计算机软件及应用内膜系统学习教案.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,计算机软件及应用(yngyng)内膜系统,第一页，共84页。,由K.R.Porter、A.Claude 和 E.F.Fullam等人于1945年发现，他们在观察培养的小鼠成纤维细胞时，发现细胞质内部具有网状结构，建议叫做(jiozu)内质网(endoplasmic reticulum，ER)，后来发现内质网不仅仅存在于细胞的“内质”部，通常还与质膜和核膜相连，并且与高尔基体关系密切。,第一节 内质网,(Endoplasmic reticulum,ER),第1页/共83页,第二页，共84页。,一、形态(xngti)结构,内质网是由单位膜围成的相互连续的小管、小泡和扁囊样结构组成的三维网状膜系统。小管、小泡和扁囊可视为构成内质网膜的单位结构。,内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜，膜厚约5-6nm，由内质网膜围成的相互连通的腔称为内质网腔。,内质网形态结构在不同细胞中差异很大。其形态、数量和分布在不同细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态(zhungti)、分化程度以及环境条件有关。有些细胞中小管、小泡和扁囊三种单位结构全存在，而另一些细胞中则只有其中的一种或二种。,内质网的分布状态(zhungti)和数量多少与细胞生理功能相关，例如，执行分泌功能细胞的内质网比较发达。,肌质网：心肌和骨骼肌细胞中存在的一种特殊类型的内质网。,同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时期、生理状态(zhungti)不同而不同。,微粒体（microsome）：细胞的一种非生理性结构，细胞在匀浆和差速离心过程中，分离得到的由破碎内质网自我融合形成的、近似球形的膜囊泡结构。,第2页/共83页,第三页，共84页。,内质网的结构由以下(yxi)两部分组成：,内质网膜：,内质网是交织分布在细胞质中高度分化、十分复杂的内膜管道系统，厚约5-6nm。,内质网腔：,由内质网膜围成的空腔。其大小随细胞种类(zhngli)和生理状态而不同。,第3页/共83页,第四页，共84页。,1、组成：,内质网膜由脂类和蛋白质构成内质网膜的脂类较细胞膜少,所含脂类为磷脂,中性脂,缩醛磷脂和神经苷脂等,其中(qzhng)磷脂含量最多.,内质网膜含有的蛋白质比细胞膜多,含有约30-40种酶,其中(qzhng)的葡萄糖-6-磷酸酶被认为是内质网膜的标志酶.,二、内质网的化学(huxu)组成,第4页/共83页,第五页，共84页。,内质网酶及其分布(fnb),酶 分布(fnb)酶 分布(fnb),细胞色素P450 胞质面和腔面 核苷酸焦磷酸酶 胞质面,细胞色素b5 胞质面 GDP-甘露糖基转移酶 胞质面,NADH-细胞色素b5还原酶 胞质面 核苷二磷酸酶 腔 面,NADH-细胞色素C还原酶 胞质面 葡萄糖-6-磷酸酶 腔 面,ATP酶 胞质面 -葡萄糖醛酸酶 腔 面,5核苷酶 胞质面 乙酰苯胺-水解酶 腔 面,第5页/共83页,第六页，共84页。,内质网可分为(fn wi)粗面型内质网（rough endoplasimic reticulum，RER）和滑面型内质网（smooth endoplasimic reticulum，SER）两种类型。,RER呈扁平囊状，排列整齐(zhngq)，有核糖体附着；,SER常由分支小管或小囊泡构成，无核糖体附着,表面光滑。,三、内质网的类型(lixng),第6页/共83页,第七页，共84页。,（rough endoplasmic reticulum，RER),其内质网膜的胞质面附着(fzhu)有核糖体；形态多为板层状排列的扁囊,（smooth endoplasmic reticulum，SER),其膜胞质面无核糖体附着(fzhu)；形态多为分枝的小管或小泡,核糖体,粗面内质网,粗面内质网,滑面内质网,滑面内质网,第7页/共83页,第八页，共84页。,粗面内质网（rough ER,rER）,呈扁囊状，膜上附着(fzhu)有核糖体。其腔常与核周腔相连。