細(xì)胞生物學(xué)CELLBIOLOGY-牡丹江師范學(xué)院精品課程

1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸（一）內(nèi)（一）內(nèi) 質(zhì)質(zhì) 網(wǎng)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的概述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的概述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型及形態(tài)結(jié)構(gòu)類型及形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的空間分布內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的空間分布內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控 （二）高爾基體（二）高爾基體高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 高爾基體的功能高爾基體的功能 高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸物質(zhì)通過(guò)物質(zhì)通過(guò)高爾基體的運(yùn)輸模型高爾基體的運(yùn)輸模型 ( (三）溶酶體與過(guò)氧化物酶體三）溶酶體與過(guò)氧化物酶體

2、溶酶體的溶酶體的概述概述 溶酶體的結(jié)構(gòu)類型溶酶體的結(jié)構(gòu)類型 溶酶體的功能溶酶體的功能 溶酶體的發(fā)生溶酶體的發(fā)生 溶酶體與過(guò)氧化物酶體溶酶體與過(guò)氧化物酶體 分泌蛋白合成的模型分泌蛋白合成的模型信號(hào)假說(shuō)信號(hào)假說(shuō) 蛋白質(zhì)分選信號(hào)蛋白質(zhì)分選信號(hào) 蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型 膜泡運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸 細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的概念細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的概念細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞

3、器以外的膠狀物質(zhì)。胞器以外的膠狀物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要的組分，其細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要的組分，其體積體積占細(xì)胞質(zhì)的一半。占細(xì)胞質(zhì)的一半。主要成分主要成分： 中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類 細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu) 糖原、脂滴糖原、脂滴結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序 的體系；通過(guò)弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平的體系；通過(guò)弱鍵而相互作用處于動(dòng)態(tài)平 衡的結(jié)構(gòu)體系衡的結(jié)構(gòu)體系。一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒

4、體去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。生物化學(xué)家多稱之為家多稱之為胞質(zhì)溶膠胞質(zhì)溶膠（cytosol)。完成各種中間代謝過(guò)程完成各種中間代謝過(guò)程 如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑、蛋白質(zhì)合成脂肪糖醛酸途徑、蛋白質(zhì)合成脂肪 酸的合成等。酸的合成等。蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的分選與運(yùn)輸分選與運(yùn)輸與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能 維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物

5、質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞；細(xì)胞質(zhì)；細(xì)胞質(zhì) 結(jié)構(gòu)體系的組織者，提供錨定位點(diǎn)。結(jié)構(gòu)體系的組織者，提供錨定位點(diǎn)。 蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解 蛋白質(zhì)的修飾蛋白質(zhì)的修飾 控制蛋白質(zhì)的壽命控制蛋白質(zhì)的壽命 降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì) 幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能及其功能（endomembrane system）細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)組成組成細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

6、的研究方法細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法概念：概念：細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的，由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞至發(fā)生上相關(guān)的，由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的區(qū)室化真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的區(qū)室化（compartmentalization） 兩種類型的腔兩種類型的腔： 開(kāi)放型腔：開(kāi)放型腔：細(xì)胞骨架纖維為組織者的細(xì)胞骨架纖維為組織者的Cytomatrix形成有序的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)形成有序的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)細(xì)胞骨架三維細(xì)胞骨架三維空間區(qū)域空間區(qū)域 閉合型腔：閉合型腔：細(xì)胞內(nèi)的膜相結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)的膜相結(jié)構(gòu) 細(xì)胞器細(xì)胞器 （organelles）。真核細(xì)胞內(nèi)的

7、交通路線真核細(xì)胞內(nèi)的交通路線統(tǒng)一的相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)內(nèi) 質(zhì)質(zhì) 網(wǎng)網(wǎng) 高爾基體高爾基體溶酶體與過(guò)氧化物酶體溶酶體與過(guò)氧化物酶體 De Duve, A.Claude and G.Palade,1974 Nobel Plrize 放射自顯影（Autoradiography）; 生化分析（Biochemical analysis）; 遺傳突變分析（Genetic mutants） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 是真核細(xì)胞重要的細(xì)胞器，它由封閉是真核細(xì)胞重要的細(xì)胞器，它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成互相溝通的網(wǎng)的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成互相溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀結(jié)構(gòu) 微粒體微粒體（microsome） 在細(xì)胞

8、勻漿和超速離心過(guò)程中，由破在細(xì)胞勻漿和超速離心過(guò)程中，由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)、碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)、它包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核糖體兩種基本組分。它包含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核糖體兩種基本組分。 原核細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)原核細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 由細(xì)胞膜代行其類似的職能由細(xì)胞膜代行其類似的職能2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種 基本類型基本類型 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，rER） 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，sER）3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能的功能 ER是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂質(zhì)合成的基地

9、，幾乎質(zhì)合成的基地，幾乎 全部脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的全部脂類和多種重要蛋白都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的3.1 rER的功能的功能3.2 sER的功能的功能3.1 rER的功能的功能 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 蛋白質(zhì)的修飾與加工蛋白質(zhì)的修飾與加工 新生肽的折疊與組裝新生肽的折疊與組裝3.2 sERsER的功能的功能 脂脂質(zhì)的合成質(zhì)的合成 肝的解毒肝的解毒功能功能（Detoxification） System of oxygenases-cytochrome p450 family； 固醇類激素的合成固醇類激素的合成 （生殖腺內(nèi)分泌細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)） 肝細(xì)胞葡萄糖的釋放肝細(xì)胞葡萄糖的釋放 （G-6

