胞器中，称后转移（post translocation）。
蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还 需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其能 够正确地折叠成有功能的蛋白。
二、蛋白质分选（protein sorting） 与分选信号（sorting signals）
?分选途径 ?分选信号
分选途径（Road map）
?门控运输（gated transport）；
?跨膜运输（transmembrane transport）； ?膜泡运输（vesicular transport）
?拓扑学等价性（Topologically equivalent）的维持
三．膜泡运输
膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍 存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本 身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定 向运输及其复杂的调控过程。
?三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用 。
?膜泡运输是特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、 去组装的复杂调控
三种不同类型的包被小泡 具有不同的物质运输作用
?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
?在受体介导的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的发源地
COPII包被小泡
?负责从内质网?高尔基体的物质运输；
? COPII包被蛋白由5种蛋白亚基组成； 包被蛋白的装配是受控的；
? COPII包被小泡具有对转运物质的选择 性并使之浓缩。
COPI包被小泡
? COPI包被含有8种蛋白亚基，包被蛋白复合物的装配
与去装配依赖于ARF(GTP-binding protein)；
?负责回收、转运内质网逃逸蛋白(escaped proteins）? ER。 ?细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制： ?转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运； ?通过识别驻留蛋白C-端的回收信号(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特异性受体，以COPI-包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。 ? COPI-包被小泡在非选择性的批量运输( 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。
膜泡运输是特异性过程，涉及多种 蛋白识别、组装-去组装的复杂调控
?膜泡融合是特异性的选择性融合，从而指导细胞内膜流的方向 ?选择性融合基于供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用 （如神经细胞质膜的syntaxin特异结合突触小泡膜上的VAMP—
vesicle-associated membrane protein) ? 在细胞的膜泡运输中，粗面内质网相当于重要的物质供应站，而高尔基体是重要集散中心。由于内质网的驻留蛋白具有回收信号，即使有的蛋白发生逃逸，也会保留或回收回来，所以有人将内质网比喻成“开放的监狱”（open prison）。高尔基体在细胞的膜泡运输及其随之而形成的膜流中起枢纽作用，因此高尔基体聚集在微管组织中心(MTOC)附近并在高尔基体膜囊上结合有类似动力蛋白的蛋白质，从而使高尔基体维持其极性。同样，内质网、溶酶体、分泌泡和细胞质膜及胞内体也都具有各自特异的成分，这是行使复杂的膜泡运输功能的物质基础，但是在膜泡中又必须保证各细胞器和细胞间隔本身成分特别是膜成分的相对恒定。
四、细胞结构体系的组装
?生物大分子的组装方式：
?有些装配过程需ATP或GTP提供能量或其它成份的
介入或对装配亚基的修饰
?自我装配的信息存在于装配亚基的自身，细胞提供 的装配环境
?装配具有重要的生物学意义：
?分子“伴侣”（molecular chaperones）
生物大分子的组装方式
?自我装配（self-assembly）
?协助装配（aided-assembly）
?直接装配（direct-assembly）
?复合物与细胞结构体系的组装
装配具有重要的生物学意义
?减少和校正蛋白质合成中出现的错误
?减少所需的遗传物质信息量
?通过装配与去装配更容易调节与控制 多种生物学过程
分子―伴侣‖（molecular chaperones）
细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子―伴侣‖。
第七章 细胞的能量转换──线粒体和叶绿体
●线粒体与氧化磷酸化 ●叶绿体与光合作用
●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 ●线粒体和叶绿体的增殖与起源
第一节 线粒体与氧化磷酸化
●线粒体的形态结构
●线粒体的化学组成及酶的定位
●氧化磷酸化
●线粒体与疾病
一、线粒体的形态结构
●线粒体的形态、大小、数量与分布 ●线粒体的超微结构
◆外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)， 通透性较高。
◆内膜（inner membrane）：高度不通透性，向内
折叠形成嵴（cristae）。含有与能量转换相关的蛋白 ◆膜间隙（intermembrane space）：含许多可溶性酶、 底物及辅助因子。
◆基质（matrix）：含三羧酸循环酶系、线粒体基因 表达酶系等以及线粒体DNA, RNA，核糖体。
·执行氧化反应的电子传递链
·ATP合成酶 ·线粒体内膜转运蛋白
二、线粒体的化学组成及酶的定位
●线粒体组分分离方法
●线粒体的化学组成
●线粒体酶的定位
线粒体的化学组成
◆蛋白质(线粒体干重的65～70％) ◆脂类(线粒体干重的25～30％)：
·磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂， 内膜主要是心磷脂。
·线粒体脂类和蛋白质的比值:
0.3:1（内膜）；1:1（外膜）
三、氧化磷酸化
线粒体主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细
胞生命活动提供直接能量；与细胞中氧自由基的生成、细 胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内多种离子的跨膜转运及 电解质稳态平衡的调控有关。
●氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)的分子基础 ●氧化磷酸化的偶联机制—化学渗透假说
(Chemiosmotic Hypothesis, Mithchell,1961) ●质子动力势的其他作用 ●线粒体能量转换过程略图
氧化磷酸化的分子基础
◆氧化磷酸化过程实际上是能量转换过程，即有机 分子中储藏的能量?高能电子?质子动力势?ATP
◆氧化(电子传递、消耗氧, 放能)与磷酸化(ADP+Pi，储能) 同时进行，密切偶连，分别由两个不同的结构体系执行
◆电子传递链(electron-transport chain）的四种复合物，组成两种 呼吸链：NADH呼吸链, FADH2呼吸链 ◆在电子传递过程中，有几点需要说明 ◆ATP合成酶（ATP synthase）(磷酸化的分子基础)
电子传递链的四种复合物(哺乳类)
◆复合物Ⅰ：NADH-CoQ还原酶复合物（既是电子传递体又是质子移位体） 组成：含42个蛋白亚基，至少6个Fe-S中心和1个黄素蛋白。
作用：催化NADH氧化，从中获得2高能电子?辅酶Q； 泵出4 H+ ◆复合物Ⅱ：琥珀酸脱氢酶复合物（是电子传递体而非质子移位体） 组成：含FAD辅基，2Fe-S中心，
作用：催化2低能电子?FAD?Fe-S?辅酶Q (无H+泵出) ◆复合物Ⅲ：细胞色素bc1复合物（既是电子传递体又是质子移位体） 组成：包括1cyt c1、1cyt b、1Fe-S蛋白
作用：催化电子从UQH2?cyt c； 泵出4 H+ （2 个来自UQ， 2 个来自基质）
◆ 复合物Ⅳ：细胞色素C 氧化酶（既是电子传递体又是质子移位体） 组成： 二聚体，每一单体含13 个亚基，
三维构象 ， cyt a, cyt a3 ,Cu, Fe
作用：催化电子从cyt c?分子O2 形成水，2 H+泵出， 2 H+ 参与 形成水
在电子传递过程中，有几点需要说明
◆四种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素(含血红素辅基)、 Fe-S中心、辅酶Q。前三种与蛋白质结合，辅酶Q为脂溶性醌。 ◆电子传递起始于NADH脱氢酶催化NADH氧化，形成高能电子 (能量转化)， 终止于O2形成水。
◆电子传递方向按氧化还原电势递增的方向传递(NAD+/NAD最低， H2O/O2最高)
◆高能电子释放的能量驱动线粒体内膜三大复合物(H+-泵)将H+从基 质侧泵到膜间隙， 形成跨线粒体内膜H+梯度(能量转化) ◆电子传递链各组分在膜上不对称分布
ATP合成酶(磷酸化的分子基础)
翟中和细胞生物学笔记（全）
