细胞物质运输细胞物质运输2大分子与颗粒的囊泡运输大分子与颗粒的囊泡运输n大分子与颗粒性物质在跨膜转运过程中，先被质膜大分子与颗粒性物质在跨膜转运过程中，先被质膜包裹形成转运小囊泡，再进行转运，因此称为囊泡包裹形成转运小囊泡，再进行转运，因此称为囊泡运输运输(vesicular transport)。可分为胞吞作用。可分为胞吞作用(endocytosis)和胞吐作用和胞吐作用( exocytosis ) 。n蛋白质蛋白质/多糖多糖/核酸核酸/颗粒（细菌、碎片）颗粒（细菌、碎片） 胞吞作用胞吞作用n胞饮作用胞饮作用pinocytosis：形成胞饮体：形成胞饮体(pinosome)或或胞饮小泡胞饮小泡(pinocytic vesicle)运输液体或小溶质分子。运输液体或小溶质分子。n吞噬作用吞噬作用Phagocytosis：特定细胞中发生，形成吞：特定细胞中发生，形成吞噬体噬体(phagosome)吞噬泡吞噬泡(phagocytic vesicle)运运输较大颗粒或大分子复合物输较大颗粒或大分子复合物n受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用(receptor-mediated endocytosis)-高特异性高特异性/高效性高效性n大分子物质先和特异性受体结合，膜内陷形成有衣大分子物质先和特异性受体结合，膜内陷形成有衣小窝，继而形成有衣小泡进入细胞小窝，继而形成有衣小泡进入细胞n衣被由网格蛋白构成衣被由网格蛋白构成n网格蛋白（网格蛋白（clathrin ）分子）分子:先由先由1条重链和条重链和1条轻条轻链形成二聚体，链形成二聚体，3个二聚体组成个二聚体组成一个三脚蛋白复合一个三脚蛋白复合体（体（triskelion）。）。许多许多三脚蛋白复合体交织在一三脚蛋白复合体交织在一起，形成一个具有起，形成一个具有5边形或边形或6边边形网孔的篮网状结形网孔的篮网状结构构。n三脚蛋白复合体可自发进行装配，轻链在钙调蛋三脚蛋白复合体可自发进行装配，轻链在钙调蛋白作用下可发生磷酸化。白作用下可发生磷酸化。n网格蛋白向细胞膜的聚集需要衔接蛋白（网格蛋白向细胞膜的聚集需要衔接蛋白（ adaptor protein, AP2）的介导，）的介导，AP2还能引起还能引起受体向小窝处的聚集。受体向小窝处的聚集。LDL的内吞的内吞low-density lipoprotein (LDL)nLDL中的中的ApoB100被受体识别，受体被受体识别，受体在在AP2和网和网格蛋白作用下聚集并格蛋白作用下聚集并内陷内陷形成有被小形成有被小窝窝及有被小及有被小泡，泡，小小泡泡形成后脱去衣被形成后脱去衣被，随着囊泡内随着囊泡内pH的的降低降低， LDL与受体分离并与受体分离并被运至被运至溶酶体溶酶体，受体则在细胞，受体则在细胞膜上重新定位。膜上重新定位。LDL受体异常与疾病关系受体异常与疾病关系家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症?n家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症胞吐作用胞吐作用exocytosisn结构性分泌途径结构性分泌途径constitutive exocytosis pathwayn调节性分泌途径调节性分泌途径regulated exocytosis pathway细胞内蛋白质的转运细胞内蛋白质的转运n蛋白质在细胞内的加工、运输、分泌是根蛋白质在细胞内的加工、运输、分泌是根据分选信号（据分选信号（sorting signals）的有无和）的有无和不同性质有选择的进行的。不同性质有选择的进行的。