10、PG） 儲(chǔ)存鈣離子儲(chǔ)存鈣離子的功能的功能 肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶 將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+ 泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中返回 3.1.1 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離游離”核糖體核糖體。但有些但有些蛋白質(zhì)剛起使合成不久便轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白質(zhì)剛起使合成不久便轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，上，“附著附著”核糖體核糖體上，繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)的合上，繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成，以這種方式合成的蛋白質(zhì)主要包括以下成，以這種方式合成的蛋白質(zhì)主要包括以下三三類類： 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 分泌蛋白分泌蛋白 向細(xì)胞外分泌

11、的蛋白：酶、抗體、多肽類激素向細(xì)胞外分泌的蛋白：酶、抗體、多肽類激素 整合膜蛋白整合膜蛋白 質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、溶酶體膜質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、溶酶體膜 內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性駐留駐留蛋白蛋白 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、內(nèi)體、小泡和植物液泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、內(nèi)體、小泡和植物液泡 需要需要與其他細(xì)胞組分嚴(yán)格與其他細(xì)胞組分嚴(yán)格隔離隔離的蛋白：的蛋白：酸性水解酶酸性水解酶合成后需要進(jìn)行合成后需要進(jìn)行修飾修飾與加工的蛋白與加工的蛋白 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成其它的其它的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離游離”核糖體核糖體上合成的

12、上合成的：( (a)a)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白, ,如糖酵解酶和細(xì)胞骨架蛋白如糖酵解酶和細(xì)胞骨架蛋白(b)(b)質(zhì)膜質(zhì)膜內(nèi)表面的外周蛋白內(nèi)表面的外周蛋白, , 如血影蛋白和錨蛋白。如血影蛋白和錨蛋白。(c)(c)核輸入蛋白核輸入蛋白。(d)(d)將摻人將摻人到到線粒體、葉綠體和過(guò)氧線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體化物酶體中的蛋白中的蛋白。3.1.2 蛋白質(zhì)的修飾與加工蛋白質(zhì)的修飾與加工 糖基化糖基化 酰基化?；?發(fā)生在發(fā)生在ERER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)：軟脂酸的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)：軟脂酸CyCy 羥基化羥基化 二硫鍵二硫鍵的形成的形成 糖基化糖基化 在在ERER腔面腔面，寡糖鏈寡糖鏈連

13、接在插入膜內(nèi)的連接在插入膜內(nèi)的磷酸多萜醇磷酸多萜醇上。當(dāng)與上。當(dāng)與 糖基化糖基化有關(guān)的有關(guān)的氨基酸殘基氨基酸殘基出現(xiàn)后，通過(guò)出現(xiàn)后，通過(guò)位于膜上的位于膜上的糖基轉(zhuǎn)糖基轉(zhuǎn) 移酶移酶（glycosyltransferase）的作用下的作用下，將，將寡糖基寡糖基由由磷酸多磷酸多 萜醇萜醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的氨基酸殘基氨基酸殘基。 磷酸多萜醇磷酸多萜醇 氨基酸殘基氨基酸殘基 寡糖鏈寡糖鏈 寡糖鏈寡糖鏈 糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶 糖基化糖基化的類型與發(fā)生部位的類型與發(fā)生部位 N連接的糖基化連接的糖基化（N- linked glycosylation） 發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中 （Asn）+（N乙酰葡

14、萄糖胺乙酰葡萄糖胺） O連接的糖基化連接的糖基化（O- linked glycosylation） 發(fā)生在高爾基中發(fā)生在高爾基中 （Ser/Thr or Hylys/Hypro）+ （N乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺） 此外，在細(xì)胞質(zhì)中也可進(jìn)行糖基化修飾，但糖基化修飾較簡(jiǎn)此外，在細(xì)胞質(zhì)中也可進(jìn)行糖基化修飾，但糖基化修飾較簡(jiǎn) 單，種類少。單，種類少。 3.1.3 新生肽的折疊與組裝新生肽的折疊與組裝 非還原性的內(nèi)腔，易于二硫鍵形成非還原性的內(nèi)腔，易于二硫鍵形成 正確折疊涉及駐留蛋白正確折疊涉及駐留蛋白類型類型 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（protein disulfide isomerase，P

15、DI） 切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處 于正確折疊的狀態(tài)于正確折疊的狀態(tài) 結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白（Binding protein，Bip /chaperone、 Hsp7070家族家族） 識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位， 并促進(jìn)重新折疊與裝配并促進(jìn)重新折疊與裝配。正確折疊涉及駐留蛋白正確折疊涉及駐留蛋白結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征：具有具有4 4肽肽信號(hào)信號(hào) KDEL 或或 HDEL ，保證滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并維持很高的濃度。，保證滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并維持很高的濃度。錯(cuò)誤錯(cuò)誤折疊折疊的多肽鏈會(huì)被降解的

16、多肽鏈會(huì)被降解(a)位點(diǎn)：位點(diǎn)：ER外細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。外細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。(b)錯(cuò)誤錯(cuò)誤折疊折疊的蛋白以的蛋白以逆轉(zhuǎn)運(yùn)逆轉(zhuǎn)運(yùn) (reverse translocation)的形式通過(guò)的形式通過(guò)易位子易位子( translocon)從它們進(jìn)入從它們進(jìn)入ER腔腔的路線返回。一旦進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，就會(huì)被降的路線返回。一旦進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，就會(huì)被降解蛋白質(zhì)的裝置解蛋白質(zhì)的裝置蛋白酶體蛋白酶體（proteasomes)所降解。所降解。(c)這個(gè)過(guò)程稱為這個(gè)過(guò)程稱為質(zhì)量控制質(zhì)量控制(quality control),以確保以確保畸變蛋白不會(huì)運(yùn)到細(xì)胞的其它部位?；兊鞍撞粫?huì)運(yùn)到細(xì)胞的其它部位。3.2.1 脂類的成合脂

