42.學習以下材料,回答(1)~(5)題。
囊泡運輸?shù)姆肿訖C制
魯斯曼用拆分細胞囊泡組分的方法研究囊泡運輸。首先將酵母菌破碎,隨后分離囊泡,將這些囊泡在試管中孵育,然后借助顯微鏡等技術檢測囊泡的變化,并最終鑒定出與囊泡運輸相關的分子。利用這套試管系統(tǒng),他們發(fā)現(xiàn)覆蓋在膜上的一個分子外被對囊泡運輸非常重要,囊泡在分子外被的作用下,從起始膜(內質網(wǎng)膜或高爾基體膜)出芽分泌,然后失去它們的外被,和其他的膜融合。他們富集了大量的外被蛋白,并分析了外被蛋白的組成,發(fā)現(xiàn)外被由7種蛋白組成,其中一種為GTP結合蛋白,這種GTP結合蛋白提供了外被形成和出芽的基礎。GTP結合狀態(tài)下,GTP結合蛋白與膜接觸,和其他蛋白組成7種蛋白聚合體,自然聚集成一個彎曲狀結構,最終將囊泡從膜上剪切下來。這個過程中,外被組裝提供了必要的機械力,驅使出芽。綜上,囊泡形成需要 ①
的參與。囊泡形成后,GTP轉換成GDP,GTP結合蛋白從膜上脫落,外被也從膜上脫離。
魯斯曼應用試管系統(tǒng)純化了一種稱為NSF的物質,NSF對于囊泡和靶膜融合過程起重要作用。進一步的研究,又發(fā)現(xiàn)了可溶性的NSF附著蛋白(SNAP)和SNAP受體(SNARE)。并且證明NSF和SNAP共同促進活的酵母細胞中的囊泡融合。囊泡和靶膜都帶有SNAP受體蛋白,分別稱為囊泡相關SNARE(v-SNARE)和靶膜SNARE(t-SNARE),轉運囊泡帶有v-SNARE,可識別位于轉運目的膜囊上的t-SNARE,從而實現(xiàn)了轉運部位的特異性。這種配對機制解釋了特定的囊泡如何駐留在特定的靶膜上,最終解決了融合過程中的專一性問題。
由此可見,囊泡運輸是細胞正確行使生理功能的必要機制。它是指蛋白質被選擇性地包裝成運輸囊泡,囊泡從一個膜上剪切或出芽,而運輸?shù)搅硪荒ぬ幵僦匦氯诤?,多種類型的囊泡往返運輸這些“貨物”——蛋白質到不同位置,最終實現(xiàn)蛋白質的 ②
運輸。
(1)請將文中①、②的內容補充完整。
(2)囊泡膜的主要成分是
,囊泡運輸過程需要消耗
提供能量。
(3)囊泡運輸機制體現(xiàn)了生物膜的
結構特點。
(4)結合文中信息,從分子水平簡述細胞內囊泡運輸?shù)幕具^程。
(5)研究表明,不管是酵母菌還是人類,都具有相似的細胞內囊泡運輸和融合機制,據(jù)此說明
。