细胞生物学第7章.pptx

第七章第七章 真核细胞内膜系统真核细胞内膜系统蛋白质分选与膜泡运输蛋白质分选与膜泡运输第一节第一节细胞质基质细胞质基质的涵义与功能的涵义与功能1.1 细胞质基质的涵义细胞质基质的涵义基本概念基本概念 细胞质基质是细胞质内除细胞器和内含物以外的、较为均质和半透明的胶状物质。生物化学家称之为胞质溶胶。成分成分极其庞杂极其庞杂 中间代谢有关的酶类、细胞骨架结构、大量的蛋白质和RNA分子。特点特点高度有序的体系高度有序的体系 多酶复合体 锚定于细胞骨架上 附着于生物膜上 细胞质基质是细胞的重要的结构成分，细胞质基质是细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半其体积约占细胞质的一半 细胞组分数目体积比细胞质基质细胞核内质网高尔基体溶酶体胞内体过氧化物酶体线粒体1111300200400170054612311122肝细胞中细胞质基质及细胞其它组分的数目及所占的体积比（引自肝细胞中细胞质基质及细胞其它组分的数目及所占的体积比（引自Albert.1998）1.2 细胞质基质的功能细胞质基质的功能v中间代谢和生物合成；信号传递中间代谢和生物合成；信号传递 v与细胞质骨架相关的功能与细胞质骨架相关的功能v维持细胞形态、运动、胞内物质运输及能量传递等v蛋白质的修饰和选择性的降解蛋白质的修饰和选择性的降解 蛋白质的修饰 控制蛋白质的寿命 降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠蛋白质正确的折蛋白质正确的折叠由许多蛋白因叠由许多蛋白因子的帮助子的帮助没有信号序列的没有信号序列的蛋白质将留在细蛋白质将留在细胞质基质胞质基质细胞质基质与胞质溶胶细胞质基质与胞质溶胶 v早期学者把差速离心去除各种细胞组分后最终留下早期学者把差速离心去除各种细胞组分后最终留下的富含蛋白质的组分称为的富含蛋白质的组分称为“胞质溶胶胞质溶胶”v胞质溶胶中的成分与细胞质基质周围的溶液成分有胞质溶胶中的成分与细胞质基质周围的溶液成分有很大不同很大不同v细胞质基质与细胞骨架的关系细胞质基质与细胞骨架的关系 细胞骨架为细胞质基质中其它成分和细胞器提供锚定位点 细胞骨架成分装配和解聚与周围液相的动态平衡第二节第二节细胞内膜系统细胞内膜系统及其功能及其功能细胞内膜系统细胞内膜系统（endomembrane system）vv内膜系统的定义内膜系统的定义 在结构、功能和发生上相关的，由膜围绕的细胞器或细胞结构 vv内膜系统的组成内膜系统的组成内膜系统内膜系统：真核细胞内在结构、功能及发生上相关的膜相结构的总称内质网内质网核膜核膜溶酶体溶酶体高尔基体高尔基体分泌泡分泌泡vv内膜系统的意义内膜系统的意义内膜系统的意义内膜系统的意义 扩大了细胞内的膜面积扩大了细胞内的膜面积 高度分区化高度分区化 膜分化膜分化 vv内膜系统的特点内膜系统的特点内膜系统的特点内膜系统的特点 动态结构，具有流动性、镶嵌性、不对称性和动态结构，具有流动性、镶嵌性、不对称性和蛋白质的极性蛋白质的极性 细胞内膜系统的研究方法细胞内膜系统的研究方法 放射自显影（Autoradiography）生化分析（Biochemical analysis）遗传突变分析（Genetic mutants）2.1 内质网内质网(endoplasmicreticulum,ER)v内膜系统的发源地内膜系统的发源地v真核细胞大分子合成基地真核细胞大分子合成基地2.1.1 内质网的形态结构内质网的形态结构v由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通的网状结构的网状结构v使细胞内膜的表面积大增使细胞内膜的表面积大增v形成了完整封闭体系形成了完整封闭体系v是细胞内除核酸外的大分子合成基地是细胞内除核酸外的大分子合成基地内质网的类型内质网的类型v糙面内质网糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，rER）扁囊状，排列整齐，膜表面分布着大量的核糖体v光面内质网光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）分支管状，只是内质网连续结构的一部分 v微粒体微粒体（microsome）rER是ER与核糖体组成的功能性复合体内质网腔内质网腔内质网膜内质网膜Microsome(100-200nm)糙面微粒体糙面微粒体光面微粒体光面微粒体微粒体（微粒体（microsome）在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的在细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的 内质网形成的近似球形的囊泡结构内质网形成的近似球形的囊泡结构2.1.2 