真核微生物的蛋白質(zhì)合成與分泌_第1頁
真核微生物的蛋白質(zhì)合成與分泌_第2頁
真核微生物的蛋白質(zhì)合成與分泌_第3頁
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文檔簡介

關(guān)于真核微生物的蛋白質(zhì)合成與分泌第1頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五一、真菌基因組結(jié)構(gòu)特點(一)真核基因組相對較大哺乳動物基因組DNA約3×109

堿基對編碼基因約有10000個,占總長的45%左右基因的外顯子數(shù)平均為2個真菌基因組DNA約4×107

堿基對3.1蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)機(jī)制第2頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(二)單順反子單順反子(monocistron)

即一個編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個mRNA分子,經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。(三)重復(fù)序列單拷貝序列(一次或數(shù)次)高度重復(fù)序列(106

次)中度重復(fù)序列(103~104次)多拷貝序列(四)基因不連續(xù)性(一般含內(nèi)含子)第3頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五染色體水平DNA的活化轉(zhuǎn)錄的起始hnRNA的剪切和加工mRNA轉(zhuǎn)移到胞漿翻譯二、真菌基因表達(dá)調(diào)控特點第4頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在;基因活化后RNA-pol正超螺旋負(fù)超螺旋轉(zhuǎn)錄方向1.對核酸酶敏感活化基因常有超敏位點,位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點附近。三、染色體水平DNA的活化與沉默第5頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第6頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3.DNA堿基修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化,甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比。1.mCpG是真核生物甲基化的唯一形式2.基因表達(dá)與CG甲基化程度呈負(fù)相關(guān),甲基化以后可加強(qiáng)阻遏蛋白或降低激活蛋白與DNA的結(jié)合3.DNA甲基化對轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動子強(qiáng)度第7頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五DNAMethylationandTranscription5`3`5`3`第8頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五WhatAretheFunctionsofDNAMethylation?CpGislandmethylationisrareinnormalcellsDefenseagainstinvading'parasitic'DNA,retrovirusX-chromosomeinactivationInvitrocellculture:lossofcelltype-specificfunctionsSomediseases:lupusIncreasingwithageCancer:tumorgenesandtumorsuppressorgenes第9頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五Sometumorsuppressorgeneswhichcanbecomehypermethylatedandsilencedinhumantumors

TumorsuppressorgeneTumortype(s)pRbRetinoblastomaVHLRenalcarcinomap16INK4aMelanomaandmanyothersp15INK4bHematologicmalignancieshMLH1ColorectalcarcinomaAPCColorectalcarcinomaBRCA1Breastcancer第10頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五4.組蛋白變化富含Lys組蛋白水平降低活性的核小體常缺乏H1,但卻結(jié)合有非組蛋白HMG-14和HMG-17的存在②H2A,H2B二聚體不穩(wěn)定性增加組蛋白修飾H1組蛋白磷酸化,對DNA親和力低核心組蛋白的修飾,乙酰化,磷酸化④H3組蛋白巰基暴露第11頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第12頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五四、RNApolI和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)RNApolI轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有rRNA前體,有2個順式作用元件(-45~+20bp核心元件,-156~-107bp上游控制元件UCE),需兩種轉(zhuǎn)錄因子來正確有效地幫助起始轉(zhuǎn)錄(上游結(jié)合因子1和選擇性因子1)。RNApolⅢ對tRNA和5SrRNA基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),啟動子在轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)。tRNA有2種轉(zhuǎn)錄因子,5SrRNA有3種轉(zhuǎn)錄因子,但都只有TFⅢB才識真正的轉(zhuǎn)錄起始因子,在定位RNApol方面起重要作用。第13頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五五、RNApolII轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)1.由10-12個亞基組成2.最大亞基的C末端含有可磷酸化位點的T氨基酸殘基(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)重復(fù)序列,稱為CTD(CarboxylTerminalDomain)3.CTD是TFII-H的底物,磷酸化后與RNA鏈延伸有密切關(guān)系第14頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(一)順式作用元件1.啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件,至少包括一個轉(zhuǎn)錄起始點以及一個以上的功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒第15頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時間、空間特異性、增強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。3.沉默子(silencer)某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件,當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時,對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。第16頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五定義:是能直接或間接地識別或結(jié)合在各順式作用元件核心序列上,參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄速率的一組蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu):含有DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域。(二)反式作用因子

