细胞分泌 细胞生物学

图9-52 表皮细胞的顶部和基底侧质膜蛋白的分选

　　培养的MDCK表皮细胞同时被VSV和流感病毒感染， VSV糖蛋白（G蛋白）只存在基底侧质膜中，而流感病毒的HA糖蛋白仅在顶部质膜中发现。如同这些病毒蛋白， 某些细胞质膜的蛋白在反面高尔基体分选后通过特殊的运输小泡运输到顶部和基底部的细胞质膜。在其他的一些极性细胞中， 基底和顶部质膜蛋白先一起运输到基底部，然后通过内吞作用再将顶部质膜蛋白分选出来运输到顶部。

　　■ 分泌过程中的蛋白质加工

　　● 对于细胞质膜蛋白和大多数分泌蛋白而言， 开始合成的是相当长的没有活性的前体， 称为前蛋白（proprotein）， 这些蛋白需要进一步加工才能成为成熟的、有活性的蛋白质， 如血清白蛋白（serum albumin）、胰岛素、胰高血糖素、酵母的α交配因子以及所有的分泌蛋白和膜蛋白，包括流感病毒的HA蛋白。

　　● 一般说来，前体蛋白被酶解转变成成熟的分子是在离开高尔基体后的分泌小泡中进行的。正常情况下， 成熟的分泌小泡是由几个不成熟的小泡融合而成的， 然后通过加工使蛋白质成熟。

　　● 某些前蛋白质， 包括前白蛋白（proalbumin）在C-末端的某一位点切割一次，产生两个碱性的识别序列，如∶Arg-Arg 或者Lys-Arg（图9-53a）；另外一些前蛋白， 在N-端切除几个氨基酸或在N-端和C-端同时切除几个氨基酸。在前胰岛素中， 多余的氨基酸称为C肽，位于多肽的内部， 加工时要将C肽切除，并将两端的A肽和B肽通过二硫键连接起来（图9-53b）才有功能。

图9-53 前白蛋白和前胰岛素在组成型和调节型分泌过程中的加工

　　在加工过程中由内切蛋白酶切割C-末端，产生两个连接在一起的碱性氨基酸。（a）内切蛋白酶——成对碱性氨基酸蛋白酶（furin）切割组成型分泌蛋白的前体；（b）两个内切蛋白酶PC2和PC3作用于调节型分泌蛋白的前体。多数此类蛋白的最后一步加工是由羧肽酶（carboxypeptidase）切除多肽链C-末端的两个碱性氨基酸。

　　■ 胞吐作用（exocytosis）与膜的融合

　　● 胞吐作用

　　胞吐作用是指真核细胞中含有待分泌物的包被小泡与质膜融合， 从而将内含物排出胞外的过程。在组成型分泌活动中，胞吐作用是自发进行的，但是在调节型的细胞中，胞吐作用必需有信号的触发。

　　胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外，另一方面小泡的膜融入质膜， 使质膜得以补充。

　　● 膜的融合

　　在胞吐过程中，分泌泡同细胞质膜的融合只发生在局部细胞质膜上。融合作用是通过融合蛋白（fusion protein）介导的， 这些融合蛋白位于膜的表面和膜内，它们的作用是使两种不同的膜靠近、接触、最后融合。两种膜接触导致小的融合孔（fusion pore）的形成（图9-54）， 最后两种膜融为一体。

图9-54 胞吐作用与膜融合模型

　　①两种膜蛋白相互接触； ②两种膜之间形成一个封闭的孔，并逐渐扩大； ③由于膜脂的扩散，两种膜的脂双层融合成一体。

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