内质网的功能内质网的功能 ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地v蛋白质的合成蛋白质的合成 分泌的蛋白质 膜的整合蛋白 可溶性驻留蛋白v脂质的合成脂质的合成 v蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工 v新生多肽的折叠与装配新生多肽的折叠与装配vrER的功能的功能 分泌蛋白在内质网上合成过程分泌蛋白在内质网上合成过程 v在游离核糖体上起始多肽链的合成，至80个氨基酸残基v信号识别颗粒与信号肽结合合成暂停v信号识别颗粒与DP结合；核糖体与内质网膜上的易位子（translocon）结合v信号识别颗粒脱离，返回胞质，重新利用v肽链穿入内质网腔，合成继续v信号肽被腔面上的信号肽酶切除，肽链继续延伸直至完成整个多肽链的合成N-linked:linked to the amide nitrogen of asparagine (in ER)O-linked:linked to the hydroxyl group serine or threonine via GalNac(in Golgi)蛋白质的修饰与加工蛋白质的修饰与加工N连接的糖基化连接的糖基化N连接糖基化发生于内质网，在高尔基体中继续进行加工连接糖基化发生于内质网，在高尔基体中继续进行加工sER的功能的功能vv类固醇激素的合成vv肝细胞中：合成外输性脂蛋白颗粒的基地 vv肝细胞葡萄糖的释放（G-6P G）vvCa2浓度的调控 膜脂的合成膜脂的合成v包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂的合成v磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位点朝向细胞质基质v转位与转运磷脂转换蛋白（PEP）转位出芽 vv非还原性的内腔，易非还原性的内腔，易于二硫键形成于二硫键形成vv蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶vv驻留蛋白具有驻留蛋白具有KDELKDEL或或 HDELHDEL信号信号vv结合蛋白结合蛋白 （BindingproteinBindingprotein，BipBip）新生多肽的折叠与装配新生多肽的折叠与装配2.1.3 内质网与基因表达的调控内质网与基因表达的调控 影响内质网影响内质网 细胞核信号转导的三种因素：细胞核信号转导的三种因素：内质网腔内未折叠蛋白的超量积累内质网腔内未折叠蛋白的超量积累 折叠好的膜蛋白的超量积累折叠好的膜蛋白的超量积累 内内质质网网膜膜上上膜膜脂脂成成份份的的变变化化主主要要是是固固醇醇缺乏缺乏 不不同同的的信信号号转转导导途途径径诱诱导导不不同同的的基基因因活活化化，最终调节细胞核内特异基因表达最终调节细胞核内特异基因表达2.2 高尔基体高尔基体(GolgiComplex)v形态形态 扁平膜囊和大小不等的囊泡v极性极性 位置、方向、物质转运与生化极性v组成组成 高尔基体顺面网状结构（CGN）高尔基体中间膜囊（medial Golgi）高尔基体反面网状结构（TGN）周围大小不等的囊泡（高尔基小泡、分泌泡）v结构特点结构特点 动态动态结构结构 高尔基体的形态结构高尔基体的形态结构顺面顺面反面反面CGNTGN中间膜囊中间膜囊高尔基高尔基小泡小泡分泌分泌小泡小泡a)嗜锇反应区嗜锇反应区 CGN b)甘露糖苷酶甘露糖苷酶 中间膜囊中间膜囊c)CMP酶特异性反应酶特异性反应 TGN高尔基体各部膜囊的标志细胞化学反应高尔基体各部膜囊的标志细胞化学反应高尔基体的动态结构高尔基体的动态结构2.2.2 高尔基体的功能高尔基体的功能v高尔基体与细胞的分泌活动高尔基体与细胞的分泌活动v蛋白质的糖基化及其修饰蛋白质的糖基化及其修饰v蛋白酶的水解和其它加工过程蛋白酶的水解和其它加工过程v蛋白质的分选及运输蛋白质的分选及运输高尔基体与细胞的分泌活动高尔基体与细胞的分泌活动 转转转转运运运运途途途途径径径径：分分泌泌性性蛋蛋白白、膜膜蛋蛋白白、溶溶酶酶体体酶酶、胶胶原原纤纤维维等等胞胞外外基基质质等等成成分分都都是是通通过过高高尔尔基基体体完完成成其其定定向向转运过程的。转运过程的。蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质的的的的分分分分类类类类与与与与转转转转运运运运：蛋蛋白白质质的的分分选选及及其其转转运运的的信信息息仅仅存存在在于于编编码码该该蛋蛋白白质质的的基基因因本本身身，如如分分选选信信号号序序列列 溶酶体酶的分选溶酶体酶的分选溶酶体酶的分选溶酶体酶的分选：M6PM6P，反面膜囊反面膜囊M6PM6P受体受体 细胞的分泌活动细胞的分泌活动A model for the retrieval of ER resident proteins.The KDEL receptor captures the soluble ER resident proteins and carries them in COPI-coated transport vesicles back to the ER.Neutral pH:dissociate from the KDEL;low pH:binding the KDEL 蛋白质的糖基化及其修饰蛋白质的糖基化及其修饰v类型类型 N-连接糖基化连接糖基化 O-连接糖基化连接糖基化v特点特点 没有模板没有模板 分区定位分区定位 复杂的加工复杂的加工v意义意义 分选信号分选信号 蛋白质的构象和稳定性蛋白质的构象和稳定性 蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质蛋白质的水溶性及蛋白质所带电荷的性质 蛋白质糖基化类型蛋白质糖基化类型N-连接糖基化连接糖基化O-连接糖基化连接糖基化合成部位合成部位粗面内质网粗面内质网高尔基体高尔基体合成方式合成方式同一个寡糖前体同一个寡糖前体每个单糖次序加每个单糖次序加与之结合基团与之结合基团NH2（天冬酰胺天冬酰胺）OH(丝氨酸等）丝氨酸等）最终长度最终长度5个糖残基以上个糖残基以上14个糖残基个糖残基首个糖残基首个糖残基N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺N乙酰半乳糖胺等乙酰半乳糖胺等蛋白酶的水解和其它加工过程蛋白酶的水解和其它加工过程v方式方式 蛋白原蛋白原在在高尔基体内切除高尔基体内切除N-N-端或两端的序列端或两端的序列 蛋白质前体蛋白质前体在在高尔基体中水解高尔基体中水解生成生成有活性的多肽有活性的多肽 不同信号序列使同一种蛋白质前体不同信号序列使同一种蛋白质前体在在不同细胞、以不同细胞、以不同的方式加工不同的方式加工产生产生不同的多肽不同的多肽v意义意义 确保小肽分子的有效合成确保小肽分子的有效合成 弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号弥补缺少包装并转运到分泌泡中的必要信号 有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用有效地防止这些活性物质在合成它的细胞内起作用 物物质质的的分分选选与与运运输输 高高尔尔基基体体的的功功能能2.3 溶酶体的结构和功能溶酶体的结构和功能vv溶酶体（lysosome）是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用2.3.1 溶酶体形态结构与类型溶酶体形态结构与类型vv溶酶体酶：60余种，异质性（heterogenous）最适pH为5.0左右vv标志酶酸性磷酸酶（acid phosphatase）Histochemical visualization of lysosomes.Electron micro-graphs of two sections of a cell stained to reveal the location of acid phosphatase,a marker enzyme for lysosomes.The larger membrane-bounded organelles,containing dense precipitates of lead phosphate,are lysosomes,whose diverse morphology reflects variations in the amount and nature of the material they are digesting.The precipitates are produced when tissue fixed with glutaraldehyde is incubated with a phosphatase substrate in the presence of lead ions.Two small vesicles thought to be carrying acid hydrolases from the Golgi apparatus are indicated by red arrows in the top panel.(Courtesy of Daniel S.Friend.)