蛋白质合成细胞器-核糖体
细胞生物学 第十章核糖体
§1 核糖体的类型与结构
三、rRNA和r蛋白质的功能 • 核糖体上有许多与蛋白质
合成有关的结合位点与催 化位点：
功能 1、与mRNA结合的位点：与mRNA结合; 2、A位点：与新渗入的氨酰-tRNA结合; 3、P位点：与延伸中的肽酰-tRNA结合; 4、E位点：肽酰转移后与即将释放的
第十章 核糖体
§1 核糖体的类型与结构 （§2 多核糖体与蛋白质的合成）
§1 核糖体的类型与结构
• 核糖体（ribosome）是细 胞内合成蛋白质的细胞 器，它几乎存在于一切 细胞之中。
s 原核细胞； s 真核细胞的细胞质中； s 真核细胞的线粒体与叶
绿体中。 • 核糖体在细胞内的数量
与蛋白质合成程度相关。 • 核糖体的实质是核酶。
s 核糖体蛋白质（r蛋白质）： 约占1/3，主要位于核糖体表 面；
s 核糖体RNA（rRNA）：约占 2/3，主要位于核糖体内部。
• 两者靠非共价键结合在一起。
一、核糖体的基本类型与化学组成
• 原核细胞和真核细胞核糖体 的详细化学组成：
s 原核细胞的核糖体：70S
大亚基(50S) rRNA：23S,5S r蛋白质：34种
tRNA结合; 5、与转位酶结合的位点：转位酶将肽酰
tRNA从A位点转移到P位点; 6、肽酰转移酶的催化位点：肽酰转移酶
催化形成肽键; 7、其他位点：起始因子：IF1,IF2,IF3
结合 延伸因子：EF-Tu,EF-Ts 释放因子：RF1,RF2
三、rRNA和r蛋白质的功能
• 这些活性位点既涉及 rRNA的不同区域，又涉 及不同的r蛋白质。
第十一章多聚核糖体与蛋白质的合成
第十一章核糖体● 核糖体是细胞质中普遍存在的一种非膜性细胞器，由RNA和蛋白质组成，是细胞内蛋白质合成的场所。
● 多聚核糖体是由多个甚至是几十个核糖体串联在一条mRNA上构成的，能高效的进行肽链的合成。
● 蛋白质合成是以各种氨基酸为原料，mRNA为模板，tRNA 作为“搬运工具”以及核糖体作为“装配机” 合成肽链的过程。
● RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。
关键词：核糖体；多聚核糖体；蛋白质合成第二节多聚核糖体与蛋白质的合成核糖体（ribosome）是合成蛋白质的细胞器，其功能是以mRNA为模板，以氨基酸为原料高效且精确地合成蛋白质多肽链。
在真核细胞中，核糖体以多聚核糖体的形式存在能高效的进行肽链的合成。
一、多聚核糖体核糖体往往并不是单个独立地执行功能，而是由多个核糖体串连在一条mRNA 分子上高效地进行肽键的合成。
这种具有特殊功能与形态的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体（polyribosome）。
图11-2-1多聚核糖体二、蛋白质的合成蛋白质合成是以各种氨基酸为原料，mRNA为模板，tRNA 作为“搬运工具”以及核糖体作为“装配机” 合成肽链的过程。
原核细胞蛋白质合成的过程已比较清楚，包括3个阶段：肽链合成的起始，延伸和终止。
在起始之前还要进行氨基酸的活化（一）氨基酸的活化1. 定义氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰- tRNA的过程。
活化反应在氨酰-tRNA 合成酶的催化下进行。
2．过程活化反应分两步进行：活化：AA-AMP-E复合物的形成转移：氨酰-tRNA形成20种氨基酸中每一种都有各自特异的氨酰-tRNA合成酶。
氨酰-tRNA合成酶具有高度的专一性，它既能识别相应的氨基酸（L-构型），又能识别与此氨基酸相对应的一个或多个tRNA 分子；即使AA识别出现错误，此酶具有水解功能，可以将其水解掉。
这种高度的专一性保证了氨基酸与其特定的tRNA准确匹配，从而使蛋白质的合成具有一定的保真性。
细胞器的结构和功能图
