高爾基體改變多肽的空間結(jié)構(gòu)嗎
- 教育綜合
- 2022-07-19 12:58:41
高爾基體的主要功能
高爾基體的主要功能將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類(lèi)、與包裝，然后分門(mén)別類(lèi)地送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。
高爾基體是完成細(xì)胞分泌物（如蛋白）最后加工和包裝的場(chǎng)所。從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)送來(lái)的小泡與高爾基體膜融合，將內(nèi)含物送入高爾基體腔中，在那里新合成的蛋白質(zhì)肽鏈繼續(xù)完成修飾和包裝。高爾基體還合成一些分泌到胞外的多糖和修飾細(xì)胞膜的材料。 N-連接的糖鏈合成起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，完成于高爾基體。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的糖蛋白具有相似的糖鏈，由Cis面進(jìn)入高爾基體后，在各膜囊之間的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，發(fā)生了一系列有序的加工和修飾，原來(lái)糖鏈中的大部分甘露糖被切除，但又被多種糖基轉(zhuǎn)移酶依次加上了不同類(lèi)型的糖分子，形成了結(jié)構(gòu)各異的寡糖鏈。糖蛋白的空間結(jié)構(gòu)決定了它可以和哪一種糖基轉(zhuǎn)移酶結(jié)合，發(fā)生特定的糖基化修飾。
許多糖蛋白同時(shí)具有N-連接的糖鏈和O-連接的糖鏈。O-連接的糖基化在高爾基體中進(jìn)行，通常的一個(gè)連接上去的糖單元是N-乙酰半乳糖，連接的部位為Ser、Thr和Hyp的OH基團(tuán)，然后逐次將糖基轉(zhuǎn)移到上去形成寡糖鏈，糖的供體同樣為核苷糖，如UDP-半乳糖。糖基化的結(jié)果使不同的蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)記，改變多肽的構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。在高爾基體上還可以將一至多個(gè)氨基聚糖鏈通過(guò)木糖安裝在核心蛋白的絲氨酸殘基上，形成蛋白聚糖。這類(lèi)蛋白有些被分泌到細(xì)胞外形成細(xì)胞外基質(zhì)或粘液層，有些錨定在膜上。 負(fù)責(zé)對(duì)細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工，分類(lèi)，并運(yùn)出，其過(guò)程是RER上合成蛋白質(zhì)→進(jìn)入ER腔→以出芽形成囊泡→進(jìn)入CGN→在medial Gdgi中加工→在TGN形成囊泡→囊泡與質(zhì)膜融合、排出。
高爾基體對(duì)蛋白質(zhì)的分類(lèi)，依據(jù)的是蛋白質(zhì)上的信號(hào)肽或信號(hào)斑。
根據(jù)早期光鏡的觀察，已有人提出高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)有關(guān)。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，運(yùn)用電鏡、細(xì)胞化學(xué)及放射自顯影技術(shù)更進(jìn)一步證實(shí)和發(fā)展了這個(gè)觀點(diǎn)。高爾基體在分泌活動(dòng)中所起的作用，主要是將粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)來(lái)的蛋白質(zhì)類(lèi)的物質(zhì)，起著加工（如濃縮或離析）、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)淖饔?，最后形成分泌泡。?dāng)形成的分泌泡自高爾基囊泡上斷離時(shí)，分泌泡膜上帶有高爾基囊膜所含有的酶,還能不斷起作用，促使分泌顆粒不斷濃縮、成熟，最后排出細(xì)胞外。最典型的，如胰外分泌細(xì)胞中所形成的酶原顆粒。放射自顯影技術(shù)證明，高爾基體自身還能合成某些物質(zhì),如多糖類(lèi)。它還能使蛋白質(zhì)與糖或脂結(jié)合成糖蛋白和脂蛋白的形式。在某些細(xì)胞（如肝細(xì)胞），高爾基體還與脂蛋白的合成、分泌有關(guān)。 在高等植物細(xì)胞有絲分裂末期，形成細(xì)胞壁時(shí)，高爾基體數(shù)量增加。在植物細(xì)胞中，高爾基體合成和分泌多種多糖，它們至少含12種以上的單糖。多數(shù)多糖呈分支狀且有很多共價(jià)修飾，遠(yuǎn)比動(dòng)物細(xì)胞的復(fù)雜。估計(jì)構(gòu)成植物細(xì)胞典型初生壁的過(guò)程就涉及數(shù)百種酶。除少數(shù)酶共價(jià)結(jié)合在細(xì)胞壁上外，多數(shù)酶都存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中。其中一個(gè)例外是多數(shù)植物細(xì)胞的纖維素是由細(xì)胞膜外側(cè)的纖維素合成酶合成的。植物細(xì)胞分裂時(shí)，高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。在高中課本認(rèn)為高爾基體可以合成纖維素，但事實(shí)上多數(shù)植物細(xì)胞的纖維素是由細(xì)胞膜外側(cè)的纖維素合成酶合成的?？梢悦鞔_的是，高爾基體可以合成果膠和非纖維素多糖。