第17頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(二)反式作用因子

1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類(按功能特性)*基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)是RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子,決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類別。第18頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)為個別基因轉(zhuǎn)錄所必需,決定該基因的時間、空間特異性表達(dá)。轉(zhuǎn)錄激活因子轉(zhuǎn)錄抑制因子第19頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域(二聚化結(jié)構(gòu)域)

谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域第20頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五最常見的DNA結(jié)合域

1.鋅指(zincfinger)C——CysH——His常結(jié)合GC盒第21頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五ZnCysHis第22頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五

2.α-螺旋常結(jié)合CAAT盒第23頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五堿性-亮氨酸拉鏈

Basic-Leucine-Zipper第24頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五堿性-螺旋-環(huán)-螺旋

Basic-Helix/Loop/Helix第25頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(三)mRNA轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié)polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下,形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。TFIID是唯一具有位點特異的DNA結(jié)合能力的因子。TATADNATBP相關(guān)因子是細(xì)胞特異的,與轉(zhuǎn)錄激活因子共同決定組織特異性轉(zhuǎn)錄第26頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五真核基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)是復(fù)雜的、多樣的*不同的DNA元件組合可產(chǎn)生多種類型的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)方式;*多種轉(zhuǎn)錄因子又可結(jié)合相同或不同的DNA元件。*轉(zhuǎn)錄因子與DNA元件結(jié)合后,對轉(zhuǎn)錄激活過程所產(chǎn)生的效果各異,有正性調(diào)節(jié)或負(fù)性調(diào)節(jié)之分。第27頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五六、RNApolII轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄終止于poly-A添加點以下0.5-2kb范圍內(nèi)的多處可能位點。HIV基因組轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)病毒蛋白Tat是一抗終止蛋白,它與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5’端特異RNA序列結(jié)合,并與宿主蛋白質(zhì)、RNApolII相互作用,是延長中的RNA形成一定的二級結(jié)構(gòu),阻止HIV基因組轉(zhuǎn)錄提早終止第28頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五七、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)(一)hnRNA加工成熟的調(diào)節(jié)在核內(nèi)進(jìn)行加工修飾,包括加帽、加尾、剪接、堿基修飾和編輯等。(二)mRNA運輸、胞漿內(nèi)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)

1.mRNA的自身的特異序列與相關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白相互作用

2.小分子RNA(dsRNA),miRNA與siRNA等。第29頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五八、翻譯水平的調(diào)節(jié)主要的調(diào)節(jié)點:起始階段和延長階段(一)翻譯起始因子(eIF)活性的調(diào)節(jié)磷酸化可阻礙eIF的正常功能(二)RNA結(jié)合蛋白(RBP)對翻譯起始的調(diào)節(jié)

