蛋白质的加工.docx
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蛋白质的加工
第九章蛋白质的加工、易位及降解
1蛋白质的加工
2蛋白质易位
3蛋白质的降解
4小结
1蛋白质的加工
1.1N端fMet或Met切除
1.2二硫键形成
1.3特定氨基酸化学修饰
1.4新牛肽链中非功能片段切除
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1.1N端fMet或Met的切除
细菌蛋白质N端甲酰基能被甲酰化酶水解o
不管原核生物或真核生物，N端Met常在肽链合成完前被切除。
有些病毒mRNA可翻译成很长多肽链，经蛋白酶水解后得到几个功能蛋白质分子。
多駄
5'UTR
3'UTR
Genomicstructureofmaizedwarfmosaicvirus
1.2二硫键形成
mRNA中没有胱氨酸密码子，而不少蛋白质含有二硫键.这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
1.3特定氨基酸的化学修饰
氨基酸侧链修饰作用包括磷酸化（如核糖体蛋白质）、糖基化（如各种糖蛋白）、甲基化（如组蛋白、肌肉蛋白质）、乙基化（如组蛋白）、径基化（如胶原蛋白）和竣基化等。
coo
h2n-c-hjo—p—
ch3
磷酸苏氨酸
甲基乙基乙基甲基
I丨I丨
ARTKQTARKSTGGKAPRKQLATKAARKSAP
小牛组蛋白H3前35个氨基体残基中的化学修饰
1.4新生肽链中非功能片段切除
不少多肽类激素和酶的前体需要经过加工才能变为活性分子，如胰蛋白酶原经过加工切去部分肽段才能成为有活性的胰蛋白酶。
APEPEPAPEPEAEADAEADPEAGIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQG
蜂毒毒蛋白的加工成熟
蜂毒蛋白只有经蛋白酶水解切除N端的22个氨基酸以后才有生物活性，该胞外蛋白酶只能特异切割X-Y2肽。
其中X是Ala,Asp和GluY是Ala或Pro。
2蛋白昏易位
2.1概述
2.2共翻译易位
2.3翻译后易位
2.4细菌蛋白质易位
2.5分子伴侣
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2.1概述
细胞中蛋白质合成：
绝大多数在细胞质中合成；
小一部分在细胞器（叶绿体和线粒体）中合成。
定位于细胞器内的大部分在细胞质中合成，细胞器内合成的留在细胞器内。
蛋白质插入或穿过生物膜的过程称为蛋宜质易位（proteintranslocation）。
共翻译易位
co-translationaltranslocationd是即将进入内质网的蛋白质的易位方式；蛋白质正合成的时候就可与易位装置结合；结果使核糖体定位于内质网表面，称膜结合核糖^（membrane-boundribosome）。
ProteinscanentertheERonlyduringsynthesis
ProteinscanentertheER・Golgipathwayonlybyassociatingwiththeendoplasmicreticulumwhiletheyarebeingsynthesized.
翻译后易位
post-translationaltranslocation
［蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合
扩散至合适靶膜并与易位装置结合。
蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连，称游离核糖体（freeribosome）
2.2共翻译易位
2.2.1信号肽假说
2.2.2信号肽及其特性
2.2.3信号肽与蛋白质转运的关系
2.2.4蛋白质共翻译易位的基本过程
r>
221信号肽假说
共翻译定位蛋白质定位信息存在于该蛋白质自身结构中（信号肽），并可通过与特殊受体相互作用，使蛋白质定位于靶位。
Specificsignalsdivertproteinsfromsecretion
ProteinsthatentertheER・Golgipathwaymayflowthroughtotheplasmamembraneormaybedivertedtootherdestinationsbyspecificsignals.
1/
Ribosomes
Nucleus
Theendoplasmicreticulumconsistsofahighlyfoldedsheetofmembranesthatextendsfromthenucleus・Thesmallobjectsattachedtotheoutersurfaceofthemembranesareribosomes.
