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● 遗传密码 —— 三联子 ● tRNA 的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制 PowerPoint PPT Presentation


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● 遗传密码 —— 三联子 ● tRNA 的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制. Contents. 五、蛋白质的运转机制. 33. 蛋白质运转的分类. 翻译-运转同步机制 某个蛋白质的合成和运转是同时发生的 翻译后运转机制 蛋白质从核糖体上释放后才发生运转. 信号肽假说 ● 信号肽 : 常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的 N- 末端氨基酸序列(有时不一定在 N 端)。. 1 、翻译 - 运转同步机制. (1)一般带有10-15个疏水氨基酸;

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● 遗传密码 —— 三联子 ● tRNA 的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制

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Presentation Transcript


Trna

● 遗传密码——三联子

● tRNA的结构、功能与种类

● 核糖体的结构与功能

● 蛋白质合成的过程

● 蛋白质的运转机制

Contents


Trna

五、蛋白质的运转机制


Trna

33

蛋白质运转的分类

翻译-运转同步机制

某个蛋白质的合成和运转是同时发生的

翻译后运转机制

蛋白质从核糖体上释放后才发生运转


Trna

信号肽假说

●信号肽:常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列(有时不一定在N端)。

1、翻译-运转同步机制


Trna

(1)一般带有10-15个疏水氨基酸;

(2)在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸;

(3)在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸,离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链(丙氨酸或甘氨酸)。

●信号序列特点:


Trna


Trna

38

信号肽在蛋白质运输过程中的作用

信号肽(能启动蛋白质运转的任何一段多

肽)

完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件

仅有信号肽还不足以保证蛋白质运转的发生

信号序列的切除并不是运转所必需的

并非所有的运转蛋白都有可降解的信号肽


Trna

新生蛋白质通过同步转运途径进入内质网内腔的主要过程


Trna

2、翻译后运转机制


Trna

(1)线粒体蛋白质跨膜运转

  • 通过线粒体膜的蛋白质在运转之前

  • 大多数以前体形式存在

  • 成熟蛋白质+N端前导肽

  • 蛋白质通过线粒体内膜的运转需要能量

  • 蛋白质通过线粒体内膜运转时,首先

  • 由外膜上的Tom受体复合蛋白识别与

  • 分子伴侣结合的待运转多肽,通过

  • Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔


Trna

43

(2)前导肽的特性

前导肽

富含正电氨基酸,特别是精氨酸

缺少带负电的氨基酸

羟基氨基酸(如丝氨酸)含量较高

形成两亲性(亲水和疏水)α-螺旋结构


Trna

44

前导肽的不同区域可能在蛋白质跨膜运转中起

不同的作用

前导肽另一部分“信号”

