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突然有个新奇的想法?原核生物膜上的蛋白怎么过去的? 原核生物DNA上有蛋白质吗

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间
因为原核生物的合成蛋白质的酶系大都在细胞膜上,所以细胞膜上含有大量的蛋白质。另外一些小分子物质可以扩散入细胞,细胞再利用这些物质合成蛋白质,并不是说膜上的Pr一定要由内质网才能合成!

你这样想就可以,没有内膜的微生物把蛋白装配到膜上,其实就和真核生物中在细胞质内合成蛋白质后将蛋白质运输到内质网上是类似的过程。最主要的是依靠肽链一端的信号肽进行跨膜作用。

原核生物的蛋白运输机制
原核生物细胞的结构比较简单,一般由细胞膜、细胞壁及周质空间等构成。在细胞内合成的蛋白质需要通过转运到细胞的特定位置或分泌到细胞外行使其功能。目前基于信号肽的蛋白运输途径研究主要有Sec途径和Tat途径。
基于信号肽的运输基本过程如下: 核糖体上合成的新生肽,通过胞质中的各种定向伴侣蛋白识别N端信号肽,并引导其运送到膜上的移位机器上;使蛋白插入膜上或跨过膜分泌到膜外,此过程需要ATP或质子动力(pmf)供应能量;最后信号肽被剪除,蛋白折叠成正确构象。
1 信号肽及阻留(retention)信号
此类信号决定新产生的蛋白运送到细胞的特定位置。
1.1 信号肽一般包括三个区域:N域、H域及C域。现在鉴定的信号肽有:由SPaseI作用的信号肽I(通用的Sec信号肽),由SPaseII作用的信号肽II(脂蛋白的信号肽)及含模体R/K-R-x-#-#(#为蔬水残基)的Tat信号肽。
1.2 各种运输到细胞特定结构上的蛋白有以下几种阻留信号:⑴跨膜域;⑵脂修饰作用(革兰氏阳性菌的脂蛋白经脂修饰后固定于外膜表面);⑶细胞壁结合重复序列;⑷共价结合到细胞壁(一般N端有信号肽,C端有LPXGT/NPQTN的模体)。
2 定向(Targeting)
参与把蛋白定向到特定运输机制的伴侣蛋白有以下三种:
2.1 SRP
原核生物SRP为Ffh蛋白和4.5S RNA的复合物,同源于真核生物的SRP54及7S RNA。Ffh可分为三个功能域:N端的N域、具GTPase活性的G域,及甲硫氨酸丰富的M域。N和G域能结合信号肽,而M域能结合RNA。SRP与信号肽的高蔬水区相互作用,疏水性越高结合力越强。
SRP的受体为位于细胞膜周边的FtsY。 Ffh、4.5S RNA和FtsY的相互作用大大增加GTPase活性,GTP水解释放的能量使它们牢固结合。
2.2 SecB
SecB是酸性蛋白,分子量为17kDa,一般以四聚体形式存在。普遍认为SecB是与原蛋白(preprotein)的成熟域结合。SecB目前只在革兰氏阴性菌中发现,还未在革兰氏阳性菌发现同源物,但估计有相似功能的蛋白存在。
一般认为SecB是分泌到细胞膜外蛋白的识别分子,而SRP是膜蛋白的识别分子。
2.3 Tat信号识别蛋白
具有Tat信号肽的原蛋白在Tat信号识别辅助因子的帮助下,转运到膜上的Tat移位机器,它可把已经折叠的完整蛋白运输到细胞外。目前已经发现Tat途径的生物有:Streptomyces lividan, E.coli, B.subtilis及Zymononas mobilis等。
3 移位机器(Translocation machinery)
3.1 Sec系统
Sec系统包括整合膜蛋白SecYEG及结合其周缘的SecA(具ATPase 活性),又称移位酶(Translocase)。还有一些蛋白如SecD、SecF及SecYajC等对维持SecA的活性构象有重要作用。
SecA与原蛋白相结合,SecA水解提供能量使蛋白通过SecYEG通道,SecA与原蛋白的解离,重复些过程促使蛋白穿过膜运送。对大片段的蔬水域的移位(>60aa)需要SecA的ATPase活性及SecYEG/SecDFYajc组份。而小片段蔬水域氨基酸(<40aa)的转运不依赖于SecA,只需要质子动力(pmf)提供能量。
Sec系统是相当保守的分泌机制,在古菌、细菌及真核生物中都存在。Sec系统即可用于蛋白的跨膜运输,也可用于膜蛋白的插入膜层。
3.2 Tat系统
Tat系统最大的特点是能把折叠后的蛋白运输的膜外。它即使在细菌中也没有统一性。
在E.coli中,它至少由四个膜蛋白构成:TatA、TatB、TatC及TatE。前三个编码在同一个操纵子(tatABC),tatE独立位于基因组的不同位置。TatA与TatE功能相似,TatB与TatC参与对RR信号的识别。另外TatB与TatC与多拷贝的TatA形成蛋白的穿越通道。
在B.subtilis中,Tat系统包括两个tatC基因分别为tatCd和tatCy,其每一个前面有tatA基因,分别为tatAd和tatAy。这两个不同的tatAC基因簇代表有两个不同的Tat移位通道。
Tat系统的能量来源是原子动力(pmf)。
4 正确折叠及质量控制
Sec系统转运的蛋白,在转运后需要折叠成有功能构象,从而避免蛋白酶的降解。此过程需要一些折叠催化蛋白的参与。如B.subtilis的PrsA、SpoIIIJ和YqjG;E.coli的YidC参与膜蛋白的正确折叠。
在细胞膜、细胞壁及环境基质中至少存在27种蛋白酶,用于降解末折叠好的肽链。如E.coli的HtrA和HtrB蛋白酶。当分泌蛋白末折叠好,HtrA/B可帮助它们折叠,但如它们已不能正确折叠,就被它们降解。另一蛋白酶WprA也在分泌蛋白的正确折叠及质量控制中起重要作用。
5 问题
对蛋白的运输有许多问题有待解决。(There are more questions than answers.)以下举几个例子:
⑴ 对Sec途径的蛋白是如何从SRP/FtsY移位到SecYEG机器的机制还不了解?
⑵ 预测Tat途径的RR信号判断准则?现在判断准则准确率偏低。
⑶ 由于有多个移位系统存在,底物是由特定系统转运,还是多系统同时在起作用?如是特定系统起作用,基因是如何调控而避免多系统间的干扰?