17、類的成合 ER ER（主要是（主要是 sERsER) ) 合成構(gòu)成細(xì)胞所需的包括合成構(gòu)成細(xì)胞所需的包括磷脂磷脂和和膽固醇膽固醇在內(nèi)的絕大在內(nèi)的絕大 多數(shù)膜脂多數(shù)膜脂 兩種例外兩種例外 鞘磷脂和糖脂鞘磷脂和糖脂（ER開(kāi)始開(kāi)始Golgi complex完成完成） Mit/Chl某些單一脂類某些單一脂類是在它們的膜上合成的是在它們的膜上合成的 細(xì)胞內(nèi)脂類合成的場(chǎng)所（細(xì)胞內(nèi)脂類合成的場(chǎng)所（細(xì)胞器）細(xì)胞器）3.2.1 脂類的合成脂類的合成 磷脂合成與磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂合成與磷脂轉(zhuǎn)運(yùn) 在在ERER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)合成的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)合成 磷脂合成酶磷脂合成酶是是ERER膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝向膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝

18、向cytosol 合成磷脂的合成磷脂的底物底物來(lái)自來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 磷脂的轉(zhuǎn)位磷脂的轉(zhuǎn)位 借助借助磷脂轉(zhuǎn)位因子磷脂轉(zhuǎn)位因子/轉(zhuǎn)位酶轉(zhuǎn)位酶（phospholipid translocator / flippase） 由基質(zhì)側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔面由基質(zhì)側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔面 磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn) 膜出芽膜出芽 transport by budding：ERGC、Ly、PM 磷脂轉(zhuǎn)換蛋白磷脂轉(zhuǎn)換蛋白transport by phospholipid exchange proteins（PEP） ERother organelles（including Mit and Chl）。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、

19、加工、折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及向高爾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、加工、折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的復(fù)雜過(guò)程顯然是需要有一個(gè)精確調(diào)控的過(guò)程基體轉(zhuǎn)運(yùn)的復(fù)雜過(guò)程顯然是需要有一個(gè)精確調(diào)控的過(guò)程。 影響影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種因素的三種因素： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的超量積累。 折疊好的膜蛋白的超量積累折疊好的膜蛋白的超量積累。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化主要是固醇缺乏主要是固醇缺乏不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)1 1、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 高爾基體

20、高爾基體的概念的概念 高爾基體的極性高爾基體的極性 位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性 高爾基體各部膜囊的種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)高爾基體各部膜囊的種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng) 高爾基體高爾基體4 4個(gè)個(gè)組成部分組成部分 高爾基體高爾基體的空間分布的空間分布 高爾基體是有極性的細(xì)胞器：高爾基體是有極性的細(xì)胞器： 靠近細(xì)胞核的一面的靠近細(xì)胞核的一面的扁囊彎曲成扁囊彎曲成凸面（凸面（convex) ) 又稱又稱形成面（形成面（forming face）或或順面（順面（cis face） 形態(tài)、組成和化學(xué)性質(zhì)與形態(tài)、組成和化學(xué)性質(zhì)與ERER相似相似 面向質(zhì)膜的一面面向質(zhì)膜的一面凹面凹面（c

21、oncave） 又稱又稱成熟面（成熟面（mature face）或或反面（反面（trans face） 形態(tài)、組成和化學(xué)性質(zhì)逐漸改變最終達(dá)到與細(xì)形態(tài)、組成和化學(xué)性質(zhì)逐漸改變最終達(dá)到與細(xì) 胞膜相似胞膜相似 高爾基體的極性高爾基體的極性高爾基體各部膜囊的種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng) 嗜鋨反應(yīng)的高爾基體cis面膜囊； 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，顯示trans面12層膜囊； 胞嘧啶單核苷酸酶（CMP酶）細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，顯示靠近trans面膜囊狀 和管狀結(jié)構(gòu) GERL GERL結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：60年代初，Novikoff發(fā)現(xiàn)CMP和酸性磷酸酶存在于高爾基體的一 側(cè)，稱這種結(jié)構(gòu)為GERL，意為與高爾基體（G

22、）密切相關(guān)，但 它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）的一部分，參與溶酶體（L）的生成。 煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，顯示中間扁平囊 高爾基體高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（又稱又稱ciscis膜囊膜囊） （cis-Golgicis-Golgi network network，CGNCGN） 高爾基體高爾基體中間膜囊中間膜囊 （medial Golgimedial Golgi） 高爾基體高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) （trans Golgitrans Golgi network network，TGNTGN） 周圍大小不等的周圍大小不等的囊泡囊泡（vesicles) ) 高爾基體的

23、高爾基體的4 4個(gè)組成個(gè)組成部分部分高爾基體至少由互相聯(lián)系的高爾基體至少由互相聯(lián)系的4 4個(gè)部分組成，每一部分又可個(gè)部分組成，每一部分又可能劃分出更精細(xì)的間隔能劃分出更精細(xì)的間隔： ER（蛋白質(zhì)和脂類）（蛋白質(zhì)和脂類）（蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)KDEL或或HDEL）CGN 蛋白絲氨酸殘基發(fā)生蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O-O-連接連接糖基化糖基化 跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的?；；?日冕病毒的裝配日冕病毒的裝配 多數(shù)多數(shù)糖基化修飾糖基化修飾 糖脂的形成糖脂的形成 與高爾基體有關(guān)的與高爾基體有關(guān)的多糖的合成多糖的合成 TGN中的中的低低pH值；標(biāo)志酶值；標(biāo)志酶CMP酶酶陽(yáng)性