高爾基體還有其他功能。如在某些原生動(dòng)物中，高爾基體與調(diào)節(jié)細(xì)胞的液體平衡有關(guān)系。
多肽鏈長(zhǎng)度不同空間結(jié)構(gòu)一樣嗎？
這兩個(gè)不一樣。多肽的長(zhǎng)度和編輯這個(gè)多肽的基因數(shù)目有關(guān)，這一段基因中外顯子越多，表達(dá)多肽利用的氨基酸數(shù)目越多，肽鏈越長(zhǎng)。
空間結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度沒(méi)有多少關(guān)系，空間結(jié)構(gòu)有兩種，①特定或②任意。
①經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體加工的多肽，結(jié)構(gòu)與其功能相關(guān)，所以結(jié)構(gòu)有一定的獨(dú)特性。如真核生物的外分泌蛋白：抗體，胰島素等
②沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體加工，可能是內(nèi)分泌蛋白（由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離核糖體合成，釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)），或者是原核生物如大腸桿菌分泌的蛋白質(zhì)。
肽鏈的長(zhǎng)度取決于編輯蛋白質(zhì)的基因長(zhǎng)度；多肽的空間結(jié)構(gòu)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾體加工折疊而成，有時(shí)蛋白質(zhì)會(huì)因?yàn)閮?nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體的錯(cuò)誤折疊而失去作用，結(jié)構(gòu)決定功能，基因和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體決定和影響結(jié)構(gòu)。
我們把一個(gè)人類(lèi)外分泌蛋白基因（設(shè)沒(méi)有內(nèi)含子）導(dǎo)入大腸桿菌，大腸桿菌正常表達(dá)該蛋白質(zhì)后，提取蛋白質(zhì)，與從人體提取的蛋白質(zhì)作比較。如果設(shè)備條件可以使我們觀察蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，我們可以看到兩邊提取的蛋白質(zhì)并不一樣。
大腸桿菌由于沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體，多肽鏈簡(jiǎn)單折疊，沒(méi)有很復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)；從人體中提取的多肽，有經(jīng)過(guò)加工修飾，有相對(duì)復(fù)雜許多的空間結(jié)構(gòu)。
兩者長(zhǎng)度一致（氨基酸數(shù)目一致），但是空間結(jié)構(gòu)是不一樣的。
如果是同一種在人體提取的蛋白質(zhì)，設(shè)提取出兩個(gè)該蛋白質(zhì)，一個(gè)經(jīng)過(guò)正確加工，一個(gè)加工過(guò)程有誤，形成錯(cuò)誤空間結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)蛋白質(zhì)是同一種多肽鏈，長(zhǎng)度相同，空間結(jié)構(gòu)不同。
所以說(shuō)空間結(jié)構(gòu)和肽鏈長(zhǎng)度不掛鉤。
下面是有關(guān)多肽和基因等內(nèi)容-與肽鏈長(zhǎng)度無(wú)關(guān)
真核生物蛋白質(zhì)的形成過(guò)程中，在核糖體合成后，名：多肽/多肽鏈。經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工出來(lái)，名 ：多肽/較成熟蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)；經(jīng)過(guò)高爾基體加工修飾，名：多肽/成熟的蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)。
前面提到的外顯子和內(nèi)含子是真核生物編輯一種蛋白質(zhì)的一串基因中，有效和無(wú)效的成分。外顯子是基因序列的間插序列，在真核生物中轉(zhuǎn)錄成mRNA會(huì)被切除，留下外顯子正常翻譯；如果把這段基因序列導(dǎo)入原核生物，原核生物沒(méi)有切除內(nèi)含子的機(jī)制，所以mRNA內(nèi)含子外顯子夾雜一起，翻譯過(guò)程會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者由于內(nèi)含子編輯的氨基酸的加入，多肽的氨基酸的數(shù)目發(fā)生變化，導(dǎo)致多肽失去作用。
so在基因工程中，不可以把需要切除內(nèi)含子的基因?qū)氪竽c桿菌，因?yàn)榇竽c桿菌是原核生物，沒(méi)有切除內(nèi)含子的機(jī)制。