运输途径运输途径运输方式运输方式n门控转运（门控转运（gated transport）：经核孔复合体进入）：经核孔复合体进入细胞核细胞核n直接穿越细胞器膜：蛋白转位装置（直接穿越细胞器膜：蛋白转位装置（protein translocator）；保持非折叠）；保持非折叠n膜泡运输：以出芽方式形成转运小泡（膜泡运输：以出芽方式形成转运小泡（vesicular transport）分选信号分选信号n信号肽（信号肽（signal peptide）：存在于多肽链上的一）：存在于多肽链上的一段连续的氨基酸序列，可引导蛋白质定位到内质段连续的氨基酸序列，可引导蛋白质定位到内质网，线粒体和细胞核。网，线粒体和细胞核。n部分信号肽完成蛋白质的定向转移后会被切除。部分信号肽完成蛋白质的定向转移后会被切除。n信号斑（信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。折叠在一起构成蛋白质分选的信号。n分子伴侣分子伴侣（molecular chaperone）可以可以帮助实帮助实现现转运转运及蛋白的折叠组装。及蛋白的折叠组装。信号假说信号假说signal hypothesisnG. Blobel和和D. Sabatini提出多肽链上的特殊提出多肽链上的特殊氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至氨基酸序列（信号肽）可指导蛋白质转至内质网上合成。内质网上合成。 nthe 1999 Nobel Prize. - for the discovery that proteins have intrinsic signals that govern their transport and localization in the celln进入内质网的蛋白质进入内质网的蛋白质(ER/GC所属蛋白、分泌性蛋所属蛋白、分泌性蛋白、溶酶体酶及膜蛋白白、溶酶体酶及膜蛋白)，在其转录起始密码之后，在其转录起始密码之后有编码特定信号肽序列的基因。有编码特定信号肽序列的基因。n凡能先合成该蛋白序列的核糖体都靠拢并附着于凡能先合成该蛋白序列的核糖体都靠拢并附着于内质网上。内质网上。蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成信号识别颗粒信号识别颗粒Signal recognition particlen核糖体在内质网的定位与肽链的穿膜转运还需依赖核糖体在内质网的定位与肽链的穿膜转运还需依赖信号识别颗粒（信号识别颗粒（SRP）及其在内质网膜上的受体）及其在内质网膜上的受体（SRP-R）及转运体蛋白。）及转运体蛋白。nSRP由由6种多肽与一个种多肽与一个7S RNA组成，可识别信号肽组成，可识别信号肽及及SRP-R ，也可结合核糖体。，也可结合核糖体。信号肽假说信号肽假说signal hypothesisn游离核糖体上合成信号肽游离核糖体上合成信号肽信号肽与信号肽与SRP结合结合肽链延伸中止肽链延伸中止SRP与内质网上受体结合，与内质网上受体结合，介导核糖体定位于内质网。介导核糖体定位于内质网。 信号肽假说信号肽假说signal hypothesisn在信号肽的引导下，肽链通过核糖体大亚基和转在信号肽的引导下，肽链通过核糖体大亚基和转运体蛋白共同形成的通道进入内质网网腔。运体蛋白共同形成的通道进入内质网网腔。信号肽假说信号肽假说signal hypothesisnSRP脱离脱离肽链在内质网上继续合成，同时信号肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽切除信号肽切除肽肽链延伸至终止链延伸至终止核糖体分离，蛋白质释放。核糖体分离，蛋白质释放。 信号肽假说信号肽假说合成后去向合成后去向nRER上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进上的蛋白质合成后根据穿膜信号的不同可进入网腔中形成游离蛋白质，也可以参与内质网膜入网腔中形成游离蛋白质，也可以参与内质网膜的组建。