不論是原核還是真核生物，在細(xì)胞漿內(nèi)合成的蛋白質(zhì)需定位于細(xì)胞特定的區(qū)域，有些蛋白質(zhì)合成后要分泌到細(xì)胞外，這些蛋白質(zhì)叫做分必蛋白。在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)起作用的蛋白質(zhì)一般靠擴(kuò)散作用而分布到它們的目的地。如內(nèi)膜含有參與能量代謝和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)；外膜含有促進(jìn)離子和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的蛋白質(zhì)；在內(nèi)膜與外膜之間的間隙稱為周質(zhì)，其中含有各種水解酶以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合蛋白。
真核生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且有多種不同的細(xì)胞器，它們又具有各不相同的膜結(jié)構(gòu)，因此合成好的蛋白質(zhì)還要面臨跨越不同的膜而到達(dá)細(xì)胞器械，有些蛋白質(zhì)在翻譯完成后還要經(jīng)過多種共價(jià)修飾，這個(gè)過程叫做翻譯后處理。
細(xì)胞的內(nèi)膜蛋白，外膜蛋白和周質(zhì)蛋白是怎樣越過內(nèi)膜而到其目的地的呢？絕大多數(shù)越膜蛋白的N端都具有大約15-30個(gè)以疏水氨基酸為主的N端信號(hào)序列或稱信號(hào)肽。信號(hào)肽的疏水段能形成一段α螺旋結(jié)構(gòu)。在信號(hào)序列之后的一段氨基酸殘基也能形成一段α螺旋，兩段α螺旋以反平行方式組成一個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，很容易進(jìn)入內(nèi)膜的脂雙層結(jié)構(gòu)，一旦分泌蛋白質(zhì)的N端錨在膜內(nèi)，后續(xù)合成的其它肽段部分將順利通過膜。疏水性信號(hào)肽對(duì)于新生肽鏈跨膜及把它固定的膜上起一個(gè)拐掍作用。之后位于內(nèi)膜外表面的信號(hào)肽酶將信號(hào)肽序列切除。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)全部翻譯出來后，羧端穿過內(nèi)膜，在周質(zhì)中折疊成蛋白質(zhì)的最終構(gòu)象（圖18-18)。
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圖18-18 蛋白質(zhì)合成后的分泌過程
真核生物不但有細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜，而且還有許多膜性結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，在細(xì)胞須內(nèi)合成的蛋白質(zhì)怎樣的到達(dá)細(xì)胞的不同部位呢？了解比較清楚的是分泌性蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。
像原核細(xì)胞一要，真核細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)N端也有信號(hào)肽也能形成兩個(gè)α螺旋的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜中，將正在合成中的多肽鏈帶和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔。80年代中期在胞漿中發(fā)現(xiàn)一種由小分子RNA和蛋白質(zhì)共同組成的復(fù)合物，它能特異地與信號(hào)肽識(shí)別而命名為信號(hào)肽識(shí)別顆粒。它的作用是識(shí)別信號(hào)肽與核糖體結(jié)合并暫時(shí)阻斷多肽鏈的合成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外膜上的SRP受體，當(dāng)ARP與受體結(jié)合后，信號(hào)肽就可插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入內(nèi)腔，被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)膜壁上的信號(hào)肽酶水解除去SRP與受體結(jié)合后，信號(hào)肽就可插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入內(nèi)腔，被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔壁上的信號(hào)肽酶水解除去SRP與受體解離并進(jìn)入新的循環(huán)，而信號(hào)肽后序肽段也進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，并開始繼續(xù)合成多肽鏈（圖18-19)。
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圖18-19 在蛋白質(zhì)越過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，SRP和船塢蛋白（或SRP受體)的作用
SRP對(duì)翻譯階段作用的重要生理意義在于：分泌性蛋白及早進(jìn)入細(xì)胞的膜性細(xì)胞，能夠正確的折疊、進(jìn)行必要的后bhskgw.cn/wszg/期加工與修飾并順利分泌出細(xì)胞。
現(xiàn)以哺乳動(dòng)物的胰島素為例說明這種分泌過程。胰島素由51個(gè)氨基酸殘基組成，但胰島素mRNA的翻譯產(chǎn)和在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞無細(xì)胞翻譯體系中為86個(gè)氨基酸殘基，稱為胰島素原，在麥胚無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)中為110個(gè)氨基酸殘基組成的前胰島素原，后來證明，在前胰島素原的N末端有一段富含疏水氨基酸的肽段做為信號(hào)肽，使前胰島素原能穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔，在內(nèi)腔壁上信號(hào)肽被水介。所以在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)多肽鏈合成完成時(shí)，前胰島素原已成為胰島素原。然后胰島素原被運(yùn)到高爾基復(fù)合體，切去C肽成為成熟的胰島素，最終排出胞外。像真核細(xì)胞的前清蛋白，免疫球白輕鏈，催乳素等都有相似的分必方式。
