胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,膜蛋白的区域性分布,膜蛋白的区域性分布,1,问题：细胞是如何完成蛋白的定向运输的？,问题：细胞是如何将不同的膜蛋白运送到,膜的不同的区域呢？,问题：细胞是如何完成蛋白的定向运输的？问题：细胞是如何将不同,2,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,3,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,4,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,5,要实现蛋白的定向运输，细胞首先得,面临这样的一个问题，即,如何选择和,区分不同去向的蛋白,，再把它们运往,特定的地方。,这就是,分选,(sorting),要实现蛋白的定向运输，细胞首先得这就是分选(sorting),6,蛋白的分选,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）,蛋白的分选细胞根据蛋白是否携有分选信号，以及分选,7,第十章 胞内蛋白的,分选和运输,第十章 胞内蛋白的,8,回输内质网的分选,回输内质网的分选,9,溶酶体酶蛋白的分选,back,溶酶体酶蛋白的分选back,10,分泌蛋白、膜蛋白的分选,分泌蛋白、膜蛋白的分选,11,分选是根据分选信号而进行的。,分选不仅存在于高尔基体，也存在于细胞,的其他部位。,分选信号：特定的氨基酸序列,或经加工修饰而成,分选是根据分选信号而进行的。分选不仅存在于高尔基体，也存在于,12,蛋白质在,游离,核糖体上合成还是在,附着,核糖体上合成？,蛋白质在游离核糖体上合成还是在附着核糖体上合成？,13,内质网,核糖体,？,内质网 核糖体？,14,信号假说,和,对进入,内质网,的蛋白的分选运输,信号假说和对进入内质网的蛋白的分选运输,15,信号肽（signal peptide）分选的信号,信号识别颗粒（SRP）,多肽N端若干个疏水氨基酸残基序列,细胞质基质中的核蛋白复合体，,识别信号肽、核糖体,信号肽（signal peptide）分选的信号信号识别,16,信号假说,信号假说,17,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,18,运输的蛋白既有进入内质网腔的,可溶性,蛋白,，也有,内质网膜上的,跨膜,蛋白,信号肽引导多肽链通过蛋白质,转运子,（膜上的蛋白复合,体形成的转运通道）进入内质网,信号肽、信号识别颗粒、信号识别颗粒受体等的相互,作用使核糖体附着。,蛋白进行的是一种,穿膜,运输,(transmembrane transport)，,转运在合成的过程中进行，称,共翻译转运,（co-translational,translocation,）,运输的蛋白既有进入内质网腔的可溶性蛋白，也有信号肽引导多肽链,19,内质网可溶性蛋白的转运,内质网可溶性蛋白的转运,20,内质网跨膜,蛋白的转运,(单次跨膜蛋白),内质网跨膜(单次跨膜蛋白),21,（多次跨膜蛋白）,（多次跨膜蛋白）,22,其他的蛋白也可含有自己的分选定位信号,其他的蛋白也可含有自己的分选定位信号,23,分选信号除了信号肽之外，还有,信号斑,分选信号除了信号肽之外，还有信号斑,24,细胞质基质,内质网,核糖体,？,细胞质基质内质网 核糖体？,25,细胞质基质,内质网,核糖体,线粒体,细胞质基质内质网 核糖体线粒体,26,进入,线粒体,的蛋白的分选运输,进入线粒体的蛋白的分选运输,27,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。,分选的信号信号序列中带电荷氨基酸与疏水氨基酸转运的方式也是,28,到线粒体,基质腔,的运输,到线粒体,内膜,和,膜间腔,的运输,外膜转运子复合体中的,受体,负责对信号肽的识别,蛋白质运往线粒体的不同部位,到线粒体,外膜,的运输,多肽链经,转运子,穿膜，线粒体内外膜上有不同的转运子。