细胞器的结构和功能图细胞器是存在于细胞内的功能性结构体，它们在细胞代谢和生命活动中起着重要作用。
细胞器的结构和功能各不相同，下面为大家介绍一些常见的细胞器。
1. 线粒体线粒体是细胞的能量工厂，负责细胞内的能量代谢。
它的结构由内膜、外膜和基质组成。
线粒体通过呼吸作用将葡萄糖等有机物分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量供细胞使用。
同时，线粒体还参与合成核糖核酸和脂肪酸等重要物质。
2. 哺乳动物细胞中心体中心体位于细胞核附近，由微管组成。
它的功能主要与细胞分裂相关，能够控制纺锤体的形成和稳定，调控染色体的运动和排列。
3. 核糖体核糖体是细胞内蛋白质合成的场所。
它由rRNA和蛋白质组成，分为大、中、小亚基。
核糖体通过蛋白质合成必需的多肽链，调控蛋白质的合成速度和数量。
4. 具鞭毛的细胞器具鞭毛的细胞器又称纤毛，它们主要由微管和液泡组成。
纤毛主要负责细胞的运动和运输，如鞭毛能够帮助精子在生殖道中游动，纤毛能够使上呼吸道上皮细胞上的粘液向外运动。
5. 过氧化物酶体过氧化物酶体是细胞内的主要氧化酶体，负责清除细胞内对人体有毒的过氧化氢。
它具有高浓度的过氧化氢酶和过氧化氢分解酶等，能够将有毒的过氧化氢转化为水和氧气。
6. 基因组介导的细胞核基因组介导的细胞核是细胞核中的一种特殊细胞器，在真核细胞中广泛存在。
它参与调控基因表达和DNA修复，能够影响细胞的生长、分化和凋亡。
细胞器的结构与功能之间密不可分，它们共同协作完成细胞内的各种生命活动。
通过深入研究细胞器的结构和功能，可以更好地了解细胞的生理过程和疾病的发生机制，为人类疾病的预防和治疗提供理论基础。
原核生物蛋白质合成需要的酶_概述及解释说明
原核生物蛋白质合成需要的酶概述及解释说明1. 引言1.1 概述原核生物是一类简单的生物体，包括细菌和古细菌。
蛋白质合成是细胞生活中至关重要的过程之一，因为蛋白质是构建和调节细胞功能的关键分子。
在原核生物中，蛋白质合成发生在一个复杂而协调的环境中，涉及多种不同类型的酶。
1.2 文章结构本文将首先介绍原核生物蛋白质合成的基本过程，包括mRNA合成和处理、tRNA合成和处理以及核糖体合成和组装。
接着，我们将详细探讨参与原核生物蛋白质合成的主要酶及其功能，如RNA聚合酶、tRNA合成酶和修饰酶以及核糖体蛋白质合成酶。
此外，文章还会介绍与蛋白质折叠和修饰有关的其他酶如伴侣蛋白与分子伴侣系统、脱氧去氧核苷三磷酸供应链和氧化修复系统以及翻译后修饰相关的蛋白激酶和磷酸化等。
最后，我们将得出结论，并强调原核生物蛋白质合成中酶的重要性和进一步研究的意义。
1.3 目的本文旨在全面概述和解释原核生物蛋白质合成过程中所需的酶，通过深入了解这些酶的功能和作用机制，有助于我们更好地理解细胞内的生命活动，并为进一步研究提供基础和启示。
同时，该文章还将强调这些酶在维持细胞稳态、适应环境变化以及抵御外界压力等方面的重要性。
2. 原核生物蛋白质合成的基本过程2.1 mRNA合成和处理原核生物蛋白质合成的第一步是合成并处理mRNA分子。
在细胞质中，RNA聚合酶将DNA模板转录为mRNA链。
这个过程被称为转录。
转录开始于mRNA 起始点，通过配对DNA中的碱基与Nitrogenous ribonucleoside triphosphates（NTPs）来形成一个新的RNA链。
转录结束后，mRNA分子需要经过后续处理，如剪接、修饰和poly(A)尾加在其3'端以增加稳定性。
2.2 tRNA合成和处理tRNA（转运RNA）是参与蛋白质合成的重要分子。
tRNA由细胞中存在的tRNA 合成酶通过连接特定氨基酸和特定tRNA序列而生成。
该过程称为tRNA激活或氨酰化。
真核生物中的蛋白质合成与细胞器
真核生物中的蛋白质合成与细胞器蛋白质是细胞中最重要的生物大分子之一，参与到绝大多数生命活动中。
