三、蛋白質(zhì)的分泌途徑與方式
分泌蛋白、溶酶體蛋白和某些膜蛋白按照內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一高爾基體一質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)行。其特點(diǎn)是：①由胞質(zhì)游離核糖體合成的蛋白質(zhì)在N端有一額外的肽段，含有15～30個(gè)疏水性氨基酸殘基。但在成熟的分泌蛋白中并不存在，這段額外的序列被稱為信號(hào)肽。其主要的功能是引導(dǎo)隨后的新生肽穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，并指導(dǎo)多肽鏈（或蛋白質(zhì)）進(jìn)到應(yīng)到達(dá)的目的地。②采取邊合成邊轉(zhuǎn)運(yùn)（或插入）的機(jī)制進(jìn)行的，它將新生肽鏈運(yùn)送到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)。③進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）腔內(nèi)的蛋白質(zhì)進(jìn)行糖基化修飾或其他方式的修飾。對(duì)于欲進(jìn)入亞細(xì)胞的蛋白質(zhì)還需跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)才能到位。當(dāng)它們從。ER運(yùn)送到高爾基體時(shí)，還需進(jìn)一步糖基化修飾以利于形成最佳的構(gòu)象。④蛋白質(zhì)折疊成特定的有活性的構(gòu)象。⑤通過轉(zhuǎn)運(yùn)到達(dá)溶酶體或分泌性囊泡和質(zhì)膜中去，或分泌到胞外。
（一）分泌蛋白的合成機(jī)制——邊翻譯邊轉(zhuǎn)運(yùn)
1975年，Blobel和Dobbestein提出分泌蛋白穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的信號(hào)肽假說。Blobel等證明，識(shí)別信號(hào)肽的是一種核蛋白體，稱為信號(hào)識(shí)別體（SRP）。由于SRP、SRP受體等蛋白因子的發(fā)現(xiàn)，豐富了原來的假說。該假說認(rèn)為，分泌蛋白、膜蛋白mRNA首先與游離的核糖體（包括大小亞基）形成翻譯起始復(fù)合物，mRNA的翻譯即從起始密碼子AUG開始，合成出疏水殘基的信號(hào)肽。當(dāng)翻譯50～70個(gè)氨基酸殘基時(shí)，核糖體上的轉(zhuǎn)位酶驅(qū)使信號(hào)肽從核糖體延伸出來，隨即胞質(zhì)中的信號(hào)肽識(shí)別蛋白識(shí)別信號(hào)肽并與之結(jié)合，導(dǎo)致肽鏈的延伸暫停。其原因是SRP這個(gè)大復(fù)合物的相對(duì)分子質(zhì)量為396 000，有兩個(gè)功能域，一個(gè)用以識(shí)別信號(hào)肽，另一個(gè)用以干擾進(jìn)入的氨酰-tRNA和肽酰移位酶的反應(yīng)，以終止多肽鏈的延伸作用，信號(hào)肽與SRP的結(jié)合發(fā)生在蛋白質(zhì)合成剛一開始時(shí)，即N端的新生肽鏈剛一出現(xiàn)時(shí)，一旦SRP與帶有新生肽鏈的核糖體相結(jié)合，肽鏈的延伸作用暫時(shí)終止，或延伸速度大大減低。此時(shí)[SRP-mRNA-核糖體-新生肽]復(fù)合物轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜并與膜上的SRP受體停泊蛋白相結(jié)合并相互作用，肽鏈延伸又重新開始，SRP受體是一個(gè)二聚體蛋白，由相對(duì)分子質(zhì)量為69 000的a亞基與相對(duì)分子質(zhì)量為30 000的13亞基組成。然后帶有新生肽鏈的核糖體被送人多肽移位裝置，同時(shí)SRP被釋放到胞漿中，進(jìn)入SRP循環(huán)再去識(shí)別另一個(gè)信號(hào)肽。此時(shí)蛋白質(zhì)合成修復(fù)，肽鏈得以延伸。移位裝置含兩個(gè)膜整合蛋白：ribophorinI和Ⅱ，它們能將新生肽鏈構(gòu)象改變以線形形式穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，信號(hào)肽被信號(hào)肽酶切割。綜上可知，分泌蛋白的合成是邊翻譯邊轉(zhuǎn)運(yùn)的，整個(gè)過程總結(jié)于圖12-11。