大量的被分泌或在分泌途径中定位的蛋白质都是在内质网中折叠的。在内质网腔中进行质量控制的蛋白质分子包括两大类:第一类是分子伴侣蛋白,包括BiP、PDI、PPI等;第二类是糖基修饰蛋白,包括具有蛋白折叠感受器功能的尿苷二磷酸-葡萄糖:糖蛋白糖基转移酶和糖苷酶Ⅲ等。在此过程中一类特殊的依赖ATP的蛋白水解酶也参与了蛋白质折叠的质量控制。分子伴侣功能主要是识别并结合没有折叠好的、暴露有疏水表面的蛋白质分子,分子伴侣以及蛋白水解酶的分子伴侣结构域与这些“异常蛋白质”结合,使蛋白质能发生正确的折叠,如果折叠失败,再在依赖ATP的蛋白水解酶的作用下降解这些发生了不可逆损伤的蛋白质分子。如果这种质量控制出现问题,没有折叠好的蛋白质分子不能被降解,它们就以聚集体的形式存在,使机体发生病变,如老年痴呆、亨廷顿、帕金森等类淀粉样神经系统疾病。
在内质网经过折叠的蛋白质有相当数量是带有N糖苷键连接的糖蛋白,它们的新生肽链在内质网可以连接上G寡糖,G寡糖非还原端的3个葡萄糖残基可被切除,同时新生肽链发生折叠。在内质网膜上的钙连蛋白(calnexin)和内质网腔可溶性钙网蛋白(calreticulin)协同作用下,对糖基化的新生肽链折叠进行监控(图7-3)。如果折叠出现问题,位于内质网膜上的一个葡萄糖基转移酶可以在糖链上重新连接上一个葡萄糖残基,新生肽链还需重新进行新一轮的折叠,直至折叠完全正确。而最终不能正确折叠的蛋白质肽链可能被送回胞质中,被泛素共价修饰后降解。
图7-3 以糖链为基础进行质量控制的折叠过程
A.糖链帮助肽链的折叠;B.以糖链为基础的肽链折叠的质量控制
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