真核生物的蛋白质合成是一个复杂的过程，在细胞器的参与下完成。
本文将从核糖体、内质网、高尔基体等多个细胞器的角度，探讨真核生物中的蛋白质合成过程以及细胞器在其中的作用。
1. 核糖体：蛋白质合成的主要场所核糖体是真核生物中蛋白质合成的主要场所。
它位于细胞的浆液质中，由大量的蛋白质和核糖核酸组成。
核糖体由大亚基和小亚基组成，而这两个亚基的合作是蛋白质合成的基础。
蛋白质合成的过程可以简单描述为三个主要步骤：A. 信使RNA合成，B. 转录，C. 翻译。
其中，步骤C即是在核糖体中进行的。
在核糖体中，mRNA从5'端开始"读取"氨基酸的密码子，每次读取一个密码子，并选择适应的tRNA将氨基酸传递给正在合成的蛋白质链，直至终止密码子出现。
这样就完成了蛋白质的合成。
2. 内质网：蛋白质的初步修饰内质网（ER）是一个由连续膜组成的细胞器，分布在真核细胞的质膜系统中。
它的主要结构包括粗面内质网和滑面内质网。
其中，粗面内质网上附着有许多核糖体，所以也称为核糖体结合内质网（RER）。
在蛋白质合成的过程中，正在合成的蛋白质链从核糖体转移到RER 上，开始进行初步修饰。
这个过程通常包括折叠、剪切、糖基化等。
有些蛋白质需要进一步的修饰才能获得最终的功能。
经过初步修饰后，蛋白质将被包裹在囊泡中，通过ER和高尔基体之间的转运泡进行运输。
3. 高尔基体：蛋白质的后续修饰和分装高尔基体是真核细胞中最重要的细胞器之一，它与ER紧密相连。
高尔基体在蛋白质合成过程中发挥着重要的作用。
在高尔基体中，蛋白质经历了进一步的修饰和变构。
其中一个重要的修饰是糖基化。
高尔基体中的酶能够将添加半乳糖和N-乙酰半乳糖胺等糖链，使蛋白质具有更多的功能。
同时，高尔基体还可以将蛋白质分装入不同的转运泡中，这些泡囊将蛋白质运输到细胞的各个部位，fulfill其特定的功能。
生物基因指导蛋白质的合成知识点
生物基因指导蛋白质的合成知识点细胞是生命系统结构层次的基石，离开细胞，就没有神奇的生命乐章，更没有地球上那瑰丽的生命画卷。
下面是小编整理的生物基因指导蛋白质的合成知识点，仅供参考希望能够帮助到大家。
生物基因指导蛋白质的合成知识点一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、O、N、P2、基本单位：核糖核苷酸(4种)3、结构：一般为单链二、基因：是具有遗传效应的DNA片段，主要在染色体上。
三、基因控制蛋白质合成：1、转录：(1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
【注】叶绿体、线粒体也有转录(2)过程：①解旋②配对③连接④释放(3)模板：DNA的一条链(模板链)原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等(4)原则：碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G)(5)产物：信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)2、翻译：(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【注】叶绿体、线粒体也有翻译(2)模板：mRNA原料：氨基酸(20种)能量：ATP酶：多种酶搬运工具：tRNA装配机器：核糖体(4)原则：碱基互补配对原则(5)产物：多肽链3、与基因表达有关的计算：基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数= 6：3：14、密码子①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。