24、反應(yīng)，陽(yáng)性反應(yīng)，GERL區(qū)域區(qū)域TGN的主要功能的主要功能參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運(yùn)輸參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運(yùn)輸某些某些“晚期晚期”的蛋白質(zhì)修飾的蛋白質(zhì)修飾 （如半乳糖（如半乳糖2 2、6 6位的位的唾液酸化唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化硫酸化 及蛋白原的及蛋白原的水解加工水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的“瓣膜瓣膜”作用，保證作用，保證單向轉(zhuǎn)運(yùn)單向轉(zhuǎn)運(yùn) 順面囊泡順面囊泡: :稱稱( (ERGIC/VTC) ERGIC53/58蛋白（結(jié)合蛋白（結(jié)合MnMn） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基之間的物質(zhì)運(yùn)輸小泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基之間的物質(zhì)運(yùn)輸小泡 反面囊泡反面

25、囊泡: :體積較大的體積較大的分泌泡分泌泡與與分泌顆粒分泌顆粒 將經(jīng)過(guò)高爾基體分類與包裝的物質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞將經(jīng)過(guò)高爾基體分類與包裝的物質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞 的特定部位的特定部位 高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切，在非極性細(xì)胞中，高高爾基體與細(xì)胞骨架關(guān)系密切，在非極性細(xì)胞中，高 爾基體分布在爾基體分布在MTOC(MTOC(負(fù)端負(fù)端) )高爾基的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白（高爾基的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白（cytoplasmiccytoplasmic dynein dynein和和kinesinkinesin）和微絲的馬達(dá)蛋白（）和微絲的馬達(dá)蛋白（myosinmyosin）。最）。最 近還發(fā)現(xiàn)特異的血影蛋白（近還發(fā)現(xiàn)特

26、異的血影蛋白（spectrinspectrin）網(wǎng)架）網(wǎng)架 。 它們?cè)诰S持高爾基體動(dòng)態(tài)的空間結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的膜泡它們?cè)诰S持高爾基體動(dòng)態(tài)的空間結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的膜泡 運(yùn)輸中起重要的作用運(yùn)輸中起重要的作用。2 2、高爾基體的功能高爾基體的功能 高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng) 蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾 合成合成細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)絕大多數(shù)復(fù)雜內(nèi)絕大多數(shù)復(fù)雜多多糖的位點(diǎn)糖的位點(diǎn) 蛋白酶的水解和其它加工過(guò)程蛋白酶的水解和其它加工過(guò)程高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身

27、基因本身 流感病毒囊膜蛋白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn) 上皮細(xì)胞游離端的質(zhì)膜 水泡性口炎病毒囊膜蛋白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn)上皮細(xì)胞基底面的質(zhì)膜 水泡性口炎病毒囊膜蛋白等膜蛋白在胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)的雙酸分選信號(hào)(Asp-X-Gln或DXE）起重要的作用 溶酶體酶的分選：溶酶體酶的分選：M6PM6P反面膜囊反面膜囊M6PM6P受體受體 在肝細(xì)胞中溶酶體酶還存在不依賴于M6P的另一種分選途徑。 蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾 蛋白質(zhì)糖基化類型蛋白質(zhì)糖基化類型 蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義 蛋白聚糖在高爾基體中組裝蛋白聚糖在高爾基體中組裝 特 征 N-連接 O-連接1. 合成部位 粗面

28、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2. 合成方式 來(lái)自同一個(gè)寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去3. 與之結(jié)合的 氨基酸殘基 天冬酰胺 絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4 最終長(zhǎng)度 至少5個(gè) 糖殘基一般14個(gè)糖殘基，但ABO血型抗原較長(zhǎng)5.第一個(gè)糖殘基 N乙酰葡萄糖胺N乙酰半乳糖胺等N-N-連接與連接與O-O-連接的寡糖比較連接的寡糖比較 蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義 糖基化的糖基化的特點(diǎn)：特點(diǎn)：糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒(méi)有模板，靠不同 的酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過(guò)程才能完成。 糖基化的主要作用糖基化的主要作用：對(duì)多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，糖基化并非作為 蛋白質(zhì)的分選信

29、號(hào)。 幫助蛋白質(zhì)在成熟過(guò)程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性 多羥基糖側(cè)鏈可能影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì) 進(jìn)化上的意義，因?yàn)楣烟擎溇哂幸欢ǖ膭傂裕瑥亩拗屏似渌?分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一 個(gè)保護(hù)性的外被，同時(shí)又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運(yùn)。 一個(gè)或多個(gè)糖胺聚糖（通過(guò)木糖）結(jié)合到一個(gè)或多個(gè)糖胺聚糖（通過(guò)木糖）結(jié)合到 核心蛋白的絲氨酸（核心蛋白的絲氨酸（Ser）殘基上殘基上 與一般的與一般的O- -連接不同，直接與絲氨酸羥基連接不同，直接與絲氨酸羥基 連接的不是連接的不是N- -乙酰半乳糖胺，而是木糖乙酰半乳糖胺，而是木糖例如：例如： 動(dòng)物細(xì)胞