IRE位于鐵蛋白和ALA合酶的5’UTR

鐵濃度低時,IRE-BP活化時,結(jié)合IRE阻礙小亞基與其始點結(jié)合,抑制翻譯起始;鐵濃度高時,IRE-BP不能結(jié)合IRE,翻譯起始;蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)結(jié)束第30頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3.2真菌的蛋白質(zhì)分泌機(jī)制一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在分泌途徑發(fā)揮重要作用真核細(xì)胞有一個廣泛的膜系統(tǒng),包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、小泡等,所有這些一起構(gòu)成分泌系統(tǒng)或分泌途徑。除分泌蛋白外,這套系統(tǒng)還有其它功能。對蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾和組裝;運送膜蛋白;儲存Ca2+;合成并輸送脂類;胞外多糖的合成和分泌。分泌途徑與細(xì)菌的異同第31頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(一)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合1)對于幾乎所有的蛋白質(zhì)而言,當(dāng)合成它的核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合時就決定了它將要進(jìn)入分泌途徑。在分泌能力強(qiáng)的真核細(xì)胞中,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的含量非常豐富;反之,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相對較少。第32頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由大量平行排列、相互連接的潴泡組成。這些潴泡的腔內(nèi)空間在拓?fù)渖吓c細(xì)胞質(zhì)不同,而與胞外空間和液泡內(nèi)空間等價。蛋白質(zhì)一旦進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后,再運送到胞外空間就不需要穿過膜了。3)大多數(shù)輸入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或膜上的蛋白會進(jìn)入高爾基復(fù)合體,最后通過TGN(高爾基體反面管網(wǎng))運輸。蛋白質(zhì)在高爾基體中可能會受到糖基化修飾。第33頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第34頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(二)蛋白質(zhì)象貨物一樣在分泌系統(tǒng)中傳送1)蛋白質(zhì)包裹在從某個潴泡或區(qū)室上出芽的小泡中,穿過分泌系統(tǒng),在下一個位點停泊并融合。2)小泡的形成需要特異的胞質(zhì)蛋白自組裝形成包被。小泡的出芽或融合都需要消耗GTP形式的能量。在停泊或融合時,小泡脫去蛋白包被,露出膜蛋白與目標(biāo)膜的膜蛋白相互作用,從而結(jié)合在目標(biāo)膜上。這些膜蛋白和包被蛋白都是蛋白質(zhì)分選機(jī)制的一部分,決定了其專一性。指定運輸路線第35頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3)運載蛋白的小泡在分泌系統(tǒng)的區(qū)室(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等)間持續(xù)移動,而且前向(順向,charged)運輸和反向(逆向,empty)運輸?shù)牧繋缀跸嗟?,以保證各區(qū)室維持其特定的蛋白組成。4)每個區(qū)室自有的可溶性蛋白在小泡攜帶蛋白質(zhì)順向運輸離開時必須停留在區(qū)室內(nèi)。這種將區(qū)室的內(nèi)在蛋白和貨物蛋白分選的作用由膜蛋白完成。它一側(cè)識別貨物蛋白,另一側(cè)(細(xì)胞質(zhì)一側(cè))識別包被蛋白。確認(rèn)貨物第36頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第37頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五5)小泡出芽后,與質(zhì)膜融合,將其中所含的蛋白運送到胞外。第38頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(三)蛋白質(zhì)進(jìn)入分泌途徑的依據(jù)是信號肽1)分泌蛋白的初生肽鏈在N端有一段由16-30個氨基酸組成的信號肽(signalpeptide)。由它引導(dǎo)多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,開始整個蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的過程。所有的分泌蛋白、駐留在分泌系統(tǒng)區(qū)室的蛋白、分泌系統(tǒng)的膜蛋白以及液泡蛋白都有信號肽。第39頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2)信號肽的氨基酸序列不完全相同,但都具有共同的結(jié)構(gòu)特征。典型的信號肽在N末端有一個或幾個帶正電荷的氨基酸,緊接著6-12個疏水氨基酸和幾個附加氨基酸。不同分泌蛋白的信號肽是可以互換的,包括植物之間、植物、動物和真菌之間。分泌途徑的元件只識別信號肽,而不管其后連接的氨基酸序列如何。第40頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五蛋白信號肽序列凝集素MKMMSTRALALGAAAVLAFAAATAHAN孢子素MFILTRTTLSKWQRCIATMQPHN植物凝集素MASSNFSTVLSLALFLPLLTHANS第41頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3)在信號肽與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合之前,它必須為信號識別顆粒(signalrecognitionparticle,SRP)所識別。SRP是一種核糖核蛋白復(fù)合體,含一條300個核苷酸的RNA分子,和6種蛋白質(zhì)。SRP位于細(xì)胞質(zhì)中,當(dāng)新生肽鏈翻譯到70個氨基酸長,露出核糖體表面的氨基酸序列長40個氨基酸時,SRP與信號肽結(jié)合。SRP中直接與信號肽結(jié)合的組分是P54蛋白,該蛋白是一種包含成簇的甲硫氨酸的GTP酶,凸出的甲硫氨酸側(cè)鏈可以與信號肽的疏水核心結(jié)合。