小泡運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理（molecular mechanism of vesicular traffic）
膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后的運(yùn)輸是通過(guò)小泡轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)現(xiàn)的，其機(jī)理涉及三個(gè)基本問(wèn)題：①小泡是怎樣形成的？ ②不同類型小泡如何準(zhǔn)確到達(dá)作用部位？ ③小泡與細(xì)胞質(zhì)膜、小泡與小泡之間是怎樣融合的？
運(yùn)輸小泡的類型和分選信號(hào)
在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞過(guò)程中，從膜上形成的小泡通常由不同的蛋白質(zhì)包被，因此稱為被膜小泡（coated vesicles）， 有三種類型的被膜小泡。
■ 分泌小泡的類型
● 披網(wǎng)格蛋白小泡（clathrin-coated vesicle）
由網(wǎng)格蛋白形成的被膜小泡， 介導(dǎo)從反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)到細(xì)胞質(zhì)膜、從細(xì)胞質(zhì)膜到反面高爾基網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸。
從高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成的披網(wǎng)格蛋白小泡與從細(xì)胞質(zhì)膜形成的披網(wǎng)格蛋白小泡所用的銜接蛋白（adaptin）是不同的。
在披網(wǎng)格蛋白小泡形成過(guò)程中， 網(wǎng)格蛋白同膜受體結(jié)合， 形成被膜小窩， 并逐漸使被膜小窩下陷， 最后同膜脫離形成一個(gè)包有網(wǎng)格蛋白外被的小泡。據(jù)估計(jì)， 在培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中， 每分鐘大約有2500個(gè)披網(wǎng)格蛋白小泡從質(zhì)膜上脫離下來(lái)。
● COPⅡ被膜小泡（COPⅡ coated vesicle）
這種類型的小泡是介導(dǎo)非選擇性運(yùn)輸?shù)男∨荩?它參與從ER到順面高爾基體、從順面高爾基體到高爾基體中間膜囊、從中間膜囊到反面高爾基體的運(yùn)輸。這種小泡的外被是外被蛋白COPⅡ（coat protein Ⅱ， COPⅡ），外被蛋白是一個(gè)大的復(fù)合體，稱為外被體（coatomer），
● COPⅠ被膜小泡（COPⅠcoated vesicle），主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，包括從反面高爾基體運(yùn)向順面高爾基體，以及將蛋白質(zhì)從反面高爾基體運(yùn)回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。
雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三種類型的運(yùn)輸小泡介導(dǎo)不同途徑的運(yùn)輸，但還不清楚組成型運(yùn)輸小泡是如何包被的。
三種不同小泡雖然有很多差異，但在小泡形成的方式和所需的成份基本一致
出芽形成被膜小泡時(shí)需要小GTP結(jié)合蛋白、外被體和銜接蛋白、膜受體蛋白等。
● 三種類型小泡間的差異
三種類型小泡不僅外被蛋白不同， 小泡形成時(shí)所需的小GTP結(jié)合蛋白和銜接蛋白也不相同（表9-10）。
表9-10 三種不同類型小泡的外被蛋白、銜接蛋白及運(yùn)輸路線
小GTP結(jié)
小泡類型 外被和銜接蛋白 合蛋白 運(yùn)輸方向
網(wǎng)格蛋白 網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP2 ARF 質(zhì)膜→內(nèi)體（內(nèi)吞作用）
網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP1 ARF Golgi→內(nèi)體
網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP3 ARF Golgi→溶酶體、液泡、黑色體、血小板小泡
COPⅠ COP α,β,β＇,γ,δ,ε,ζ ARF Golgi→ER高爾基體膜囊間的回運(yùn)
COPⅡ Sec23/Sec24復(fù)合物;Sec13/Sec31復(fù)合物;Sec16 Sar1 ER→Golgi
■ 小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)
三種不同類型運(yùn)輸小泡的形成和定向運(yùn)輸都是由信號(hào)指導(dǎo)的。如KDEL信號(hào)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的滯留信號(hào)， 因此KDEL是COPⅠ型小泡形成的信號(hào)。小泡形成不僅需要信號(hào)，同時(shí)也需要銜接蛋白和信號(hào)受體，表9-11綜合了三種類型運(yùn)輸小泡的一些信號(hào)、受體和銜接分子。
表9-11 分泌蛋白與膜蛋白經(jīng)小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)
蛋白質(zhì)
信號(hào)序列* 的類型 運(yùn)輸方向 小泡類型 信號(hào)受體
Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL） 分泌蛋白 Golgi→ER COPI 位于高爾基體的 KDEL受體（ERD2蛋白）
Lys-Lys-X-X（KKXX） 膜蛋白 Golgi→ER COPI COPα和β亞基
二酸性（如Asp-X-Glu） 膜蛋白 ER→Golgi COPⅡ 未知
M6P 分泌蛋白 反面高爾基體和質(zhì)膜向次級(jí)內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 反面高爾基體和質(zhì)膜中M6P受體,AP1和 AP2銜接蛋白
Tyr-X-X-φ（YXXφ） 膜蛋白 質(zhì)膜→內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 AP2銜接蛋白
Leu-Leu（LL） 膜蛋白 質(zhì)膜→內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 AP2銜接蛋白