溶酶体的组织化学溶酶体的组织化学溶酶体的结构类型溶酶体的结构类型v初级溶酶体（primarylysosome）v次级溶酶体（secondarylysosome）自噬溶酶体（autophagolysosome）异噬溶酶体（phagolysosome）v残余小体（residualbody）是否存在作用底物底物来源不同Primary Lys.Second LysResidual body溶酶体的类型溶酶体的类型v初级溶酶体初级溶酶体v次级溶酶体次级溶酶体 自噬溶酶体自噬溶酶体 异噬溶酶体异噬溶酶体 v残余体残余体溶酶体膜的特性溶酶体膜的特性v膜内侧高度糖基化膜内侧高度糖基化 膜结构完整膜结构完整v膜上膜上H泵泵 pH5.2v膜上载体蛋白膜上载体蛋白 向胞质输送养料向胞质输送养料A2.3.2 溶酶体的功能溶酶体的功能溶酶体的功能溶酶体的功能基本功能基本功能消化作用消化作用细胞的自我更新（自噬作用）防御功能作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养其它特殊功能：细胞分泌 顶体反应 细胞凋亡（自溶作用)免疫功能自噬作用：溶酶体与自噬泡融合，将自身的某些结构加以降解。自溶作用：溶酶体膜受损，其内酸性水解酶大量释放到细胞质空间，造成细胞溶解死亡。溶溶 酶酶 体体 与与 疾疾 病病vv贮积症：溶酶体酶缺失或异常，导致某些贮积症：溶酶体酶缺失或异常，导致某些物质不被消化，而遗留在溶酶体中，影响物质不被消化，而遗留在溶酶体中，影响细胞代谢，引起疾病。细胞代谢，引起疾病。vv矽肺：二氧化矽引起的细胞自溶作用矽肺：二氧化矽引起的细胞自溶作用vv类风湿关节炎：溶酶体膜的脆性致溶酶体类风湿关节炎：溶酶体膜的脆性致溶酶体酶泄漏酶泄漏2.3.3 溶酶体的发生溶酶体的发生关键关键：M6P 6磷酸甘露糖磷酸甘露糖 M6P-R 6磷酸甘露糖受体磷酸甘露糖受体M6P作为溶酶体酶的标志作为溶酶体酶的标志Targeting of soluble lysosomal enzymes to endosomes and lysosomes by M-6-P tag Phosphorylation of mannose residues on lysosomal enzymes catalyzed by two enzymesphosphoglycosidase溶酶体酶分选与局部浓缩（TGN）M6P去磷酸化（前溶酶体）溶酶体的发生溶酶体的发生分选信号M6P溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）寡糖链上的甘露糖残基磷酸化（CGN）受体再循环UDPGlcNAcUMP,N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶磷酸葡萄糖苷酶 GlcNAc溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运到前溶酶体磷酸葡萄糖苷酶磷酸化识别信号：信号斑溶酶体发生途径溶酶体发生途径溶酶体的发生溶酶体的发生溶酶体的发生溶酶体的发生2.3.4 溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化物酶体 过氧化物酶体过氧化物酶体(peroxisom)又称微体又称微体(microbody)v形态结构形态结构 囊泡结构囊泡结构单层膜围绕，单层膜围绕，0.5um，圆形、椭圆形或哑呤形，圆形、椭圆形或哑呤形 内含物内含物过氧化氢酶（标志酶）过氧化氢酶（标志酶）依赖黄素（依赖黄素（FAD）的氧化酶）的氧化酶v特点特点 异质性的细胞器异质性的细胞器 尿酸氧化酶结晶尿酸氧化酶结晶 过氧化物酶体的功能过氧化物酶体的功能 RH2+O2R+H2O2 H2O2+RH2R+H2Ov动物细胞（肝细胞或肾细胞）动物细胞（肝细胞或肾细胞）解毒作用解毒作用v分解脂肪酸等高能分子向细胞直接分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能提供热能v植物中植物中叶肉细胞，叶肉细胞，光呼吸反应光呼吸反应 种子萌发，种子萌发，乙醛酸循环乙醛酸循环过氧化物酶体的发生过氧化物酶体的发生v分裂方式增值，进一步装配成熟分裂方式增值，进一步装配成熟v膜脂可能在内质网上合成后转运而来膜脂可能在内质网上合成后转运而来v蛋白成分在细胞质基质中合成，然后转运到过氧蛋白成分在细胞质基质中合成，然后转运到过氧化物酶体化物酶体 第三节第三节细胞内蛋白质的分选细胞内蛋白质的分选与膜泡运输与膜泡运输3.1 信号假说与蛋白质分选信号信号假说与蛋白质分选信号 信号假说信号假说(Signalhypothesis)信号肽信号肽（Signal peptide）与）与共转移共转移 导肽导肽（Leader peptide）与）与后转移后转移3.1.1 信信 号号 假假 说说v信号假说内容分泌蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。