30、胞外基質(zhì)中的動(dòng)物細(xì)胞胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖糖胺聚糖 植物細(xì)胞壁里的植物細(xì)胞壁里的果膠質(zhì)果膠質(zhì)和和半纖維素半纖維素例外：例外： 纖維素纖維素 是由細(xì)胞膜外側(cè)的是由細(xì)胞膜外側(cè)的纖維素合成酶纖維素合成酶合成合成 蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工的幾種類型蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工的幾種類型 無(wú)生物活性的蛋白原（proprotein）高爾基體切除N-端或兩 端的序列成熟的多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。 蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等。 含有不同信號(hào)序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物。 同一種蛋白質(zhì)前體不同細(xì)胞、以不同的方式加工不同的多肽。 加工方式多樣性的可能原因：加工方

31、式多樣性的可能原因：確保小肽分子的有效合成；彌補(bǔ)缺少包裝并轉(zhuǎn)運(yùn)到分泌泡中的必要信號(hào)；有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細(xì)胞內(nèi)起作用。 在高爾基體中進(jìn)行的肽鏈酪氨酸殘基的硫酸化作用在高爾基體中進(jìn)行的肽鏈酪氨酸殘基的硫酸化作用 高爾基體在細(xì)胞內(nèi)膜泡蛋白運(yùn)輸中起重要的樞紐作用膜泡運(yùn)輸?shù)闹饕緩侥づ葸\(yùn)輸?shù)闹饕緩? ,其中多數(shù)與高爾基體直接相關(guān)其中多數(shù)與高爾基體直接相關(guān)1.1.溶酶體的溶酶體的概述概述1.1 溶酶體（溶酶體（lysosome） 是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器。 主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。

32、1.2 溶酶體幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中溶酶體幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中，植物細(xì)胞，植物細(xì)胞 中與溶酶體功能類似的細(xì)胞器：中與溶酶體功能類似的細(xì)胞器： 圓球體圓球體 糊粉粒糊粉粒 植物中央液泡植物中央液泡1.1.溶酶體的溶酶體的概述概述 1.31.3 溶酶體的標(biāo)志酶：溶酶體的標(biāo)志酶：酸性磷酸酶酸性磷酸酶 （acid phosphataseacid phosphatase） 1.4 1.4 溶酶體膜的特征溶酶體膜的特征： 嵌有質(zhì)子泵嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境 具有多種載體蛋白具有多種載體蛋白，用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn) 膜蛋白高度

33、糖基化膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解，可能有利于防止自身膜蛋白的降解 初級(jí)溶酶初級(jí)溶酶體體（primary lysosome） 由高爾基體出芽剛剛形成的新生溶酶體，由高爾基體出芽剛剛形成的新生溶酶體， 富含水解酶，但無(wú)活性，不含作用底物富含水解酶，但無(wú)活性，不含作用底物。 溶酶體是以含有大量酸性水解酶為共同特征、不同形態(tài)溶酶體是以含有大量酸性水解酶為共同特征、不同形態(tài)大小，大小，執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性（執(zhí)行不同生理功能的一類異質(zhì)性（heterogenousheterogenous）的）的細(xì)胞器。根據(jù)溶酶體的功能狀態(tài)及有無(wú)作用底物可以將其分細(xì)胞器。根據(jù)溶酶體的功能狀態(tài)及有

34、無(wú)作用底物可以將其分為：為： 次級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體（secondary lysosome） 由初級(jí)溶酶體和各種小泡融合而成，由初級(jí)溶酶體和各種小泡融合而成， 水解酶已被活性，具有催化功能。水解酶已被活性，具有催化功能。 自噬溶酶體自噬溶酶體（autophagolysosome） 異噬溶酶體（異噬溶酶體（phagolysosome） 殘余小體殘余小體（residual bodyresidual body）又稱）又稱后溶酶體后溶酶體l 由次級(jí)溶酶體完成消化作用轉(zhuǎn)化而來(lái)，由次級(jí)溶酶體完成消化作用轉(zhuǎn)化而來(lái)，l 無(wú)酶僅，含未消化的殘?jiān)镔|(zhì)。無(wú)酶僅，含未消化的殘?jiān)镔|(zhì)。3.3.溶酶體的功能溶酶體的功能 p

35、hagocytosis phagosomeendocytosis early endosome late endosomelysosome autophagy autophagosome 清除無(wú)用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞清除無(wú)用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞 防御功能防御功能（病原體感染刺激單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞而吞噬、消化） 其它重要的生理功能其它重要的生理功能 溶酶體與疾病溶酶體與疾病 其它重要的生理功能其它重要的生理功能 作為細(xì)胞內(nèi)的消化作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng) 分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過(guò)分泌腺細(xì)胞

36、中，溶酶體攝入分泌顆粒參與分泌過(guò) 程的調(diào)節(jié)程的調(diào)節(jié) 參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞 受精過(guò)程中的精子的頂體受精過(guò)程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)）反應(yīng) 溶酶體與疾病溶酶體與疾病 溶酶體酶缺失或溶酶體酶的代謝環(huán)節(jié)故障，溶酶體酶缺失或溶酶體酶的代謝環(huán)節(jié)故障， 影響細(xì)胞代謝，引起疾病。影響細(xì)胞代謝，引起疾病。 如臺(tái)-薩氏（Tay-Sachs）等各種儲(chǔ)積癥 （隱性的遺傳病）某些病原體（麻瘋桿菌、利什曼原蟲(chóng)或病毒）某些病原體（麻瘋桿菌、利什曼原蟲(chóng)或病毒） 被細(xì)胞攝入，進(jìn)入吞噬泡但并未被殺死而繁殖被細(xì)胞攝入，進(jìn)入吞噬泡但并未被殺死而繁殖（抑制吞噬泡的酸化或利用