外膜识别前导肽的

一部分

可将蛋白留于膜间

线粒体内腔

内膜

膜间空间

外膜

前导肽被切除,

成熟蛋白定位于内腔


Trna

45

(3)叶绿体蛋白质的跨膜运转

叶绿体定位信号肽包括两部分

一部分决定该蛋白能否进入叶绿体基质

另一部分决定该蛋白是否进入类囊体


Trna

46

叶绿体蛋白质的跨膜运转:1/2

类囊体蛋白前体

细胞质

叶绿体外膜

跨叶绿体膜运转

可溶性蛋白水解酶切除

第一部分跨膜信号肽

叶绿体内膜

基质

信号肽


Trna

47

叶绿体蛋白质的跨膜运转:2/2

基质

切除第二部分信号肽

信号肽

折叠

类囊体膜

成熟类

囊体蛋白

类囊体


Trna

48

叶绿体蛋白质跨膜运转的特点

活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内,可溶性的

鉴别翻译后运转的指标之一

叶绿体膜能特异地与叶绿体蛋白的前体结合

叶绿体蛋白前体内可降解序列因植物和蛋

白质种类不同而表现出明显的差异


Trna

50

3. 核定位蛋白的运转机制:必要性

核糖体蛋白需在细胞质中合成,运转到细胞核,

在核仁中被装配成40S和60S核糖体亚基,然后

再运转回到细胞质中行使作为蛋白质合成机器

的功能

RNA聚合酶、DNA聚合酶、组蛋白、拓扑异

构酶、大量转录、复制调控因子都必须从细胞

质进入细胞核正常发挥功能


Trna

51

核定位蛋白的运转中涉及到的概念

核孔复合体NPCnuclearporecomplex

细胞核内外进行物质交换的主要通道

核定位序列NLSnuclearlocalization

signal

蛋白质要进出细胞核带有的特殊氨基酸序列

出核序列NESnuclearexportsignal

蛋白质要进出细胞核带有的特殊氨基酸序列


Trna

52

核定位序列NLS的特点

带正电荷的肽核心

短的富含碱性氨基酸的序列

能与入核载体作用,将蛋白质运进细胞核

与前导肽的区别

由含水的核孔通道来鉴别

入核信号是蛋白质的永久性部分,并不切除


Trna

核定位蛋白的运转机制

核运转因子αβ

核定位蛋白的可溶性受体


Trna

54

细菌中蛋白质的跨膜运转

新翻译产生的蛋白质和分子伴侣SecB结合

新生蛋白-SecB被运送到细胞膜运转复合物SecA-SecYEG上

SecA嵌入膜中

带动部分新生蛋白

SecA变构

SecA再嵌入膜中

带动部分新生蛋白


Trna

55

六、蛋白质的修饰、降解与稳定性研究

泛素化修饰介导的蛋白质降解

蛋白质的SUMOylation

蛋白质的NEDDylation

蛋白质的一级结构对稳定性的影响


Trna

泛素化修饰介导的蛋白质降解

泛素化(ubiquitination)即蛋白质被泛素(ubiquitin,由76个氨基酸组成的多肽)共价修饰的过程,在几乎所有的真核细胞活动中起着关键作用。泛素 –蛋白酶体(proteasome)通路则是真核细胞内最主要的蛋白质降解途径。泛素化调控的细胞活动至少包括:细胞周期、细胞凋亡、转录调控、DNA修复、免疫应答、蛋白质降解及质量控制


Trna

 蛋白酶体

泛素-蛋白酶体通路

-E2

Ub

Ub

目的蛋白

E1

ATP

E3

-E1

Ub

AMP+PPi

E2

Ub: 泛素 (Ubiquitin),一高度保守的,由76个氨基酸组成的多肽。

E1: 泛素激活酶 (Ubiquitin-activating enzyme),人类仅有2种E1。

E2: 泛素载体蛋白 (Ubiquitin-carrier protein), 人类约有 30 种E2s。

E3: 泛素-蛋白连接酶 (Ubiquitin-protein ligase), 人类有500多种E3s 。


Trna

蛋白质的SUMOylation

  • SUMO: small ubiquitin-related modifier

  • 小泛素化相关修饰物

  • 98个氨基酸,进化上高度保守,与泛素有18%同源性

  • SUMOylation修饰也需要E1, E2, E3的参与

  • SUMO阻碍泛素对底物蛋白的共价修饰,提高了底物蛋白的稳定性。这点与泛素介导的蛋白质降解不同。


Trna

蛋白质的NEDDylation

  • NEDD:neural precursor cell-expressed developmentally downregulated

  • NEDD8含有81个氨基酸,与泛素有59%一致性和80%相似性

  • NEDDylation修饰也需要E1, E2, E3的参与

  • NEDDylation不会引起底物蛋白的降解,而通过修饰来调节蛋白质的功能。这点与泛素介导的蛋白质降解不同。

  • NEDDylation异常会导致人类的神经退行性疾病和癌症


Trna

蛋白质的一级结构对稳定性的影响

蛋白质的半衰期与N端氨基酸残基的关系


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