,第8页/共83页,第九页，共84页。,滑面内质网sER呈分支(fnzh)管状，内质网上无核糖体颗粒。,第9页/共83页,第十页，共84页。,四、内质网功能(gngnng),（一）粗面内质网的功能(gngnng),1、蛋白质的合成(hchng),蛋白质都是在核糖体上合成的，并且(bngqi)起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网上合成，这些蛋白主要有：,分泌蛋白,：向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；,膜蛋白,：膜的整合蛋白；,细胞器驻留蛋白,：驻留在内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器的蛋白质。,第10页/共83页,第十一页，共84页。,G.Blobel和D.Sabatini等1975 年提出了信号假说(ji shu)（Signal hypothesis），认为蛋白质N端的信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成，因此获1999年诺贝尔生理医学奖。,第11页/共83页,第十二页，共84页。,蛋白质转入内质网合成(hchng)至少涉及5种成分：信号肽（signal peptide）；,信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP）；,SRP受体（SPR receptor）；,核糖体结合蛋白（ribophorin)、；,信号肽酶（signal peptidase),第12页/共83页,第十三页，共84页。,信号肽（signal peptide），是引导新合成肽链转移到内质网上的一段多肽，位于(wiy)新合成肽链的N端，由一组编码特殊氨基酸序列的密码子翻译而成，这一密码称信号密码（signal codon)。,由信号密码翻译出信号肽，它由18-30个疏水氨基酸组成。,在细胞中能够合成信号肽的核糖体将成为附着核糖体与内质网膜结合，不能合成信号肽的则成为游离核糖体，散布在细胞质基质中。因此，信号肽可以引导肽链与内质网膜结合。,（1）、胞质游离核糖体合成信号肽，核糖体由信号肽引导(yndo)与内质网膜结合,第13页/共83页,第十四页，共84页。,为什么信号肽可以引导(yndo)核糖体与内质网膜结合？,第14页/共83页,第十五页，共84页。,信号识别颗粒存在于细胞质基质中，由6个多肽亚单位和一个RNA分子(fnz)组成，属于一种核糖核蛋白(ribonucleoprotein)。SRP既能识别信号肽，又能与粗面内质网膜上的SRP受体结合。SRP与信号肽结合后会导致蛋白质合成暂停。,SRP受体又称停泊蛋白，是膜整合蛋白，存在于内质网膜上，可与SRP特异结合。,信号(xnho)识别颗粒（signal recognition particle，SRP）和SRP受体（SPR receptor）,第15页/共83页,第十六页，共84页。,粗面内质网膜上还含有核糖体结合蛋白，也是膜整合(zhn h)蛋白。当SRP引导SRP-核糖体复合物与内质网膜上的SRP受体结合时，核糖体大亚基会与核糖体结合蛋白相结合，它们的相互作用加强了核糖体与内质网结合的稳定性。,当SRP识别露出核糖体外的信号肽后，与核糖体结合形成(xngchng)SRP-核糖体复合物，内质网膜上含有SRP受体，SRP引导SRP-核糖体复合物与内质网膜上的SRP受体结合。,第16页/共83页,第十七页，共84页。,（2）、新生(xnshng)肽链进入内质网腔的跨膜转运,当SRP-核糖体复合体和内质网膜的SRP受体结合后，核糖体的信号肽会经由(jngyu)内质网膜进入膜腔，使先前暂停的蛋白质合成又重新启动。进入内质网腔的信号肽，由位于内质网膜内表面的信号肽酶切除，与之相连的合成中的肽链继续进入内质网腔，直到合成完整的多肽。,第17页/共83页,第十八页，共84页。,切除掉的信号肽在内质网腔内很快被酶降解为氨基酸，核糖体也在分离因子的作用(zuyng)下，脱离内质网，重新加入“核糖体循环”。,第18页/共83页,第十九页，共84页。