蛋白質(zhì)加工
蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的,并且起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),但是有些蛋白質(zhì)在合成開始不久后便轉(zhuǎn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成,這些蛋白質(zhì)主要有: ①向細(xì)胞外分泌的蛋白、如抗體、激素;
②跨膜蛋白,并且決定膜蛋白在膜中的排列方式;
③需要與其它細(xì)胞器組合嚴(yán)格分開的酶,如溶酶體的各種水解酶;
C. Milstein(1972)發(fā)現(xiàn)從骨髓瘤細(xì)胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到細(xì)胞外的N端多出一段。G. Blobel和D. Sabatini等根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),提出了信號(hào)假說(Signal hypothesis),認(rèn)為蛋白質(zhì)上的信號(hào)肽,指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。Blobel因此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成至少涉及5種成分:
①信號(hào)肽(signal peptide),是引導(dǎo)新合成肽鏈轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一段多肽,位于新合成肽鏈的N端,一般16~30個(gè)氨基酸殘基,含有6-15個(gè)帶正電荷的非極性氨基酸,由于信號(hào)肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列,又稱開始轉(zhuǎn)移序列(start transfer sequence)。 ②信號(hào)識(shí)別顆粒(signal recognition particle,SRP),由6種結(jié)構(gòu)不同的多肽組成,結(jié)合一個(gè)7S RNA,分子量325KD,屬于一種核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP與信號(hào)序列結(jié)合,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停。 ③ SRP受體(SPR receptor),是膜的整合蛋白,為異二聚體蛋白,存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,可與SRP特異結(jié)合。 ④停止轉(zhuǎn)移序列(stop transfer sequence),肽鏈上的一段特殊序列,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高,能阻止肽鏈繼續(xù)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,使其成為跨膜蛋白質(zhì)。 ⑤轉(zhuǎn)位因子(translocator),由3-4個(gè)Sec61蛋白復(fù)合體構(gòu)成的一個(gè)類似炸面圈的結(jié)構(gòu),每個(gè)Sec61蛋白由三條肽鏈組成。
蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程:
信號(hào)肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離信號(hào)肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,同時(shí)信號(hào)肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號(hào)肽切除→肽鏈延伸至終止→翻譯體系解散。這種肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式,稱為cotranslation。
一些信號(hào)肽序列的蛋白質(zhì)及信號(hào)序列
Met-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser- Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg...
Pre-IgG light chain
Met-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu- Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly- Thr-Arg-Cys↓Asp...
Prelysozyme
Met-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu- Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys...