4、新生肽链中非功能片段的切除 (二)蛋白质的折叠
? 有些蛋白质只有在一种或几种特定的三维空间结构时,才具有生物学活性或功能。
1、酶(enzyme)
2、分子伴侣(molecular chaperone)
分子伴侣是指细胞内一类能帮助新生肽链折叠、装配或转运,但本身并不参与最终产物形成的蛋白质分子。
二、蛋白质合成后的运输 (一)蛋白质定位
不论是原核生物还是真核生物,新合成的蛋白质只有被运送到各自特定的亚细胞部位或分泌到胞外才具有功能活性,这个过程就称为蛋白质定位。
(二)真核细胞的结构蛋白和分泌蛋白 1、存在于胞质溶胶中的游离核糖体
16
在其上合成的蛋白质都是细胞的结构蛋白(structural protein),它们是细胞骨架和代谢所需的酶以及构成亚细胞结构的组分。
2、在细胞质内与内质网结合的核糖体
在其上合成三类主要的蛋白质,分泌蛋白(secreted protein)、溶酶体蛋白和构建膜骨架的蛋白质。
(三)蛋白质的转运机制
1、翻译转运同步机制(共翻译转运机制) (cotranslational transport)
分泌蛋白、溶酶体蛋白和某些膜蛋白按照这种机制转运。 ? 边翻译边跨膜转运
核糖体产生带有信号序列的蛋白质后,信号序列即引导核糖体与内质网(endoplasmic reticulum,ER)膜上特定受体相互作用,产生通道,使核糖体结合于内质网上(形成粗糙内质网),并使正在延伸的肽链转运至内质网内。
? 信号序列即信号肽( Signal peptide )是进入内质网的蛋白质N端的一段额外肽段。它的功能是引导多肽链穿过内质网膜进入腔内。
? 跨膜机制
在蛋白质合成开始即N端的新生肽链刚生成时,信号肽就与信号肽识别颗粒(signal recognition particle,SRP )相结合,SRP-核糖体就移动到内质网上,并与内质网上的SRP受体蛋白相结合,将正在合成的含有信号肽的蛋白质连接到内质网膜的转运通道内。
? 信号肽酶位于内质网膜上,在信号肽进入内质网,肽链合成完成
17
之前,信号肽酶切除信号肽。
2、翻译后转运机制 (post-translation transport)
? 在细胞质内游离核糖体上合成的蛋白质,大部分被运送到细胞核、线粒体、叶绿体、过氧化物酶体等。
? 在结构上,这些蛋白质的N端都有一段特殊的信号序列,称为导肽(leader peptide),与蛋白质在细胞器内的定位有关。
(1)线粒体蛋白质跨膜转运
? 蛋白质穿过线粒体膜的转运特点:
1)通过线粒体膜的蛋白质是在合成以后再转运的;
2)通过线粒体膜的蛋白质在运输前大多以前体形式存在,它由成熟蛋白质和导肽共同组成;
3)蛋白质通过线粒体内膜是一个需能过程; 4)导肽中含有不同跨膜信息。 ? 线粒体导肽具有如下结构特点:
1)随机分部带有正电荷的碱性氨基酸,如Arg含量较丰富; 2)缺少带负电荷的酸性氨基酸; 3)羟基氨基酸如Ser含量较高; 4)有形成两亲α-螺旋结构的能力。 (2)叶绿体蛋白质跨膜转运 ? 类似于线粒体。
? 叶绿体导肽一般有两个部分:
18
一部分决定该蛋白质能否进入叶绿体基质,另一部分决定该蛋白质能否进入类囊体
(3)核定位蛋白的转运
在细胞质中合成的蛋白质一般通过核孔进入细胞核。这些蛋白质不能自由通过核孔,必须要由信号肽序列协助通过。
这些蛋白质中的信号序列被称为核定位序列(nuclear localization sequence,NLS)
蛋白质的核定位是通过多个核运转因子(importin)共同作用来实现的。NLS蛋白-Importin复合物停留在核孔上,并在水解GTP获得能量的情况下通过核孔,进入细胞核。
19