核糖体的两种类型和蛋白质去向
细胞根据蛋白质是否携有分选信号,以及分选信号的性质,选择性地将其送到细胞不同的部位,这一过程称为蛋白质分选和蛋白质靶向运输。
一、信号假说和分选信号
1975年提出的假说内容:新合成蛋白质的N-末端有一段信号序列,叫信号肽,其作用是将肽链在合成过程中引导至内质网膜上,并在内质网中完成蛋白质合成,信号序列本身则在蛋白质合成完成前在内质网中被切除。
分选信号引导蛋白质到达正确的地点
分选信号有两类
1.信号肽:蛋白质多肽链上的一段 连续的特定氨基酸序列,具有分选信号的功能。可位于多肽链的任何部位,完成分选任务后常被切除。
2.信号斑:位于多肽链不同部位的几个特定氨基酸序列经折叠后形成的斑块区,具有分选信号的功能。信号斑是一种三维结构。完成分选任务后仍然存在。
二、细胞内蛋白质运输的途径
三、蛋白质从细胞质基质到内质网的运输
蛋白质进行的是一种穿膜运输,转运在蛋白质合成的过程中进行,即共翻译转运,此运输过程不需要直接能量。
1.可溶性蛋白质到内质网腔的运输
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。
2.跨膜蛋白到内质网膜的运输
跨膜蛋白有多种插入内质网膜的方式,决定了转移到细胞器膜上以及质膜上后膜蛋白分布的不对称性。
四、细胞内蛋白质的小泡运输
内质网与高尔基体之间的小泡运输
运输小泡从供膜出芽形成,按其特殊的表面标志定向运输至靶膜表面,被膜上受体识别,小泡膜与靶膜融合,释放所携带的蛋白质。
神经细胞中含神经递质的运输小泡由snare 介导与神经末梢细胞膜融合,从而释放出神经递质,传导神经冲动。
小结
1.细胞根据蛋白是否携有分选信号,及分选信号的性质,选择性地将其送到细胞不同的部位,称为胞内蛋白的分选和靶向运输。
2.分选信号多为特定的氨基酸序列,形成信号肽或信号斑。如核输入输出信号、内质网的定位和驻留信号、线粒体、过氧化物酶体的定位信号等。同时,分选信号也可以经加工修饰而成,如溶酶体酶携带的M-6-P分选信号。
3.细胞内蛋白质有多种运输途径,如到核、线粒体、过氧化物酶体的运输在翻译后进行,称翻译后转运途径;到内质网的运输是在翻译的过程中进行,称共翻译转运途径,此途径还包括蛋白从内质网经高尔基体到细胞外(生物合成-分泌途径)和溶酶体的运输;细胞对胞外蛋白的摄取则是通过胞吞作用完成,称胞吞途径。
4.细胞不同部位的蛋白质存在不同的运输方式,如通过核孔复合体进出核的运输为门控运输;到内质网、线粒体、过氧化物酶体的运输为穿膜运输;而从内质网到高尔基体,高尔基体的各个区室之间,以及由高尔基体到溶酶体、细胞膜或重新运回内质网
的运输是由运输小泡介导的。
5.门控运输为通过核孔复合体进出核的运输,是一个信号识别(核输入、输出受体分别识别核输入、输出信号)和载体介导的主动运输过程。具有选择性、双向性、耗能的特点。蛋白在核质间的转运受严格的控制。
6.线粒体、内质网、过氧化物酶体三种细胞器的蛋白质输入皆为穿膜运输。需要定位信号、信号识别的受体、蛋白质转运子等多种结构的协同完成。