第42頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五SRP與信號肽結(jié)合后新生肽鏈的合成立即停止,這種抑制作用由SRP上的P9和P14多肽完成。這是蛋白質(zhì)合成中的重要控制步驟,可以避免新合成的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生錯誤的折疊。蛋白質(zhì)的正確折疊需要分子伴侶的幫助,對于分泌蛋白而言,這些分子伴侶位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。許多分泌蛋白要在特定的天冬酰胺殘基上進(jìn)行糖基化,這也發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中,而且是正確折疊必需的。第43頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第44頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第45頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五4)蛋白質(zhì)有細(xì)胞質(zhì)穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔需要SRP、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體以及轉(zhuǎn)運復(fù)合體完成。SRP一方面通過信號肽與正在翻譯的核糖體結(jié)合,另一方面又可以與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體結(jié)合,從而引導(dǎo)新生肽鏈和核糖體??吭趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。SRP受體是由兩條不同的GTP結(jié)合多肽組成的膜蛋白。??亢骃RP和受體的兩條鏈之一利用GTP水解的能量與信號肽解離。此后,核糖體和新生肽鏈就??吭谵D(zhuǎn)運復(fù)合體上,這是一種由三個內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白組成的跨膜通道蛋白。第46頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五接著SRP受體就開始了將新生多肽鏈插入跨膜蛋白通道的過程。整個多肽鏈的轉(zhuǎn)運需要GTP的進(jìn)一步水解提供能量以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中分子伴侶的幫助。新生肽鏈的翻譯和轉(zhuǎn)運是同時進(jìn)行的,當(dāng)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后,信號肽被一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的酶復(fù)合體即信號肽酶切除。第47頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(四)整合膜蛋白的方向受拓?fù)湫蛄兄敢?)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體復(fù)合體膜,液泡膜和原生質(zhì)體膜讀含有現(xiàn)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成,隨后轉(zhuǎn)運到相應(yīng)位置的膜內(nèi)在蛋白。那么這些蛋白在膜上的插入方向如何呢?2)只具有一個跨膜結(jié)構(gòu)域的蛋白分為I型膜蛋白和II型膜蛋白。 I型膜蛋白的N端在胞外,C端在胞內(nèi);II型膜蛋白則相反。I型膜蛋白具有信號肽,在跨膜運輸?shù)闹型巨D(zhuǎn)運停止,其疏水跨膜序列是“阻止轉(zhuǎn)移子”或膜錨定序列(membraneanchorsequence)。II型膜蛋白不含需要切除的信號肽,其內(nèi)部的疏水跨膜區(qū)域可以起到信號肽的作用,指導(dǎo)蛋白整合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,而且使C端位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。第48頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3)具有多個跨膜結(jié)構(gòu)域的膜蛋白更為復(fù)雜,其跨膜結(jié)構(gòu)域之間的環(huán)是親水的??赡苁堑谝粋€跨膜結(jié)構(gòu)域的N端起信號肽的作用,第二個膜結(jié)構(gòu)域則是膜錨頂序列,第三個又起信號肽的作用,依此類推。第49頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第50頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(五)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對蛋白的修飾是正確折疊和后續(xù)輸送的基礎(chǔ)1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的內(nèi)腔中有相當(dāng)數(shù)量的酶和分子伴侶,它們可以保證蛋白質(zhì)正確折疊,并可以將不完全的多肽降解掉不輸出,這樣就形成了一個質(zhì)量控制系統(tǒng)。保證只有正確折疊和組裝的蛋白被輸出到目的地。質(zhì)量控制第51頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以對新合成的蛋白進(jìn)行如下修飾:特定氨基酸的修飾,如脯氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱u脯氨酸。N糖基化。蛋白質(zhì)的正確折疊。形成正確的二硫鍵。蛋白質(zhì)的降解或重新轉(zhuǎn)運到胞質(zhì)中再被降解。第52頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五3)并不是所有的蛋白質(zhì)都要經(jīng)過所有這些修飾,而且蛋白質(zhì)在離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后還可能發(fā)生其它的修飾。4)很多蛋白都有二硫鍵,由兩個半胱氨酸殘基與一種合適的氧化劑如氧化型的谷胱甘肽氧化而成。很多蛋白質(zhì)并不只含有兩個半胱氨酸,因此有可能形成錯誤的二硫鍵。這種錯誤由二硫鍵異構(gòu)酶通過催化二硫鍵的打斷與重新形成來糾正。第53頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第54頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(六)寡聚化和N-糖基化發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1)許多蛋白質(zhì)并不是只由一條多肽鏈構(gòu)成的,而是2個以上的亞基組成的寡聚體。