注：X=任何氨基酸， Φ=各種疏水氨基酸；括號(hào)中單字母表示氨基酸的單字母縮寫(xiě)，而非括號(hào)中的單字母不僅表示氨基酸縮寫(xiě)，也表示是膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。
膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后的運(yùn)輸是通過(guò)小泡轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)現(xiàn)的，其機(jī)理涉及三個(gè)基本問(wèn)題：①小泡是怎樣形成的？ ②不同類型小泡如何準(zhǔn)確到達(dá)作用部位？ ③小泡與細(xì)胞質(zhì)膜、小泡與小泡之間是怎樣融合的？
運(yùn)輸小泡的類型和分選信號(hào)
在細(xì)胞分泌和內(nèi)吞過(guò)程中，從膜上形成的小泡通常由不同的蛋白質(zhì)包被，因此稱為被膜小泡（coated vesicles）， 有三種類型的被膜小泡。
■ 分泌小泡的類型
● 披網(wǎng)格蛋白小泡（clathrin-coated vesicle）
由網(wǎng)格蛋白形成的被膜小泡， 介導(dǎo)從反面高爾基體網(wǎng)絡(luò)到細(xì)胞質(zhì)膜、從細(xì)胞質(zhì)膜到反面高爾基網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸。
從高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成的披網(wǎng)格蛋白小泡與從細(xì)胞質(zhì)膜形成的披網(wǎng)格蛋白小泡所用的銜接蛋白（adaptin）是不同的。
在披網(wǎng)格蛋白小泡形成過(guò)程中， 網(wǎng)格蛋白同膜受體結(jié)合， 形成被膜小窩， 并逐漸使被膜小窩下陷， 最后同膜脫離形成一個(gè)包有網(wǎng)格蛋白外被的小泡。據(jù)估計(jì)， 在培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中， 每分鐘大約有2500個(gè)披網(wǎng)格蛋白小泡從質(zhì)膜上脫離下來(lái)。
● COPⅡ被膜小泡（COPⅡ coated vesicle）
這種類型的小泡是介導(dǎo)非選擇性運(yùn)輸?shù)男∨荩?它參與從ER到順面高爾基體、從順面高爾基體到高爾基體中間膜囊、從中間膜囊到反面高爾基體的運(yùn)輸。這種小泡的外被是外被蛋白COPⅡ（coat protein Ⅱ， COPⅡ），外被蛋白是一個(gè)大的復(fù)合體，稱為外被體（coatomer），
● COPⅠ被膜小泡（COPⅠcoated vesicle），主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，包括從反面高爾基體運(yùn)向順面高爾基體，以及將蛋白質(zhì)從反面高爾基體運(yùn)回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。
雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三種類型的運(yùn)輸小泡介導(dǎo)不同途徑的運(yùn)輸，但還不清楚組成型運(yùn)輸小泡是如何包被的。
三種不同小泡雖然有很多差異，但在小泡形成的方式和所需的成份基本一致
出芽形成被膜小泡時(shí)需要小GTP結(jié)合蛋白、外被體和銜接蛋白、膜受體蛋白等。
● 三種類型小泡間的差異
三種類型小泡不僅外被蛋白不同， 小泡形成時(shí)所需的小GTP結(jié)合蛋白和銜接蛋白也不相同（表9-10）。
表9-10 三種不同類型小泡的外被蛋白、銜接蛋白及運(yùn)輸路線
小GTP結(jié)
小泡類型 外被和銜接蛋白 合蛋白 運(yùn)輸方向
網(wǎng)格蛋白 網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP2 ARF 質(zhì)膜→內(nèi)體（內(nèi)吞作用）
網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP1 ARF Golgi→內(nèi)體
網(wǎng)格蛋白重鏈和輕鏈,AP3 ARF Golgi→溶酶體、液泡、黑色體、血小板小泡
COPⅠ COP α,β,β＇,γ,δ,ε,ζ ARF Golgi→ER高爾基體膜囊間的回運(yùn)
COPⅡ Sec23/Sec24復(fù)合物;Sec13/Sec31復(fù)合物;Sec16 Sar1 ER→Golgi
■ 小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)
三種不同類型運(yùn)輸小泡的形成和定向運(yùn)輸都是由信號(hào)指導(dǎo)的。如KDEL信號(hào)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的滯留信號(hào)， 因此KDEL是COPⅠ型小泡形成的信號(hào)。小泡形成不僅需要信號(hào)，同時(shí)也需要銜接蛋白和信號(hào)受體，表9-11綜合了三種類型運(yùn)輸小泡的一些信號(hào)、受體和銜接分子。
表9-11 分泌蛋白與膜蛋白經(jīng)小泡運(yùn)輸?shù)姆诌x信號(hào)
蛋白質(zhì)
信號(hào)序列* 的類型 運(yùn)輸方向 小泡類型 信號(hào)受體
Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL） 分泌蛋白 Golgi→ER COPI 位于高爾基體的 KDEL受體（ERD2蛋白）
Lys-Lys-X-X（KKXX） 膜蛋白 Golgi→ER COPI COPα和β亞基
二酸性（如Asp-X-Glu） 膜蛋白 ER→Golgi COPⅡ 未知
M6P 分泌蛋白 反面高爾基體和質(zhì)膜向次級(jí)內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 反面高爾基體和質(zhì)膜中M6P受體,AP1和 AP2銜接蛋白
Tyr-X-X-φ（YXXφ） 膜蛋白 質(zhì)膜→內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 AP2銜接蛋白
Leu-Leu（LL） 膜蛋白 質(zhì)膜→內(nèi)體 網(wǎng)格蛋白 AP2銜接蛋白
注：X=任何氨基酸， Φ=各種疏水氨基酸；括號(hào)中單字母表示氨基酸的單字母縮寫(xiě)，而非括號(hào)中的單字母不僅表示氨基酸縮寫(xiě)，也表示是膜蛋白的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。