v指导因子蛋白质N-端的信号肽（signalpeptide）信号识别颗粒（signalrecognitionparticle，SRP）信号识别颗粒的受体（停泊蛋白dockingprotein，DP）等3.1.2 信号肽与共转移信号肽与共转移v信号肽信号肽与信号斑信号斑：分泌蛋白开始合成时N端的一段1626个氨基酸残基序列，以此指导分泌蛋白在糙面内质网中的合成和转运，在蛋白质合成结束前被切除 v共转移（Cotranslocation）肽链一边合成一边转移到内质网腔中的方式起始转移序列和终止转移序列起始转移序列和终止转移序列的数目决定多肽跨膜次数只有N端信号序列的肽链将进入内质网腔信号肽与信号斑信号肽与信号斑信号肽的作用信号肽的作用信号肽作用机制信号肽作用机制v信号肽v信号肽识别颗粒（SRP）vSRP受体v易位子v关键关键开始转移序列开始转移序列 停止转移序列停止转移序列v进入内质网腔进入内质网腔v跨膜蛋白跨膜蛋白开始转移序列开始转移序列开始转移序列开始转移序列 即信号肽序列即信号肽序列 停止转移序列停止转移序列停止转移序列停止转移序列 肽链中某些序列肽链中某些序列与内质网膜的亲和力与内质网膜的亲和力很强，这段序列不再很强，这段序列不再转入内质网腔中转入内质网腔中 v关键关键开始转移序列开始转移序列 停止转移序列停止转移序列v多次跨膜蛋白多次跨膜蛋白3.1.3 导肽与后转移导肽与后转移导肽导肽 指指导导线线粒粒体体、叶叶绿绿体体中中的的绝绝大大多多数数蛋蛋白白质质和和过过氧氧化化物物酶酶体体中的蛋白质从胞质中转移到相应细胞器的信号序列中的蛋白质从胞质中转移到相应细胞器的信号序列后转移后转移（posttranslocation）蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中器中蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠，还需要一些蛋白质的帮助（如热休克蛋白Hsp70）使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。3.2 蛋白质分选的基本途径与类型蛋白质分选的基本途径与类型v合成合成两条基本途径两条基本途径 细胞质基质中完成合成细胞质基质中完成合成 主要在糙面内质网上合成主要在糙面内质网上合成 v转运转运四种基本类型四种基本类型 蛋白质的跨膜转运蛋白质的跨膜转运 膜泡运输膜泡运输 选择性的门控转运选择性的门控转运 细胞质基质中的蛋白质的转运细胞质基质中的蛋白质的转运 细胞内蛋白质的分选v游离核糖体游离核糖体v附着核糖体附着核糖体线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞质基质内质网、高尔基体、溶酶体、膜蛋白、分泌蛋白 蛋白质分选途径蛋白质分选途径蛋白质分选途径蛋白质分选途径 3.2 膜泡运输膜泡运输 v膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。v 三种类型的包被小泡网格蛋白包被小泡COPII包被小泡COPI包被小泡v 膜泡运输是特异性过程特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、去组装的复杂调控。膜泡运输膜泡运输 3.3.1 网格蛋白包被小泡网格蛋白包被小泡相关运输途径相关运输途径 高尔基体高尔基体TGN 质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡 受体介导的细胞内吞途径受体介导的细胞内吞途径 胞内体胞内体 溶酶体溶酶体结构结构 网格蛋白网格蛋白 衔接蛋白衔接蛋白高尔基体高尔基体TGNTGN是网格蛋白包被小泡形成的发源地是网格蛋白包被小泡形成的发源地ClathrincoatedvesiclesSelective transport by clathrincoated vesicles3.3.2 COPII 包被小泡包被小泡相关运输途径相关运输途径相关运输途径相关运输途径 内质网内质网 高尔基体的物质运输高尔基体的物质运输结构结构结构结构 COPIICOPII包被由包被由5 5种蛋白亚基组成种蛋白亚基组成 包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于SarSar蛋白蛋白 选择性浓缩选择性浓缩选择性浓缩选择性浓缩vv大多数跨膜蛋白是直接结合在大多数跨膜蛋白是直接结合在COP IICOP II衣被上，少数跨膜蛋白衣被上，少数跨膜蛋白和多数可溶性蛋白通过受体与和多数可溶性蛋白通过受体与COP IICOP II衣被结合。衣被结合。