翻譯后功能蛋白質的形成

翻譯后功能蛋白質的形成第1頁/共39頁2第七章翻譯后功能蛋白質的形成和降解南華大學心血管疾病研究所動脈硬化學湖南省重點實驗室EMAIL:liuls2000@163.com

TEL:139754914738281297(O)劉錄山博士/教授第2頁/共39頁3折疊組裝修飾靶向運輸細胞內定位第3頁/共39頁4第一節(jié)新生肽鏈經(jīng)折疊形成

特定空間構象一、新生肽鏈折疊形成空間構象后才具有生物學效應

多肽鏈自我組裝成為功能蛋白質的過程稱為蛋白質折疊。酶活性中心抗原抗體反應配體受體結合離子通道第4頁/共39頁5二、蛋白質折疊需要分子伴侶

分子伴侶(MolecularChaperone)：一類在序列上沒有相關性但有共同功能的保守性蛋白質，在細胞內協(xié)助其它多肽結構完成正確的折疊、組裝、轉運和降解，在功能完成后與之分離，不構成這些蛋白質結構執(zhí)行功能時的組份。

熱休克蛋白家族

(HeatShockProtein)

伴侶素(Chaperonin)第5頁/共39頁6GrpE熱休克蛋白Hsp70（Dnak），Hsp40，GrpE正確構象形成變性蛋白質復性錯誤折疊蛋白質降解清除蛋白質跨膜轉運第6頁/共39頁7伴侶素Hsp60（GroEL），Hsp10（GroES）伴侶素為蛋白質的折疊提供必要的微環(huán)境第7頁/共39頁8第8頁/共39頁9三、某些酶在蛋白質折疊中起重要作用二硫鍵異構酶（PDI）第9頁/共39頁10肽-脯氨酰順反異構酶

催化Xxx-Pro鍵順反異構體之間的轉換是蛋白質折疊的限速酶第10頁/共39頁11四、蛋白折疊機制研究X射線衍射分析核磁共振基于已有知識的結構預測第11頁/共39頁12五、蛋白質錯誤折疊與疾病朊病毒

PrPC(leftimage)PrPSc(rightimage,proposed3Dstructure)SensitivetoProteolysisResistanttoproteolysissolubleinsolubleassociatedwithcellularmembranelocatedwithinthecellasaggregatesmainlyalphahelicalstructuremainlybetasheetstructureBothformshavethesameaminoacidsequence,differingonlyinconformation.第12頁/共39頁13"forhisdiscoveryofPrions-anewbiologicalprincipleofinfection

"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997StanleyB.Prusiner

第13頁/共39頁14Alzheimer’sDisease第14頁/共39頁15第二節(jié)寡聚蛋白組裝機制蛋白質組裝3D結構域交換第15頁/共39頁16第三節(jié)蛋白質翻譯后的修飾一、肽鏈N端甲硫氨酸殘基的切除二、蛋白質前體的酶切修飾三、氨基酸殘基側鏈基團的化學修飾第16頁/共39頁17一、甲硫氨酸切除

N端甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸脫甲?；负桶彪拿窶etArgfMet脫甲酰基酶Ala氨肽酶氨肽酶第17頁/共39頁18二、前體蛋白酶切

信號肽切除多條肽鏈的形成分子內伴侶的切除Signalpeptide第18頁/共39頁19糖基化磷酸化甲基化乙酰化甲?；耐榛⒌鞍踪|側鏈化學修飾氨基化–去氨基化二硫鍵的形成硝化 異戊二烯基化共兩百多種類型第19頁/共39頁20磷酸化-去磷酸化蛋白質修飾最普遍的形式蛋白激酶，蛋白磷酸酶磷酸化位點：Ser，Thr，Tyr（-OH）荷電性，位阻，影響蛋白質構象，進而影響蛋白質活性第20頁/共39頁21磷酸化/去磷酸化調節(jié)細胞過程第21頁/共39頁22N-糖基化N-糖基化在內質網(wǎng)中形成N-糖基化發(fā)生于Asn殘基側鏈酰氨基的N原子上，蛋白質糖基化位點存在特征性序列：Asn-X-Ser/ThrGlcNac：N-乙酰葡萄糖胺，Man：甘露糖，Glc：葡萄糖，dol：多萜醇焦磷酸酯第22頁/共39頁23O-糖基化高爾基體中形成GalNac：N-乙酰半乳糖胺，UDP-Gal：尿苷（尿嘧啶）二磷酸半乳糖O-糖基化O-糖基化發(fā)生于Ser/Thr殘基側鏈羥基的O原子，未發(fā)現(xiàn)特征性序列，選擇性修飾機制不清楚第23頁/共39頁24乙?；c去乙酰化N-末端乙?；瘋孺溡阴；?4頁/共39頁25第25頁/共39頁26組蛋白與乙?；阴；鰪娹D錄，而去乙酰化抑制轉錄活性HMT:組蛋白甲基化轉移酶HDAC：組蛋白去乙酰酶HAT：組蛋白乙酰轉移酶第26頁/共39頁27第四節(jié)蛋白質的靶向運輸?shù)?7頁/共39頁28蛋白質靶向輸送：蛋白質合成后，通過復雜機制，經(jīng)過不同途徑，定向運送到其執(zhí)行功能的目的地的過程。

信號肽：分泌蛋白新生肽鏈N端的一段能被細胞轉運系統(tǒng)識別的特征性（保守性）氨基酸序列。

16-30AA

N-末端堿性區(qū)：含堿性氨基酸,提供正電荷

疏水核心區(qū)：含中性或疏水性氨基酸

加工區(qū)：是信號肽酶切割信號肽的部位第28頁/共39頁29"forthediscoverythatproteinshaveintrinsicsignalsthatgoverntheirtransportandlocalizationinthecell"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1999GünterBlobel

第29頁/共39頁30Therearetwobasicformsoftargetingpathways:post-translationaltargeting:nucleusmitochondriachloroplastsperoxisomesco-translationaltargeting(secretorypathway):ERGolgilysosomesplasmamembranesecretedproteins

第30頁/共39頁31第31頁/共39頁32第32頁/共39頁33第五節(jié)蛋白質降解降解途徑

溶酶體途徑：外源性蛋白質、膜蛋白，長壽命細胞內蛋白質特殊細胞器內水解系統(tǒng)細胞膜表面水解酶體系

泛素－蛋白酶體途徑：細胞內異常蛋白質，短壽命蛋白質。內質網(wǎng)蛋白質降解途徑（ERAD）第33頁/共39頁34一、蛋白質降解與末端序列有關

實驗證據(jù)：N-末端化學修飾構建不同的N-末端

N-末端規(guī)則：N-端氨基酸決定蛋白質半衰期去穩(wěn)定殘基：一、二、三級穩(wěn)定殘基

N-端保守序列：降解盒（cyclin）

C-端序列：PEST序列（Pro-Glu-Ser-Thr）第34頁/共39頁35二、泛素-蛋白酶復合體途徑CysGly泛素活化酶泛素偶聯(lián)酶泛素-蛋白連接酶第35頁/共39頁36"forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation"TheNobelPrizeinCh