Page 316 - 第九版生物化学

第十五章蛋白质的合成 301

质网中执行功能的蛋白质，先经粗面内质网上附着的核糖体合成并进入内质网腔，然后随埏泡输送至 癹 kk y,2018
高尔基复合体 。 内质网蛋白肤链的 C-端含有内质网滞留信号序列，它们被输送到高尔基复合体后，
可通过这一滞留信号与内质网上相应受体结合，随痪泡输送回内质网 。

（三）大部分线粒体蛋白质在细胞质合成后靶向输入线粒体
线粒体虽然自身含有 DNA 、 mRNA 、 tRNA 和核糖体等，可以进行蛋白质的合成，但绝大部分线粒
体蛋白质（超过 95%, 约 1100 种）是由细胞核基因组的基因编码，它们在细胞质中的游离核糖体中合
成后靶向输送到线粒体，其中大部分定位于线粒体基质，其他定位于内膜 、 外膜或膜间腔 。
定位于线粒体基质的蛋白质，其前体分子的 N-端包含前导肤序列，由 20 -35 个氨基酸残基组成，
富含丝氨酸、苏氨酸及碱性氨基酸 。 这类蛋白质的靶向输送过程是： O新合成的线粒体蛋白质与热激
蛋白或线粒体输入刺激因子结合，以稳定的未折叠形式转运至线粒体外膜；?通过前导肤序列识别，
与线粒体外膜的受体复合物结合；＠在热激蛋白水解 ATP 和跨内膜电化学梯度的动力共同作用下，

蛋白质穿过由外膜转运体和内膜转运体共同构成的跨膜蛋白质通道，进入线粒体基质；＠蛋白质安k前ky,20体18

被蛋白酶切除前导肤序列，在分子伴侣作用下折叠成有功能构象的蛋白质。
输送到线粒体内膜和膜间隙的蛋白质除了上述前导肤外，还另有一段信号序列，其作用是引导蛋

白质从基质输送到线粒体内膜或穿过内膜进入膜间隙。
（四）质膜蛋白质由囊泡靶向输送至细胞膜
定位千细胞质膜的蛋白质，其靶向跨膜机制与分泌蛋白质相似 。 不过，跨膜蛋白质的肤链并

不完全进入内质网腔，而是错定在内质网膜上，通过内质网膜”出芽”方式形成襄泡 。 随后，跨膜蛋

白质随襄泡转移至高尔基复合体进行加工，再随襄泡转运至细胞膜，最终与细胞膜融合而构成新
的质膜。

不同类型的跨膜蛋白质以不同形式错定于膜上。例如，单次跨膜蛋白质的肤链中除 N-端含信
号序列外，还有一段由疏水性氨基酸残基构成的跨膜序列，即停止转移序列 (stop transfer
sequence), 是跨膜蛋白质在膜上的嵌入区域 。 当合成中的多肤链向内质网腔导入时，疏水的停止
转移序列可与内质网膜的脂双层结合，从而使导入中的肤链不再向内质网腔内转移，形成一次性
跨膜的描定蛋白质 。 多次跨膜蛋白质的肤链中因有多个信号序列和多个停止转移序列，可在内质
网膜上形成多次跨膜 。

（五）核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核
细胞核内含有多种蛋白质，如参与 DNA 复制和转录的各种酶及蛋白质因子、组蛋白、调节基因表
达的转录因子等，它们都是在细胞质中合成后经核孔进入细胞核的，其靶向输送由特异的核定位序列
(nuclear localization sequence, NLS) 引导 。 NLS 由 4 -8 个氨基酸残基组成，通常包含连续的碱性氨基
酸 (Arg 或 Lys), 在肤链的位置不固定，定位完成后保留于肤链而不被切除 。
核蛋白质的靶向输送还需要多种蛋白质的参与，如核输入因子 (nuclear importin) a 和 B 、 Ras 相关
核蛋白质 (Ras-related nuclear protein, Ran) 等 。 核输入因子 a 和 B 形成异二聚体，识别并结合核蛋白
质的 NLS 序列 。 核蛋白质的靶向输送基本过程是：心在细胞质合成的核蛋白质与核输入因子结合形
成复合物后被导向核孔；＠具有 GTPase 活性的 Ran 蛋白水解 GTP 释能，核蛋白质－核输入因子复合物
通过耗能机制经核孔进入细胞核基质；＠核输入因子 B 和 a 先后从上述复合物中解离，移出核孔后可
被再利用，核蛋白质定位千细胞核内（图 15-15) 。
生物体内的蛋白质历经肤链合成的起始、延长、终止，以及加工和靶向输送后发挥生物学功
能 。 其后，蛋白质在特定的时空条件下被降解 。 蛋白质的生物合成及其降解是几乎所有生命活动
的基础 。