每3个这样的碱基又称为1个密码子②特点：专一性、简并性、通用性③起始密码：AUG、GUG(64个)终止密码：UAA、UAG、UGA【注】决定氨基酸的密码子有61个，终止密码不编码氨基酸。
学习生物的方法在记住了基本的名词、术语和概念之后，同学们就要把主要精力放在学习生物学规律上来了。
这时大家要着重理解生物体各种结构、群体之间的联系，也就是注意知识体系中纵向和横向两个方面的线索。
如：关于DNA，我们会分别在“绪论”、“组成生物体的化合物”和“生物的遗传和变异”这三个地方学到，但教材中在三个地方的论述各有侧重，同学们要前后联系起来思考，既所谓“瞻前顾后”。
蛋白质合成的细胞器-细胞核
核小体的基本结构
连接部
DNA分子：50～60bp
3.染色质的结构与组装 染 色 质 核 的 小 一 体 级 链 结 构 ：
核小体是染色质的基本结构单位， 许多核小体彼此连接形成 11nm 的串珠链，为染色质的一级结构。
（将DNA分子长度压缩1/7）
3.染色质的结构与组装 染 色 质 螺的 线二 管级 结 构 ：
核仁内染色质 （NOR)
3.核仁的功能 1)rRNA合成、加工 2)核糖体亚基的装配
医学全在线 ( )
4.核仁周期 核仁随细胞周期的进行而呈现周期性 变化（形成和消失）。
分裂间期：典型的核仁结构 分裂前期：核仁消失 分裂末期：核仁重现
（三）核基质
在核液中存在着一个主e formed at sites where the inner and outer membranes of the nuclear envelope are joined. The figure to
shows a view of the nuclear pore from the top. It contains 8 subunits that "clamp" over region of the inner and outer membrane where they join. Actually, they form a ring of subunits 15-20 nm in diameter.
直径11nm的核小体串珠链螺旋盘绕， 每圈6个核小体，形成外径30nm，
内径10nm，螺距11nm的螺线管，
构成染色质的二级结构。
螺线管即为直径30nm的染色质纤维。
内10nm
组蛋白
3.染色体的结构与组装 染 色 质 的 高 ？级 结 构 ：
细胞生物学(第五版)-第10章 核糖体
在细菌mRNA起始密码子AUG上 游5～10个碱基处有一段特殊的序 列，即SD序列。
SD序列能与核糖体小亚基 16SrRNA 3，端的碱基序列互补 结合，从而保证30S小亚基能准确 识别起始密码子AUG，并结合到 mRNA。
三、核糖体蛋白质与rRNA的功能
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位 点与催化位点
①mRNA的结合位点— mRNA与小亚基结合
原核生物：核糖体与mRNA的结合位 点 位 于 16SrRNA 的 3’ 端 ， 位 于 起 始 密码子上游5～10bp处 （ SD 序 列 ——mRNA 有 一 段 特 殊 的 Shine-Dalgarno序列）。
•尽管任何形成复合物的氨酰-tRNA都能够进入A位点，但只有其 反密码子能与A位点的mRNA密码子匹配的氨酰—tRNA才能被核 糖体牢牢捕捉并定位在A位点，从而保证正确识别 tRNA。
•到位后，结合在EF-Tu上的GTP水解，EF-Tu 连同结合在一起的 GDP离开核糖体，被另一个因子 EF-Ts介导生成EF-Tu·GTP。
⑤肽酰tRNA从A位点转移到P位点相关 转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点。 EF-Tu、EF-G 的一部分结合位点位于 A位点和P 位点的底部。
⑥肽酰转移酶的催化位点，跨过A 位点 和P位点
⑦蛋白质合成相关的其他起始因子、延 伸因子和终止因子的结合位点 。
