&’(), &’()*的循環(huán)過程完成的（圖 !. !/）。!氮吹儀廠家未折疊蛋白進(jìn)入 未結(jié)合 &’()*的 &’(),的空腔； " +個(gè) "#$與 +個(gè)不與 &’()*結(jié)合的 &’(),結(jié)合； # "#$水解，使 !.個(gè) "%$、+個(gè)無機(jī)磷酸和 &’()*釋放； $ +個(gè) "#$和 !個(gè) &’()*與空腔內(nèi)已有未折疊蛋白的 &’(),結(jié)合； % "#$水解成 "%$和 $0。"%$仍留在 &’(),上， $0釋放。同時(shí)另 +個(gè) "#$與無折疊蛋白的 &’(),結(jié)合； & 蛋白質(zhì)在密閉的 &’(),內(nèi)折疊，此時(shí) &’(),的頂部結(jié)構(gòu)域進(jìn)行大幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)和向上移動(dòng)，導(dǎo)致空腔擴(kuò)大 并使表面從疏水轉(zhuǎn)變成親水，有利于蛋白質(zhì)折疊； ’折疊過程大約進(jìn)行 !1 2，如蛋白質(zhì)已折疊成天然蛋白 質(zhì)則釋放； (如未完成折疊，它們可再進(jìn)入新一輪循環(huán)。 圖 !. !/-&’(),（324 51）折疊蛋白質(zhì)的過程 --許多多肽鏈形成三級結(jié)構(gòu)后，還需要進(jìn)一步聚合形成四級結(jié)構(gòu)，以及輔助因子的連接。如輔基或輔酶 的結(jié)合，上述的糖基化等。到目前為止，對蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及功能的調(diào)節(jié)仍 有許多未知領(lǐng)域，隨著后基因時(shí)代的到來，相信這些問題將會(huì)逐步地闡明。 #"!第三篇 !遺傳信息的傳遞 二、蛋白質(zhì)的靶向轉(zhuǎn)運(yùn) !!細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成過程可認(rèn)為是一個(gè)龐大的分揀系統(tǒng)。許多蛋白質(zhì)攜帶有信號(hào)（通常不全是特異 的氨基酸序列），可以確保蛋白靶向轉(zhuǎn)運(yùn)（"#$%&’( %)#*&%’(*）定位于正確的細(xì)胞膜或細(xì)胞區(qū)域。這些信號(hào)是 分揀系統(tǒng)的基本組成成分。 !!

當(dāng)特異蛋白質(zhì)在與膜結(jié)合或游離的多聚核糖體上進(jìn)行合成的早期，主要的分揀決定就已發(fā)生了。目 前所知有兩條分揀支路，分別稱作胞質(zhì)支路和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)支路。膜結(jié)合核糖體上合成的蛋白質(zhì)帶有信號(hào) 肽（+’*(), "&"%’-&），能夠介導(dǎo)它們連接到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。由于游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)缺乏信號(hào)肽而運(yùn)送 到胞質(zhì)。在那里，通過特殊的信號(hào)到達(dá)線粒體、細(xì)胞核和過氧化酶體，如果缺乏特殊信號(hào)，則留在胞質(zhì)內(nèi)。 !!（一）胞質(zhì)支路的分揀 !!游離多聚核糖體合成的蛋白質(zhì)輸入到不同的細(xì)胞器，盡管它們各有特點(diǎn)，但它們也有一些共同的特 征，現(xiàn)將它們總結(jié)于表 ./ 0。 表 !" #$胞質(zhì)支路分揀的共同特征 蛋白質(zhì)輸入細(xì)胞器通常包括三個(gè)階段：識(shí)別、易位和成熟 蛋白質(zhì)上的靶序列被細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞器表面識(shí)別 蛋白質(zhì)易位是指這些蛋白質(zhì)通過細(xì)胞器膜進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)部的過程，它是以未折疊的狀態(tài)進(jìn)行，細(xì)胞質(zhì)中的伴侶蛋白幫助 維持這種狀態(tài) 蛋白質(zhì)穿過膜需要能量和膜的另外一面存在分子伴侶 蛋白質(zhì)和分子伴侶的結(jié)合與解離的不斷反復(fù)，結(jié)果可拉動(dòng)多肽鏈跨膜 細(xì)胞器內(nèi)的其他蛋白催化蛋白質(zhì)折疊，這些蛋白通常伴隨協(xié)同因子或寡糖組裝成活性單體或寡聚體 !!