,信号密码翻译出信号肽信号肽与SRP结合肽链延伸终止SRP与受体结合SRP脱离信号肽肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导(yndo)新生肽链进入内质网腔信号肽切除肽链延伸至终止,第19页/共83页,第二十页，共84页。,信号密码翻译出信号肽信号肽与SRP结合肽链延伸终止SRP与受体结合SRP脱离信号肽肽链在内质网上继续合成，同时(tngsh)信号肽引导新生肽链进入内质网腔信号肽切除肽链延伸至终止,第20页/共83页,第二十一页，共84页。,2、蛋白质的折叠(zhdi),在内质网膜上由核糖体合成的多肽链进入内质网腔内之后，由内质网腔内的可溶性驻留蛋白如蛋白二硫键异构酶、Grp94等分子伴侣进行折叠(zhdi)和转运。,分子伴侣可以识别正在合成或已经部分折叠(zhdi)的多肽，并与这些多肽的一定部位结合，能够帮助蛋白质正确地折叠(zhdi)、装配和转运。,分子伴侣在这一过程中只起陪伴作用，不参与最终底物的形成。,分子伴侣是一类在细胞内协助其他蛋白质多肽链进行正确折叠(zhdi)、组装、转运及降解的蛋白质分子，其中大部分成员属于热应激蛋白家族。,第21页/共83页,第二十二页，共84页。,分子伴侣能检查多肽的折叠状态，一方面介导特异多肽的折叠，另一方面可以与不正确(zhngqu)折叠的多肽结合，并把它们滞留在内质网腔内。,内质网分子伴侣滞留于内质网腔内，是由于其C末端具有驻留信号肽（Lys-Asp-Glu-Leu），其氨基酸序列通常为KDEL，KDEL能与内质网膜上的KDEL受体结合，使之驻留于内质网腔内而不被转运。,机体在应急情况下如果错误折叠蛋白质增多，内质网腔内驻留蛋白会明显升高。,第22页/共83页,第二十三页，共84页。,3、蛋白质在内质网腔内的糖基化修饰(xish),新合成的蛋白质进行(jnxng)糖基化是内质网的主要生物功能之一。,核糖体新合成(hchng)如果是分泌蛋白,多肽链则全部穿过内质网膜，进入内质网腔内,在内质网腔内进行加工、修饰,第23页/共83页,第二十四页，共84页。,糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：1.N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：内质网中连接到蛋白质的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖组成，该寡糖总是(zn sh)与蛋白质的天冬酰胺残基的NH2连接，发生在粗面内质网腔内（P151）。,2.O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：蛋白质上酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基侧链的OH基团与寡糖共价结合、糖基化，形成O-连接寡糖糖蛋白，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，发生在高尔基体内（P151）。,糖基化类型(lixng)：,第24页/共83页,第二十五页，共84页。,内质网上进行的为N-连接的糖基化。糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。,寡糖分子首先(shuxin)与内质网膜中的多萜醇以焦磷酸链连接并活化，再由糖基转移酶转移到新合成肽链特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上，属于N-连接的糖基化。,多萜醇是嵌入于内质网膜中的脂质，糖基转移酶为膜内蛋白，活性部分暴露于内质网的腔面。,第25页/共83页,第二十六页，共84页。,寡糖分子(fnz)先以焦磷酸链与多萜醇连接活化,糖基转移酶,转移寡糖分子(fnz)到新合成肽链的天冬酰胺（Asn）残基上,第26页/共83页,第二十七页，共84页。,4、蛋白质的运输(ynsh),（1）分泌蛋白的运输(ynsh),电镜放射自显影技术,分泌蛋白由内质网高尔基复合体运输,由COPII衣被介导，直接(zhji)包裹经内质网折叠的蛋白质，向,高尔基复合体运输。