37、胞內(nèi)體中的酸性環(huán)（抑制吞噬泡的酸化或利用胞內(nèi)體中的酸性環(huán)境）境） 4.4.溶酶體的發(fā)生溶酶體的發(fā)生 發(fā)生途徑發(fā)生途徑 分選途徑多樣化分選途徑多樣化 酶的加工方式多樣化酶的加工方式多樣化 糖側(cè)鏈的部分水解、膜蛋白等溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER） 高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶高爾基體trans-膜囊和TGN膜（M6P受體）溶酶體酶分選與局部濃縮以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體磷酸葡萄糖苷酶磷酸化識(shí)別信號(hào)：信號(hào)斑 依賴于M6P 的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過(guò) 運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；在細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴 于鈣離子的M6P受體，同樣

38、可與胞外的溶酶體酶結(jié)合， 通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M6P 受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。 還存在不依賴于M6P的分選途徑（如酸性磷酸酶、分泌 溶酶體的perforin和granzyme） 5.5.溶酶體溶酶體與與過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體 過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體( (peroxisome)peroxisome)又稱又稱微體微體( (microbodymicrobody) )，是，是 由單層膜由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。 過(guò)氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別過(guò)氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別 過(guò)氧化物酶體的功能過(guò)氧化物酶體的功能

39、過(guò)氧化物酶體的發(fā)生過(guò)氧化物酶體的發(fā)生鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過(guò)氧化物酶體（鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過(guò)氧化物酶體（P P）和其它細(xì)胞器如線粒體（）和其它細(xì)胞器如線粒體（M M）等）等（Albert et al. ，1989）過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體與與溶酶體溶酶體的區(qū)別的區(qū)別過(guò)氧化物酶體和初級(jí)溶酶體的形態(tài)與大小類似，過(guò)氧化物酶體和初級(jí)溶酶體的形態(tài)與大小類似， 但過(guò)氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格但過(guò)氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格 狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識(shí)別的主要特征。通過(guò)離心可分離過(guò)氧化物酶體和溶酶體通過(guò)離心可分離過(guò)氧化物酶體和溶酶體 過(guò)氧化物酶體和溶

40、酶體的過(guò)氧化物酶體和溶酶體的差別差別 特 征 溶 酶 體 微 體 形態(tài)大小 多呈球形，直徑 0.20.5m， 無(wú)酶晶體 球形，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中直徑多在 0.150.25m，內(nèi)常有酶的晶體 酶種類 酸性水解酶 含有氧化酶類 pH 值 5 左右 7 左右 是否需 O2 不需要 需要 功能 細(xì)胞內(nèi)的消化作用 多種功能 發(fā)生 酶在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成經(jīng)高爾基體 出芽形成 酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成， 經(jīng)分裂 與組裝形成 識(shí)別的標(biāo)志酶 酸性水解酶等 過(guò)氧化氫酶 微體與初級(jí)溶酶體的特征比較過(guò)氧化物酶體的功能過(guò)氧化物酶體的功能動(dòng)物細(xì)胞（肝細(xì)胞或腎細(xì)胞）中過(guò)氧化物酶體可氧化分解血液 中的有毒成分，起到解毒作用。 過(guò)氧化物酶

41、體中常含有兩種酶： 依賴于黃素（FAD）的氧化酶，其作用是將底物氧化形成H2O2； 過(guò)氧化氫酶，作用是將H2O2分解，形成水和氧氣。過(guò)氧化物酶體分解脂肪酸等高能分子向細(xì)胞直接提供熱能。在植物細(xì)胞中過(guò)氧化物酶體的功能： 在綠色植物葉肉細(xì)胞中，它催化CO2固定反應(yīng)副產(chǎn)物的氧化， 即所謂光呼吸反應(yīng)； 乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)，在種子萌發(fā)過(guò)程中，過(guò)氧化物酶體 降解儲(chǔ)存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖。 過(guò)氧化物酶體的發(fā)生 氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細(xì)胞器，子代的過(guò)氧化物酶體 還需要進(jìn)一步裝配形成成熟的細(xì)胞器。 組成過(guò)氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 中合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到過(guò)氧化物酶體中。 過(guò)氧化物

42、酶體蛋白分選的信號(hào)序列（Peroxisomal-targeting signal，PTS）： PTS1為Ser-lys-leu，多存在于基質(zhì)蛋白的C端。 PTS2為Arg/Lys-Leu/lle-5X-His/Gln-leu，存在于某些基質(zhì)蛋白N-端。 過(guò)氧化物酶體膜上存在幾種可與信號(hào)序列相識(shí)別的可能的受體蛋白。 過(guò)氧化物酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運(yùn)而來(lái)。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過(guò)氧化物酶體的發(fā)生 過(guò)氧化物酶體發(fā)生過(guò)程的示意圖 信號(hào)肽（信號(hào)肽（Signal peptide）與共轉(zhuǎn)移（）與共轉(zhuǎn)移（Cotranslocation） 導(dǎo)肽（導(dǎo)肽（Leader peptide）與后轉(zhuǎn)移（）與后轉(zhuǎn)移（Pos

43、t translocation） 幾種典型的蛋白質(zhì)分選幾種典型的蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)（protein sorting signal sequence)信號(hào)假說(shuō)的信號(hào)假說(shuō)的概念概念信號(hào)假說(shuō)的信號(hào)假說(shuō)的結(jié)構(gòu)因子結(jié)構(gòu)因子信號(hào)假說(shuō)的信號(hào)假說(shuō)的工作模型工作模型 即分泌性蛋白即分泌性蛋白N N端的一段起始序列作端的一段起始序列作為信號(hào)肽，指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)為信號(hào)肽，指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號(hào)肽引導(dǎo)下蛋白膜上合成，然后在信號(hào)肽引導(dǎo)下蛋白質(zhì)邊合成邊通過(guò)易位子復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)邊合成邊通過(guò)易位子復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號(hào)肽質(zhì)網(wǎng)，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除。被切除。 2.12.

