《细胞物质运输》PPT课件.ppt

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1、细胞物质运输2,大分子与颗粒的囊泡运输,大分子与颗粒性物质在跨膜转运过程中，先被质膜包裹形成转运小囊泡，再进行转运，因此称为囊泡运输(vesicular transport)。可分为胞吞作用(endocytosis)和胞吐作用(exocytosis)。蛋白质/多糖/核酸/颗粒（细菌、碎片）,胞吞作用,胞饮作用pinocytosis：形成胞饮体(pinosome)或胞饮小泡(pinocytic vesicle)运输液体或小溶质分子。,吞噬作用Phagocytosis：特定细胞中发生，形成吞噬体(phagosome)吞噬泡(phagocytic vesicle)运输较大颗粒或大分子复合物,受体介导

2、的胞吞作用(receptor-mediated endocytosis)-高特异性/高效性大分子物质先和特异性受体结合，膜内陷形成有衣小窝，继而形成有衣小泡进入细胞衣被由网格蛋白构成,网格蛋白（clathrin）分子:先由1条重链和1条轻链形成二聚体，3个二聚体组成一个三脚蛋白复合体（triskelion）。许多三脚蛋白复合体交织在一起，形成一个具有5边形或6边形网孔的篮网状结构。三脚蛋白复合体可自发进行装配，轻链在钙调蛋白作用下可发生磷酸化。,网格蛋白向细胞膜的聚集需要衔接蛋白（adaptor protein,AP2）的介导，AP2还能引起受体向小窝处的聚集。,LDL的内吞,low-dens

3、ity lipoprotein(LDL),LDL中的ApoB100被受体识别，受体在AP2和网格蛋白作用下聚集并内陷形成有被小窝及有被小泡，小泡形成后脱去衣被，随着囊泡内pH的降低，LDL与受体分离并被运至溶酶体，受体则在细胞膜上重新定位。,LDL受体异常与疾病关系,家族性高胆固醇血症?,家族性高胆固醇血症,胞吐作用exocytosis,结构性分泌途径constitutive exocytosis pathway调节性分泌途径regulated exocytosis pathway,细胞内蛋白质的转运,蛋白质在细胞内的加工、运输、分泌是根据分选信号（sorting signals）的有无和不同

4、性质有选择的进行的。,运输途径,运输方式,门控转运（gated transport）：经核孔复合体进入细胞核直接穿越细胞器膜：蛋白转位装置（protein translocator）；保持非折叠膜泡运输：以出芽方式形成转运小泡（vesicular transport）,分选信号,信号肽（signal peptide）：存在于多肽链上的一段连续的氨基酸序列，可引导蛋白质定位到内质网，线粒体和细胞核。部分信号肽完成蛋白质的定向转移后会被切除。,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。分子伴侣（molecula

5、r chaperone）可以帮助实现转运及蛋白的折叠组装。,信号假说signal hypothesis,G.Blobel和D.Sabatini提出多肽链上的特殊氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至内质网上合成。the 1999 Nobel Prize.-for the discovery that proteins have intrinsic signals that govern their transport and localization in the cell,进入内质网的蛋白质(ER/GC所属蛋白、分泌性蛋白、溶酶体酶及膜蛋白)，在其转录起始密码之后有编码特定信号肽序列的基因。凡

6、能先合成该蛋白序列的核糖体都靠拢并附着于内质网上。,蛋白质合成,蛋白质合成,信号识别颗粒Signal recognition particle,核糖体在内质网的定位与肽链的穿膜转运还需依赖信号识别颗粒（SRP）及其在内质网膜上的受体（SRP-R）及转运体蛋白。SRP由6种多肽与一个7S RNA组成，可识别信号肽及SRP-R，也可结合核糖体。,信号肽假说signal hypothesis,游离核糖体上合成信号肽信号肽与SRP结合肽链延伸中止SRP与内质网上受体结合，介导核糖体定位于内质网。,信号肽假说signal hypothesis,在信号肽的引导下，肽链通过核糖体大亚基和转运体蛋白共同形成的

7、通道进入内质网网腔。,信号肽假说signal hypothesis,SRP脱离肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽切除肽链延伸至终止核糖体分离，蛋白质释放。,信号肽假说,合成后去向,RER上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进入网腔中形成游离蛋白质，也可以参与内质网膜的组建。这取决于多肽链上与穿膜相关的起始转运信号（start-transfer signal）和终止转运信号（stop-transfer signal）,可溶性(游离)蛋白质,跨膜蛋白形成,单次跨膜蛋白：多肽链有N端的起始转移信号肽，在肽链中部有一段终止转移信号序列。,单次跨膜蛋白,跨膜蛋白形成,单次跨

8、膜蛋白：信号肽位于多肽链内部，称为内信号肽，介导内开始转移肽插入转移。,多次跨膜蛋白质,多次跨膜蛋白质,蛋白质的门控转运,核内蛋白质运输（门控转运）,小分子物质能较自由的穿过核孔，但蛋白质、RNA等大分子物质就要以门控转运方式运输。核质蛋白的C端有一个信号序列即核定位信号(nuclear localization signal,NLS)，如 pro-pro-lys-lys-lys-Arg-lys-Val，可引导蛋白质进入细胞核，入核后信号不切除。,门控转运,核孔运输还需要有相关的受体蛋白（Imp超家族受体）、衔接蛋白、Ran蛋白及其调控蛋白。Ran是一种G蛋白，在细胞核内Ran-GTP的含量高

9、，细胞质内Ran-GDP的含量高。,小GTP结合蛋白(small GTP binding protein)鸟苷酸交换因子(guanine exchange factor,GRF)Ran GTP酶活化蛋白(Ran GTPase activating protein,RanGAP)Ran 结合蛋白(Ran binding protein,Ran BP),组成核孔复合体的蛋白上带有Phe和Gly的重复序列，可帮助识别核受体进行转运.,核蛋白向细胞核的输入过程,囊泡转运vesicle transport,用单位膜特异性或非特异性的包裹物质进行转运。除胞吞作用和胞吐作用外，细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。,从内质网到高尔基体的蛋白质运输由COP衣被小泡(coated vesicles)介导，加工成熟后经反面网状结构分泌。,出芽budding,从高尔基体到内质网的蛋白质运输由COP衣被小泡介导，运送内质网腔（C端lys-Asp-Glu-Leu,KDEL）蛋白和内质网膜（C端lys-lys-X-X,KKXX）蛋白。,移动,胞内囊泡在动位蛋白（dynein）、驱动蛋白（kinesin）、肌球蛋白（myosin）牵引下运输沿微管或微丝运行。通过这些蛋白的作用，可使膜泡运抵指定区域。,定位、融合,The end,