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核糖体合成的到底是蛋白质还是肽链?

时间:2024-03-16 13:58:39 作者:
摘要:有时候大家口中所提到的“蛋白”或“肽链”不是很准确,所以要看具体的语境。蛋白质主要有三种,胞质蛋白、膜蛋白和分泌蛋白。而内质网(endoplasmic reticulum

有时候大家口中所提到的“蛋白”或“肽链”不是很准确,所以要看具体的语境。

蛋白质主要有三种,胞质蛋白、膜蛋白和分泌蛋白。而内质网(endoplasmic reticulum,ER)也分为光面内质网(无核糖体附着)和粗面内质网(有核糖体附着)两种。反过来,核糖体就也有附着在内置网上的和不附着在内质网上的两种。

大体上讲,膜蛋白和分泌蛋白翻译时需要在粗面内质网上的核糖体合成,并在ER膜上进行共翻译转运,生成的肽链会发生糖基化(N-连接糖基化),在分子伴侣的帮助下帮助其折叠;同时内质网的非还原性环境极易导致二硫键的形成,这时就需要二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)切断不必要的二硫键。另外还有一些其他的修饰。完成ER的修饰过程之后的肽链就会被 COPII(coat protein II)包被囊泡导向高尔基体,在高尔基体还有进一步的糖基化;或者,肽链并不在ER发生N-连接糖基化而是在高尔基体发生另一种糖基化(O-连接糖基化)过程。这之后成熟的蛋白就形成了,可以被送到该去的地方(细胞膜上、细胞器膜上或分泌出去)去愉快地行使功能了。

而胞质蛋白是在不附着在内质网上的核糖体上合成的,理论上讲不会经过这一系列修饰。

如果你有翟中和等人编写的《细胞生物学》第4版的话请查阅118页“内质网的功能”及相关内容。如果没有可以买一本放着没事翻翻,中文全彩精装,逻辑清晰,接合前沿。如果有第5版了一定会更好的。当然李博洋提到的Molecular biology of the cell是非常好的教科书,不过因为是英文且有大量专业词汇所以更加难读,且微贵难买(比较好的大学会帮一部分经过筛选的生物学专业本科生报销一部分书钱,同时这些学生还会有一些额外的学习和生活上的福利)。

前方高能——以下是具体的文字描述的折叠过程,来自一篇Nature综述(Review)文章,比较复杂,可以选看。

糖基化并折叠的过程结合图文比较容易懂,文章链接附在最后,下图是文章的第二张图(Figure 2)。

(Nature是世界自然科学顶级期刊,其上综述都是各领域最大的牛,“领域”在生物学里的意思一般就是某一个细胞生物学过程或者某一项技术或者某一个疾病的病理学解释等,其中比较精华的观点和图会被选入教科书;同时这些大牛一般也都属于社会的精英阶层,他们的生活也不同程度地高大上着。)

细胞生物都有核糖体吗_核糖体是不是所有生物共有的细胞器_细胞器生物体是核糖有线粒体吗

翻译出的肽链通过ER膜上的translocon(中文大概是转运通道蛋白的意思,如Sec61复合体等)进入内质网发生N-连接糖基化(此时连接在蛋白的糖基/糖链是GlcNAc2-Man9-Glc3),再由葡糖苷酶I和II切去两个葡糖苷(其糖链变为GlcNAc2-Man9-Glc)进入Calnexin/calreticulin循环中在其帮助下获得正确构象,后由葡糖苷酶II再切去一个葡糖苷(其糖链变为GlcNAc2-Man9),再被转运出ER;如若经过一轮Calnexin/calreticulin循环没有获得正确构象,可由尿苷二磷酸-葡萄糖:糖蛋白葡糖基转移酶(UDP-glucose:glycoproteinglucosyltransferase,UGGT)转移一个葡糖苷至糖链重新进入循环(其糖链再次变为GlcNAc2-Man9-Glc)。

二硫键形成和其他修饰我还没有详细了解过,就先不说了。

题外话,如果蛋白折叠发生问题,那么可能会激发内质网的未折叠蛋白效应(Unfolded protein response,UPR)——这些蛋白可能会被送回胞质降解,或被导向内质网和高尔基体之间的某些容器处理,或聚集起来;聚集起来的蛋白如果处理不好,可能会引发更激烈的反应,甚至导致细胞凋亡(Apoptosis)(在生物学领域让细胞非暴力地齐刷刷挂掉是了不得的事情)。UPR还包括暂停蛋白合成、激活那些有帮助折叠功能的蛋白的合成通路等。

上面提到的Review是:

One step at a time: endoplasmic reticulum-associated degradation : Abstract : Nature Reviews Molecular Cell Biology

也请大家指正。

PS:如果题主同学“不幸”被生物学给吸引了,高考志愿想报生物学或相关专业,一定要多刷刷知乎看看民间疾苦三思再三思啊。

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