soluble ERresident proteinCLKDELCemptyKDELreceptorCOPIcoat图6-8KDEL序列引自MolecularBiologyoftheCell4thed.2002(三)COPⅡ衣被小泡介导从内质网到高尔基体的物质运输。最早发现于酵母ER在ATP存在的细胞质液中温育时,ER膜上能形成类似于COPI的衣被小泡,某些温度敏感型的酵母,由于COPII衣被蛋白发生变异,在特定温度下会在内质网中积累蛋白质。COPII衣被由多种蛋白质构成(参见表2),其中Sar1GTP酶与Sec23/Sec24复合体结合在一起,形成紧紧包围着膜的一层衣被,Sec13/Sec31复合体形成覆盖在外围的一层衣被Sec16推测可能是一种骨架蛋白,Sec12是Sar1的鸟苷酸交换因子。真核生物的COPII衣被蛋白亚单位具有一些横向同源物(Paralog)[1],这些同源物可能介导不同的蛋白质转运,具有不同的调节机制。在实验条件下,纯化的Sarl、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31等5种成分足以在人工脂质体上形成小泡,说明这些成分具有改变膜的形状和掐断运输小泡的功能。COPⅡI衣被小泡形成与内质网的特殊部位,称为内质网出口(exitsites),这些部位没有核糖体,由交织在一起的管道和囊泡组成网络结构。由内质网到高尔基体的蛋白转运中,大多数跨膜蛋白是直接结合在COPII衣被上,但是少数跨膜蛋白和多数可溶性蛋白通过受体与COPII衣被结合,这些受体在完成转运后,通过COPI衣被小泡返回内质网。COPII衣被所识别的分选信号位于跨膜蛋白胞质面的结构域,形式多样,有些包含双酸性基序[DE]X[DE](D为Asp,E为Glu,X为任何一种氨基酸),如Asp-X-Glu序列,其他一些具有短的疏水基序,如FF,YYM,FY,LL,IL等等(其中F为Phe,Y为Tyr,M为Met,L为Leu,1为Ile)。二、衣被的形成
图 6-8 KDEL 序列 引自 Molecular Biology of the Cell. 4th ed. 2002 (三)COPⅡ衣被小泡 介导从内质网到高尔基体的物质运输。最早发现于酵母 ER 在 ATP 存在的细胞质液中温育 时,ER 膜上能形成类似于 COP I 的衣被小泡,某些温度敏感型的酵母,由于 COP II 衣被蛋白 发生变异,在特定温度下会在内质网中积累蛋白质。 COP II 衣被由多种蛋白质构成(参见表 2),其中 Sar1GTP 酶与 Sec23/Sec24 复合体结合 在一起,形成紧紧包围着膜的一层衣被,Sec13/Sec31 复合体形成覆盖在外围的一层衣被, Sec16 推测可能是一种骨架蛋白,Sec12 是 Sar1 的鸟苷酸交换因子。真核生物的 COP II 衣被蛋 白亚单位具有一些横向同源物(Paralog)[1],这些同源物可能介导不同的蛋白质转运,具有不 同的调节机制。在实验条件下,纯化的 Sar1、Sec23/Sec24、Sec13/Sec31 等 5 种成分足以在人 工脂质体上形成小泡,说明这些成分具有改变膜的形状和掐断运输小泡的功能。 COP II 衣被小泡形成与内质网的特殊部位,称为内质网出口(exit sites),这些部位没有 核糖体,由交织在一起的管道和囊泡组成网络结构。 由内质网到高尔基体的蛋白转运中,大多数跨膜蛋白是直接结合在 COP II 衣被上,但是 少数跨膜蛋白和多数可溶性蛋白通过受体与 COP II 衣被结合,这些受体在完成转运后,通过 COP I 衣被小泡返回内质网。 COP II 衣被所识别的分选信号位于跨膜蛋白胞质面的结构域,形式多样,有些包含双酸性 基序[DE]X[DE](D 为 Asp,E 为 Glu,X 为任何一种氨基酸),如 Asp-X-Glu 序列,其他一些 具有短的疏水基序,如 FF,YYM,FY,LL,IL 等等(其中 F 为 Phe,Y 为 Tyr,M 为 Met,L 为 Leu,I 为 Ile)。 二、衣被的形成