,蛋白穿膜运输是需要消耗能量的,到线粒体基质腔的运输到线粒体内膜和膜间腔的运输外膜转运子复合,29,Hsp：热休克蛋白,Hsp70在蛋白质向线粒体中输入的作用示意图,Hsp：热休克蛋白Hsp70在蛋白质向线粒体中输入的作用示意,30,线粒体内外膜上的转运子,back,线粒体内外膜上的转运子back,31,蛋白质输入线粒体基质示意图,引导肽,前蛋白,受体,内外膜,接触点,成熟线粒体蛋白,由电化学梯度驱动,插入线粒体膜中,识别,转移到基质,需要ATP参与,被信号肽酶,切割,被切割的,信号肽,蛋白质输入线粒体基质示意图引导肽前蛋白受体内外膜成熟线粒体蛋,32,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,33,细胞质基质,内质网,核糖体,线粒体,过氧化物酶体,细胞质基质内质网 核糖体线粒体过氧化物酶体,34,进入,过氧化物酶体,的蛋白的,分选运输,进入过氧化物酶体的蛋白的,35,多以SKL序列（Ser-Lys-Leu）作为输入信号,可溶性受体蛋白PTSIR识别信号，并通过与转,运子蛋白的结合介导蛋白的输入,这是一种翻译后的穿膜运输，但在蛋白折叠成,成熟构型后进行穿膜运输,多以SKL序列（Ser-Lys-Leu）作为输入信号可溶性受,36,细胞质基质,内质网,核糖体,线粒体,过氧化物酶体,细胞核,细胞质基质内质网 核糖体线粒体过氧化物酶体细胞核,37,进入,细胞核,的蛋白的,分选运输,进入细胞核的蛋白的,38,核输入受体识别核定位信号，核输出受体识别核输出,信号,运输通过,核孔复合体,进行，称为,门控运输,(gated transport),。,进出的蛋白分别含有核定位信号和核输出信号,核定位,信号序列,中富含带电荷的氨基酸,。,可为信号肽，也可为信号斑,。,不被切除，可反复使用,。,核输出信号尚不见共同特征,。,核输入受体识别核定位信号，核输出受体识别核输出运输通过核孔复,39,蛋白的核输入与核输出,蛋白的核输入与核输出,40,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,41,门控运输中大分子转运的调节,门控运输中大分子转运的调节,42,细胞质基质,内质网,核糖体,线粒体,过氧化物酶体,细胞核,高尔基体,细胞膜,溶酶体,细胞外,内体,细胞质基质内质网 核糖体线粒体过氧化物酶体细胞核高尔,43,胞内蛋白的,小泡,运输,胞内蛋白的小泡运输,44,生物合成分泌途径,胞吞途径,生物合成分泌途径胞吞途径,45,大多数运输小泡为,有被小泡,（coated vesicle）,已知的,有被小泡,分三种,类型,网格蛋白有被小泡（clathrin-coated vesicle）。,COPI有被小泡（COPI-coated vesicle）。,COPII有被小泡（COPII-coated vesicle）。,GTP酶在有被小泡的形成和去衣被过程中起,重要作用（,略,）,大多数运输小泡为有被小泡（coated vesicle）已知,46,三种类型的有被小泡介导不同的运输途径,back,三种类型的有被小泡介导不同的运输途径back,47,网格蛋白有被小泡的形成,网格蛋白有被小泡的形成,48,COP,(Coatmer protein),有被小泡的形成,COP(Coatmer protein) 有被小泡的形成,49,胞内众多的小泡同样面临着分选和,定向运输的问题,胞内众多的小泡同样面临着分选和,50,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,51,NSF一种ATP酶,SNAP（soluble NSF-attachment protein）,SNARESNAP的受体,NSF一种ATP酶SNAP（soluble