蛋白质折叠、修饰与降解

蛋白质靶向与运输(protein targeting and trafficking)

一座大城市能运转,全靠邮件、快递和人都能到达正确的地址。真核细胞正是这样一座城市,里面满是各自独立的隔间——细胞核、线粒体、内质网、细胞表面等等——而它制造的成千上万种蛋白质,每一种都必须找到自己正确的隔间。蛋白质靶向与运输,就是那一整套让每个蛋白质各归其位的地址标签与递送路线的系统。

诀窍在于目的地写在蛋白质自身上,通常是一小段像邮政编码一样起作用的氨基酸。不同的编码通向不同的地方:内质网信号肽把蛋白质送入分泌途径;核定位信号——一块带正电荷的残基——标记着一个蛋白质要被拉过核膜上的核孔;线粒体靶向序列——往往会形成某种特定的螺旋——把蛋白质导向线粒体。没有这类标签的蛋白质则默认留在细胞质里。除了进门之外,运输还在继续:一个蛋白质一旦进入内质网,就可被打包进一个个小小的膜泡(囊泡)里,这些膜泡出芽脱离、前往高尔基体作进一步分选,再转运到细胞表面、溶酶体,或折返回来——一张繁忙的内部快递网络。每个地址的读取,都由专门的、能识别那一特定编码的受体蛋白来完成。

靶向之所以重要,是因为对蛋白质而言,位置就是命运:一个本该去线粒体的酶若在细胞质里漂泊便毫无用处,而一个待错地方的蛋白质还可能有害。分选出错会引发真实的疾病——在一种病症中,本应送往溶酶体的酶被误运并分泌了出去,于是溶酶体无法完成它的清扫工作。两点值得记住的诚实说明:并非每个蛋白质都以同样的方式靶向(有些路线在蛋白质正被合成时就把它穿进去,另一些则搬运一个已完工的蛋白质),而且单个蛋白质可以带有不止一个信号,甚至视情形被送往两个不同的地方。

一个注定要去细胞核的蛋白质,带着一小簇带正电荷的氨基酸——它的核定位信号。一种穿梭蛋白识别这块斑块,抓住货物,把它带过一个核孔。给一个本来待在细胞质里的蛋白质贴上同样的信号,它也照样会进到细胞核里去。

核定位信号是一个细胞会遵从的邮政编码。

默认的目的地是细胞质——一个没有靶向标签的蛋白质就只是留在那里。各种不同的目的地使用各不相同的信号、各不相同的受体,有时还有各不相同的时机(合成期间还是合成之后)。

又称
protein sortingprotein localization蛋白质分选蛋白质定位