EF-Tu-GTP的功能是与氨 酰-tRNA结合，将其带到A 位点
此时，P位点的tRNA分子已经如释重负，没有携带任何 氨基酸。
3、转位：即核糖体沿着mRNA分子的5，→3，方向移动3个核苷 酸(一个密码子)。 在转位过程中，携带二肽的tRNA从A位点移位到P位点，而没有 携带任何氨基酸的tRNA从P位点移位到E位点。
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三.核糖体的重要部位
P位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA位
核糖体的功能：蛋白质合成的场所
•游离核糖体合成：结构蛋白 （如细胞代谢所需的酶、核糖体蛋白等） •附着核糖体合成：外输性的分泌蛋白 （如酶、激素等）
游 离 核 糖 体 合 成 的 蛋 白
附 着 核 糖 体 合 成 的 蛋 白
电镜下显示内质网（兰色），核糖体颗粒（绿色）
医用生物学
核糖体的结构与功能
核糖体是细胞内的一种非膜性细胞结构，原核细胞和真核
细胞均具有，与细胞内蛋白质合成密切相关。（按照
mRNA的指令由氨基酸高效且精确合成多肽链）
一.核糖体的组成
rRNA 蛋白质
由几种rRNA和几十种蛋白质组成。但组成原核细胞和真核细胞核糖体 的蛋白质数量、 rRNA分子的长度不同。
（四） 染色质（chromatin）与染色体（chromosom）
染色质与染色体是同一物质在细胞不同时期的表现形式 染色质：间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，呈网 状不规则的结构。
染色体：分裂期染色质高度凝集而形成的棒状结构
1. 染色质的化学组成
D N A 染色质的主要成分
染 色 质
组 蛋 白（碱性蛋白）与染色质的高级结 构形成有关。H1、H2A、H2B、H3、H4
中心粒的结构与功能
由位于中心的1-2个小粒和周围的一团比较致密的细胞基质构成。
由于它的位置接近细胞中心，故有“中心体”之称。
• 电镜下是短筒状小体，直径0.1-0.5um。常成对出现，故称双 心粒。两个中心粒的长轴互成直角。一般情况下，每个细胞只
有一对中心粒。
• 主要成分是微管蛋白。 • 与细胞的有丝分裂有关。为细胞运动和染色体运动提供能量。
充满液态物质，为各种蛋白质和酶。此间隙与内质网有临
时通道，可进行核-质物质交换。
核膜上的圆形小孔，是核—质的直接通道；孔径：70nm，
不与核周间隙相通。
核孔周围有一个盘状结构，称为核孔复合体。由排列成八角形 的蛋白质颗粒组成，贯穿于两层膜之间，使围着核孔边缘的内 外膜愈合。核孔复合体的孔是含水通道，可允许水溶性物质出
形成丝状结构。
四级结构——染色单体：超螺线管再次压缩，形成棒状
的染色单体结构。
染色体与DNA的关系
核小体链
螺线管
3. 染色质的类型
细胞中的染色质分为两类： 常染色质（具有一定转录活性） 异染色质（处于静止状态）
细胞核的组成
核 膜 核 仁 染色质
核基质
（一）核 膜
核膜是由两层单位膜围成的多孔的膜性结构，又称核被膜。
核 膜
无核糖体附着，其内表面有一层电子密度高的蛋白质细 丝附着，称为核纤层,支持核膜，并与核内染色质和RNA相连。
面向细胞质，其表面附有核糖体，形似粗面内质网, 甚至并与其相 通。所谓核膜实际上就是包围核物质的内质网的一部分。它的意义在于 保护DNA分子，使核物质“区域化”。
• 与细胞质运动有关
• 细胞进行胞吞作用和细胞膜内陷也有赖于微丝的收缩。
中间纤维
由5种蛋白质组成。分布在不同类型的细胞中。
长而分枝的纤维结构。 功能 ① 支撑细胞 ② 细胞核固定作用
③ 细胞分裂时，支架作用
④ 与DNA复制与转录有关 ⑤ 细胞癌变发挥作用
微
丝
微 管
中间纤维
细胞核
