质网膜上的受体蛋白，能网膜上的受体蛋白，能够与与结合有信号序列的合有信号序列的SRP结合，使正在合成合，使正在合成蛋白蛋白质的核糖体停靠到内的核糖体停靠到内质网上。是一种网上。是一种G蛋白。蛋白。停泊蛋白（docking protein，DP)是SR2020信号序列与SPR引导核糖体附着到ER膜信号序列与SPR引导核糖体附着到ER膜2121补充修改后的信号充修改后的信号肽假假说(1)ER蛋白蛋白质合成的起始合成的起始始于胞始于胞质溶胶溶胶中的游离核糖体，蛋白中的游离核糖体，蛋白质合成地点由其合成地点由其mRNA决定决定.(2)SRP-核糖体复合体的形成核糖体复合体的形成SRP的信号的信号识别位点位点识别新生新生肽的信号的信号肽并与之并与之结合合,蛋蛋白白质合成合成暂时停止。（停止。（SRP为为G蛋白）蛋白）(3)核糖体与内核糖体与内质网膜网膜结合合结合有信号合有信号肽的的SRP-核糖体复合体与核糖体复合体与SRP受体（停泊蛋白受体（停泊蛋白DP）结合，合，DP也为也为G蛋白蛋白补充修改后的信号肽假说(1)ER蛋白质合成的起始 2222（5）信号信号肽酶切除信号切除信号肽，肽链继续延伸延伸（6）蛋白）蛋白质合成合成结束束 蛋白蛋白转运通道关运通道关闭，核糖体与内核糖体与内质网脱离网脱离进入胞入胞质溶胶开始新的溶胶开始新的蛋白蛋白质的合成。的合成。(4)SRP释放与蛋白放与蛋白质转运通道（易位子）的运通道（易位子）的打开，新生打开，新生肽插入通道，信号插入通道，信号肽与通道中受与通道中受体体结合，引合，引导肽链以以绊环形式形式进入内入内质网腔网腔（5）信号肽酶切除信号肽，肽链继续延伸（6）蛋白质合成结束 2323分泌性蛋白合成的信号分泌性蛋白合成的信号肽学学说信号肽信号肽转运通道转运通道易位子易位子分子分子伴侣伴侣胞质溶胶胞质溶胶内质网腔内质网腔分泌性蛋白合成的信号肽学说信号肽转运通道分子伴侣胞质溶胶内质2424起始起始转移序列移序列(start transfer signal)停止停止转移序列移序列(stop transfer signal)内信号序列内信号序列(internal signal peptide)：不位于：不位于N-末端，不被切除，也是起始末端，不被切除，也是起始转移信号序列移信号序列膜整合蛋白的共翻译转运机制膜整合蛋白的共翻译转运机制在在RER合成的蛋白合成的蛋白质有两有两类：分泌蛋白和膜蛋：分泌蛋白和膜蛋白，分泌蛋白合成后通白，分泌蛋白合成后通过对信号信号肽切除，就可切除，就可释放到内放到内质网腔中成网腔中成为可溶蛋白，再可溶蛋白，再进行下游行下游的运的运输。而膜蛋白需要保持在内。而膜蛋白需要保持在内质网膜上，其网膜上，其共翻共翻译转运运较为复复杂。涉及以下几种信号序列。涉及以下几种信号序列起始转移序列(start transfer signal)2525分泌蛋白的共转移分泌蛋白的共转移2626单次跨膜蛋白的共转移机制单次跨膜蛋白的共转移机制2727二次跨膜蛋白的共二次跨膜蛋白的共转移机制移机制内信号序列二次跨膜蛋白的共转移机制内信号序列2828其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被（coat）。蛋白继续合成，并以绊环形式穿过内质网的膜负责蛋白质从高尔基体TGN 质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输膜整合蛋白的共翻译转运机制 COP包被小泡信号序列的发现与证实翻译暂停结构域装配具有重要的生物学意义功能引导信号肽到内质网腔；需要ATP使多肽去折叠；装配具有重要的生物学意义介导细胞内膜泡逆向运输，负责回收、转运内质网逃逸蛋白(escaped proteins）ER。Rabs促进和调节运输小泡的停泊和融合。信号识别颗粒（SRP）核糖核酸蛋白复合体，6条多肽+7S RNA，有三个功能位点膜整合蛋白的共翻译转运机制COPII包被小泡介导从内质网高尔基体的运输；共转移:肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图需要一些蛋白质（如热休克蛋白Hsp70）帮助其正确地折叠成有功能的蛋白.信号肽识别结合位点COPII包被小泡的装配蛋白质转移的方式蛋白质转移的方式共转移共转移:肽链在粗面内质网膜上边合成边肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中转移到内质网腔中后转移后转移:蛋白质在细胞质基质中合成以后蛋白质在细胞质基质中合成以后在某种信号指导下再转移到线粒体、叶绿在某种信号指导下再转移到线粒体、叶绿体、过氧化氢体等细胞器中的转移方式体、过氧化氢体等细胞器中的转移方式.这类信号序列称导肽这类信号序列称导肽.