44、1蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)N-端的端的信號(hào)肽信號(hào)肽（signal peptide）指導(dǎo)因子指導(dǎo)因子 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 位于新合成的多肽鏈的位于新合成的多肽鏈的N端，一般含有端，一般含有16-26個(gè)氨個(gè)氨 基酸殘基，期間至少含有基酸殘基，期間至少含有9個(gè)疏水氨基酸殘基形個(gè)疏水氨基酸殘基形 成疏水核心區(qū)。因此，包括疏水核心區(qū)、信號(hào)肽成疏水核心區(qū)。因此，包括疏水核心區(qū)、信號(hào)肽 的的C端和信號(hào)肽的端和信號(hào)肽的C端。端。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：沒(méi)有嚴(yán)格的專一性。沒(méi)有嚴(yán)格的專一性。 功能：功能：引導(dǎo)新生肽鏈跨膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。引導(dǎo)新生肽鏈跨膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。 直線模型直線模型 成環(huán)模型成環(huán)模型2.2 2.2 信號(hào)識(shí)別顆粒信號(hào)識(shí)別顆粒

45、（signal recognition particle，SRP） 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 由由6種多肽種多肽（7、68、54、19、14、9KD）和一個(gè)）和一個(gè) 300個(gè)核苷酸組成的個(gè)核苷酸組成的7SRNA 組成的復(fù)合物。組成的復(fù)合物。 功能：功能： 即能與新生肽鏈的即能與新生肽鏈的信號(hào)肽信號(hào)肽和和核糖體核糖體結(jié)合，又能與結(jié)合，又能與 停泊蛋白停泊蛋白結(jié)合，并使轉(zhuǎn)錄過(guò)程暫停。結(jié)合，并使轉(zhuǎn)錄過(guò)程暫停。 2.3 2.3 信號(hào)識(shí)別顆粒的受體信號(hào)識(shí)別顆粒的受體 （又稱停泊蛋白（又稱停泊蛋白 docking protein，DP） 分子量為分子量為72KD72KD，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上 可特異地與可特異地

46、與SRPSRP結(jié)合，具有解除結(jié)合，具有解除SRPSRP對(duì)對(duì)RiRi合成肽鏈的合成肽鏈的 抑制作用抑制作用 2.4 2.4 核糖體受體核糖體受體易位子易位子 蛋白質(zhì)復(fù)合體，直徑蛋白質(zhì)復(fù)合體，直徑8.5nm8.5nm，中間有一直徑為，中間有一直徑為2nm2nm的通道的通道 2.5 2.5 信號(hào)肽酶信號(hào)肽酶 位于位于ERER腔面，切除信號(hào)肽腔面，切除信號(hào)肽 3.1 活化后的活化后的mRNA與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離的核糖游離的核糖體體結(jié)合開(kāi)始翻譯蛋白質(zhì)，當(dāng)多肽鏈延伸至結(jié)合開(kāi)始翻譯蛋白質(zhì)，當(dāng)多肽鏈延伸至80個(gè)氨基個(gè)氨基酸左右，酸左右，N端的信號(hào)肽暴露出核糖體并與端的信號(hào)肽暴露出核糖體并與SRP

47、結(jié)合，結(jié)合，形成形成“SRP-信號(hào)肽信號(hào)肽-新生肽鏈新生肽鏈-核糖體核糖體”復(fù)合體，導(dǎo)復(fù)合體，導(dǎo)致肽鏈延伸暫時(shí)停止。致肽鏈延伸暫時(shí)停止。 3.2 由于由于SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的DP的識(shí)別作用，使的識(shí)別作用，使得得SRP-信號(hào)肽信號(hào)肽-新生肽鏈新生肽鏈-核糖體核糖體復(fù)合體與內(nèi)質(zhì)復(fù)合體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子結(jié)合，隨后網(wǎng)膜上的易位子結(jié)合，隨后SRP脫離復(fù)合體返回細(xì)脫離復(fù)合體返回細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中重復(fù)使用，肽鏈重新開(kāi)始延伸。胞質(zhì)基質(zhì)中重復(fù)使用，肽鏈重新開(kāi)始延伸。3.3 3.3 以環(huán)化構(gòu)象存在的信號(hào)肽與易位子結(jié)合使以環(huán)化構(gòu)象存在的信號(hào)肽與易位子結(jié)合使孔道打開(kāi)，引導(dǎo)肽鏈以袢環(huán)的形式邊延伸邊穿孔道打開(kāi)，

48、引導(dǎo)肽鏈以袢環(huán)的形式邊延伸邊穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，隨后過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，隨后信號(hào)肽酶信號(hào)肽酶切切除信號(hào)肽并快速使之降解。除信號(hào)肽并快速使之降解。3.4 3.4 肽鏈繼續(xù)延伸直，直至完成整個(gè)多肽鏈的肽鏈繼續(xù)延伸直，直至完成整個(gè)多肽鏈的合成，蛋白質(zhì)進(jìn)入腔內(nèi)并折疊。核糖體離開(kāi)內(nèi)合成，蛋白質(zhì)進(jìn)入腔內(nèi)并折疊。核糖體離開(kāi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，分成大小兩個(gè)亞基，游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)質(zhì)網(wǎng)，分成大小兩個(gè)亞基，游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，易位子關(guān)閉。中，易位子關(guān)閉。在非細(xì)胞系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程與SRP、DP和微粒體的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組別組別含有編碼信號(hào) SRP DP 微粒體序列的mRNA結(jié)結(jié) 果果 1 + - - - 產(chǎn)生含