2.2.2信号肽及其特性
■信号肽（signalpeptide）:
能启动蛋白质运转的任何一段多肽。
■绝大部分被运入内质网内腔蛋白质都带有一个信号肽。
■信号肽结构特点：
（1）常位于蛋白质N末端，可切割；
（2）长度：
15-30个残基；
（3）序列内有一个全部或大部分疏水组成的疏水核心；
（4）靠近该序列N端常有几个正电荷氨基酸；
（5）其C-末端靠近切割处常带数个极性氨基酸，离切割点最近那个氨基酸常带很短侧链（Ala或Gly）
AnN-terminalsignaIsequenceishydrophobic
ThesignalsequenceofbovinegrowthhormoneconsistsoftheN-terminalaminoacidsandhasacentralhighlyhydrophobicregion,precededorflankedbyregionscontainingpolaraminoacids.
2.2.3信号肽与蛋白质转运的关系
（1）完整信号肽是保证蛋白质转运的必要条件;
（2）仅有信号肽不足以保证蛋白质转运发生；
（3）信号序列切除并不是转运所必需；
（4）并非所有运转蛋白质都有可降解的信号肽。
2.2.4蛋白质共翻译易位的基本过程蛋白质共翻译易位可分两个阶段：
首先：
带有新生肽链的核糖体与膜结合;然合：
新生肽链进入膜通道并易位。
核糖体与膜结合需要信号识别颗粒（signalrecognitionparticle,SRP）。
SRP有两种能力：
结合新合成的分泌型蛋白的信号序列；4可和位于膜上的SRP受体结合。
2.3翻译后易位
2.3.1前导肽及其特性
2.3.2蛋白质穿越不同器膜的过程
2-3J前导肽及其特性
翻译后跨膜易位的蛋白质，前体一般含前导肽（leaderpeptide）,前导肽在跨膜运转中起重要作用。
过膜后，前导肽水解，蛋白质变为有功能的蛋白质。
前导肽的一般特性:
（1）带正电荷碱性氨基酸（Arg）较丰富，分散于不带电荷的氨基酸序列之间;
（2）缺少带负电荷的酸性氨基酸;
（3）轻基氨基酸（Ser）含量较高;
（4）有形成两亲（亲水和疏水）（X•螺旋能力。
TheleadersequenceofyeastcytochromecoxidasesubunitIVconsistsof25neutralandbasicaminoacids・Thefirst12aminoacidsaresufficienttotransportanyattachedpolypeptideintothemitochondrialmatrix・
Note
任何蛋白过膜须解决一个问题：
蛋白质表面常是亲水性的，而生物膜是疏水性的。
因此必须在膜上构建特殊的通道才能使蛋白质穿过膜。
2.3.2蛋白质穿越不同器膜的过程
（1）穿越内质网（endoplasmicreticulum）、线粒体（mitochondria）及叶绿体（chloroplast）膜
膜上含有镶嵌于膜的蛋白质样结构，它可以使蛋白质不与疏水性的类脂分子接触而穿过膜。
ProteinsentertheER,mitochondrion,chloroplastbybindingtoatransloconthattransportsthemacrossthemembrane.
（2）穿越过氧化物酶体膜（peroxisome）
膜上也有类似的装置，但底物蛋白质并不直接与其结合。
需载体蛋白协助穿过膜。
Proteinsaretransportedintoperoxisomesbyacarrierproteinthatbindstheminthecytosol,passeswiththemthroughthemembranechannel,andreleasesthemontheotherside・
（3）穿越细胞核膜
向核内转运需更大更复杂的装置，即核
孔（nuclearpore）。
由载体蛋白与底
物结合并进行跨核孔转运
Aproteiniscarriedthroughthenuclearpore
2.4细菌蛋白质的易位
细菌蛋白通过共翻译或翻译后可被定位于细胞膜或细胞周质空间，或被分泌出去。
Bacteriahavetwomembranes
SecBisachaperonethatbindsthenascentprotein
TheSecsystemhastheSecYEGtransloconembeddedinthemembrane,theSecAassociatedproteinthatpushesproteinsthroughthechannel,theSecBchaperonethattransfersnascentproteinstoSecA,andthesignalpeptidasethatcleavestheN-terminalsignalfromthetranslocatedprotein.
SecBtransfersanascentproteintoSecAzwhichinsertstheproteinintothechannel.TranslocationrequireshydrolysisofATPandaprotonmotiveforce.SecAundergoescyclesofassociationanddissociationwiththechannelandprovidesthemotiveforcetopushtheproteinthrough.
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