功能区隔和蛋白分选.ppt

PARTMENT AND PROTEINS SORTING
第六章细胞内功能区隔与蛋白质分选
第一节细胞质基质
第二节蛋白质分选的基本原理
第三节膜泡运输
第四节内质网
第五节高尔基体
第六节溶酶体与过氧化物酶体
本章内容提要
第一节细胞质基质
一、细胞质基质的基本涵义
二、细胞质基质的功能
三、细胞质基质与胞质溶胶
第一节细胞质基质
一、细胞质基质的基本涵义
在细胞质中,除去可辨认细胞器以外的胶状物质。
A 与中间代谢有关的数千种酶类
例如:糖酵解、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径;
糖原的合成、蛋白质与脂肪合成的重要场所
B 细胞周期、增殖、分化、衰老、凋亡的调控因子。
主要成分:
蛋白质占总量的20~30%,以水化物的形式存在
C 骨架系统(微丝、微管、中间纤维):是细胞质基质的组织者
D mRNA
一、细胞质基质的基本涵义
细胞质基质的组织结构
1、细胞质基质是一个高度有序的凝胶结构体系,形成精细的区域。
细胞骨架纤维形成复杂的三维纤维网络。多数蛋白直接或间接地与骨架结合或与生物膜结合
2、在细胞质基质结构体系中,蛋白质与蛋白质、蛋白质与其他大分子之间都是通过弱键相互作用的。
3、各组分之间的作用常常处于动态平衡之中。
细胞质基质所依赖的特殊环境
高蛋白浓度; 特定的离子环境
中间代谢的过程及其调节(底物与产物的定向转运机制?)
控制细胞增殖、分化、衰老、凋亡所依赖的信号转导途径。
蛋白的分选及定向运输
由于细胞骨架的组织,使细胞中的成分,在结构功能上形成更为精细的区域。实现了细胞质中各功能的区域化。
二、细胞质基质的功能
各膜质细胞器细胞核细胞质基质
蛋白质的修饰
1、辅基或辅酶与酶的共价结合
2、磷酸化与去磷酸化,用以调节很多蛋白质的生物活性。
3、糖基化。多数为O-连接的糖基化。
在哺乳动物细胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸的羟基上。
4、蛋白质N端的甲基化修饰,使蛋白质维持较长的寿命。
例如:组蛋白中间纤维
5、酰基化。蛋白质与脂肪酸形成脂蛋白。
跨膜蛋白在内质网、高尔基体的转运过程中,暴露在细胞质基质中的结构域被酰基化。
酶与癌基因的产物特异性的识别,将脂肪酸链共价结合在特异的蛋白质上。例如:Src、Ras中的脂肪酸链。
降解变性与错误折叠的蛋白和短寿命蛋白质
泛素:是一个由76个氨基酸残基构成的小分子蛋白质。
泛素的功能:
帮助清理细胞中短寿命蛋白和错误折叠的蛋白质;
参与细胞周期调控;
DNA修复;细胞的程序性死亡。
容易降解蛋白质的特征:
决定蛋白质寿命的信号是N端第一个氨基酸残基。
Met Thr Ser Val Gly Pro Ala Cys,则稳定;
之外,则不稳定
降解机制是依赖泛素降解途径:泛素在一系列酶的作用下与靶蛋白结合,使靶蛋白被泛素标记,从而被蛋白酶体水解。
帮助变形或错误折叠的蛋白重新折叠,形成正确的分子构象
利用热休克蛋白(heat shock protein )Hsp,在消耗ATP的情况下把变性蛋白重新折叠成正确的构象。
热休克蛋白有三个家族:25KD、75KD、90KD
错变形或错误折叠的蛋白
正确的分子构象
Hsp
ATP
ADP
三、细胞质基质与胞质溶胶
细胞质基质
是由微管、微丝和中间纤维等形成的相互联系的结构体系。其中蛋白质和其他大分子以凝聚状态或暂时以凝聚状态存在与周围的溶液分子处于动态平衡。
是一种由精细区域化的凝胶结构体系,细胞在不同的发育间段和不同的生理状态下,可能有所不同。
作为一个蛋白质是否属于细胞质基质中的结构成分,主要取决于其在生命活动中是结合在细胞骨架上,还是溶解在周围的溶液中。