,驻留蛋白由高尔基复合体内质网运输,由COPI衣被介导，COPI衣被小泡靠近高尔基体顺面，,参与回收运输小泡中的内质网驻留蛋白（P173)。,第27页/共83页,第二十八页，共84页。,（2）、膜整合蛋白的嵌插机制：,多肽在内质网上合成后怎样整合到膜上，一般认为新合成的蛋白质有开始转运(zhun yn)信号序列（起始穿膜信号）和停止转运(zhun yn)信号序列（终止穿膜信号），这两种信号都在多肽链内部，都是肽链中的疏水节段，又称内部信号肽。,停止转移序列（终止穿膜信号），肽链上的一段特殊序列，与内质网膜的亲合力很高，能阻止肽链继续进入内质网腔，使其成为跨膜蛋白质。,第28页/共83页,第二十九页，共84页。,合成(hchng)的多肽内部的开始转运信号序列和停止转运信号序列又称拓朴序列（Topogenic sequence），它们决定了多肽在膜上的方向和位置。拓朴序列以疏水氨基酸为主，由于它们的存在使不同的多肽以自己的方式固定在膜上，能被膜上的蛋白质转运器所识别。当蛋白质转运器识别到上述信号时能将多肽共价结合到膜上。,内部信号肽中凡是有带正电的氨基酸始终位于胞质面，带负电荷的氨基酸位于ER腔。若合成(hchng)蛋白缺少停止转运信号序列，该蛋白将以分泌蛋白形式送到胞外。,第29页/共83页,第三十页，共84页。,膜整合蛋白(dnbi)的嵌插机制,第30页/共83页,第三十一页，共84页。,多个(du)拓朴序列介导多次跨膜,第31页/共83页,第三十二页，共84页。,1、参与脂类的合成(hchng)与转运,内质网是脂类组装(z zhun)的主要场所。内质网合成的脂类包括脂肪、磷脂、胆固醇、皮质激素和糖脂等。其中磷脂和胆固醇是组建生物膜脂类双层的主要构件。,（二）滑面内质网的功能(gngnng),第32页/共83页,第三十三页，共84页。,以磷脂酰胆碱(dn jin)的合成为例阐明脂类的组装过程：,两个(lin)脂肪酸,一个(y)磷酸甘油,一个,CDP,胆碱,+,乙酰转移酶,磷脂酸,（直接插入脂质双层胞质面）,磷脂酸酶,甘油二酯,胆碱磷酸转移酶,+,磷脂酰胆碱（卵磷脂，胞质侧）,+,磷酸甘油,翻转酶,新合成的磷脂分子从胞质侧翻转到内质网腔面，脂双层平行伸展。,第33页/共83页,第三十四页，共84页。,脂类的合成(hchng)与转运,两个脂肪酸,一个磷酸甘油,+,磷脂酸（直接插入脂质双层胞质面）,甘油二酯,一个,CDP,胆碱,+,胆碱磷酸转移酶,磷脂酰胆碱（卵磷脂，胞质侧）,翻转酶,新合成的磷脂分子从胞质侧翻转到内质网腔面，脂双层平行伸展。,第34页/共83页,第三十五页，共84页。,实验证明，内质网膜上合成的脂类分子可以(ky)在数分钟内由内质网膜的细胞质基质面膜层翻转到腔面膜层。这一过程由翻转酶 催化完成，它可以(ky)选择性的将脂类分子从内质网的细胞质基质面膜层翻转到腔面膜层。,第35页/共83页,第三十六页，共84页。,肝细胞的解毒(ji d)作用,2、解毒(ji d)作用：滑面内质网含有参与解毒(ji d)作用的,各种酶系；,第36页/共83页,第三十七页，共84页。,内质网上糖原(tn yun)的合成与分解,固醇类激素的合成,3、糖原(tn yun)的代谢：包括糖原(tn yun)的合成与分解；,第37页/共83页,第三十八页，共84页。,肌质网储存(chcn)和释放Ca2+,4、储存(chcn)和调节Ca2+浓度,第38页/共83页,第三十九页，共84页。,最早发现于1855年，1898年，Golgi用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名(dng mng)为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。,第二节 高尔基复合体,第39页/共83页,第四十页，共84页。,一、形态结构,是由数个扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。,常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。,凸出(t ch)的一面对着内质网称为形成面或顺面（cis face）。,凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（trans face）。,顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。,扁平囊直径约1um，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，48个扁平囊在一起(某些藻类可达一二十个)，构成高尔基体的主体(Golgi stack)。,第40页/共83页,第四十一页，共84页。,第41页/共83页,第四十二页，共84页。,高尔基复合体的极性,顺面,GC,网,中层(zhngcng)囊,反面(fnmin)囊,反面(fnmin)GC网,大泡（分泌颗粒）,粗面内质网,高尔基复合体,顺面囊,中间高尔基网,第42页/共83页,第四十三页，共84页。,高尔基复合体的极性分布和功能区隔：,顺面高尔基网络（cis Golgi network，CGN），即形成面、顺面，靠近(kojn)细胞中心或内质网，是高尔基体的入口区域，主要筛选由内质网新合成的蛋白质和脂类，将其大部分转入高尔基体中间扁囊。,高尔基体中间扁囊（medial Golgi），多数糖基修饰，糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处，分为顺面扁囊、中间扁囊和反面扁囊。,高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，,TGN），即成熟面、反面，是高尔基体的出口区域，功能是参与蛋白质的分选与包装，最后输出。,第43页/共83页,第四十四页，共84页。,高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰胆碱的含量介于ER和质膜之间，中性脂类主要包括(boku)胆固醇，胆固醇酯和甘油三酯。,高尔基体中的酶主要有糖基转移酶、磺基-糖基转移酶、氧化还原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、转移酶和磷脂酶等不同的类型。,标志酶为糖基转移酶。,二、高尔基复合体的化学(huxu)组成,第44页/共83页,第四十五页，共84页。,组成高尔基体的三个区隔含有特定的酶：,顺面（cis）扁囊：磷酸转移酶,中间扁囊：甘露(gnl)糖苷酶、N-乙酰葡萄糖胺转移酶,反面（trans）扁囊：半乳糖基转移酶、唾液酸转移酶,第45页/共83页,第四十六页，共84页。,1、蛋白质的加工和修饰,分泌蛋白的加工与修饰,糖蛋白的合成与修饰,RER腔内合成的N-连接寡糖蛋白COPII运输泡进入CGN在medial Gdgi中加工修饰在TGN形成运输泡运输泡与质膜融合、排出。,蛋白质的加工改造,如将蛋白质N端或C端切除，成为(chngwi)有活性的物质，如胰岛素（C端）；或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。,三、高尔基复合体的功能(gngnng),第46页/共83页,第四十七页，共84页。,第47页/共83页,第四十八页，共84页。,2、参与蛋白质的分选与运输,由粗面内质网合成的各种蛋白质经加工、修饰后分别形成溶酶体蛋白、分泌蛋白和膜蛋白等，这些蛋白在高尔基体中经过分选后，由运输小泡送往细胞的不同结构。,蛋白质在高尔基体内加工修饰之后，由反面扁囊出芽形成运输小泡，小泡由衣被包裹，形成衣被小泡，衣被小泡在运送过程中，其衣被会逐渐消失(xiosh)，衣被返回高尔基体再利用。,高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的 信号肽或信号斑。,第48页/共83页,第四十九页，共84页。,蛋白质分选：真核细胞中绝大多数蛋白质都是由核基因(jyn)编码，在游离核糖体上起始合成，然后翻译过程或在细胞质基质（游离核糖体）中完成，或在粗面内质网膜结合核糖体上完成，再以不同机制转运至细胞特定部位,第49页/共83页,第五十页，共84页。,蛋白质分选信号(xnho),1999,年诺贝尔生理学或医学奖,发现蛋白质由内部信号(xnho)决定其在细胞内的转移和定位,第50页/共83页,第五十一页，共84页。