放出可溶性的成熟蛋白,切下的信号序列将被降解。
10. 根据信号假说, 膜蛋白(单次和多次跨膜)是怎样形成的? 答: 主要是由停止转移信号及其数量决定的。 新生肽上是否含有停止转移信号决定了新生肽是否全部穿过内质网膜,成为内质网腔中的可溶性蛋白还是成为膜蛋白。N-末端的信号序列和内含信号序列都可作为起始转移信号,但N-末端的信号序列是可切除的,而内含信号序列是不可切除的。膜蛋白的跨膜次数是由其内含信号序列和停止转移信号序列的数目决定的, 这些信号序列都是多肽链中的疏水氨基酸区, 因此,根据多肽链中疏水氨基酸区的数目和位臵可以预测其穿膜情况。另外, 由于膜蛋白总是从胞质溶胶穿入内质网膜, 并且总是保持信号序列中含正电荷多的氨基酸一端朝向胞质溶胶面, 因而相同蛋白质在内质网中的取向也必然相同。结果造成内质网膜中蛋白质取向的不对称性,并由此决定了该蛋白在其它膜结合细胞器的膜结构中的方向。 11. 为什么说高尔基体是一种极性细胞器?
答: 高尔基体的极性有两层含义: 一是结构上的极性,二是功能上的机型极性。结构上的极性:高尔基体可分为几个不同的功能区室。①靠近内质网的一面是由一些管状囊泡形成的网络结构,通常将这一面称为顺面(cis face), 或称形成面(forming face)。由于顺面是网络结构,所以又称顺面高尔基网络(cis Golgi network,CGN)。从功能上看,CGM被认为是初级分选站(primarily sorting station),负责对从ER转运来的蛋白质进行鉴别,决定哪些需要退回,哪些可以进入下一站。②高尔基体中间膜囊(medial Golgi) 由扁平囊和管道组成,形成不同的区室, 但
功能上是连续的、完整的膜体系。多数糖基修饰、糖脂的形成、以及与高尔基体有关的多糖的合成都发生在中间膜囊中。③反面高尔基网络 (trans Golgi network，TGN), 是高尔基复合体最外面一侧的管状和小泡状物质组成的网络结构，它是高尔基复合体的组成部分，并且是最后的区室。蛋白质的运输信号在此被特异的受体接受，进行分拣，集中，形成不同的分泌小泡，被运送到不同的地点。因此, 它的主要功能是参与蛋白质的分类与包装,并输出高尔基体。某些“晚期”蛋白质的分类与包装也发生在TGN中。功能上的极性:高尔基体虽然是由膜囊构成的复合体,但是不同的膜囊有不同的功能,执行功能时又是“流水式”操作,上一道工序完成了,才能进行下一道工序,这就是高尔基体的极性。 12. 为什么偶尔会出现高尔基体蛋白向内质网运输? 有什么意义? 答: 从理论上讲, 除了内质网结构和功能蛋白质外, 其他由内质网合成的蛋白质都是通过小泡转运到高尔基体的顺面, 小泡与顺面高尔基体网络融合之后, 转运的蛋白质进入高尔基体腔, 这是内质网与高尔基体间的主流运输。但偶尔也有从高尔基体各个部位形成的小泡沿微管回流到内质网。造成高尔基体蛋白向内质网运输的原因有两种可能:一是ER在进行蛋白质运输时发生包装错误,将ER的结构和功能蛋白运输到高尔基体, 被高尔基体的监控蛋白发现并将“走私”蛋白遣返。第二种情况是在不良环境下细胞作出的应激反应。作为内质网的结构和功能蛋白在其羧基端都有一个内质网滞留信号(ER retention
signal):Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序列。如Bip就带有KDEL信号, 它是内质网中的分子伴侣,如果从Bip上除去这种信号, Bip蛋白
就会分泌出来; 如果将KDEL信号加到别的分泌蛋白上, 这种蛋白也就变成了滞留在内质网中的蛋白质。KDEL信号在高尔基复合体各个部分的膜上都有相应的受体。如果ER滞留蛋白质在出芽时被错误地包进分泌泡而离开了ER, 高尔基复合体膜上的这种信号受体蛋白就会与逃出的ER蛋白结合,并形成小泡, 将这些ER蛋白\押送\回到ER。因此这种回流运输对于保证内质网的正常功能是十分重要的。
13. 溶酶体中含有的都是水解酶类, 那么内溶酶体破裂会使细胞裂解吗?
答: 如果是少量的溶酶体酶泄漏到胞质溶胶中, 并不会引起细胞损伤,其主要原因是胞质溶胶中的pH值为7.0左右，在这种环境下, 溶酶体的酶基本没有活性。但是, 如果的溶酶体大量破裂, 对细胞就有危害了。
14. 自噬作用对细胞的生命活动有什么意义?
答: 自噬作用的意义是多方面的包括: 酶系统的更新:处于不同的细胞周期、不同分化阶段和不同生理状态下的细胞, 进行着不同的生理生化反应, 需要不同的酶系统, 细胞生理状态的变化要依靠酶系统的变化来实现。对于细胞质中某些暂时不需要的酶系统或代谢产物, 需要通过自噬作用进行酶系统的更新。老旧细胞器的清除:细胞中的生物大分子和细胞器都有一定的寿命, 为了保证细胞正常的代谢活动, 必须不断地清除衰老的细胞器和生物大分子。很多生物大分子的半衰期只有几小时或几天。肝细胞中线粒体的寿命平均约10天左右。参与细胞发育发育:自噬作用在不同类型细胞中发生的频率不同。在某些发育过程中的
细胞中,自噬作用特别强, 因为这些细胞要不断地进行细胞器的更新, 或消除。如红细胞发育成熟后, 所有的细胞器都要通过自噬作用被清除。应激反应:另外在细胞饥饿条件下, 自噬作用也特别强, 此时的吞噬作用主要是为细胞提供能量, 维持细胞的生命活动。 15. 溶酶体酶蛋白M6P标记是怎样形成的?
答: 所谓溶酶体酶蛋白的M6P标记, 就是溶酶体酶蛋白合成之后经糖基化和磷酸化, 带上了磷酸化的甘露糖。它的形成涉及内质网和顺面高尔基体。溶酶体的酶在膜旁核糖体上合成，通过信号肽的引导进入粗面内质网，在粗面内质网进行N-连接糖基化。在此过程中，溶酶体酶蛋白先带上3个葡萄糖、9个甘露糖和2个N-乙酰葡萄糖胺，切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖后转运到高尔基体；在高尔基体顺面网络对N连接的糖链进行磷酸化修饰，带上6-磷酸甘露糖的标记, 甘露糖的磷酸化比较复杂。将磷酸基团添加到溶酶体酶的甘露糖的第六位碳上的反应是由两种酶催化的，一种酶是N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶
(N-acetyglucosamine phosphotransferase)，它有两个功能位点，一个是识别位点，能够同溶酶体酶进行特异性地结合。另一个是催化位点。另一种酶是N-乙酰葡萄糖苷酶, 功能是释放N-乙酰葡萄糖胺。识别位点同溶酶体酶的识别和结合是构型特异性的, 即识别信号斑。信号斑是溶酶体酶蛋白多肽形成的一个特殊的三维结构, 它是由三段信号序列构成的, 可被磷酸转移酶特异性识别。反应中磷酸基的供体是UDP N-乙酰葡萄糖胺(N-acetyglucosamine，GlcNAc), 甘露糖残基磷酸化的位点是第六位碳原子。每个溶酶体酶蛋白上有8个甘露糖残基, 至少有一
