蛋白质的加工.docx

1、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1.1 N端f Met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Back1.1 N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5UTR3UTRGenomic structure of maize dwarf mosaic virus1.2二硫键形成mRNA中没有胱氨酸密码子，而不少 蛋白质含有

2、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。cooh2n-c-hj o pch3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。APEPEPAPEPEAEA

3、DAEADPEAGIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQG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-Y 2肽。其中X是A la, Asp和Glu Y是Al a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Back2.1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(protein translocation

4、)。共翻译易位co-translational translocation d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-bound ribosome)。Proteins can enter the ER only during synthesisProteins can enter the ERGolgi pathway only by associating with the endoplasmic reticulum while they are being synthesized.翻译后易

5、位post-translational translocation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(free r i bosome)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r221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。Specific signals divert proteins from secretionProteins th

6、at enter the ERGolgi pathway may flow through to the plasma membrane or may be diverted to other destinations by specific signals.1/RibosomesNucleusThe endoplasmic reticulum consists of a highly folded sheet of membranes that extends from the nucleus The small objects attached to the outer surface o

7、f the membranes are ribosomes.2.2.2信号肽及其特性信号肽（signal peptide）: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 ）An N-terminal signaI sequence is hydrophobicThe signa

8、l sequence of bovine growth hormone consists of the N-terminal amino acids and has a central highly hydrophobic region, preceded or flanked by regions containing polar amino acids.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

9、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(signal recognition particle, 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(leader peptide),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

10、)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。The leader sequence of yeast cytochrome c oxidase subunit IV consists of 25 neutral and basic amino acids The first 12 amino acids are sufficient to transport any attached polypeptide into the mitochondrial matrixNote任何蛋白

11、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(endoplasmic reticulum)、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。Proteins enter the ER, mitochondrion, chloroplast by binding to a translocon that transports them across the membra

12、ne.(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。Proteins are transported into peroxisomes by a carrier protein that binds them in the cytosol, passes with them through the membrane channel, and releases them on the other side(3)穿越细胞核膜向核内转运需更大更复杂的装置，即核孔(nuclear pore )。由载体蛋白与底物结合并进行跨核孔

13、转运A protein is carried through the nuclear pore2.4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。Bacteria have two membranesSecB is a chaperone that binds the nascent proteinThe Sec system has the SecYEG translocon embedded in the membrane, the SecA associated protein that pushes proteins through the

14、channel, the SecB chaperone that transfers nascent proteins to SecA, and the signal peptidase that cleaves the N-terminal signal from the translocated protein.SecB transfers a nascent protein to SecAz which inserts the protein into the channel. Translocation requires hydrolysis of ATP and a protonmotive force. SecA undergoes cycles of association and dissociation with the channel and provides the motive force to push the protein through.