;
第八章 蛋白质分选和膜泡运输
一、分泌蛋白合成模型---信号假说 信号假说 信号肽 和共转移 导肽 和后转移 信号假说
信号假说内容
指导因子： 蛋白质N-端信号肽 信号识别颗粒）
信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白）等
在非细胞系统中蛋白质翻译过程和SRP、DP和微粒
体关系
信号肽和共转移
信号肽和信号斑
起始转移序列和终止转移序列 起始转移序列和终止转移序列数目决定多肽跨膜次数
跨膜蛋白取向 导肽和后转移
基本特征： 蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细
胞器中，称后转移
蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还
需要一些蛋白质帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其能
够正确地折叠成有功能蛋白。
二、蛋白质分选和分选信号
分选途径
门控运输 跨膜运输 膜泡运输
拓扑学等价性维持
三．膜泡运输
膜泡运输是蛋白运输一种特有方式，普遍
存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本
身修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂调控过程。
三种不同类型包被小泡具有不同物质运输作用 。
膜泡运输是特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、去组装复杂调控 三种不同类型包被小泡具有不同物质运输作用 网格蛋白包被小泡 COPII包被小泡 COPI包被小泡
网格蛋白包被小泡
负责蛋白质从高尔基体TGN质膜、胞 内体或溶酶体和植物液泡运输
在受体介导细胞内吞途径也负责将物
质从质膜内吞泡(细胞质) 胞内体溶酶体运输
高尔基体TGN是网格蛋白包被小泡形成发源地
COPII包被小泡
负责从内质网高尔基体物质运输； COPII包被蛋白由5种蛋白亚基组成；包被蛋白装配是受控；
COPII包被小泡具有对转运物质选择性并使之浓缩。
COPI包被小泡
COPI包被含有8种蛋白亚基，包被蛋白复合物装配
和去装配依赖于ARF； 负责回收、转运内质网逃逸蛋白 ER。 细胞器中保留及回收蛋白质两种机制： 转运泡将应被保留驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运；
通过识别驻留蛋白C-端回收信号(lys-asp-glu-leu,KDEL) 特异性受体，以COPI-包被小泡形式捕获逃逸蛋白。
COPI-包被小泡在非选择性批量运输( bulk flow)中 行使功能, 负责rER Golgi SV PM。
COPI-包被小泡除行使Golgi→ER逆行转运外，也可行 使顺行转运功能, 从ER→ER-Golgi IC→Golgi。
第九章 细胞信号转导
一、 (细胞通讯) ：指一个信号产生细胞发出信
息通过介质（配体）传递到另一个靶细胞并和其相应受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变化，最终表现为靶细胞整体生物学效应过程。
1、可分为3种方式：①细胞通过化学信号进行细胞间通讯，是多细胞生物普遍采用通讯方式；②细胞间接触依赖性通讯，细胞间直接接触，通过信号细胞跨膜信号分子和相邻靶细胞表面受体相互作装
配
◆MF是由G-actin单体形成多聚体，肌动蛋白单体具有极性,
装配时呈头尾相接, 故微丝具有极性，既正极和负极之别。
◆体外实验表明，MF正极和负极都能生长，生长快一端为正极，慢一端为负极；去装配时，负极比正极快。由于G-actin 用；③动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换小分子实现代谢偶联或电偶联，从而实现功能调控。 2、细胞分泌化学信号作用方式：①内分泌，由内分泌细胞分泌信号分子到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用于靶细胞②旁分泌，细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻居靶细胞③通过化学突触传递神经信号④自分泌细胞对自身分泌信号分子产生反应。 3、通过胞外信号所介导细胞通讯如下步骤：①信号细胞合成并释放信号分子②转运信号分子至靶细胞③信号分子和靶细胞表面受体特异性结合并导致受体激活④活化受体启动靶细胞内一种或多种信号转导途径⑤引发细胞代谢、功能或基因表达改变⑥信号解除并导致细胞反应终止。
、第二信使学说：胞外化学信号（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，导致产生胞内信号（第二信使），从而引发靶细胞内一系列生化反应，最后产生一定生理效应，第二信使降解使其信号作用终止。
第二信使至少有两个基本特性: ①是第一信使同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧或胞浆中出现、仅在细胞内部起作用信号分子；②能启动或调节细胞内稍晚出现反应信号应答。
