内容正文:
微专题2 信号识别与囊泡运输
1.核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为,经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如下图所示),继续合成肽链,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落;肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体,最后经细胞膜分泌到细胞外。
2.内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图1),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
3.受体介导的囊泡运输
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白的相互识别,进行囊泡运输。
习题巩固
1.(2024·江苏泰州高三检测)M蛋白参与蛋白质的囊泡运输,它们有两种状态,结合GTP的活跃状态和结合GDP的不活跃状态。GTP和ATP的结构和性质相似,仅碱基不同。下列叙述正确的是( )
A.GTP丢失1个Pi后可参与RNA的合成
B.M蛋白由活跃状态转化为不活跃状态需要消耗能量
C.运输蛋白质的囊泡可能来自核糖体、内质网或高尔基体
D.M蛋白空间结构发生变化后可能导致细胞内运输分泌蛋白的囊泡不能形成
2.(2024·北京海淀区高三质检)研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离核糖体最初合成的肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的肽链进入内质网腔进行加工,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测不合理的是( )
A.分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
B.内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C.SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D.经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
3.(2021·山东高考)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
4.(2023·烟台模拟)研究发现,某些蛋白质的肽链进入内质网腔后,经过初步折叠和修饰,在内质网膜上多种蛋白的作用下,形成COPⅡ膜泡,定向运至高尔基体。若一些尚未在内质网完成初步折叠修饰的蛋白质被误送至高尔基体,则其会被高尔基体中的一些受体蛋白(蛋白A)所识别,在高尔基体膜上多种蛋白的作用下,形成COPⅠ膜泡,将这些错误蛋白定向运回内质网。下列相关叙述错误的是( )
A.COPⅠ、COPⅡ膜泡运输可体现生物膜信息交流的功能
B.COPⅠ膜泡与COPⅡ膜泡功能由其膜上的糖类分子决定
C.错误蛋白通过COPⅠ膜泡运回内质网的过程消耗能量
D.若破坏高尔基体中的蛋白A,则可能出现功能异常的抗体
答案:DCCB
1.解析:选D。GTP和ATP的结构和性质相似,仅碱基不同,故其结构可简写成:G—P~P~P,GTP需丢失2个Pi后才能参与RNA的合成,A错误;M蛋白有两种状态,结合GTP的活跃状态和结合GDP的不活跃状态,M蛋白由不活跃状态转化为活跃状态需要消耗能量,但由活跃状态转化为不活跃状态不需要消耗能量,B错误;核糖体没有膜结构,运输蛋白质的囊泡不能来自核糖体,C错误;结构决定功能,M蛋白空间结构发生变化后,其功能也发生改变,可能导致细胞内运输分泌蛋白的囊泡不能形成,D正确。
2.解析:选C。信号肽(SP)是由控制SP合成的脱氧核苷酸序列合成的,所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,A合理;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含SP,说明在内质网腔内SP被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),B合理;SRP与SP结合可引导新合成的肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此不会进入内质网中,C不合理;由题意“经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性”可推测,这些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工,D合理。
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