需要需要ATP使多肽去折叠；需要一些蛋白质使多肽去折叠；需要一些蛋白质（如热休克蛋白（如热休克蛋白Hsp70）帮助其正确地折）帮助其正确地折叠成有功能的蛋白叠成有功能的蛋白.其表面具有一个笼子状的由蛋白质构成的衣被（coat）。蛋白质2929几种典型的几种典型的蛋白蛋白质分分选信号序列信号序列信号功能信号功能信号功能信号功能举举例例例例蛋白蛋白蛋白蛋白进进入入入入ERER+H H3 3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-Phe-Gln-滞留在滞留在滞留在滞留在ERER中中中中-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白蛋白蛋白蛋白进进入入入入线线粒体粒体粒体粒体+H H3 3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-进进入入入入细细胞核胞核胞核胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-进进入入入入过过氧化氧化氧化氧化 物物物物酶酶体体体体-Ser-Lys-Leu-Ser-Lys-Leu-几种典型的蛋白质分选信号序列信号功能举 例+H3N-M3030内质网内质网高尔基体高尔基体细胞表面细胞表面溶酶体溶酶体分泌颗粒分泌颗粒核糖体核糖体 线粒体线粒体过氧化物酶体过氧化物酶体 细胞核细胞核胞质溶胶胞质溶胶二、细胞内蛋白质分选途径和类型叶绿体叶绿体游离核糖体游离核糖体附着核糖体附着核糖体两条途径：两条途径：翻翻译译后后转转运运途途径径共翻译途径共翻译途径内质网高尔基体细胞表面溶酶体分泌颗粒核糖体 线粒体过氧化物31311、在细胞质蛋白质分选基本途径蛋白质分选基本途径共转移共转移后转移后转移1、在细胞质蛋白质分选基本途径共转移后转移3232蛋白质分选的类型蛋白质分选的类型3、选择性性门控控转运：运：细胞胞质基基质中合成的蛋白中合成的蛋白质选择性穿性穿过核孔复合体核孔复合体进入入细胞核或从胞核或从细胞核胞核返回返回细胞胞质。1、跨膜、跨膜转运：胞运：胞质溶胶中合成的蛋白溶胶中合成的蛋白质进入内入内质网、网、线粒体、叶粒体、叶绿体和体和过氧化物氧化物酶体等是通体等是通过跨膜跨膜进行运行运输的，需要膜上运的，需要膜上运输蛋白的帮助蛋白的帮助2、膜泡运、膜泡运输：蛋白：蛋白质从内从内质网网转运到高运到高尔基体及基体及从高从高尔基体基体转运到溶运到溶酶体、分泌泡、体、分泌泡、细胞胞质膜、膜、细胞外是由小泡介胞外是由小泡介导的。的。4、蛋白、蛋白质在在细胞基胞基质中的运中的运输（细胞骨架体系）。胞骨架体系）。蛋白质分选的类型3、选择性门控转运：细胞质基质中合成的蛋白质3333三、膜泡运输三、膜泡运输细细细细胞胞胞胞内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统之之之之间间间间的的的的物物物物质质质质传传传传递递递递常常常常常常常常通通通通过过过过膜膜膜膜泡泡泡泡运运运运输输输输方式进行。方式进行。方式进行。方式进行。大大大大多多多多数数数数运运运运输输输输小小小小泡泡泡泡是是是是在在在在膜膜膜膜的的的的特特特特定定定定区区区区域域域域以以以以出出出出芽芽芽芽的的的的方方方方式式式式产产产产生生生生。其其其其表表表表面面面面具具具具有有有有一一一一个个个个笼笼笼笼子子子子状状状状的的的的由由由由蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质构构构构成成成成的的的的衣衣衣衣被被被被（coatcoat）。这这这这种种种种衣衣衣衣被被被被在在在在运运运运输输输输小小小小泡泡泡泡与与与与靶靶靶靶细细细细胞胞胞胞器器器器的膜融合之前解体。的膜融合之前解体。的膜融合之前解体。的膜融合之前解体。三、膜泡运输细胞内膜系统之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进3434三种不同类型的包被小泡三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用具有不同的物质运输作用 COP包被小泡包被小泡 COPI包被小泡包被小泡 网格蛋白包被小泡网格蛋白包被小泡 三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用3535网格蛋白包被小泡网格蛋白包被小泡负负责责蛋蛋白白质质从从高高尔尔基基体体TGN 质质膜膜、胞胞内体或溶酶体和植物液泡运输内体或溶酶体和植物液泡运输在受体介导的细胞内吞途径也负责将物在受体介导的细胞内吞途径也负责将物 