蛋白质的折叠与组装

人们一直在争论为什么蛋白质在ER中有这种共同的修饰?一个很奇怪的现象是一些蛋白质的正确折叠需要N一连接寡糖链，但寡糖链的精确位置并不重要。通过对两个依赖Ca²⁺激活的分子伴侣(calnexin和Calreticulin)的研究揭示了寡糖链的作用：寡糖链阻止未完全折叠蛋白质不可逆的聚集，使之停留在ER中。分子伴侣与未完全折叠蛋白质的寡糖链的结合，也能阻止二硫键的形成。
 

Calnexin和Calreticulin能识别含有一个末端葡萄糖的N一连接寡糖，因此当前体寡糖中三个葡萄糖被ER中的葡萄糖苷酶切除两个后，才能同分子伴侣结合，当第三个葡萄糖被切除后，蛋白与分子伴侣解离，才能离开ER。
 

Calnexin和Calreticulin是怎样区分正常折叠和不完全折叠的蛋白质呢?这有赖于另一个ER酶，即葡萄糖基转移酶；该酶不断地在非折叠蛋白质失去最后一个葡萄糖的寡糖链加上一个葡萄糖，因此没有折叠的蛋白质与Calnexin和Calreticulin有较高的亲和性，直至完全折叠(图5一10)。
 

 

虽然有分子伴侣的帮助，但仍然有80％的ER蛋白质没有被正确折叠或聚合，这些蛋白质从ER被运输到细胞质，然后被降解，这种反向转位的机制还不清楚，可能与翻译后转运(如线粒体和叶绿体)类似。
 

要选择什么样的蛋白质离开ER被降解是有难度的，非折叠或非组装的蛋白质会被降解，而新合成的未折叠蛋白质不会被降解，其区分在于N一连接寡糖链，它作为时间标志来度量该蛋白质在ER中存在的时间。ER中的甘露糖苷酶缓慢切除寡糖链上的甘露糖，形成的寡糖链能被反向转位装置识别。完成折叠的蛋白质能够较快地离开ER，躲过了甘露糖苷酶的降解。
 

一旦错误折叠的蛋白质被反向转位到细胞质，其寡糖链被多聚糖苷酶全部切除，其多肽被迅速泛素化并进入蛋白酶体降解。
 

细胞质中几种酶可以将单个脂肪酸链或异戊二烯基团共价结合到特定蛋白质上，帮助这些蛋白质插入细胞膜上；内质网中也发生相似的过程，ER腔中的酶将糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol，GPI)共价连接到某些膜蛋白的C末端，同时，蛋白质的跨蒜部分被切除。这些蛋白最终通过胞吐作用成为质膜的外周蛋白，通过GPI与膜结合。当有信号激活质膜上的磷脂酶时，失去了GPI的蛋白离开细胞膜成为可溶性的蛋白质。
 

ER中含有二硫建异构酶(disulfide isomerase)，能催化两个半胱氨酸的巯基形成二硫键，几乎所有定位在细胞外或细胞器中的蛋白质其半胱氡酸都会形成二硫键；而细胞质中的蛋白质或蛋白质的胞质区域很少形成二硫键，这是因为胞质中的还原性的环境决定的。
 

来源：中国微生物菌种网 www.bnbio.com