衣被是在一类叫作衣被召集GTP酶(coat-recruitmentGTPase)作用下形成的。衣被召集GTP酶通常为单体GTP酶(monomericGTPase),也叫G蛋白,起分子开关的作用,结合GDP的形式没有活性,位于细胞质中,结合GTP而活化,转位至膜上,能与衣被蛋白结合,促进核化和组装。G蛋白具有两类重要的调节蛋白,即:鸟苷酸交换因子(guanine-nucleotideexchangefactor,GEF)和GTP酶激活蛋白(GTPaseactivatingprotein,GAP)。GEF的作用是使G蛋白释放GDP,结合GTP而激活。GAP的作用是激活G蛋白的酶活性,使GTP水解,G蛋白失活,G蛋白本身的GTP酶活性不高。除单体G蛋白以外,三聚体G蛋白也起分子开关的作用,控制衣被小泡的形成。衣被召集GTP酶包括Arf蛋白和Sar1蛋白(图6-9),Arf参与高尔基体上笼形蛋白衣被与COPI衣被的形成,Sar1参与内质网上COPIⅡI衣被的形成,两者的作用方式大体相似。质膜上笼形蛋白衣被的形成也与GTP酶有关,但其成分尚不明确。衣被召集GTP酶大量存在于细胞质中,但处于结合GDP的失活状态。当内质网上要形成COPI衣被小泡时,Sar1释放GDP结合GTP而激活,激活的Sar1暴露出一条脂肪酸的尾巴,插入内质网膜,然后开始召集衣被蛋白,以衣被蛋白为模型形成运输小泡。活化的衣被召集GTP酶还可以激活磷脂酶D(phospholipaseD),将一些磷脂水解,使形成衣被的蛋白质牢固地结合在膜上。衣被召集GTP酶对衣被的形成其动态调节作用,当多数衣被召集GTP酶处于结合GTP的状态时,它催化衣被的形成;反之当多数衣被召集GTP酶处于结合GDP的状态时,它催化衣被的解体。因此衣被的形成过程是边形成便解体的动态过程,只有在组装速率大于解体速率时,才能形成衣被小泡。Sec13p-Sec31pCytosolSartp-GDPSec24pSec23p福Sec12pp-GTPCargoProteinsLumen
衣被是在一类叫作衣被召集 GTP 酶(coat-recruitment GTPase)作用下形成的。衣被召集 GTP 酶通常为单体 GTP 酶(monomeric GTPase),也叫 G 蛋白,起分子开关的作用,结合 GDP 的形式没有活性,位于细胞质中,结合 GTP 而活化,转位至膜上,能与衣被蛋白结合, 促进核化和组装。 G 蛋白具有两类重要的调节蛋白,即:鸟苷酸交换因子(guanine-nucleotide exchange factor, GEF)和 GTP 酶激活蛋白(GTPase activating protein, GAP)。GEF 的作用是使 G 蛋白释 放 GDP,结合 GTP 而激活。GAP 的作用是激活 G 蛋白的酶活性,使 GTP 水解,G 蛋白失活, G 蛋白本身的 GTP 酶活性不高。除单体 G 蛋白以外,三聚体 G 蛋白也起分子开关的作用,控 制衣被小泡的形成。 衣被召集 GTP 酶包括 Arf 蛋白和 Sar 1 蛋白(图 6-9),Arf 参与高尔基体上笼形蛋白衣被 与 COP I 衣被的形成,Sar 1 参与内质网上 COP II 衣被的形成,两者的作用方式大体相似。质 膜上笼形蛋白衣被的形成也与 GTP 酶有关,但其成分尚不明确。 衣被召集 GTP 酶大量存在于细胞质中,但处于结合 GDP 的失活状态。当内质网上要形成 COPII 衣被小泡时,Sar 1 释放 GDP 结合 GTP 而激活,激活的 Sar 1 暴露出一条脂肪酸的尾 巴,插入内质网膜,然后开始召集衣被蛋白,以衣被蛋白为模型形成运输小泡。活化的衣被召 集 GTP 酶还可以激活磷脂酶 D(phospholipase D),将一些磷脂水解,使形成衣被的蛋白质牢 固地结合在膜上。 衣被召集 GTP 酶对衣被的形成其动态调节作用,当多数衣被召集 GTP 酶处于结合 GTP 的 状态时,它催化衣被的形成;反之当多数衣被召集 GTP 酶处于结合 GDP 的状态时,它催化衣 被的解体。因此衣被的形成过程是边形成便解体的动态过程,只有在组装速率大于解体速率 时,才能形成衣被小泡