（二）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)支路的分揀 !!在膜結(jié)合核糖體上合成的蛋白的氨基端含有一段信號(hào)肽，通過它合成的蛋白可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜結(jié)合。 信號(hào)肽具以下性質(zhì)：（.）通常位于氨基端，（1）氨基末端常為蛋氨 （并不總是）約由 .1 203個(gè)氨基酸組成； 酸，而近氨基末端處至少含有一個(gè)帶正電荷的氨基酸，其中央段含有疏水氨基酸簇；（0）通常信號(hào)肽酶的 切割位點(diǎn)位于丙氨酸羧基端，即信號(hào)肽的羧基末端多為丙氨酸。例如，人前胰島素原的信號(hào)肽序列是： 4567866966566567:9;9555。 !!編碼蛋白的相對應(yīng)的 <8=5同時(shí)編碼其氨基端的信號(hào)肽。信號(hào)假說認(rèn)為當(dāng) <8=5在多聚核糖體翻 譯的同時(shí)，蛋白質(zhì)就插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，也即所謂的共翻譯插入（ >$%#)(+,)%’$(), ’(+&#%’$(）。當(dāng)信號(hào)肽從核糖 體大亞基露出來時(shí)，它被一個(gè)信號(hào)識(shí)別顆粒（ +’*(), #&>$*(’%’$( ")#%’>,&，?89）識(shí)別， @A個(gè)氨基酸被翻譯后 （其中 /A個(gè)氨基酸隱藏在核糖體大亞基的內(nèi)部， 0A個(gè)氨基酸暴露于核糖體外），?89暫時(shí)

阻斷翻譯的進(jìn)一 步進(jìn)行，這個(gè)阻斷過程稱之為延伸停止（&,$(*)%’$( )##&+%）。?89的阻斷作用一直到 ?89信號(hào)肽多核糖 體復(fù)合物結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的 ?89受體（?89 8）時(shí)才終止。 ?89引導(dǎo)信號(hào)肽到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上 ?89 8 的作用可防止蛋白質(zhì)成熟前的折疊（"#&<)%B#& C$,-’(*）和正在合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)（圖 ./ .0）。當(dāng) ?89與 ?89 8結(jié)合時(shí)，核糖體也與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體受體結(jié)合。 !!一些膜蛋白組成的轉(zhuǎn)位子（%#)(+,$>$(）形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白傳導(dǎo)通道，新合成的蛋白質(zhì)可能通過這個(gè) 通道越過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。通道似乎只有在信號(hào)肽存在時(shí)才會(huì)開啟，關(guān)閉時(shí)則保留跨膜的電導(dǎo)。 !!信號(hào)肽插入到導(dǎo)電的通道中，而主體蛋白（相對于信號(hào)肽來說）的另外一端仍然連接在核糖體上，蛋 白質(zhì)剩余部分的進(jìn)一步延伸很可能有助于新合成的蛋白質(zhì)跨過脂質(zhì)雙分子層。蛋白質(zhì)在進(jìn)入到導(dǎo)電的通 道之前，保持未折疊狀態(tài)非常重要，否則就難以通過導(dǎo)電通道。 !!核糖體在合成含有信號(hào)肽的蛋白質(zhì)時(shí)，一直與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連；可是，一旦合成過程結(jié)束，即被釋放出來， 并分解成兩個(gè)亞基。位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔側(cè)面上的信號(hào)肽酶將信號(hào)肽降解。但是，信號(hào)肽的精確去向尚未闡 第十四章 $蛋白質(zhì)的生物合成#"! 圖 !" !#$分泌蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程