Question

【題目】閱讀短文完成下列問題：

分泌蛋白的經(jīng)典與非經(jīng)典分泌途徑

在生物體中，細(xì)胞間的信息傳遞是細(xì)胞生長、增殖、分化、凋亡等生命活動正常進(jìn)行的條件之一，而蛋白分泌是實(shí)現(xiàn)某些細(xì)胞間信息傳遞途徑的重要環(huán)節(jié)。

經(jīng)典的蛋白分泌是通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—高爾基體（ER-Golgi）途徑進(jìn)行的。這些分泌蛋白在肽鏈的氨基端有信號肽序列，它引導(dǎo)正在合成的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，多肽合成結(jié)束其信號肽也被切除，多肽在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工完畢后被轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體，最后高爾基體發(fā)生的分泌小泡與質(zhì)膜融合，蛋白質(zhì)被分泌到細(xì)胞外。

在真核細(xì)胞中，有少數(shù)蛋白質(zhì)的分泌并不依賴于ER-Golgi途徑，而是通過其他途徑完成的，這類分泌途徑被稱為非經(jīng)典分泌途徑。這些分泌蛋白不含有信號肽序列，目前較為公認(rèn)的非經(jīng)典蛋白的分泌途徑有4種，如圖1所示。

FGF2屬于肝磷脂結(jié)合生長因子家族, 對細(xì)胞的生長和分化起到重要的作用。FGF2不含有信號肽序列，通過直接跨膜分泌到細(xì)胞外，其分泌過程如圖2所示。

目前，有2種理論解釋機(jī)體中存在非經(jīng)典分泌途徑的原因。一種解釋是某些蛋白質(zhì)的前體經(jīng)經(jīng)典途徑的糖基化等修飾后，易發(fā)生凝集，因此不能被成功地分泌到細(xì)胞外。另一種解釋認(rèn)為有些非經(jīng)典分泌蛋白也可以通過經(jīng)典途徑分泌，但經(jīng)典分泌過程中發(fā)生的翻譯后修飾會使得分泌出的蛋白質(zhì)不具有生物活性。

（1）圖1所示的4種非經(jīng)典蛋白的分泌途徑中，需要依賴生物膜的流動性來實(shí)現(xiàn)的是_________（填寫圖1中字母代號）。

（2）某種分泌蛋白的基因中不具有編碼信號肽的序列，可以初步判斷該分泌蛋白的分泌途徑屬于________。做出這一判斷的依據(jù)是________。

（3）根據(jù)圖2所示，FGF2分泌出細(xì)胞大致經(jīng)過三個步驟：

①FGF2被招募到細(xì)胞膜。完成這一步驟需要水解ATP，ATP水解產(chǎn)物中的_______與FGF2結(jié)合。

②多個FGF2形成寡聚物。FGF2形成寡聚物之前，需與膜上的________結(jié)合，寡聚物插入到細(xì)胞膜內(nèi)，最終在細(xì)胞膜上形成環(huán)形小孔。

③FGF2與HSPG上的受體結(jié)合，并以________（選擇填寫“單體”或“寡聚物”）的形式儲存在細(xì)胞膜的外表面。

（4）結(jié)合文中信息分析真核細(xì)胞非經(jīng)典分泌途徑存在的生物學(xué)意義___________________。

Answer 1

【答案】a、c、d 非經(jīng)典途徑 非經(jīng)典分泌途徑分泌的蛋白質(zhì)肽鏈中沒有信號肽序列，不能被引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 磷酸基團(tuán) PI（4,5）P2 單體 非經(jīng)典分泌途徑的存在，能夠使一些特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)保持活性；防止某些蛋白質(zhì)前體凝集、易于分泌；非經(jīng)典分泌途徑的存在對經(jīng)典分泌途徑是一種必要和有益的補(bǔ)充

【解析】

分泌蛋白是在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外起作用的蛋白質(zhì)，分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸過程：最初是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中由氨基酸形成肽鏈，肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工，形成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)由囊泡包裹著到達(dá)高爾基體，高爾基體對其進(jìn)行進(jìn)一步加工，然后形成囊泡經(jīng)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外，該過程消耗的能量由線粒體提供。

（1）據(jù)圖1所示可知，4種非經(jīng)典蛋白的分泌途徑中，a、c、d過程涉及胞吞胞吐過程，需要依賴生物膜的流動性來實(shí)現(xiàn)。

（2）據(jù)圖可知，非經(jīng)典分泌途徑分泌的蛋白質(zhì)肽鏈中沒有信號肽序列，不能被引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，某種分泌蛋白的基因中不具有編碼信號肽的序列，故可以初步判斷該分泌蛋白的分泌途徑屬于非經(jīng)典途徑。

（3）根據(jù)圖2所示，FGF2分泌出細(xì)胞大致經(jīng)過三個步驟：

①ATP水解產(chǎn)物中的磷酸基團(tuán)與FGF2結(jié)合，使FGF2被招募到細(xì)胞膜上。

②FGF2形成寡聚物之前與膜上的PI（4,5）P2結(jié)合，多個FGF2形成寡聚物，寡聚物插入到細(xì)胞膜內(nèi)，最終在細(xì)胞膜上形成環(huán)形小孔。

③FGF2與HSPG上的受體結(jié)合，并以單體的形式儲存在細(xì)胞膜的外表面。

（4）結(jié)合題干信息可知，非經(jīng)典分泌途徑的存在，能夠使一些特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)保持活性；防止某些蛋白質(zhì)前體凝集、易于分泌；非經(jīng)典分泌途徑的存在對經(jīng)典分泌途徑是一種必要和有益的補(bǔ)充。