,细胞内合成的蛋白质、脂类等物质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面：,其一是蛋白质中包含特殊的信号(xnho)序列（signal sequence）或信号(xnho)斑（signal patch）。,其二是细胞器上具特定的信号(xnho)识别装置（分选受体，sorting receptor）。,蛋白质分选信号(xnho),第51页/共83页,第五十二页，共84页。,信号序列（signal sequence）：存在于蛋白质一级结构上的线性序列，通常15-60个氨基酸残基，有些在完成蛋白质的定向转移后被信号肽酶（signal peptidase）切除；通常信号序列对所引导(yndo)的蛋白质没有特异性要求，每一种信号序列决定特殊的蛋白质转运方向。,信号斑（signal patch）：存在于完成折叠的蛋白质中，构成信号斑的信号序列之间可以不相邻，折叠在一起构成蛋白质分选的信号。,signal sequence and signal patch,第52页/共83页,第五十三页，共84页。,蛋白质分选信号(xnho)序列,第53页/共83页,第五十四页，共84页。,高尔基体对蛋白质具有分选作用,RER上合成蛋白质,经高尔基体,被加上不同的分选信号,（磷酸、唾液酸等）,具分选信号的蛋白质被反面高尔基网膜上的专一受体识别、浓缩、被分选进入(jnr)不同的运输小泡，输送到细胞的不同部位,第54页/共83页,第五十五页，共84页。,真核细胞蛋白质分选的主要(zhyo)途径与类型,第55页/共83页,第五十六页，共84页。,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.,第56页/共83页,第五十七页，共84页。,KDEL 的受体主要定位在高尔基体TGN 区、COP和COP包被膜泡的膜上，它们能识别并 结合KDEL 分选信号。如果在内质网发 生错误包装和转运(zhun yn)，由于COP膜泡上也有KDEL 受 体，所以也能保证逃逸蛋白被内质网回收,第57页/共83页,第五十八页，共84页。,3、参与溶酶体的形成,组成溶酶体的膜蛋白、膜脂及各种酶类（溶酶体前体）先在内质网合成，而后在高尔基复合体加工修饰，最终在反面高尔基复合体完成分选和运输。,溶酶体分选信号：,溶酶体水解酶前体甘露(gnl)糖残基可以被磷酸化，形成甘露(gnl)糖-6-磷酸（M6P），M6P被认为是溶酶体水解酶分选的识别信号。只有溶酶体水解酶上含有被磷酸转移酶识别位点所识别的特异信号斑，因此，只有溶酶体水解酶上的甘露(gnl)糖残基才能被磷酸化为M6P。,第58页/共83页,第五十九页，共84页。,M6P分选信号的形成:只有(zhyu)溶酶体水解酶前体上含有被磷酸转移酶识别位点所识别的特异信号斑。,溶酶体水解酶前体,N-,乙酰葡糖胺,N-乙酰葡糖胺磷酸(ln sun)转移酶,第59页/共83页,第六十页，共84页。,溶酶体酶甘露(gnl)糖残基的磷酸化,GlcNAc-磷酸转移酶识别(shbi)溶酶体酶信号斑,第60页/共83页,第六十一页，共84页。,溶酶体酶的加工(ji gng)与分选,第61页/共83页,第六十二页，共84页。,溶酶体酶的加工(ji gng)与分选,第62页/共83页,第六十三页，共84页。,内体性(t xn)溶酶体的形成,溶酶体水解酶前体由rER合成(hchng)，都具有N-连接寡糖链,进入(jnr)高尔基体cis面膜囊,N-,乙酰葡糖胺磷酸转移酶,将,N-,乙酰葡糖胺磷酸基团转移到溶酶体水解酶前体甘露糖残基上形成,6-,磷酸甘露糖（,M6P,）,高尔基体,trans,面具有,M6P,受体，可以识别和结合具有,M6P,标志的溶酶体水解酶,溶酶体水解酶前体（,M6P,）与,trans,膜囊上的受体（,M6P,受体）结合,运输小泡,内体性溶酶体,第63页/共83页,第六十四页，共84页。,4、参与细胞内膜的转化活动,内质网上合成的新膜脂转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合。,高尔基体持续不断形成分泌小泡，不停将膜运送到细胞表面，补充和更新细胞膜的成分。这种由细胞的高尔基体参与的膜的转化，称为膜流，可以使膜性细胞器的膜成分不断得到补充和更新。,高尔基体膜的厚度和化学成分介于内质网膜和细胞膜之间。