科学家提取植物细胞中的叶绿体 我国科学家破解叶绿体蛋白转运之谜具体情况是什么

大家好,小编今天为大家分享:我国科学家破解叶绿体蛋白转运之谜,关于科学家提取植物细胞中的叶绿体 相关知识,还有许多小伙伴还不清楚,让我们一起看看吧!

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线粒体、叶绿体自身合成的蛋白质会运送出自已的体外吗

会啥啊会?

线粒体、叶绿体自身合成的蛋白质都是自己内部用的

不能分泌到二者之外

二者内部有游离的核糖体 可以半自主性合成60多种蛋白质,基本都是自己用的,不会向外运输

同时,细胞核也会指导合成部分蛋白质或肽链,运输到线粒体、叶绿体中,参与线粒体、叶绿体的构建或合成部分酶等,

也就是说二者自己合成的都不够自己用,外面和得补充一些!

求线粒体和叶绿体蛋白质的运送与组装的过程?

线粒体的蛋白合成能力有限,大量线粒体蛋白在细胞质中合成,定向转运到线粒体。这些蛋白质在在运输以前,以未折叠的前体形式存在,与之结合的分子伴娘(属hsp70家族)保持前体蛋白质处于非折叠状态。通常前体蛋白N端有一段信号序列称为导肽、前导肽或转运肽(leader sequence、presequence或transit-peptide),完成转运后被信号肽酶(signal peptidase)切除,就成为成熟蛋白,这种现象就叫做后转译(posttranslation,图7-27)。

线粒体前体蛋白信号序列的特点是:①多位于肽链的N端,由大约20个氨基酸构成;②没有带负电荷的氨基酸,形成一个两性α螺旋,带正电荷的氨基酸残基和不带电荷的疏水氨基酸残基分别位于螺旋的两侧,现在认为这个螺旋与转位因子的识别有关;③对所牵引的蛋白质没有特异性要求,非线粒体蛋白连接上此类信号序列,也会被转运到线粒体。此外有些信号序列位于蛋白质内部,完成转运后不被切除,还有些信号序列位于前体蛋白C端,如线粒体的DNA解旋酶 Hmil

蛋白质的转运涉及多种蛋白复合体,即转位因子(translocator,图7-28),由两部分构成的:受体和蛋白质通过的孔道。主要包括:①TOM复合体,负责通过外膜,进入膜间隙,在酵母中TOM70负责转运内部具有信号序列的蛋白,TOM20负责转运N端具有信号序列的蛋白,这两种蛋白的功能都相当于内质网上的SPR受体,在人类线粒体中hTom34的功能与TOM70相当。TOM复合体的通道被称为GIP(general import pore),就相当于内质网上的SEC61复合体,主要由Tom40构成, 还包括Tom22, Tom7, Tom6和Tom5;②TIM复合体,其中TIM23负责将蛋白质转运到基质,也可将某些蛋白质安插在内膜;TIM22负责将线粒体的代谢物运输蛋白,如ADP/ATP和磷酸的转运蛋白插入内膜;③OXA复合体:负责将线粒体自身合成的蛋白质插到内膜上,同样也可使经由TOM/TIM复合体进入基质的蛋白质插入内膜。

线粒体具有四个功能区隔,即外膜、内膜、膜间隙、基质。进入不同部位的蛋白具有不同的转运途径。

进入外膜的蛋白具有不被切除的N端信号序列,其后还有疏水性序列作为停止转移序列,然后蛋白质被TOM复合体安装到外膜上,如线粒体的各类孔蛋白。

进入基质蛋白质可以先通过TOM复合体进入膜间隙,然后通过TIM复合体进入基质。也可以通过线粒体内、外膜间的接触点(鼠肝直径1um线粒体上约115个接触点),一步进入基质,在接触点上TOM与TIM协同作用完成蛋白质向基质的输入(图7-29)。

进入线粒体内膜和膜间隙的蛋白具有以下几种情况(图7-30):①蛋白N端具有两个信序列,首先被运送到基质,然后N端信号肽被切除,暴露出导向内膜的信号序列,在OXA的帮助下插入内膜。如果第二段信号序列被内膜外表面的异二聚体内膜蛋白酶(heterodimeric inner membrane peptidase,Imp1/imp2)切除,则成为膜间隙蛋白。②N端信号序列的后面有一段疏水序列,扮演停止转移序列的角色,能与TIM23复合体结合,当进入基质的信号序列被切除后,脱离转位因子复合体而进入内膜,如果插入膜中的部分又被酶切除,侧成为定位于膜间隙的蛋白。③线粒体内膜上负责代谢底物/产物转运的蛋白,如腺苷转位酶是多次跨膜蛋白,其N端没有可被切除的信号序列,但包含3-6个内部信号序列,可被TIM22复合体插到内膜上。

