物質(zhì)的跨莫運(yùn)輸?shù)桨g連絲.ppt

3.3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 The Movement of Substances Across Cell Membranes,被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸 Passive transport and active transport 被動(dòng):不需要能量,順化學(xué)濃度梯度,有時(shí)需要膜蛋白 主動(dòng):需要能量,逆化學(xué)濃度梯度,需要膜蛋白,被動(dòng)運(yùn)輸,單純擴(kuò)散(simple diffusion):movement down the gradient 氣體分子、水 易化擴(kuò)散(Facilitate diffusion): 需要載體Protein-mediated movement, movement down the gradient 葡萄糖,水的滲透作用,單純擴(kuò)散與易化擴(kuò)散區(qū)別,兩種運(yùn)輸?shù)鞍?載體蛋白能與特定分子結(jié)合,跨膜運(yùn)輸 Carrier proteins are responsible for both the passive and the active transport. 通道蛋白形成水性通道 Channel proteins are only responsible for passive transport.,載體蛋白運(yùn)輸模式,載體蛋白運(yùn)輸模式,The Na+-K+ ATPase requires K+ outside, Na+ and ATP inside. The Na+-K+ ATPase is found only in animals.,主動(dòng)運(yùn)輸模式1,主動(dòng)運(yùn)輸模式2,胞吞和胞吐 EndocytosisExocytosis Large molecules enter into cells,胞吐,Types of Vesicle Transport and Their formation 小泡運(yùn)輸與形成機(jī)理,運(yùn)輸小泡,籠形蛋白包被小泡:選擇性運(yùn)輸小泡,從反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)到細(xì)胞質(zhì)膜的運(yùn)輸泡以及從細(xì)胞質(zhì)膜到溶酶體的運(yùn)輸 包被蛋白小泡:非選擇性運(yùn)輸小泡,從ER到高爾基器,以及從反面高爾基網(wǎng)絡(luò)到質(zhì)膜的運(yùn)輸,籠形蛋白包被小泡 需要特異受體,物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸 （總結(jié)）,被動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸直接消耗ATP （動(dòng)物細(xì)胞）鈉鉀泵 （植物細(xì)胞）質(zhì)子泵 間接消耗ATP協(xié)同運(yùn)輸 胞吞和胞吐作用 生物大分子或顆粒物質(zhì)的運(yùn)輸,所有參與合成多肽鏈的氨基酸都要激活，并由數(shù)十種高度專一的氨基酰-tRNA合成酶催化。該酶由兩個(gè)識(shí)別位點(diǎn)，它們能識(shí)別特定的氨基酸和選擇其所對(duì)應(yīng)的tRNA，使兩者連接起來(lái)（利用ATP）。 反應(yīng)如下： 氨基酸的羧基與tRNA 的3端CCA-OH 以酯鍵相連，因此其氨基是自由的。,蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程,1 氨基酸的活化,首先IF3、IF1幫助30S小亞基 與mRNA結(jié)合，IF2和GTP幫助 甲酰甲硫氨酸-tRNA與AUG配 對(duì)，接著IF3脫離，形成30S 起始復(fù)合物。50S大亞基進(jìn)入， IF1和IF2脫離，形成70S起始 復(fù)合物，需要GTP。甲酰甲硫 氨酸-tRNA處于P位。,2 起始復(fù)合物的形成,3 肽鍵的形成和延伸,氨酰基tRNA進(jìn)入A位 新的氨基酸-tRNA的進(jìn)位依賴Tu-Ts因子和GTP的協(xié)助,肽鍵的形成 肽鍵的形成由肽?；D(zhuǎn)移酶催化（此酶具有核酶的活性）,原核生物肽鏈的延長(zhǎng),核糖體沿著mRNA 53方向移位，多肽鏈沿著N端向著C端延伸， 須有EF-G因子和GTP參與，空載的tRNA從E位點(diǎn)離開,氨基酸進(jìn)位，肽鏈形成和延伸，核糖體沿著mRNA的53 方向移位，循環(huán)往復(fù)，新合成的肽鏈由N端向著C端不斷延長(zhǎng)，直至mRNA上出現(xiàn)終止密碼，相應(yīng)的肽鏈釋放因子RF1（對(duì)應(yīng)UAA、UAG），RF2（對(duì)應(yīng)UAA、UGA）占據(jù)A位。