高尔基体cis面膜的厚度和化学成分接近(jijn)于内质网膜，trans面膜的厚度和化学成分接近(jijn)于细胞膜。,因此，高尔基体参与膜的转化，新膜在粗面内质网合成后，经小泡运输与高尔基体融合成为高尔基cis面的膜，再由高尔基成熟面芽生分泌小泡转移到细胞膜，与之融合，成为细胞膜的一部分。,第64页/共83页,第六十五页，共84页。,Vesivular transport within the Golgi apparatus:,Two views:,cisternal maturation model and vesicular transport model,Two possible models explaining the organization of the Golgi complex and the transport from one cisterna to the next.,第65页/共83页,第六十六页，共84页。,细胞(xbo)内的膜泡运输,1、定义(dngy)：囊泡以出芽方式从细胞的一种内膜细胞器脱离后又与另一内膜细胞器发生融合，这一转运过程称为囊泡运输。真核生物囊泡均由膜包裹，称为囊膜，囊膜表面包被特异性包被蛋白。,2、根据囊泡包被蛋白不同，囊泡分为三类：,网格蛋白包被囊泡,COPII包被小泡,COPI包被小泡,第66页/共83页,第六十七页，共84页。,衣被类型,已知三类：,1.笼形蛋白（clathrin）,2.COPI,3.COPII,主要作用：,1.选择性的将特定蛋白聚集在一起，形成运输小泡；,2.如同(rtng)模具一样决定运输小泡的外部特征。,第67页/共83页,第六十八页，共84页。,网格蛋白包被囊泡,网格蛋白包被囊泡多见于细胞膜与内体、高尔基体与内体之间的物质运输。,结构：由3个重链和3个轻链组成，形成一个具有3个曲臂的形状。许多(xdu)笼形蛋白的曲臂部分交织在一起，形成具有5边形网孔的笼子。,第68页/共83页,第六十九页，共84页。,COP I衣被小泡,功能：由高尔基体逆向粗面内质网的转运，负责回收、转运内质网逃逸蛋白（escaped proteins）返回内质网。,COP I还可以介导高尔基体不同(b tn)区域间的蛋白质运输。,COP衣被(y bi)小泡,介导从内质网到高尔基体的物质运输，对转运物质具有一定选择性；,第69页/共83页,第七十页，共84页。,三种(sn zhn)衣被小泡的功能,衣被类型,运输方向,clathrin,质膜 内体，高尔基体 内体,COP I,高尔基体内质网,COP II,内质网高尔基体,第70页/共83页,第七十一页，共84页。,第三节 溶酶体,一、溶酶体的结构,溶酶体（lysosome）为C.de Duve与B.Novikoff 1955年,首次发现。,是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。,具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。,膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其PH值降低。,膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止(fngzh)自身膜蛋白降解。,第71页/共83页,第七十二页，共84页。,1、自噬性溶酶体：内体性溶酶体与细胞内自身产物相互融合形成。,2、异噬性溶酶体：内体性溶酶体与细胞摄入外来物质相互融合形成。,3、残余小体：末期阶段的吞噬性溶酶体由于水解酶活性很小或消失，还残留一些物质未被消化和分解(fnji)，存留于溶酶体内，形成电镜下见到的电子密度较高、色调较深，呈现不同性状和结构的残留物，这类溶酶体称为残余体。包括脂褐质、含铁小体、多泡体和髓样结构等。,二、溶酶体类型(lixng),第72页/共83页,第七十三页，共84页。,第73页/共83页,第七十四页，共84页。,三、溶酶体的功能,1、细胞内消化：,如高等动物内吞低密脂蛋白获得胆固醇，单细胞真核生物利用溶酶体的消化食物。,自体吞噬：清除无用的生物大分子，衰老细胞、细胞器、个体发育中多余的细胞。