第二信使都是小分子或离子。细胞内有五种最重要第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二酰甘油、1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)、Ca2+ 等。
第十章 细胞骨架
细胞骨架包括微，微管，中间丝
细胞骨架特点：弥散性，整体性，变动性 一、微丝
又称肌动蛋白纤维， 是指真核细胞中由肌动蛋白组成、直径为7nm骨架纤维。 成分
●肌动蛋白是微丝结构成分,外
观呈哑铃状, 这种actin又叫G-actin，将
G-actin形成微丝又称为F-actin。
在正极端装配，负极去装配，从而表现为踏车行为。
◆体内装配时，MF呈现出动态不稳定性，主要取决于F-actin结合ATP水解速度和游离G-actin单体浓度之间关系。
◆ MF动态变化和细胞生理功能变化相适应。在体内, 有些微丝是永久性结构, 有些微丝是暂时性结构。 微丝特异性药物
◆细胞松弛素：可以切断微丝,并结合 在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合,因而导致微丝解聚。 ◆鬼笔环肽：和微丝侧面结合,防止MF解聚。 微丝功能
◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆细胞运动 ◆微绒毛 ◆应力纤维
◆参和胞质分裂 ◆肌肉收缩
微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下，和其结合蛋白形成网络结构，维持细胞形状和赋予质膜机械强度，如哺乳动物红细胞膜骨架作用。成纤维细胞爬行和微丝装配和解聚相关
是肠上皮细胞指状突起，用以增加肠上皮细胞表面积，以利于营养快速吸收。
应力纤维:广泛存在于真核细胞。
成分：肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和-辅肌动蛋白。介导细胞间或细胞和基质表面粘着。
（细胞贴壁和粘着斑形成相关，在形成粘合斑质膜下，微丝紧密平行排列成束，形成应力纤维,具有收缩功能。）
收缩环由大量反向平行排列微丝组成，其收缩机制是肌动蛋白和肌球蛋白相对滑动。
肌肉收缩(muscle contraction)
肌肉可看作一种特别富含细胞骨架效力非常高能量转换器，它直接将化学能转变为机械能。
◆肌肉细微结构(以骨骼肌为例) ◆肌小节组成
◆肌肉收缩系统中有关蛋白 ◆肌肉收缩滑动模型 ◆由神经冲动诱发肌肉收缩基本过程 肌肉收缩系统中有关蛋白
①肌球蛋白
②原肌球蛋白 由两条平行多肽链形成α-螺旋构型,位于肌动蛋白螺旋沟内,结合于细丝, 调节肌动蛋白和肌球蛋白头部结合。
③肌钙蛋白为复合物，包括三个亚基：TnC(Ca2+敏感性蛋白)
能特异和Ca2+结合; TnT(和原肌球蛋白结合); TnI(抑制肌球蛋白ATPase活性)
由神经冲动诱发肌肉收缩基本过程205
·动作电位产生 ·Ca2+释放
·原肌球蛋白位移
·肌动蛋白丝和肌球蛋白丝相对滑动 ·Ca2+回收
二．微 管
微管结构和组成
微管可装配成单管,二联管(纤毛和 鞭毛中),三联管(中心粒和基体中)。 装配
◆装配方式
◆所有微管都有确定极性
◆微管装配是一个动态不稳定过程 α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚
体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面
增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于 长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。当螺
旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。
·微管装配动力学不稳定性是指微管装配 生长和快速去装配一个交替变换现象 ·动力学不稳定性产生原因： 微管两端具GTP帽(取决于微管蛋白浓度),微
管将继续组装,反之,无GDP帽则解聚。
微管特异性药物
◆秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋 白组装成微管，可破坏纺锤体结构。 ◆紫杉酚(taxol)能促进微管装配, 并使已形成微管稳定。
◆为行使正常微管功能,微管动力学 不稳定性是其功能正常发挥基础。
微管组织中心(MTOC)
◆概念：
◆常见微管组织中心 ◆中心体 ◆基体 微管在生理状态或实验处理解聚 后重新装配发生处称为微管组织中 常见微管组织中心
◆间期细胞MTOC： 中心体(动态微管)
◆分裂细胞MTOC：有丝分裂纺锤体极(动态微管) ◆鞭毛纤毛细胞MTOC：基体(永久性结构) 中心体
·中心体结构 ·中心体复制周期
·γ管蛋白：位于中心体周围基质中，环形
结构，结构稳定，为αβ微管蛋白二聚体提
供起始装配位点，所以又叫成核位点 基体
·位于鞭毛和纤毛根部类似结构称为基体（basal body ）
·中心粒和基体均具有自我复制性质 微管功能
◆维持细胞形态 ◆细胞内物质运输 ◆细胞器定位
◆鞭毛运动和纤毛运动 ◆纺锤体和染色体运动 维持细胞形态
用秋水仙素处理细胞破坏微管,导致细胞
细胞生物学重点
