信號肽
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信號肽 signal peptide 某種分泌蛋白質(zhì)及細(xì)胞膜蛋白質(zhì)等，以前體物質(zhì)多肽的形式合成，其N末端含有作為通過膜時(shí)之信號的氨基酸序列，這種氨基酸序列稱信號肽或信號序列（signal sequence）。由約15—25個(gè)氨基酸所組成，在N末端附近除有堿性氨基酸外，還主要含疏水性氨基酸，特別是在其中部沒有帶電荷的氨基酸。在合成過程中前體物質(zhì)多肽靠此序列與膜結(jié)合，接著形成膜結(jié)合型多核糖體，多肽鏈與其合成相平行地通過膜，并在通過膜時(shí)，由在存在膜上的肽酶將信號肽切斷而除掉。為了解釋動物細(xì)胞的分泌蛋白質(zhì)通過細(xì)胞膜的機(jī)理而提出的信號學(xué)說（signal hypothesis），很受人們的重視。后果也發(fā)現(xiàn)了膜蛋白質(zhì)的前體物質(zhì)，而且已經(jīng)知道在真核細(xì)胞和原核細(xì)胞中都存在，認(rèn)為與蛋白質(zhì)的局部分布有關(guān)。
信號肽的結(jié)構(gòu)和功能
各種結(jié)合在膜上或越膜的蛋白其特點(diǎn)是利用導(dǎo)肽上的各種信息來到達(dá)目的地。然而在一個(gè)細(xì)胞器外被翻譯后再轉(zhuǎn)運(yùn)的導(dǎo)肽與協(xié)同翻譯進(jìn)入分泌途徑的導(dǎo)肽的作用是不同的，后者常稱為信號肽。
留在ER中，高爾基體中，質(zhì)膜中或分泌到細(xì)胞外的蛋白它們與膜結(jié)合有一個(gè)明顯的共同特點(diǎn)。核糖體合成這些蛋白與ER結(jié)合，這樣新生蛋白能以共翻譯的形式轉(zhuǎn)運(yùn)到ER中。
ER可以分成兩種類型：
(1)膜結(jié)合多體的稱為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough ER,RER）為扁囊網(wǎng)；
(2)未結(jié)合多體的稱為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth ER），為小管網(wǎng)。
ER在細(xì)胞中特別突出，分泌蛋白的大分子都在ER上合成。
在RER上合成的蛋白質(zhì)是從核糖體直接越過膜進(jìn)入ER，然后，蛋白質(zhì)從ER膜再轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體。導(dǎo)向它們的最終目的地。如溶酶體，或分泌胞，或質(zhì)膜，如免疫球蛋白和多肽激素都是通過此途經(jīng)分泌到細(xì)胞外。
導(dǎo)肽
又稱轉(zhuǎn)運(yùn)肽(transit peptide)或?qū)蛐蛄?targeting sequence)，它是游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)的N-端信號。
導(dǎo)肽是新生蛋白N-端一段大約20～80個(gè)氨基酸的肽鏈, 通常帶正電荷的堿性氨基酸(特別是精氨酸和賴氨酸)含量較為豐富, 如果它們被不帶電荷的氨基酸取代就不起引導(dǎo)作用，說明這些氨基酸對于蛋白質(zhì)的定位具有重要作用。這些氨基酸分散于不帶電荷的氨基酸序列之間。轉(zhuǎn)運(yùn)肽序列中不含有或基本不含有帶負(fù)電荷的酸性氨基酸，并且有形成兩性α螺旋的傾向。轉(zhuǎn)運(yùn)肽的這種特征性的結(jié)構(gòu)有利于穿過線粒體的雙層膜。不同的轉(zhuǎn)運(yùn)肽之間沒有同源性，說明導(dǎo)肽的序列與識別的特異性有關(guān)，而與二級或高級結(jié)構(gòu)無太大關(guān)系。
導(dǎo)肽運(yùn)送蛋白質(zhì)時(shí)具有以下特點(diǎn):①需要受體; ②消耗ATP; ③需要分子伴侶; ④要電化學(xué)梯度驅(qū)動; ⑤要信號肽酶切除信號肽; ⑥通過接觸點(diǎn)進(jìn)入;⑦非折疊形式運(yùn)輸。
導(dǎo)肽結(jié)構(gòu)和功能
翻譯后膜的插入依賴于前導(dǎo)順序。線粒體和葉綠體都能合成其本身的核酸和某些蛋白。線粒體只合成約10種細(xì)胞器蛋白，葉綠體合成20%的細(xì)胞器蛋白，細(xì)胞器蛋白是在細(xì)胞液中合成的，和通過游離的核糖合成胞液的蛋白方式相同，合成后再轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞器中。
進(jìn)入線粒體或葉綠體的蛋白是要通過翻譯后加工，初始合成的前體要比成熟的蛋白長12-20aa，前導(dǎo)肽負(fù)責(zé)細(xì)胞器外膜的初始識別，導(dǎo)肽起始了前體蛋白和細(xì)胞器膜的相互作用。導(dǎo)肽穿越過膜后被細(xì)胞器的蛋白酶切下轉(zhuǎn)運(yùn)繼續(xù)進(jìn)行整個(gè)的蛋白都穿越過膜，或直到中部的順序?qū)е罗D(zhuǎn)運(yùn)的停止。
輸入到線粒體或葉綠體的蛋白的導(dǎo)肽有很少的同源性。
導(dǎo)肽通常是疏水的。由非電負(fù)性氨基酸構(gòu)成，中間夾有堿性氨基酸，而沒有酸性氨基酸，羥基氨基酸含量高（特別是Ser），易形成雙親a螺旋輪。不同的前導(dǎo)順序缺乏同源性，這意味著和識別有關(guān)的信號不是一極結(jié)構(gòu)，而是二極三極結(jié)構(gòu)，或這一區(qū)域產(chǎn)生的特點(diǎn)。有一種可能是此前導(dǎo)肽形成一種雙親螺旋（amphiphilic helix），即帶電荷的基團(tuán)在螺旋的一側(cè)，不帶電荷的在另一側(cè)。
前導(dǎo)肽含有作為細(xì)胞器蛋白定位所需的所有信息。導(dǎo)肽的這種能力可以通過構(gòu)建入工蛋白來檢驗(yàn)。將來自細(xì)胞器的導(dǎo)肽和位于胞液中的蛋白連接起來。具體方法是構(gòu)建融合基因（fusion gere）然后翻譯成融合蛋白。
各種導(dǎo)肽通過這種實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出具有獨(dú)立引導(dǎo)附著順序進(jìn)入線粒體或葉綠體靶位點(diǎn)的功能。導(dǎo)肽加到小鼠胞液蛋白二氫葉酸還原酶（DHFR，dihydrofllate reductase)上，此DHFR就可變成定位于線粒體的蛋白。
導(dǎo)肽和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白存在著獨(dú)立折疊的結(jié)構(gòu)域。如不改變附加上的順序，導(dǎo)肽必須能折疊成一個(gè)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)供細(xì)胞器表面受體識別。附加順序?qū)ψR別不起作用。
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