质质从从质质膜膜 内内吞吞泡泡(细细胞胞质质)胞胞内内体体溶酶体运输溶酶体运输高高尔尔基基体体TGN是是网网格格蛋蛋白白包包被被小小泡泡形形成成的发源地的发源地 网格蛋白包被小泡负责蛋白质从高尔基体TGN 质膜、胞内3636成纤维细胞质面的网格蛋白衣被电子显微镜照片成纤维细胞质面的网格蛋白衣被电子显微镜照片 成纤维细胞质面的网格蛋白衣被电子显微镜照片 3737通过网格蛋白网格蛋白有被小泡介导的选择性运输示意图通过网格蛋白有被小泡介导的选择性运输示意图3838 COP包被小泡包被小泡 负责从内质网负责从内质网高尔基体的物质运输；高尔基体的物质运输；COP包被蛋白由包被蛋白由5种蛋白亚基组成；种蛋白亚基组成；包被蛋白的装配包被蛋白的装配是受控的；是受控的；COP包被小泡具有对转运物质的选择包被小泡具有对转运物质的选择 性并使之浓缩。性并使之浓缩。COP包被小泡 负责从内质网高尔基体的物质3939这类信号序列称导肽.在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的膜整合蛋白的共翻译转运机制两种膜蛋白相互接触;需要一些蛋白质（如热休克蛋白Hsp70）帮助其正确地折叠成有功能的蛋白.(2)SRP-核糖体复合体的形成 SRP的信号识别位点识别新生肽的信号肽并与之结合,蛋白质合成暂时停止。细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制膜整合蛋白的共翻译转运机制复合物与细胞结构体系的组装第七章细胞质基质与内膜系统装配具有重要的生物学意义介导细胞内膜泡逆向运输，负责回收、转运内质网逃逸蛋白(escaped proteins）ER。成纤维细胞质面的网格蛋白衣被电子显微镜照片这类信号序列称导肽.细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。分泌性蛋白合成的信号肽学说COPI包被小泡包被小泡 COPICOPI包包被被含含有有7 7种种蛋蛋白白亚亚基基，包包被被蛋蛋白白复复合合物物的的装装配配与与去去装装配依赖于配依赖于ARF(GTPbinding protein)ARF(GTPbinding protein)；介介导导细细胞胞内内膜膜泡泡逆逆向向运运输输，负负责责回回收收、转转运运内内质质网网逃逃逸逸蛋蛋白白(escaped proteins(escaped proteins）ER ER。这类信号序列称导肽.COPI包被小泡 COPI包被4040细细胞胞器器中中保保留留及及回回收收蛋蛋白白质质的的两两种种机机制制 1.转转运运泡泡将将应应被被保保留留的的驻驻留留蛋蛋白白排排斥斥在在外，防止出芽转运；外，防止出芽转运；2.通通过过识识别别驻驻留留蛋蛋白白C端端的的回回收收信信号号(lysaspgluleu,KDEL)的的特特异异性性受受体体，以以COPI包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制4141研究研究发现：内：内质网的网的结构和功能蛋白的构和功能蛋白的羧基基端有内端有内质网滞留信号：网滞留信号：Lys-Asp-Glu-Leu-coo-(KDEL信号）信号）KDEL信号在高信号在高尔基体各个部分的膜上都有基体各个部分的膜上都有相相应的受体。如果的受体。如果ER滞留蛋白滞留蛋白质在出芽在出芽时被被错误地包地包进分泌泡离开了分泌泡离开了ER，高，高尔基体膜上基体膜上的的KDEL信号受体就会与之信号受体就会与之结合将其遣送回合将其遣送回ER。研究发现：内质网的结构和功能蛋白的羧基端有内质网滞留信号：L4242内质网驻留蛋白的回收图解内质网驻留蛋白的回收图解内质网驻留蛋白的回收图解4343运输小泡的形成、转运及与靶膜的融合是运输小泡的形成、转运及与靶膜的融合是特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、去组装的复杂调控去组装的复杂调控膜膜泡泡融融合合是是特特异异性性的的选选择择性性融融合合，从从而而指指导导细胞内膜流的方向。细胞内膜流的方向。选选择择性性融融合合基基于于供供体体膜膜蛋蛋白白与与受受体体膜膜蛋蛋白白的的特异性相互作用特异性相互作用运输小泡的形成、转运及与靶膜的融合是特异性过程，涉及多种蛋白4444膜泡运输的定向机制膜泡运输的定向机制（一）（一）SNARE SNARE 介导运输小泡与靶膜的融合。介导运输小泡与靶膜的融合。分为分为vSNAREvSNARE和和tSNAREtSNARE。具具有有一一个个螺螺旋旋结结构构域域，相相互互缠缠绕绕形形成成跨跨膜膜SNARESNARE复复合合体，将小泡与靶膜拉在一起。体，将小泡与靶膜拉在一起。