肽鏈的合成終止，并從核糖體上釋放。 核糖體大、小亞基解聚，并進(jìn)入下一輪合成。,4 肽鏈的終止,多個(gè)核糖體結(jié)合在同一條mRNA上，由53進(jìn)行翻譯，形成多核糖體（polyribosome），以提高翻譯的效率,蛋白質(zhì)合成后加工和輸送Posttranslational Processing & Protein Transportation,從核糖體釋放出的新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)生物活性，必需經(jīng)過(guò)不同的翻譯后復(fù)雜加工過(guò)程才轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粯?gòu)象的功能蛋白。,多肽鏈的修飾和加工,(1)N端修飾 原核生物修飾時(shí)是由肽甲?；赋ゼ柞；?，多數(shù)情況甲 硫氨酸也被氨肽酶除去，真核生物中甲硫氨酸則全部被切除。 (2)多肽鏈的水解切除 水解切除其中多余的肽段，使之折疊成為有活性的酶或蛋白質(zhì)。如酶原激活 (3)氨基酸側(cè)鏈的修飾 氨基酸側(cè)鏈的修飾包括羥化、羧化、甲基化及二硫鏈的形成等。 (4)糖基化修飾 糖蛋白是細(xì)胞蛋白質(zhì)組成的重要成分。它是在翻譯后的肽鏈上以共 價(jià)鍵與單糖或寡聚糖連接而成。糖基化是在酶催化下進(jìn)行的。,游離核糖體上蛋白質(zhì)運(yùn)輸稱為翻譯后運(yùn)輸 運(yùn)輸去向:葉綠體 線粒體 細(xì)胞核 核糖體 細(xì)胞基質(zhì) 細(xì)胞骨架 需要導(dǎo)肽 膜旁核糖體上蛋白質(zhì)運(yùn)輸稱為共轉(zhuǎn)譯運(yùn)輸 運(yùn)輸去向:內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 需要信號(hào)肽,蛋白質(zhì)合成與分選,游離核糖體合成蛋白質(zhì)的運(yùn)輸,導(dǎo)肽: 消耗ATP 需要受體 分子伴侶介入 電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng) 信號(hào)肽酶切除信號(hào)肽 非折疊形式運(yùn)輸,線粒體蛋白的靶向輸送,細(xì)胞核蛋白的靶向輸送,膜旁核糖體上蛋白質(zhì)運(yùn)輸,分泌蛋白的靶向輸送,真核細(xì)胞分泌蛋白等前體合成后靶向輸送過(guò)程首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。,信號(hào)肽(signal peptide),各種新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列稱信號(hào)肽。,分泌蛋白 細(xì)胞外分泌蛋白： 酶 抗體 激素 和細(xì)胞外基質(zhì)成分 膜蛋白： 生物膜上蛋白 溶酶體的酶和胞外酶:由籠形蛋白包被小泡運(yùn)輸 SRP： 信號(hào)識(shí)別顆粒，核糖核酸蛋白復(fù)合體，含6條多肽和一個(gè)7S的RNA,信號(hào)肽引導(dǎo)真核分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),1. 熱休克蛋白(heat shock protein, HSP) HSP70、HSP40和GreE族 2. 伴侶素(chaperonins) GroEL和GroES家族,分子伴侶,分子伴侶是細(xì)胞一類保守蛋白質(zhì)，可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象，促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。,分子伴侶 參與蛋白質(zhì)分子折疊和亞基組裝,3.4 細(xì)胞連接Cell Junction,細(xì)胞與細(xì)胞間、細(xì)胞與細(xì)胞外空間的結(jié)構(gòu)關(guān)系稱為細(xì)胞連接。 緊密連接 橋粒 間隙連接 胞間連絲,Tight junctions,緊密連接,緊密連接,Anchoring junctions,橋粒,橋粒,Determining the size of a gap-junction channel. When fluorescent molecules of various sizes are injected into one of two cells coupled by gap junctions, molecules sm