细胞核是真核生物区别于原核生物的根本所在， 在生命进化历程中具有重要意义。 细胞核是细胞内最大最重要的细胞器，在不同 的细胞具有异型性（位置、形态、大小、数目） 细胞核的功能：是细胞内遗传信息贮存、复制 和转录的场所，也是细胞功能及代谢、生长、 增殖、分化、衰老的控制中心。
聚合 异二聚体
首尾相连
原纤维 （13）
微管
微管的结构
微管是直而中空的圆筒状结构。
微管的形态 （管壁由13根原纤维组成）
微管的种类
单管 细胞大部分 微管是单管
二联管 （纤毛、鞭毛）
三联管 （鞭毛、纤毛、中心粒）
微管的功能
在不同细胞中，微管所起的作用不同。在多数细胞中微管的主要作用 有两个方面：细胞支架作用；控制鞭毛和纤毛的运动。
裂沟 平台
嵴
小亚基
（长条形）
40S 头部 基部
mRNA
新生肽链释放部位
核糖体的存在的形式
•
• •
游离核糖体（细胞质）
附着核糖体（内质网） 多聚核糖体（进行蛋白质合成）
三.核糖体的重要功能部位
（蛋白质合成的场所）
mRNA结合位
mRNA结合部位位于核糖体的小亚基上。
A位（氨酰基位或受位）
此部位位于大亚基上，是接受氨酰-tRNA的部位。
P位（肽酰基位或供位）
此 部 位 位 于 大 亚 基 上 ， 是 肽 酰 基 -tRNA 移 交 肽 链 后 ， tRNA脱落部位。
三.核糖体的重要功能部位
（蛋白质合成的场所）
T因子（肽基转移酶位）
此部位位于大亚基上，作用是催化氨基酸和氨基酸间形成
肽链。
G因子（GTP酶或转位酶）
此部位位于大亚基上，能分解GTP分子将肽酰基-tRNA由
蛋白质
非组蛋白（酸性蛋白）
少量RNA
2. 染色质的超微结构与组装
一级结构——核小体结构
形似算盘珠的盘状结构。 由5种组蛋白和200bp的DNA 分子组成。是染色质的基本结
构。
二级结构：直径11nm的核小体串珠链螺旋盘绕， 每圈6个核小体，形成螺线管，构成染色质的二级结构。
三级结构——超螺线管：螺线管进一步螺旋压缩，
原核细胞核糖体(70S) 真核细胞核糖体(80S)
28S RNA 60S ~50种蛋白质 18S RNA 5.8S RNA 5S RNA
80S核糖体
40S
~33种蛋白质
二. 核糖体的结构
非膜性细胞器；高电子密度的圆形或椭圆形致密小颗粒。 直径15～25nm。
柄 大亚基 60S
结 构
(圆锥形）
中心突
化学组成
R N A : 10% D N A : 8%
2.核仁的形态结构 均质、海绵状网络结构
3.核仁的功能 1)rRNA合成、加工 2)核糖体亚基的装配
（三）核基质
在核液中存在着一个主要由非组蛋白纤维组成的网 络状结构，被命名为核基质。由于它的形态与胞质骨架 很相似，相互之间又有一定的联系，也被称为核骨架。
微丝
在体外培养的上皮细胞和成纤维细胞基质中，可见到线状的微细纤维， 就是微丝。分散或成束状，或交织成网状存在于大多数细胞中。
主要由球状的肌动蛋白组成。 实心的纤维状结构。
肌动蛋白 -肌动蛋白(肌细胞)
-肌动蛋白(非肌细胞) -肌动蛋白(非肌细胞)
电子显微镜下的肌动蛋白丝
微丝的功能
• 与微管共同构成细胞的支架，以维持细胞的形态。
入核和细胞质之间。
孔环颗粒
周边颗粒
核孔复合体
核膜的功能 保护核内物质
核膜作为核的界膜，维持核内相对穏定的内环境； 保护DNA分子。
核内外物质交换的调节通道
核膜上核孔的存在，决定了其有核内外物质交换的 功能。
核仁
核仁的存在也是真核细胞区别于原核细胞的标志之一。 核仁与细胞的功能状态密切相关。细胞合成活跃时， 核仁变大；细胞处于静止状态时，核仁萎缩。 蛋白质 ：80%
细胞骨架
细胞骨架：真核细胞细胞质中由蛋白质纤维组成的网
架结构，由微管、微丝和中间纤维组成。
微管
中间纤维
微丝
微管的组成：
• • 微管蛋白：是微管的主要成分，构成微管的主题结构。 微管相关蛋白（MAP） 微管蛋白 微管蛋白
——微管蛋白
(55KD 450aa)
(55KD 550aa)
微管蛋白 微管蛋白