vv分选信号位于跨膜蛋白胞质面的结构域，形式多样，有些包分选信号位于跨膜蛋白胞质面的结构域，形式多样，有些包含双酸性基序含双酸性基序DEXDE DEXDE，如，如Asp-X-GluAsp-X-Glu序列序列vCOPII-coated vesicles move materials from the ER to the Golgi.The assembly of a COPII-coated vesicles.SarGTP binding protein:Sar-GTP binds to the ER;Sar-GDP dissociates from the ERAntibodies is able to block the budding of vesicle from ER but have no effect on vesicle transport from one Golgi compartment to another in mammalian cell.3.3.3 COPI 包被小泡包被小泡相关运输途径相关运输途径相关运输途径相关运输途径GolgiGolgiERER逆行转运（回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网）逆行转运（回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网）非选择性的批量运输（非选择性的批量运输（bulkflowbulkflow）顺行转运从顺行转运从ERERER-GolgiICER-GolgiICGolgiGolgi 结构结构结构结构COPICOPI包被含有包被含有8 8种蛋白亚基种蛋白亚基 包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARFARF细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制 转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外，防止出芽转运 通通过过识识别别驻驻留留蛋蛋白白C-C-端端的的回回收收信信号号的的特特异异性性受受体体，以以COPI-COPI-包包被小泡的形式捕获逃逸蛋白被小泡的形式捕获逃逸蛋白Cop I Vesicles内质网蛋白驻留信号内质网蛋白驻留信号Lys-Asp-Glu-LeuLys-Asp-Glu-Leu（KDELKDEL）A model for the retrieval of ER resident proteins.The KDEL receptor captures the soluble ER resident proteins and carries them in COPI-coated transport vesicles back to the ER.Neutral pH:dissociate from the KDEL;low pH:binding the KDEL Cop I and II Vesicles膜泡融合是特异性的选择性融合膜泡融合是特异性的选择性融合vv选择性融合的基础选择性融合的基础选择性融合的基础选择性融合的基础 供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用供体膜蛋白与受体膜蛋白的特异性相互作用vv糙面内质网相当于重要的物质供应站糙面内质网相当于重要的物质供应站糙面内质网相当于重要的物质供应站糙面内质网相当于重要的物质供应站vv高尔基体起枢纽作用高尔基体起枢纽作用高尔基体起枢纽作用高尔基体起枢纽作用 每每种种结结构构具具有有各各自自特特异异的的成成分分，这这是是行行使使复复杂杂的的膜膜泡泡运运输输功功能能的的物物质质基基础础，但但是是在在膜膜泡泡中中又又必必须须保保证证各各细细胞胞器器和和细细胞胞间间隔隔本本身身成成分分特特别别是是膜膜成成分分的的相对恒定相对恒定3.4 细胞结构体系的组装细胞结构体系的组装 自我装配（自我装配（自我装配（自我装配（self-assemblyself-assembly）协助装配（协助装配（协助装配（协助装配（aided-assemblyaided-assembly）直接装配（直接装配（直接装配（直接装配（direct-assemblydirect-assembly）装配的生物学意义装配的生物学意义 减少和校正蛋白质合成中出现的错误减少和校正蛋白质合成中出现的错误 减少所需的遗传物质信息量减少所需的遗传物质信息量 通过装配与去装配更容易调节与控制通过装配与去装配更容易调节与控制多种生物学过程多种生物学过程分子分子“伴侣伴侣”（molecular chaperones）细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为因此称为分子分子“伴侣伴侣”。蛋白质的共价修饰蛋白质的共价修饰v磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化v糖基化：糖基化：N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺vN端甲基化端甲基化v酰基化酰基化