49、信號(hào)肽的完整多肽2 + + - - 合成70100氨基酸殘基后， 肽鏈停止延伸3 + + + - 產(chǎn)生含信號(hào)肽的完整多肽4 + + + + 信號(hào)肽切除，多肽鏈進(jìn)入 微粒體中 * “+”和“-”分別代表反應(yīng)混合物中存在（+）或不存在（-）該物質(zhì)。共轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移（cotranslocation） 肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式。肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式。 由信號(hào)肽決定由信號(hào)肽決定起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列 起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)多肽跨膜次數(shù)跨膜蛋白的跨膜蛋白的取向取向 后轉(zhuǎn)移后轉(zhuǎn)移（post tra

50、nslocation） 蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移 到細(xì)胞器中（線粒體、葉綠體）。導(dǎo)肽到細(xì)胞器中（線粒體、葉綠體）。導(dǎo)肽決定的決定的 蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過(guò)程需要蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過(guò)程需要ATP使多肽去使多肽去折疊，還需要一些折疊，還需要一些蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的幫助（如的幫助（如熱熱休克蛋白休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。有功能的蛋白。 信號(hào)功能信號(hào)功能 舉舉 例例蛋白進(jìn)入蛋白進(jìn)入ER +H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-T

51、hr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在滯留在ER中中 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)入線蛋白進(jìn)入線粒體粒體 +H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-進(jìn)入過(guò)氧化進(jìn)入過(guò)氧化物酶體物酶體 -Ser-Lys-Leu-蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（transmemb

52、rane transport）膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)（膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)（vesicular transport）選擇性的選擇性的門控轉(zhuǎn)運(yùn)（門控轉(zhuǎn)運(yùn)（gated transport）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不僅涉及蛋白本在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜泡多種不同膜泡定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過(guò)程。定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過(guò)程。 三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用運(yùn)

53、輸作用 膜泡運(yùn)輸是特異性過(guò)程，涉及多種蛋白識(shí)膜泡運(yùn)輸是特異性過(guò)程，涉及多種蛋白識(shí)別、組裝、去組裝的復(fù)雜調(diào)控別、組裝、去組裝的復(fù)雜調(diào)控 COPII有被小泡有被小泡 COPI有被小泡有被小泡 網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡 負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGNTGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運(yùn)輸體和植物液泡運(yùn)輸在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì) 從質(zhì)膜從質(zhì)膜內(nèi)吞泡內(nèi)吞泡( (細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)) ) 胞內(nèi)體胞內(nèi)體溶酶體運(yùn)輸溶酶體運(yùn)輸高爾基體高爾基體TGNTGN是網(wǎng)格蛋白是網(wǎng)格蛋白有被小泡形成的發(fā)源地有被小泡形成的發(fā)源地 負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

54、負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸COPII包被蛋白由包被蛋白由5種蛋白亞基組成種蛋白亞基組成 包被蛋白的裝配包被蛋白的裝配是受控的是受控的 COPII包被小泡具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性包被小泡具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮并使之濃縮 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): COPI包被含有包被含有7種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配與去種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配與去 裝配依賴于裝配依賴于ARF(GTP-binding protein)。功能功能: 介導(dǎo)膜泡逆向運(yùn)輸。負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白介導(dǎo)膜泡逆向運(yùn)輸。負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白 (escaped proteins）返回返回 ER。細(xì)胞器中保留

55、及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制：細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制： 轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn) 通過(guò)識(shí)別駐留蛋白通過(guò)識(shí)別駐留蛋白C-端的回收信號(hào)端的回收信號(hào)(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特異性受體，以的特異性受體，以COPI-包被小泡的形式包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白捕獲逃逸蛋白COPI-包被小泡在非選擇性的批量運(yùn)輸包被小泡在非選擇性的批量運(yùn)輸 ( bulk flow)中行使功能中行使功能 負(fù)責(zé)負(fù)責(zé) rER Golgi SV PMCOPI-包被小泡除行使包被小泡除行使GolgiER逆行轉(zhuǎn)運(yùn)逆行轉(zhuǎn)運(yùn) 外，也可行使順行轉(zhuǎn)運(yùn)功能外，也可行使順行轉(zhuǎn)運(yùn)功能 從從ERER-Golgi ICGolgi 膜泡融合是特異性的選擇性融合，從而指導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜流的方向膜泡融合是特異性的選擇性融合，從而指導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜流的方向選擇性融合基于供體膜蛋白與受體膜蛋白的特異性相互作用選擇性融合基于供體膜蛋白與受體膜蛋白的特異性相互作用 （如神經(jīng)細(xì)胞質(zhì)膜的syntaxin特異結(jié)合突觸小泡膜上的VAMPvesicle-associated membrane protein) 在細(xì)胞的膜泡運(yùn)輸中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相當(dāng)于重要的物質(zhì)供應(yīng)站，而高爾基體是重要集散中心。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的駐留蛋白具有回收信號(hào)，即使有的蛋白發(fā)生逃逸，也會(huì)保留或回收回來(lái)，