分选信号研究细胞的分泌途径的技术(1)早期研究用的是脉冲追踪标记与放射自显影(Pulse-chaselabellingandautoradiography;)(代表人物DeDuve.AClaudeandG.Palade.1974NobelPrize.;研究蛋白质合成、转运的动态过程,用氛标记的亮标记20分钟,再用氨酸作为蛋白质合成的前体之一,然后放入细胞培养基中,培养的是胰腺细胞,不带标记的培养基洗细胞,然后再放入正常培养基中培养,研究其插入部分的轨迹,然后在不同时间点3分钟,20分钟,120分钟取材,做超薄切片,用X光底片曝光,进行放射自显影,发现其最先出现在内质网,然后到高尔基体,最后进入分泌泡;说明蛋白质合成的起始位点是在糙面内质网上,转移过程加工是在高尔基体,然后进入分泌泡后,分泌泡作为储存颗粒可能再分泌到细胞外)UA20min120min3min(b)(c)(d)(2)VSVG-GFP转运途径(TransportofVSVG-GFPthroughthesecretorypathway)
5 分选信号 研究细胞的分泌途径的技术 ⑴早期研究用的是脉冲追踪标记与放射自显影(Pulse-chase labelling and autoradiography; )(代表人物 De Duve.A Claude and G. Palade.1974 Nobel Prize.;研究蛋白质合成、转运的动态过程,用氚标记的亮 氨酸作为蛋白质合成的前体之一,然后放入细胞培养基中,培养的是胰腺细胞,标记 20 分钟,再用 不带标记的培养基洗细胞,然后再放入正常培养基中培养,研究其插入部分的轨迹,然后在不同时间 点 3 分钟,20 分钟,120 分钟取材,做超薄切片,用 X 光底片曝光,进行放射自显影,发现其最先出 现在内质网,然后到高尔基体,最后进入分泌泡;说明蛋白质合成的起始位点是在糙面内质网上,转 移过程加工是在高尔基体,然后进入分泌泡后,分泌泡作为储存颗粒可能再分泌到细胞外) ⑵ VSVG-GFP 转运途径(Transport of VSVG-GFP through the secretory pathway)
O min40 min180 minERGolgiPlasmamembrane( GFPlabeledVSV-G(vesicularstomatitisvirusglycoprotein泡状炎病毒糖蛋白:Microscopyinlivingcells)(将病毒或与GFP融合基因转染细胞,病毒利用宿主细胞的机器合成病毒的蛋白,病毒蛋白特定性地转移到细胞膜上,用荧光显微镜观察其动态变化;)(3)组分特异性的寡糖修饰检测技术(Detectionofcompartment-specificoligosaccharidemodifications)有些蛋白质分子在转运过程中会存在些组分特异性的寡糖修饰,变成糖蛋白,在修饰过程中可能既涉及到内质网又涉及到高尔基体,完成一个糖蛋白的寡糖链的形成,这个过程是可以用来检测的。内切糖售剪口一抗性与敏感性比较C.J.Beckersetal:Cell50.523(1987)(内质网合成的糖蛋白带上一个基础核心糖链,红色的是2个N-乙酰葡糖胺,连到天门冬氨酸,圆圈是甘露糖,然后3个甘露糖被切除(在进入高尔基体的顺面膜囊时被切),糖的组成发生了变化,然后将糖蛋白从细胞匀浆里提取出来,其在内质网的组成是8个甘露糖,2个N-乙酰葡糖胺,在高尔基体的顺面膜囊区的组成是,5个甘露糖,2个N-乙酰葡糖胺;还涉及到一个酶,endoglycosidase内切糖苷酶D,左图是抗性的不被切掉,右图被切掉,可据此判断糖基化发生在什么地方:)(温度敏感性突变株,是mutant做的,现在在酵母里发现了很多,在32度是一个允许温度,到40度就产生功能缺失:因此可利用酵母细胞的突变体(单突变、双突变)来研究这个过程,知道哪一步发生了什么反应)(4)用酵母突变体来确认在膜泡转运过程当中它的阶段和组分的变化(Yeastmutantsdefinemajorstagesandmanycomponents invesiculartransport(temperature-sensitivesecretionmutants))现在根据酵母细胞突变体研究蛋白质的合成、转运以及以膜泡的形式在里面合成蛋白作分选的时候,它分了哪些阶段,涉及到哪些变化,找到了5种类型的突变体,有的可能是单突变,有的可能是多突变,都是温度敏感型突变:酵母是真核细胞,它在允许温度和非允许温度下功能是不一样的6
6 ( GFP labeled VSV-G(vesicular stomatitis virus glycoprotein 泡状口炎病毒糖蛋白;Microscopy in living cells) (将病毒或与 GFP 融合基因转染细胞,病毒利用宿主细胞的机器合成病毒的蛋白,病毒蛋白特定性地 转移到细胞膜上,用荧光显微镜观察其动态变化;) ⑶组分特异性的寡糖修饰检测技术(Detection of compartment-specific oligosaccharide modifications) 有些蛋白质分子在转运过程中会存在一些组分特异性的寡糖修饰,变成糖蛋白,在修饰过程中可 能既涉及到内质网又涉及到高尔基体,完成一个糖蛋白的寡糖链的形成,这个过程是可以用来检测的。 (内质网合成的糖蛋白带上一个基础核心糖链,红色的是 2 个 N-乙酰葡糖胺,连到天门冬氨酸,圆圈 是甘露糖,然后 3 个甘露糖被切除(在进入高尔基体的顺面膜囊时被切),糖的组成发生了变化,然 后将糖蛋白从细胞匀浆里提取出来,其在内质网的组成是 8 个甘露糖,2 个 N-乙酰葡糖胺,在高尔基 体的顺面膜囊区的组成是,5 个甘露糖,2 个 N-乙酰葡糖胺;还涉及到一个酶,endoglycosidase 内切 糖苷酶 D,左图是抗性的不被切掉,右图被切掉,可据此判断糖基化发生在什么地方;) (温度敏感性突变株,是 mutant 做的,现在在酵母里发现了很多,在 32 度是一个允许温度,到 40 度 就产生功能缺失;因此可利用酵母细胞的突变体(单突变、双突变)来研究这个过程,知道哪一步发 生了什么反应)。 ⑷用酵母突变体来确认在膜泡转运过程当中它的阶段和组分的变化(Yeast mutants define major stages and many components in vesicular transport(temperature-sensitive secretion mutants)) 现在根据酵母细胞突变体研究蛋白质的合成、转运以及以膜泡的形式在里面合成蛋白作分选的时 候,它分了哪些阶段,涉及到哪些变化,找到了 5 种类型的突变体,有的可能是单突变,有的可能是 多突变,都是温度敏感型突变;酵母是真核细胞,它在允许温度和非允许温度下功能是不一样的;