NSF-at,52,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,53,SNARE负责小泡运输的专一性识别,Rab蛋白进一步保证小泡停靠的专一性,V-SNARE和t-SNARE,SNARE负责小泡运输的专一性识别Rab蛋白进一步保证小泡停,54,胞内小泡运输的途径,胞吞途径,生物合成分泌途径,胞内小泡运输的途径胞吞途径生物合成分泌途径,55,1.,吞噬作用,（phagocytosis）,胞吞作用（endocytosis）,吞噬体,（phagosome）,2.,胞饮作用,（pinocytosis）,胞饮体,（pinosome）,（receptor-mediated endocytosis）,3.,受体介导的内吞作用,1.吞噬作用（phagocytosis）胞吞作用（endoc,56,吞噬作用,（phagocytosis）,吞噬作用（phagocytosis）,57,鼠巨嗜细胞,化学性变异,的血红细胞,back,鼠巨嗜细胞化学性变异back,58,back,back,59,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,60,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,61,早期内体的四种分选途径,受体与配体解离，配体去溶酶体，受体返膜,受体与配体解离，同去溶酶体,受体与配体维持结合，返膜,受体与配体维持结合，穿胞而过,早期内体的四种分选途径受体与配体解离，配体去溶酶体，受体返膜,62,从内体到溶酶体的运输,back,从内体到溶酶体的运输back,63,生物合成分泌途径,1.内质网与高尔基体间的蛋白运输,3.高尔基体到细胞表面的蛋白运输,2.高尔基体膜囊间的蛋白运输,生物合成分泌途径1.内质网与高尔基体间的蛋白运输3.高尔基,64,回输内质网的分选,回输内质网的分选,65,COP II有被小泡从内质网到,高尔基体的运输,back,COP II有被小泡从内质网到back,66,高尔基体膜囊间两种可能的,蛋白运输过程,back,高尔基体膜囊间两种可能的back,67,高尔基体到细胞表面的蛋白分选运输,高尔基体到细胞表面的蛋白分选运输,68,小泡运输与细胞内膜的平衡,小泡运输与细胞内膜的平衡,69,生物合成分泌途径,胞吞途径,生物合成分泌途径胞吞途径,70,第一节 胞内蛋白的分选信号以及,运输途径、运输方式,第一节 胞内蛋白的分选信号以及,71,一、分选信号,信号肽和信号斑,三、运输方式,二、运输途径,翻译后转运,共翻译转运,胞吞途径,穿膜运输,门控运输,小泡运输,一、分选信号信号肽和信号斑三、运输方式二、运输途径翻译后转运,72,第二节 胞内蛋白的门控运输,第二节 胞内蛋白的门控运输,73,一、门控运输的分选信号及受体,核定位信号和受体,三、门控运输中大分子转运的调节,二、门控运输的能量来源,NF-AT的受调转运,Ran GTPase,核输出信号和受体,一、门控运输的分选信号及受体核定位信号和受体三、门控运输中大,74,第三节 胞内蛋白的穿膜运输,第三节 胞内蛋白的穿膜运输,75,一、蛋白从细胞质基质到线粒体的运输,分选信号和识别,翻译后转运（,成熟构型,）,二、蛋白从细胞质基质到过氧化物酶体的运输,转运途径：基质腔、膜间腔和内膜,翻译后转运（,线性,）,分选信号和识别,能量（,ATP水解,）,转运子,转运子,能量（,ATP水解，跨膜电化学梯度,）,一、蛋白从细胞质基质到线粒体的运输分选信号和识别翻译后转运（,76,共翻译转运,三、蛋白从细胞质基质到内质网的运输,分选信号和识别,转运子,可溶性和跨膜蛋白的转运,共翻译转运三、蛋白从细胞质基质到内质网的运输分选信号和识别转,77,第四节 胞内蛋白的小泡运输,第四节 胞内蛋白的小泡运输,78,一、小泡运输的基本过程和机制,小泡的类型,三、生物合成分泌途径,二、胞吞途径,吞噬和吞饮,受体介导的内吞,内质网与高尔基体之间,高尔基体膜囊间,高尔基体到细胞表面,小泡的形成,小泡的靶向运输,一、小泡运输的基本过程和机制小泡的类型三、生物合成分泌途径,79,胞内蛋白的分选和运输-细胞生物学-ppt课件,80,