從核糖體上釋放出來的多肽鏈，按照一級(jí)結(jié)構(gòu)中氨基酸側(cè)鏈的性質(zhì)，自竹卷曲，形成一定的空間結(jié)構(gòu)，過去一直認(rèn)為，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的形成靠是其一級(jí)結(jié)構(gòu)決定的，不需要另外的信息。近些年來發(fā)現(xiàn)許多細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)正確裝配都需要一類稱做“分了伴娘”的蛋白質(zhì)幫助才能完成，這一概念的提出并未否定“氨基酸順序決定蛋白空間結(jié)構(gòu)”這一原則。而是對(duì)這一理論的補(bǔ)充，分子伴娘這一類蛋白質(zhì)能介導(dǎo)其它蛋白質(zhì)正確裝配成有功能活性的空間結(jié)構(gòu)，而它本身并不參與最終裝配產(chǎn)物的組成。目前認(rèn)為“分子伴娘”蛋白有兩類，第一類是一些酶，例如蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶可以識(shí)別和水解非正確配對(duì)的二硫鍵，使它們?cè)谡_的半胱氨酸殘基位置上重新形成二硫鍵，第二類是一些蛋白質(zhì)分子，它們可以和部分折疊或沒有折疊的蛋白質(zhì)分子結(jié)合，穩(wěn)定它們的構(gòu)象，免遭其它酶的水解或都促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊成正確的空間結(jié)構(gòu)�？傊胺肿影槟铩钡鞍踪|(zhì)合成后折疊成正確空間結(jié)構(gòu)中起重要作用，對(duì)于大多數(shù)蛋白質(zhì)來說多肽鏈翻譯后還要進(jìn)行下列不同方式的加工修飾才具有生理功能。
1.氨基端和羧基端的修飾
在原核生物中幾乎所有蛋白質(zhì)都是從N-甲酰蛋氨酸開始，真核生物從蛋氨酸開始。甲酰基經(jīng)酶水介而除去，蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸殘基常由氨肽酶催化而水介除去。包括除去信號(hào)肽序列。因此，成熟的蛋白質(zhì)分子N-端沒有甲酰基，或沒有蛋氨酸。同時(shí)，某些蛋白質(zhì)分子氨基端要進(jìn)行乙�；隰然艘惨M(jìn)行修飾。
2.共價(jià)修飾
許多的蛋白質(zhì)可以進(jìn)行不同的類型化學(xué)基團(tuán)的共價(jià)修飾，修飾后可以表現(xiàn)為激活狀態(tài)，也可以表現(xiàn)為失活狀態(tài)。
（1)磷酸化：
磷酸化多發(fā)生在多肽鏈絲氨酸，蘇氨酸的羥基上，偶爾也發(fā)生在酪氨酸殘基上，這種磷酸化的過程受細(xì)胞內(nèi)一種蛋白激酶催化，磷酸化后的蛋白質(zhì)可以增加或降低它們的活性，例如：促進(jìn)糖原分解的磷酸化酶，無活性的磷酸化酶b經(jīng)磷酸化以后，變居有活性的磷酸化酶a。而有活性的糖原合成酶I經(jīng)磷酸化以后變成無活性的糖原合成酶D，共同調(diào)節(jié)糖元的合成與分介。
（2)糖基化：
質(zhì)膜蛋白質(zhì)和許多分泌性蛋白質(zhì)都具有糖鏈，這些寡糖鏈結(jié)合在絲氨酸或蘇氨酸的羥基上，例如紅細(xì)胞膜上的ABO血型決定簇。也可以與天門冬酰胺連接。這些寡糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基氏體中加入的（圖18-20)。
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圖18-20 糖蛋白中常見的糖一肽連接鍵
（3)羥基化：
膠原蛋白前α鏈上的脯氨酸和賴氨酸殘基在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中受羥化酶、分子氧和維生素C作用產(chǎn)生羥脯氨酸和羥賴氨酸，如果此過程受障礙膠原纖維不能進(jìn)行交聯(lián)，極大地降低了它的張力強(qiáng)度。
（4)二硫鍵的形成：
mRNA上沒有胱氨酸的密碼子，多肽鏈中的二硫鍵，是在肽鏈合成后，通過二個(gè)半胱氨酸的疏基氧化而形成的，二硫鍵的形成對(duì)于許多酶和蛋白質(zhì)的活性是必需的。
3.亞基的聚合：
有許多蛋白質(zhì)是由二個(gè)以上亞基構(gòu)成的，這就需這些多肽鏈通過非共價(jià)鍵聚合成多聚體才能表現(xiàn)生物活性。例如成人血紅蛋白由兩條α鏈，兩條β鏈及四分子血紅素所組成，大致過程如下：α鏈在多聚核糖體合成后自行釋下，并與尚未從多聚核糖體上釋下的β鏈相連，然后一并從多聚核糖體上脫下來，變成α、β二聚體。此二聚體再與線粒體內(nèi)生成的兩個(gè)血紅素結(jié)合，最后形成一個(gè)由四條肽鏈和四個(gè)血紅素構(gòu)成的有功能的血紅蛋白分子。
4.水介斷鏈：
一般真核細(xì)胞中一個(gè)基因?qū)?yīng)一個(gè)mRNA，一個(gè)mRNA對(duì)應(yīng)一條多肽鏈，但也有少數(shù)的情況，即一種三思而行翻譯后的多肽鏈經(jīng)水介后產(chǎn)生幾種不同的蛋白質(zhì)或多肽。例如哺乳動(dòng)物的鴉片樣促黑皮激素原初翻譯產(chǎn)物為265個(gè)氨基酸，它在腦下垂體前葉細(xì)胞中，POMC初切割成為N-端片斷和C端片段的β-促脂解激素。然后N端片段又被切割成較小的N端片斷和工9肽的促腎上腺皮質(zhì)激素。而在腦下垂體中葉細(xì)胞中，β-促脂解激素再次被切割產(chǎn)生β-內(nèi)啡肽；ACTH也被切割產(chǎn)生13肽的促黑激素（α-melanotropin)（圖18-21)。
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圖18-21 POMC作為多種活性物質(zhì)的前體
第一行為POMC前體，K、R為賴氨酸和精氨酸殘基