许多生物大分子的半衰期只有几小时至几天，肝细胞中线粒体的平均寿命(pn jn shu mn)约10天左右。,2、对细胞外物质的消化,防御作用：如巨噬细胞杀死病原体。,参与受精过程、参与骨质更新。,3、自溶作用与器官发育,4、参与激素分泌的调节：如将甲状腺球蛋白降解成有活性的甲状腺素。,第74页/共83页,第七十五页，共84页。,第75页/共83页,第七十六页，共84页。,四、溶酶体与疾病,1、Ly与硅肺（矽肺）,健康者吸入过多的矽粉末（SiO2）被,肺巨噬细胞吞噬，积聚在溶酶体内,溶酶体膜受损，C自杀死亡,死亡的巨噬细胞释放出巨噬细胞纤维化因子,刺激成纤维细胞产生大量的胶原，沉积形成纤维化结节(ji ji),克矽平（保护溶酶体膜不受损）,第76页/共83页,第七十七页，共84页。,矽肺(xfi)是肺部吸入矽尘后,矽粉末(2)被组织中的吞噬细胞吞噬,但是溶酶体不能破坏矽粉末,而矽粉末却能使溶酶体膜破坏,释放出其中的水解酶,引起细胞死亡;释放出的矽粉末再被健康的吞噬细胞吞噬可得到同样的结果,肺部细胞死亡,导致肺原纤维沉积,减底肺的弹性,损伤肺的功能。,第77页/共83页,第七十八页，共84页。,2.肺结核：结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体的杀伤作用,使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解,释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程，引起肺组织(zzh)钙化和纤维化。,3.类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂。,第78页/共83页,第七十九页，共84页。,4各类贮积症,台-萨氏综合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶体缺少氨,基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累。,II型糖原累积病（Pompe病）：缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，,糖原在溶酶体中积累。,Gaucher病：缺乏-葡萄糖苷酶，葡糖(p tn)脑苷脂沉积。,细胞内含物病（inclusion-cell disease）：N-乙酰葡糖(p tn)胺磷酸转移酶单基因突变。高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号，病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶，底物在溶酶体中贮积，形成“包涵体”。,第79页/共83页,第八十页，共84页。,第四节 过氧化物(u yn hu w)酶体（peroxisome）,一、形态结构(jigu),Rhodin 1954发现于鼠肾小管上皮细胞。,是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。,特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素,（flavin）的氧化酶，已发现40多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H2O2去氧化其它底物。,RH2+O2R+H2O2,第80页/共83页,第八十一页，共84页。,Peroxisome of hepatocyte,第81页/共83页,第八十二页，共84页。,总结(zngji),内膜系统,内质网,高尔基体,溶酶体,过氧化物(u yn hu w)酶体,rER 和 sER超微结构与类型(lixng),蛋白质合成和加工（信号假说）,脂类合成,糖原合成与分解,解毒功能,超微结构,极性分布与功能区隔,参与分泌蛋白的加工与修饰,参与蛋白质的分选与运输,参与溶酶体的形成,参与膜的转化活动,内体性溶酶体和吞噬性溶酶体,溶酶体的分选信号,第82页/共83页,第八十三页，共84页。,感谢您的观看(gunkn)。,第83页/共83页,第八十四页，共84页。,