(2)二、 细胞质基质的功能蛋白质的修饰和选择性降解(一)、在细胞质基质中发生的蛋白质修饰的主要类型1.辅因子与酶的共价连接2. 磷酸化与去磷酸化:磷酸化位点为Ser、Thr、Tyr、His和Lys3.糖基化:把N-乙酰葡萄糖胺加到蛋白质的Ser残基的羟基上4. 酰基化:把src基因编码的酪氨酸蛋白激酶与质膜上豆蔻酸共价连接;Ras的酰基化5. 甲基化: 对很多细胞骨架蛋白N端和组蛋白上LyS和Arg的甲基化修饰
二、细胞质基质的功能(2) 蛋白质的修饰和选择性降解 (一)、在细胞质基质中发生的蛋白质修饰的主要类型 1. 辅因子与酶的共价连接 2. 磷酸化与去磷酸化:磷酸化位点为Ser、Thr、Tyr、 His和Lys 3. 糖基化:把N-乙酰葡萄糖胺加到蛋白质的Ser残基的羟 基上 4. 酰基化:把src基因编码的酪氨酸蛋白激酶与质膜上豆 蔻酸共价连接;Ras的酰基化 5. 甲基化:对很多细胞骨架蛋白N端和组蛋白上Lys和 Arg的甲基化修饰
(二)、控制蛋白质的寿命:1.决定蛋白质寿命的信号:在蛋白质分子的氮基酸序列中,不仅含有决定蛋白质定位和功能的艳向信号和修饰信号,而且还含有决定蛋白质寿命的信号。这种信号存在于蛋白质N端的第一个氮基酸残基,若N端的第一个氮基酸是Met、Ser、Thr、Ala、Val、Cys、Gly、Pro,则蛋白质往往是稳定的;若是其它氨基酸,则往往是不稳定的。2.识别并降解不稳定或错误折叠蛋白质的机制:在因胞质基质中,有一种识别并降解不稳定或错误细折蛋白质的机制,即泛素-蛋白酶体所介导的蛋叠白一降解途径,这是“细胞给予需要损毁的蛋白质质个化学的死亡之吻”。泛素-蛋白酶体所齐导/火的白调#2蛋压白质降解途径具有多种生物学功能:包括蛋质款质量监控、影响细胞代谢、信号转导和受体店擎免疫反应、细胞周期、转录调节和DNA修复复等
(二)、控制蛋白质的寿命: 1.决定蛋白质寿命的信号:在蛋白质分子的氨基酸 序列中,不仅含有决定蛋白质定位和功能的靶向 信号和修饰信号,而且还含有决定蛋白质寿命的 信号。这种信号存在于蛋白质N端的第一个氨基 酸残基,若N端的第一个氨基酸是Met、Ser、Thr、 Ala、Val、Cys、Gly、Pro,则蛋白质往往是稳定 的;若是其它氨基酸,则往往是不稳定的。 2. 识别并降解不稳定或错误折叠蛋白质的机制:在 细胞质基质中,有一种识别并降解不稳定或错误 折叠蛋白质的机制,即泛素-蛋白酶体所介导的蛋 白质降解途径,这是“细胞给予需要损毁的蛋白 质一个化学的死亡之吻”。泛素-蛋白酶体所介导 的蛋白质降解途径具有多种生物学功能:包括蛋 白质质量监控、影响细胞代谢、信号转导和受体 调整、免疫反应、细胞周期、转录调节和DNA修 复等
泛素-蛋白酶体介导的蛋白质降解途径·泛素(ubiquitin):真核细胞中普遍存在的具有热稳定性的高度保守的小分子蛋白(76个氮基酸残基),通过其C端的Gly与要被降解的不稳定的或错误折叠的靶蛋白质的LyS残基的&-氨基形成异肽键(isopeptide bond)而共价连接,并指引该靶蛋白质运到蛋白酶体中进行降解。蛋白酶体(proteasome):真核细胞质基质中降解被泛素标记的蛋白质的26S中空桶状多亚基蛋白复合体。其中问由28种蛋白质亚基组成的20S催化核心;两端各结合一个由16~18种蛋白质亚基组成的19S调节和识别帽,其中6种亚基具有ATPaSe活性,负责为蛋白质降解活动提供能量
泛素-蛋白酶体介导的蛋白质降解途径 • 泛素(ubiquitin):真核细胞中普遍存在的具有热 稳定性的高度保守的小分子蛋白(76个氨基酸残 基),通过其C端的Gly与要被降解的不稳定的或错 误折叠的靶蛋白质的Lys残基的ε-氨基形成异肽键 (isopeptide bond)而共价连接,并指引该靶蛋白质 运到蛋白酶体中进行降解。 • 蛋白酶体(proteasome):真核细胞质基质中降解 被泛素标记的蛋白质的26S中空桶状多亚基蛋白复 合体。其中间由28种蛋白质亚基组成的20S催化核 心;两端各结合一个由16~18种蛋白质亚基组成的 19S调节和识别帽,其中6种亚基具有ATPase活性, 负责为蛋白质降解活动提供能量
·泛素-蛋白酶体介导的蛋白质降解途径(ubiquitin-proteasome-mediated pathway):在E1(泛素活化酶)、E2(泛素结合酶或泛素载体蛋白)和E3(泛素连接酶)三种酶的催化下,通过一系列级联反应将泛素通过异肽键连接到靶蛋白上,被泛素化的靶蛋白由19S蛋白酶体帽特异性识别,并利用ATP水解提供的能量驱动泛素分子的切除和靶蛋白解折叠,去折叠的靶蛋白转移至20S的蛋白酶体核心腔内降解,同时释放出泛素单体以备循环利用。注意:靶蛋白通过寡聚泛素链(至少4个泛素单体)而被泛素化;与靶蛋白相连的泛素分子上不同位点的LyS残基的泛素化修饰往往会产生不同的生理效应
• 泛素-蛋白酶体介导的蛋白质降解途径(ubiquitinproteasome-mediated pathway ):在E1(泛素活 化酶)、E2(泛素结合酶或泛素载体蛋白)和E3 (泛素连接酶)三种酶的催化下,通过一系列级 联反应将泛素通过异肽键连接到靶蛋白上,被泛 素化的靶蛋白由19S蛋白酶体帽特异性识别,并利 用ATP水解提供的能量驱动泛素分子的切除和靶 蛋白解折叠,去折叠的靶蛋白转移至20S的蛋白酶 体核心腔内降解,同时释放出泛素单体以备循环 利用。 • 注意:靶蛋白通过寡聚泛素链(至少4个泛素单体) 而被泛素化;与靶蛋白相连的泛素分子上不同位 点的Lys残基的泛素化修饰往往会产生不同的生理 效应
由泛素和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径OAMP泛素U4OPPiATP219S帽I蛋白质解折叠20S核心E3蛋白质被切割胞质靶蛋白多次进行19S帽1,2,3步反应ATPOADP【51UbUbUbUbBA
由泛素和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径