进入内膜和膜间隙的前体蛋白具有两个信号序列,经TOM/TIM23进入基质后,第二个信号序列使蛋白通过OXA复合体被安插到内膜上;B. 进入内膜和膜间隙的前体蛋白信号序列后具有停止转移序列,被TIM23安插在膜上,C. 通过途径A、B插入内膜的蛋白,被位于内膜的蛋白酶加工,成为膜间隙的可溶性蛋白,D. 线粒体代谢物的转运器为多次跨膜蛋白,被TIM22安插到内膜中)

蛋白质的输入是一个耗能的过程,能量的来源为水解ATP和利用质子动力势.能量消耗在线粒体外和进入线粒体基质两步上,在线粒体外解除与前体蛋白质结合的分子伴娘,需要通过水解ATP获得能量;在通过TIM复合体进入基质时利用质子动力势作为动力。虽然目前含不清楚质子动力势是如何被利用的,但解偶连接如DNP能抑制蛋白质的转运。前体蛋白进入线粒体基质后,线粒体hsp70一个接一个的结合在蛋白质线性分子上,像齿轮一样将蛋白质“铰进(hand over hand)”基质,这一过程也需要消耗ATP。然后线粒体hsp70将蛋白质交给hsp60,完成折叠。

二、叶绿体的蛋白质转运

叶绿体大约含2000-2500 种蛋白,叶绿体基因组编码的不足100 种,因此大量的蛋白质也是由核基因编码,在细胞质中合成,然后定向转运到叶绿体。

叶绿体蛋白的转运机理与线粒体的相似。如:通常前体蛋白N端具有信号序列,完成转运后被信号肽酶切除,和线粒体一样发生后转译;每一种膜上有特定的转位因子;内外膜具有接触点(contact site);需要能量,同样利用ATP和质子动力势。但是两者的蛋白质转运体系中除了某些hsp分子相同外,转位因子复合体是不同的。叶绿体外膜的转位因子被称为TOC复合体,内膜的转位因子被称为TIC复合体。

叶绿体有6个区隔:①外膜、②膜间隙、③内膜、④基质、⑤类囊体膜、⑥类囊体腔。因此叶绿体的蛋白转运途径更复杂一些。

叶绿体前体蛋白的N端信号序列长度为20-150 个氨基酸残基,同一植物不同前体蛋白的N端序列不具有同源性,分为3 个部分:N 端缺乏带正电荷的氨基酸,以及甘氨酸和脯氨酸;C 端形成两性β折叠;中间富含羟基化的氨基酸,如丝氨酸和苏氨酸。

转运到叶基质的前体蛋白具有典型的N端序列。转运到叶绿体内膜和类囊体的前体蛋白含有两个N端信号序列,第一个被切除后,暴露出第二个信号序列,将蛋白导向内膜或类囊体膜(图7-30)。转运到叶绿体外膜上的蛋白分两类:一类含内部信号序列;另一类蛋白的N 端序列被切除后,其后的停止转移序列使蛋白质定位在外膜。

三位科学家因研究揭示“囊泡转运”的奥秘而获2013年度诺贝尔生理学或医学奖.细胞内部产生的蛋白质被包裹

A、COPⅠ及COPⅡ膜,属于生物膜,生物膜的组成成分主要是蛋白质和脂质,与核膜相同,A正确;

B、分析题图可知,COPⅠ主要是将蛋白质从高尔基体运输到内质网,B错误;

C、COPⅡ与③的融合体现了生物膜的流动性特点,C正确;

D、溶酶体内含有多种水解酶,因此从③转运到溶酶体的“货物”包括多种水解酶,D正确.

故选:B.

简述叶绿体蛋白质跨膜转运机制

是一个多部过程,需要不同的targetting sequences,定位到叶绿体的前体蛋白N端具有40-50个氨基酸的transit peptide,用以指引多肽定位到叶绿体并进一步穿过叶绿体被膜进入基质中。

另外,这些细胞器蛋白最终定位还需要其他空间定位序列参与决定。

以上属于共翻译转运途径。

此外,通过翻译后转运途径进入叶绿体也必须在分子伴侣的帮助下解折叠或维持非折叠状态,这有利于通过膜上的输入装置。

(高等教育出版社,细胞生物学第3版)

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二十一世界伟大的科学突破有哪些

二十一世纪世界十大科技成果和中国十大科技成果

2000年

世界

一、科学家公布人类基因组“工作框架图”

二、美研制出最先进的量子计算机和生物计算机

三、美开发出12万亿次超级计算机

四、国际空间站迎来第一批长住宇航员

五、科学家发现τ子中微子存在的直接证据

六、科学家发现存活了2.5亿年的细菌

七、法国实施基因疗法首获成功

八、艾滋病研究取得重要进展 科学家在实验室中发现了两种能遏制整合酶运动的物质——二酮酸抑制剂的化合物家族成员.试验表明,它们能阻止艾滋病毒遗传物质与人体白细胞遗传物质相结合.