这取决于多肽链上与穿膜相关的起始转的组建。这取决于多肽链上与穿膜相关的起始转运信号（运信号（start-transfer signal）和终止转运信号）和终止转运信号（stop-transfer signal ）可溶性可溶性(游离游离)蛋白质蛋白质跨膜蛋白形成跨膜蛋白形成单次跨膜蛋白：单次跨膜蛋白： 多肽链有多肽链有N端的起始转移信号肽，在肽链中部有端的起始转移信号肽，在肽链中部有一段终止转移信号序列。一段终止转移信号序列。单次跨膜蛋白单次跨膜蛋白单次跨膜蛋白单次跨膜蛋白跨膜蛋白形成跨膜蛋白形成单次跨膜蛋白：单次跨膜蛋白： 信号肽位于多肽链内部，称为内信号肽，介导内信号肽位于多肽链内部，称为内信号肽，介导内开始转移肽插入转移。开始转移肽插入转移。多次跨膜蛋白质多次跨膜蛋白质多次跨膜蛋白质多次跨膜蛋白质蛋白质的门控转运蛋白质的门控转运核内蛋白质运输（门控转运）核内蛋白质运输（门控转运）n小分子物质能较自由的穿过核孔，但蛋白质、小分子物质能较自由的穿过核孔，但蛋白质、RNA等大分子物质就要以门控转运方式运输。等大分子物质就要以门控转运方式运输。n核质蛋白的核质蛋白的C端有一个信号序列即核定位信号端有一个信号序列即核定位信号(nuclear localization signal, NLS) ，如，如 pro-pro-lys-lys-lys-Arg-lys-Val，可引导蛋白质进入细胞，可引导蛋白质进入细胞核，入核后信号不切除。核，入核后信号不切除。门控转运门控转运n核孔运输还需要有相关的受体蛋白（核孔运输还需要有相关的受体蛋白（Imp超家族超家族受体受体）、衔接蛋白、）、衔接蛋白、Ran蛋白及其调控蛋白。蛋白及其调控蛋白。nRan是一种是一种G蛋白，在细胞核内蛋白，在细胞核内Ran-GTP的含量的含量高，细胞质内高，细胞质内Ran-GDP的含量高。的含量高。小小GTP结合蛋白结合蛋白(small GTP binding protein)鸟苷酸交换因子鸟苷酸交换因子 (guanine exchange factor, GRF)Ran GTP酶活化蛋白酶活化蛋白(Ran GTPase activating protein, RanGAP)Ran 结合蛋白结合蛋白(Ran binding protein, Ran BP)组成核孔复合体的蛋组成核孔复合体的蛋白上带有白上带有Phe和和Gly的的重复序列，可帮助识重复序列，可帮助识别核受体进行转运别核受体进行转运.核蛋白向细胞核的输入过程核蛋白向细胞核的输入过程囊泡转运囊泡转运vesicle transportn用单位膜特异性或非特异性的包裹物质进行转运。用单位膜特异性或非特异性的包裹物质进行转运。n除胞吞作用和胞吐作用外，细胞内部内膜系统各除胞吞作用和胞吐作用外，细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。n从内质网到高尔基体的蛋白质运输由从内质网到高尔基体的蛋白质运输由COP衣被衣被小泡小泡(coated vesicles)介导，加工成熟后经反面介导，加工成熟后经反面网状结构分泌。网状结构分泌。出芽出芽buddingn从高尔基体到内质网的蛋白质运输由从高尔基体到内质网的蛋白质运输由COP衣被小衣被小泡介导，运送内质网腔（泡介导，运送内质网腔（C端端lys-Asp-Glu-Leu, KDEL）蛋白和内质网膜（）蛋白和内质网膜（ C端端lys-lys-X-X, KKXX）蛋白。）蛋白。移动移动n胞内囊泡在动位蛋白（胞内囊泡在动位蛋白（dynein）、驱动蛋白）、驱动蛋白（kinesin）、肌球蛋白（）、肌球蛋白（myosin）牵引下运输）牵引下运输沿微管或微丝运行。通过这些蛋白的作用，可使沿微管或微丝运行。通过这些蛋白的作用，可使膜泡运抵指定区域。膜泡运抵指定区域。定位、融合定位、融合The end