原核生物DNA上有蛋白质吗~

1.细胞核有无。真核生物有双层膜包围的细胞核,原核生物只有DNA分子集中的核区或称拟核,无膜包裹。
2.细胞壁成分。真核生物有以纤维素和果胶质为主的细胞壁(植物),以葡聚糖和甘露聚糖为主的细胞壁(酵母),以几丁质为主的细胞壁(多细胞真菌)或无细胞壁(动物、黏菌),原核生物有肽聚糖为主的细胞壁(细菌、放线菌)或无细胞壁(支原体)。
3.细胞膜成分。真核生物细胞膜含固醇,原核生物除支原体外细胞膜中均无固醇。
4.DNA形态。真核生物基因组DNA为线性,分裂间期为30nm螺线管,分裂期高度盘绕成染色体。原核生物基因组为一高度盘绕的环状超螺旋DNA。
5.DNA结合蛋白。真核生物DNA与组蛋白结合,形成核小体结构。原核生物DNA裸露。
6.基因结构。真核生物基因中存在大量内含子等非编码区。原核生物无。
7.基因表达。真核生物的RNA转录本为单顺反子,必须经过加工切除内含子,成为mRNA进入胞质后才能翻译。原核生物的RNA转录本直接作为mRNA,为多顺反子,可以边转录边翻译。
8.蛋白质修饰。真核生物的蛋白存在糖基化修饰。原核生物无。
9.细胞质基质形态。真核生物细胞质基质中有细胞骨架,能流动。原核生物基质无细胞骨架,不流动。
10.细胞器形态。真核生物细胞有多种以单位膜包裹的细胞器,有复杂的内膜系统(内质网、高尔基体等)。原核生物只有核糖体一种细胞器,无内膜系统。
11.细胞分裂方式。真核生物为有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。原核生物为简单二分裂。
12.细胞分化。真核生物除单细胞和少数多细胞群体外均有。原核生物均无,全部为单细胞或群体。
13.有性生殖。真核生物绝大部分行有性生殖。原核生物为无性生殖。

二者的成分基本相同,就是膜表面的糖蛋白种类不同。
真核细胞表面的糖蛋白结构更复杂,执行的功能也相对复杂一些。

相关要点总结:

18489506299:原核生物的生物膜系统由细胞膜和核膜组成,病毒只有细胞膜。
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18489506299:原核生物怎么进行有氧呼吸?
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18489506299:为什么说原核生物没有生物膜系统?它不是有生物膜结构的吗?因为他有细胞...
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18489506299:原核生物有生物膜系统吗?
屠狄答:原核生物也是有生物膜系统的结构,正常来说生物膜系统包括细胞膜细胞核以及细胞器的膜,原核生物有细胞膜所以也有生物模式桶。

18489506299:原核生物和真核生物有什么区别
屠狄答:2.细胞壁成分。真核生物有以纤维素和果胶质为主的细胞壁(植物),以葡聚糖和甘露聚糖为主的细胞壁(酵母),以几丁质为主的细胞壁(多细胞真菌)或无细胞壁(动物、黏菌),原核生物有肽聚糖为主的细胞壁(细菌、放线菌)或无细胞壁(支原体)。3.细胞膜成分。真核生物细胞膜含固醇,原核生物除...

18489506299:原核生物无生物膜系统么???
屠狄答:原核生物有生物膜,就是其细胞膜,还有一些类似于真核细胞的类囊结构,但不可将生物膜和生物膜系统这两个概念相混淆。我对生物膜系统的理解是由各种生物膜构成的一个复杂的,有机的,生物功能既相对独立明确分工又为整体而统一服务的一个整体结构。因此,原核生物应该是没有生物膜系统。

18489506299:真核生物和原核生物有什么区别?
屠狄答:2、原核细胞没有染色体。染色体是由DNA和蛋白质构成的。而原核生物细胞内的DNA上不含蛋白质成分,所以说原核细胞没有染色体。真核细胞含有染色体。3、原核细胞没有像真核细胞那样的细胞器。原核细胞只具有一种细胞器,就是核糖体。真核细胞含有多个细胞器。4、原核生物的细胞都有细胞壁。细胞壁的...

18489506299:内质网膜上第一个蛋白质易位通道蛋白是如何整合到内质网膜中?
屠狄答:假设内质网确实是由原始原核生物细胞质膜内陷形成的;已知原核生物有自己的膜蛋白整合和折叠机制;那么,这个问题就可以看作:最开始原核生物是怎么将蛋白质整合到细胞膜上的呢?先附原核生物膜蛋白是怎么整合到质膜上的:原核生物细胞的结构比较简单,一般由细胞膜、细胞壁及周质空间等构成.在细胞内合成...

18489506299:真核生物和原核生物怎么分,以核膜为界限的(以)核膜是什么?求解
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18489506299:蓝藻是原核生物为什么没有细胞膜
屠狄答:这是蓝藻结构图,从图中可知,蓝藻是有细胞膜的.蓝藻是原核生物,没有成形的细胞核(即无核膜).

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