九、美科学家研制出分子开关

十、科学家制造出直径0.4纳米的碳纳米管

中国

一、袁隆平主持超级杂交稻研究取得重大成果

二、在世界上率先破译对虾病毒遗传密码

三、中科院金属所在世界上首次观察到纳米金属材料室温下的超塑延展性

四、上海有机化学所率先合成高活性抗癌物质

五、高性能计算机开发应用取得重大突破

六、首次发现新的物质波干涉现象.

七、中国网通宽带高速互联网开通

八、在世界上首次完成生物制氢中试研究

九、我国在世界上首创电磁式生物芯片

十、国防科技大学研制成功我国第一台类人型机器人.

2001年

世界

一.纳米技术领域获得多项重大成果.

二.科学家发现RNA(核糖核酸)多才艺.它不仅是遗传物质的信使,还能执行其他工作.例如,1.科学家去年发现一些RNA小片段能够使植物基因处于关闭状态.2.今年又在老鼠和人身上发现了类似的“RNA干扰”现象.3.细胞生物学家还发现信使RNA是如何拼接在一起的,而信使RNA是DNA信息和蛋白质信息之间的生化连接.

三.太阳中微子的失踪之谜被揭示.

四.“人类基因组计划”同时公布进一步完善后的人类基因组图,提前完成人类基因组测序计划.另 外,还有60多种生物的基因组在2001年被测定.

五.两项超导发现将超导温度推向更高水平,科学家在实现室温零电阻电流的道路上又迈进一步. 六.科学家在发育中的神经系统里发现了分子信号如何诱导和压制神经轴突的生长,这将有助于科学家找到修复受损成年神经的方法.

七.一种新的抗癌药物、特效“智能炸弹”出现,专门对付致癌的明确生化缺陷.该药能抑制与某种白血病有关的缺陷酶.

八.玻色-爱因斯坦理论取得进展.

九.国际气候变化专家调查组首次正式表明,过去50年中的全球变暖现象很可能是由大气中的温室气体聚集造成的,人类、而非自然是全球变暖的原因.

十.确定二氧化碳沉降.二氧化碳沉降吸收了美国当前温室气体排放量的约三分之一.

中国

一、我国第一艘无人飞船“神舟二号”发射成功.

二、人类基因组“中国卷”率先绘制完成 “中国卷”完成图的覆盖率从90%提高到100%,准确率从99%提高到99.99%.

三、我国首次独立完成水稻基因组“工作框架图”和数据库

四、我国建成世界上最大种质资源库. 保存种质资源数量处于世界第一,长期贮存的种子数量达到33万多份.

五、性能最高的超级服务器“曙光3000”研制成功

六、科学家成功直接观察分子内部结构

七、我国早期生命研究获重要成果 《中国澄江化石库中发现新的后口动物门》,并将这一奇特的绝灭类群命名为“古虫动物门”.这是《自然》杂志近年来第6次公布舒德干等在“寒武纪生命大爆 发”研究这一重大前沿领域的系列性科学发现,为全面、准确揭示寒武纪生命大爆发的属性和力度提供了可靠证据.

八、我国新核素合成研究获突破

九、全国土地资源“家底”摸清

十、我国创世界棉花单产“三连冠”

2002年

世界

一.“小分子核糖核酸( micro-RNA)”被列为今年最重要的新发现.

二.太阳中微子丢失之谜被揭破;

三.水稻和蚊子等基因组测序工作完成;

四.成功拍摄宇宙“婴儿”期照片;

五.冷热体验机理研究获新突破;

六.超快速摄影捕捉到绕原子核旋转的电子;

七.发现有助于实现人体生物钟调节的新型光敏细胞;

八.开发出太空摄影新技术;

九.开发出拍摄细胞三维图像的新技术;

十.发现600万年前的古人类头盖骨.

中国

一.中国科学家率先绘制出水稻基因组精细图和水稻第四号染色体精确测序图.

二."神舟"三号、四号飞船发射成功.

三.中国发现首个世界级大气田,探明储量六千多亿立方米.

四.三峡工程导流明渠截流成功.

五.中国第三代移动通信系统研制成功.

六.中国已初步掌握当代CPU关键设计制造技术.

七.浙江省农科院培育出世界上含油量最高的油菜新品系.

八."神光二号"巨型激光器研制成功.

