翻译后的基因表达调控.ppt

翻译后的基因表达调控,定义,从DNA到蛋白质的过程叫基因表达，从RNA到蛋白质的过程叫翻译，翻译完成后对蛋白质的调节即为翻译后的基因表达调控。,翻译后的调控包括,1.蛋白质前体的加工2.蛋白质的转运3.蛋白质的降解4.蛋白质的折叠,一、蛋白质前体的加工,新和成的多肽链大多没有功能，必须经过一系列的修饰与加工才能更利于其定位和表现功能。修饰与加工过程包括以下几类：1、N端甲硫氨酸和信号肽的切除2、二硫键的形成3、多肽的修饰4、亚基的聚合5、新生肽链的剪切加工,（1）N端甲硫氨酸和信号肽的切除：细菌蛋白质氨基端的甲酰甲硫氨酸的甲酰基在脱甲酰化酶的作用下水解。另外，无论是真核还是原核细胞，在蛋白质合成完成前，N端的Met将被切除；而分泌蛋白的信号肽在穿膜后被内质网腔的信号肽酶所切除和水解。（2）二硫键的形成：mRNA上没有胱氨酸的密码子，多肽链中的二硫键是在肽链合成后通过两个半胱氨酸的巯基氧化而形成的，二硫键的形成对于许多酶和蛋白质的活性是必须的。,（3）多肽的修饰：指新合成多肽的氨基酸侧链被磷酸化，糖基化，乙酰化，羟基化和甲基化等。其作用是增加或降低蛋白质的活性。,（4）亚基的聚合 有许多蛋白质是有两个以上的亚基组合而成，这就是多肽链通过非共价键的聚合而形成的多聚体。,（5）新生肽链剪切加工：例：胰岛素的加工P269,此外，有些动物病毒mRNA可以翻译成很长的多肽链，包含多种病毒蛋白质，经过蛋白酶在特定位置的水解，得到几个有功能的蛋白质分子。,二、蛋白质的转运,蛋白质转运的类型：P2711、共翻译转运（翻译转运同步机制）：蛋白质在结合核糖体上合成，并同时发生转运。（如分泌蛋白质的转运）2、翻译后转运（翻译后转运机制）：蛋白质在游离核糖体上合成，合成完毕从核糖体上释放后才发生转运（如线粒体、叶绿体等蛋白质的转运）,蛋白质在细胞中的定位总览,1、特点：1）常位于蛋白质的N-端，1336个AA残基2）一般有1015个疏水氨基酸3）在靠近该序列N端常有1个或数个带正电荷的残基4）在其C-端靠近蛋白酶切割位点处常有数个极性残基2、作用：对蛋白质的特定去向有决定作用,信号肽：引导新合成肽链转移到内质网的一段多肽,三、蛋白质的降解,细胞为维持其旺盛的生命活动，必须随时进行物质更新，合成新的蛋白质供生命活动需要，降解衰老、失活的蛋白质为新物质合成提供原料和能量，蛋白质的降解是细胞生理代谢的需要。,两个主要的级联反应 P275,1、Caspase激发的蛋白质降解2、泛素调节的选择性降解,（1）Caspase激发的蛋白质降解Caspase全称为含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase)在细胞程序性死亡过程中由Caspase激发的蛋白质降解，是引起细胞编程性死亡的关键酶，该酶一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。,（2）泛素选择性降解泛素受E1激活；泛素转移至E2；底物蛋白和E3的相互作用；E2和E3的相互作用；底物蛋白的多聚泛素化；泛素化的蛋白质被蛋白酶体降解；去泛素化使泛素释放和再利用,泛素(Ubiquitin)1、76个氨基酸，高度保守，广泛存在于真核细胞2、是蛋白质降解的 标签3、多聚泛素链的形成是蛋白质降解的信号，需要能量,（二）三种酶 E1-泛素激活酶：激活泛素分子 E2-泛素连合酶：把泛素分子绑在的蛋白质上 E3-泛素连接酶：辨认需要降解蛋白质（三）蛋白酶体：蛋白质降解的场所,泛素,四、蛋白质的折叠,蛋白质折叠是生命科学的重要课题，是中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。关于蛋白质的折叠有两种主要假说：即蛋白质的自我组装和分子伴侣介导的蛋白质折叠。,新生肽链的自我组装,折叠是许多新生多肽链从没有活性变为活性状态的重要步骤。有些多肽序列在其氨基酸的指导下进行自我的折叠和组装，最终成为有活性的蛋白质。,分子伴侣与蛋白质折叠,新生肽段的折叠在合成早期就已开始，而不是在合成完后才开始进行的，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整。因此新生肽段在边合成边折叠过程中有可能形成一种临时结构，并会发生错误的折叠而形成非功能的分子，甚至会发生分子的聚集和沉淀。与前一假说不同之处在于，自我组装假说认为折叠都是正确的，而分子伴侣假说则认为，折叠也是有正确和错误之分的，分子伴侣就是引导折叠正确进行的蛋白质。,附：分子伴侣（chaperon）一种能介导新生肽链进行正确地折叠并使其获得正确构象的蛋白质 如：Hsp70,THANKS,组员：侯旭 王寿南 李昂 白文磊 涂必胜 于琛,