膜泡运输的定向机制（一）SNARE 4545SNARE in vesicle transportSNARE in vesicle transport4646神神经经细细胞胞中中，SNARE负负责责突突触触小小泡泡的的停停泊泊和和融融合合。破破伤伤风风毒毒素素和和肉肉毒毒素素能能选选择择性性地地降解降解SNARE，阻断神经传导。，阻断神经传导。病病毒毒融融合合蛋蛋白白的的工工作作原原理理与与SNARE相相似似，介导病毒与宿主质膜的融合。介导病毒与宿主质膜的融合。神经细胞中，SNARE负责突触小泡的停泊和融合。破伤风毒素和4747（二）（二）RabsRabsRabsRabs属属属属 于于于于 GG蛋蛋蛋蛋 白白白白，已已已已 知知知知3030余余余余 种种种种，不不不不同同同同膜膜膜膜上上上上具具具具有有有有不不不不同的同的同的同的RabsRabs。RabsRabs促促促促 进进进进 和和和和调调调调节节节节运运运运输输输输小小小小泡泡泡泡的停泊和融合。的停泊和融合。的停泊和融合。的停泊和融合。（二）RabsRabs属于G蛋白，已知30余种，不同膜上具有4848膜融合模型膜融合模型两种膜蛋白相互接触两种膜蛋白相互接触;两种膜之间形成一个封闭两种膜之间形成一个封闭的孔的孔,并逐渐扩大并逐渐扩大;由于膜脂的扩散由于膜脂的扩散,两种膜的两种膜的脂双层融合成一体脂双层融合成一体 膜融合模型两种膜蛋白相互接触;4949四、细胞结构体系的组装（自学）四、细胞结构体系的组装（自学）生物大分子的组装方式生物大分子的组装方式有有些些装装配配过过程程需需ATPATP或或GTPGTP提提供供能能量量或或其其它它成成份的介入或对装配亚基的修饰份的介入或对装配亚基的修饰 自自我我装装配配的的信信息息存存在在于于装装配配亚亚基基的的自自身身，细细胞胞提供的装配环境提供的装配环境装配具有重要的生物学意义装配具有重要的生物学意义分子分子“伴侣伴侣”（molecular chaperonesmolecular chaperones）四、细胞结构体系的组装（自学）生物大分子的组装方式5050生物大分子的生物大分子的组装组装方式方式 自我装配（selfassembly）协助装配（aidedassembly）直接装配（directassembly）复合物与细胞结构体系的组装 生物大分子的组装方式 自我装配（selfassembly）5151装配具有重要的生物学意义装配具有重要的生物学意义 减少和校正蛋白质合成中出现的错误减少和校正蛋白质合成中出现的错误 减少所需的遗传物质信息量减少所需的遗传物质信息量 通过装配与去装配更容易调节与控制通过装配与去装配更容易调节与控制 多种生物学过程多种生物学过程 装配具有重要的生物学意义 减少和校正蛋白质合成中出现的5252分子分子“伴侣伴侣”（molecular chaperones）细胞中的某些蛋白质分子可以识别细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为身并不参与最终产物的形成，因此称为分子分子“伴侣伴侣”。分子“伴侣”（molecular chaperones）5353 在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的膜泡运输方式膜泡运输方式:1.笼形蛋白包被小泡介导从高尔基体笼形蛋白包被小泡介导从高尔基体TGN质膜和胞质膜和胞内体及溶酶体的运输；内体及溶酶体的运输；2.COPII包被小泡介导从内质网包被小泡介导从内质网高尔基体的运输；高尔基体的运输；3.COPI包被小泡负责将蛋白从高尔基体包被小泡负责将蛋白从高尔基体 内质网。内质网。在从内质网在从内质网高尔基体和高尔基体和/或从高尔基体的或从高尔基体的cis面面trans面的物质转运中也可能涉及到面的物质转运中也可能涉及到COPI包被小泡包被小泡 (物质沿内吞途径的转运未表示在图中物质沿内吞途径的转运未表示在图中)。在细胞合成与分泌途径中不同膜组分之间三种不同的54540在高尔基体在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图区笼形蛋白有被小泡的形成示意图 0在高尔基体TGN区笼形蛋白有被小泡的形成示意图 5555COPII包被小泡的装配包被小泡的装配Sar-GTP与内质网膜的结合起始与内质网膜的结合起始COPII亚基的装配，亚基的装配，形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔面捕获并富形成小泡的包被并出芽，跨膜受体在腔面捕获并富集被转运的可溶性蛋白集被转运的可溶性蛋白 COPII包被小泡的装配5656转运膜泡与靶膜的选择性融合模型转运膜泡与靶膜的选择性融合模型转运膜泡与靶膜的选择性融合模型5757