九.北京大学医学部科学家初步揭开人类细胞衰老之谜.

十.联想推出首台实测速度超过万亿次计算机.

2003年

世界

一、美国科学家研制出世界最小的纳米电动机

二、世界卫生组织正式确认冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体.科学家还完成了“非典”病毒基因组测序.

三、多国科学家相继破译人类第十四号、七号、六号和Y染色体.

四、科学家首次测出引力速度.这次实验再次证实了爱因斯坦的理论是正确的.科学家确信引力传播的速度与光速相等.

五、国际科研小组创造世界最低温度纪录.国际科研小组,在实验室内达到了仅仅比绝对零度高零点五纳开尔文的温度,这是人类历史上首次达到绝对零度以上一纳开以内的极端低温.

六、世界第一个修补大脑的芯片问世(美国).

七、二00三年六月二日欧洲和美国火星探测器发射成功.

八、干细胞研究取得一系列突破性进展.美国科学家首次对人类胚胎干细胞完成了基因工程操作,在干细胞应用于医疗研究上前进了一大步;日本科学家用猴子胚胎干细胞成功生成血管和神经,大大拓宽了再生医疗的前景,日本科学家还首次培育出人体胚胎干细胞;法国科学家首次用胚胎干细胞培育出生殖细胞;澳大利亚科学家首次用胚胎干细胞培育出肺细胞;中国科学家首次将人类皮肤细胞与兔子卵细胞融合,培植出人类胚胎干细胞;美国科学家发现鼠的胚胎干细胞在培养皿中既能发育成精子也能发育成卵子,新发现对研究生殖细胞发育和某些不育症也许会有帮助.

九、日本研制出量子计算机基本电路.

十、美国科学家发现暗能量存在的直接证据.

中国

一.首次载人航天飞行获得圆满成功.

二.科学家揭示出水稻高产的分子奥秘和超级杂交稻研究取得重大突破,超级杂交水稻示范田平均亩产达800多公斤.

三.抗击非典科研取得阶段性重大成果;

四. 金属材料表面纳米化技术和全同金属纳米团簇取得突破进展,在300摄氏度的环境中成功实现纯铁块表面氮化,研制成功一种新纳米材料—全同金属纳米团簇;

五.上海建成世界上第一条商业化运营的磁浮列车示范线并运行成功;

六.三峡水库蓄水成功、永久船闸通航、首批发电机组全部投产.

七.中国科技大学在量子通信实验领域取得重大进展,为未来远距离量子通信等奠定了基础;

八.百万亿数据处理超级服务器研制成功;

九.中国科学院等离子所可控热核聚变实验研究获重大突破,继续保持世界领先地位;

十.发现长着4个翅膀的恐龙,为鸟类飞行起源于树栖动物、经历了一个滑翔阶段的假说提供了关键性证据.

2004年

世界

一.“勇气”号和“机遇”号火星车登陆火星并发现有水的证据;

二.美超音速飞机创飞行时速超万公里新纪录

三.“卡西尼”号飞船成功进入土星轨道;

四.韩、美科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞;

五.美科学家首次利用核磁共振技术观测到单个电子;

六.美研发利用核反应堆大规模制氢技术;

七.日开开发出世界最快光通信技术;

八.美天文学家发现太阳系最遥远的大天体;

九.法艾滋病病毒抗体研究获得重要进展;

十.以、美科学家研制成能够停止或暂停的分子马达.

中国

一.10亿次高性能计算机启用并跻身世界十强;

二.我国首座国产化商用核电站建成投产;

三.西气东输工程全线实现商业运营;

四.我国第一个下一代互联网主干网开通;

五.“探测二号”卫星发射成功;

六.纳米“超级开关”材料研制成功;

七.高精度水下定位导航系统研制成功;

八.我国科学家破解膜蛋白晶体结构难题;

九.我国量子信息实验领域取得重大突破;

十.我国海域油气资源战略调查获重大突破

nrt1.5为什么是双向性的转运蛋白

在叶绿体内膜上有很多运输蛋白,称为转运蛋白,它们的功能是选择性转运出入叶绿体的分子。双向性就是蛋白能够将分子运入和运出叶绿体

硝酸根从根向地上部茎的长距离运输过程中首先要进行木质部的装载。台湾科学家发现NRT1.5是一个低亲和且依赖于pH的双向转运蛋白,位于质膜并在靠近木质部的中柱鞘细胞中表达,对于硝酸根在木质部的装载具有重要作用。

所以NRT1.5是双向性的转运蛋白

本文文章我国科学家破解叶绿体蛋白转运之谜介绍到此就结束了,希望对各位小伙伴们有所帮助。

本文由小萌宠于2022-10-15发表在晨夕宠物网,如有疑问,请联系我们。

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