蛋白質(zhì)的寡聚化發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng),而且在寡聚化之前,其單體是不能獨自離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的。菜豆蛋白(一種種子貯藏蛋白)三聚體的實驗。第55頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第56頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五2)許多分泌性蛋白和分泌系統(tǒng)的膜內(nèi)在蛋白都是糖蛋白,含N連接(連在天冬酰胺)和O連接(連在絲氨酸、蘇氨酸和羥脯氨酸)的聚糖(寡聚糖)。N糖基化的一部分發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的一些糖苷轉(zhuǎn)移酶先將單糖逐個添加到焦磷酸多萜醇(長醇)上。然后由oligosaccharideproteintransferase將焦磷酸多萜醇寡聚糖上的糖基轉(zhuǎn)移到多肽上,N糖基化轉(zhuǎn)移的糖基通常為(葡萄糖)3(甘露糖)9(N-乙酰葡萄糖胺)2。第57頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五當(dāng)多糖轉(zhuǎn)移到初生肽鏈之后,三個葡萄糖殘基很快就有兩個被切除。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶鈣連接蛋白和鈣網(wǎng)蛋白可以與這樣的寡糖鏈結(jié)合,并幫助糖蛋白折疊。這種結(jié)合可以幫助釋放出一個正確折疊的蛋白質(zhì),并切除最后一個葡萄糖。如果釋放的不是正確折疊的蛋白質(zhì),則該蛋白在與分子伴侶結(jié)合前必須重新在UDP-葡萄糖:糖蛋白糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下在寡糖鏈上重新添加一個葡萄糖分子,直到形成正確的折疊。正確折疊的糖蛋白不能在重新添加葡萄糖殘基了。第58頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第59頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五RepresentationofdifferenttypesofN-linkedglycans:(1)ThecommonprecursoroligosaccharideGlc3Man9GlcNAc2thatistransferredtotheN-glycosylationsiteonanewlyformedpolypeptidechaininalmostalleukaryoticorganisms;(2)thehigh-mannosestructureMan8GlcNAc2(isomerB),asubstrateforGolgi-locatedelongatingmannosyltransferasesinmanyyeastspeciesaswellasastructurethatisalsofoundonsomesecretedmammalianproteins;(3)abiantennary,core-fucosylatedcomplexNglycan,foundonmanymammalianproteins;(4)ahyperglycosylstructure,foundonS.cerevisiaesecretedproteins.Thegrey-shadedsugarresidueswithineachN-glycanrepresentthecommontrimannosyl-chitobiosecore(Man3GlcNAc2).第60頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五(七)更復(fù)雜的N-糖基化發(fā)生在高爾基體中1)真菌中的N連接多糖主要為高甘露糖多糖,這種糖基化以(Man)6-9(GlcNAc)2結(jié)構(gòu)為前體。也有類似植物中以木糖(Man)3巖藻糖(GlcNAc)2為核心的復(fù)雜多糖?;蛘哂汕罢咄ㄟ^修飾衍生出來,這種修飾是在高爾基體內(nèi)完成的。第61頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五最初在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中與天冬酰胺連接的都是高甘露糖,只有一部分會在高爾基體中受到修飾。決定高甘露糖是否被修飾的因素尚不十分清楚,可能與多糖在蛋白質(zhì)表面的展示方式以及與高爾基體中的酶促環(huán)境有關(guān)。哺乳動物中的復(fù)雜多糖與真菌中的糖蛋白不同,因此真菌糖蛋白注射到哺乳動物中會產(chǎn)生異常的免疫反應(yīng)。第62頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第63頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五第64頁,共68頁,2022年,5月20日,17點18分,星期五RepresentationofN-glycosylationeventsintheER(upperpart)andtheGolgi(lowerpart).TheEReventsalsoincludeasimplifiedversionofthequalitycontrolcycle.Afterpartialdeglucosylationofprotein-boundN-glycansbyglucosidasesIandII,theunfoldedproteininteractswiththemembrane-boundlectinchaperonecalnexin(thereisnocalreticulininyeastandfungalsystems)viaitsmonoglucosylatedstructures.UponfinaldeglucosylationviaglucosidaseII,theglycoproteinisreleasedfromcalnexin.Ifincompletelyfolded,itsN-glycansarereglucosylatedbyUGGTsothattheunderlyingglycoproteincaninteractagainwiththelectinchaperone.NotethatthereisnoUGGTinS.cerevisiae,butorthologuesoftheS.pombeproteinwereidentifiedintheaspergilli.Iftheproteinfailstofoldafterseveralro

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