囊泡概念

囊泡是由單層膜所包裹的膜性結(jié)構(gòu)，從幾十納米到數(shù)百納米不等，主要負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)不同膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸，稱之為囊泡運(yùn)輸。

運(yùn) 輸 物 質(zhì)

通過(guò)囊泡運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類：

01

囊泡膜上的膜蛋白和脂類等，參與細(xì)胞器的組成與特定的細(xì)胞功能(如細(xì)胞代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等)；

02

囊泡所包裹的內(nèi)含物，如神經(jīng)遞質(zhì)、激素、各種酶和細(xì)胞因子等，這些物質(zhì)可參與蛋白質(zhì)或脂類的降解或剪切功能等，或者分泌到細(xì)胞外，調(diào)節(jié)自身或其它細(xì)胞的功能。

轉(zhuǎn) 運(yùn) 過(guò) 程

這種方式主要見(jiàn)于細(xì)胞器之間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸，如蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體以及從高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體、分泌泡、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞外等，這種小泡稱為運(yùn)輸小泡，轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程稱為囊泡運(yùn)輸。運(yùn)輸小泡直徑為50～100nm，通常從一個(gè)細(xì)胞器以芽生方式形成，小泡內(nèi)包裹被運(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)，當(dāng)它到達(dá)靶細(xì)胞器時(shí)即與其融合，將蛋白質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞器運(yùn)送到另一個(gè)細(xì)胞器。

蛋白質(zhì)通過(guò)分泌途徑進(jìn)行運(yùn)輸至少可分為3個(gè)不同的階段，先是蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中輸出，然后呈遞到高爾基體；其次是高爾基體內(nèi)的運(yùn)輸；后面是高爾基體后的運(yùn)輸，此步包括了從高爾基體的反面高爾基網(wǎng)絡(luò)到內(nèi)體和質(zhì)膜的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。

合成的分泌蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖（1-5代表合成和運(yùn)輸?shù)捻樞颍?/p>

囊 泡 與 靶 細(xì) 胞 器 的 融 合

1．SNARE假說(shuō)

從分子水平上來(lái)解釋膜泡運(yùn)輸過(guò)程中融合機(jī)制的主要模型為SNARE假說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為每種類型的運(yùn)輸膜泡都有不同的v-SNARE蛋白質(zhì)，可與相應(yīng)靶膜上的特異的t-SNARE識(shí)別配對(duì)，通過(guò)這種特異的相互作用將膜泡錨定到靶膜上，形成反式SNARE復(fù)合物，然后在α-SNAP蛋白質(zhì)的輔助下，通過(guò)NSF蛋白質(zhì)的ATP酶活性可逆地解離SNARE蛋白質(zhì)復(fù)合物，驅(qū)動(dòng)膜融合，形成順式SNARE復(fù)合物。

該假說(shuō)認(rèn)為膜泡的運(yùn)輸是特異的，因?yàn)榻閷?dǎo)膜泡融合的SNARE蛋白質(zhì)之間的相互作用是特異的。盡管SNARE蛋白質(zhì)是在神經(jīng)元突觸膜泡和質(zhì)膜上發(fā)現(xiàn)的，但其同源物也存在于細(xì)胞間的其他運(yùn)輸過(guò)程中。幾乎膜運(yùn)輸?shù)拿恳徊蕉际怯梢粚?duì)不同的SNARE蛋白質(zhì)（v-SNARE和t- SNARE）來(lái)進(jìn)行的。

2．SNARE蛋白質(zhì)的種類

SNARE蛋白質(zhì)在所有迄研究過(guò)的胞內(nèi)運(yùn)輸途徑巾仍然占據(jù)著中心位置。Syntaxin、SNAP25和VAMP/synaptobrevin是發(fā)現(xiàn)的SNARE蛋白質(zhì)，也是研究為詳細(xì)的SNARE蛋白質(zhì)。囊泡融合至少涉及3種蛋白質(zhì)參與，v- SNARE、t- SNARE和SNAP25，也稱為融合錨定蛋白。SNAP25由兩條a-螺旋肽鏈組成，常與t- SNAREs相伴，為v-SNAREs的受體。體外研究表明，當(dāng)含v - SNAREs脂質(zhì)體與含t-SNAREs/SNAP25脂質(zhì)體相接觸時(shí)，先有錨定蛋白的結(jié)合，即兩條α鏈的SNAP25與另各由一條a鏈的v-SNAREs和t-SNAREs相互織纏，將雙方牢牢系住。這一過(guò)程在數(shù)鐘即可完成。真核細(xì)胞中，除了上述3種蛋白，還有N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感因子（NSF）參與囊泡融合。AFS為等大四聚體蛋白，可催化ATP水解。此外α-、β-、γ-SNAPs也參加囊泡融合過(guò)程。

SNARE是一些小的蛋白質(zhì)，分子量為18～42KD。所有SNARE蛋白的標(biāo)志是它們?cè)诮�膜端區(qū)都含約60個(gè)保守的氨基酸殘基組成的七段重復(fù)序列（稱為SNARE基序）。可以形成coiled - coil結(jié)構(gòu)，此螺旋束可連接兩個(gè)相對(duì)的膜進(jìn)行膜融合。例外是SNAP25蛋白質(zhì)，這個(gè)蛋白質(zhì)有兩個(gè)SNARE基序，通過(guò)該蛋白質(zhì)中央部分共價(jià)連接的棕櫚酰基團(tuán)而結(jié)合到膜上。大多數(shù)SNARE蛋白質(zhì)是羧端錨定的跨膜蛋白（Ⅱ型整合膜蛋白質(zhì)），帶一很短的胞質(zhì)外結(jié)構(gòu)域或不帶，具功能的氨基端朝向胞液。但也有許多SNARE蛋白質(zhì)是通過(guò)棕櫚�；�錨定在膜上，而沒(méi)有跨膜結(jié)構(gòu)域。

3．Rab蛋白在囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)與融合中的調(diào)節(jié)作用

除了錨定蛋白外，還有其他一些蛋白參與調(diào)節(jié)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)。這其中Rab尤為重要。Rab屬GTP結(jié)合家族，含有200個(gè)氨基酸，蛋白結(jié)構(gòu)與Ras為相似，通過(guò)不斷結(jié)合與水解ATP的循環(huán)過(guò)程，調(diào)節(jié)囊泡的融合速度。胞漿中存在著異種蛋白，稱為GDI，會(huì)抑制Rab和GDP的解離（因?yàn)榘麧{內(nèi)存在大量的GTP,若GDP脫落,Rab可能會(huì)在不正確的位置與GTP結(jié)合），而當(dāng)Rab運(yùn)輸?shù)教囟ㄎ恢煤�，GEF可特異性催化Rab與GDP解離，并與GTP結(jié)合，使Rab分子構(gòu)象發(fā)生改變，從而同轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡表面蛋白迅速結(jié)合。當(dāng)囊泡融合時(shí)，GTP水解成GDP，與Rab分離�？梢钥闯�，Rab與GDP結(jié)合，再置換GTP，水解GTP構(gòu)成調(diào)節(jié)囊泡融合的整個(gè)過(guò)程。這一循環(huán)過(guò)程受到Rab/GTP絕對(duì)結(jié)合率的嚴(yán)格調(diào)節(jié)。至于何種蛋白參與其調(diào)節(jié)，尚不得知。

RAB蛋白的細(xì)胞內(nèi)分布和功能

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