重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體課件

1、【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相聯(lián)系的膜性細(xì)胞結(jié)構(gòu)的總稱。包括核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化物酶體、液泡、各種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡等。細(xì)胞內(nèi)的區(qū)域化(原核細(xì)胞沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng), 由細(xì)胞質(zhì)膜代行其功能。) 內(nèi)膜系統(tǒng)概述細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相聯(lián)系的膜性細(xì)胞結(jié)構(gòu)的總稱。內(nèi)膜【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體Contents 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基復(fù)合體 溶酶體 過氧化物酶體Contents第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum，ER)一、ER的形態(tài)結(jié)構(gòu)和類型（一）形態(tài)電鏡下，由一層單位膜圍成的小管、

2、小泡和扁囊狀結(jié)構(gòu)，相互連接形成一個連續(xù)的內(nèi)腔相通的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。外連細(xì)胞膜，內(nèi)連外層核膜。第一節(jié) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulu小管小泡扁囊細(xì)胞膜核膜小管小泡扁囊細(xì)胞膜核膜（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型（rough endoplasmic reticulum，rER)其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的胞質(zhì)面附著有核糖體；形態(tài)多為板層狀排列的扁囊。（smooth endoplasmic reticulum， sER)其膜胞質(zhì)面無核糖體附著；形態(tài)多為分枝的小管或小泡。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型（rough endoplasmic r【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五

3、章膜系統(tǒng)及核糖體【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體特殊類型的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體（microcome）：在細(xì)胞勻漿和差速離心過程中分離得到的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的膜囊泡結(jié)構(gòu)。肌質(zhì)網(wǎng)（sarcoplasmic reticulum）：在心肌和骨骼肌細(xì)胞中由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化形成。特殊類型的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體二、化學(xué)組成 主要含蛋白質(zhì)（60-70%）、脂類（30-40%） 標(biāo)志酶葡萄糖-6磷酸酶三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 使細(xì)胞質(zhì)區(qū)域化，為物質(zhì)代謝提供特定的內(nèi)環(huán)境；擴(kuò)大膜的表面積，有利于酶的分布提高代謝效率；為蛋白質(zhì)、脂類和糖類的重要合成基地；解毒作用；參與物質(zhì)運(yùn)輸、

4、物質(zhì)交換；對細(xì)胞起機(jī)械支持作用。二、化學(xué)組成 （一）rER的功能蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的修飾與加工新生肽鏈的折疊與組裝蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)脂類的合成 （一）rER的功能蛋白質(zhì)的合成1.蛋白質(zhì)的合成（1）rER合成的蛋白質(zhì)類型 分泌蛋白（抗體、肽類激素、消化酶、多種細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白等）膜整合蛋白（膜上的受體、抗原等）駐留蛋白（駐留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體的蛋白質(zhì)）溶酶體蛋白1.蛋白質(zhì)的合成（1）rER合成的蛋白質(zhì)類型【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體 其它的蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離核糖體上合成的。 包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白；質(zhì)膜外周蛋白；核輸入蛋白；核基因編碼的線粒體、葉綠體蛋白；過氧化

5、物酶體蛋白。 其它的蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離核糖體上合成的。（2）蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的移位機(jī)制 信號假說（G.Blobel et al，1975） 蛋白質(zhì)移位的必需組分 信號肽（signal peptide） 在新合成的蛋白質(zhì)的N末端有一段由信號密碼翻譯出的疏水氨基酸序列，該序列具有引導(dǎo)多肽鏈在合成過程中轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上并完成蛋白質(zhì)合成的功能。（2）蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的移位機(jī)制 信號識別顆粒（signal recognition partical，SRP） 存在于胞質(zhì)內(nèi)，是一核糖核酸蛋白質(zhì)復(fù)合體，由6個多肽亞單位和1個RNA分子組成。SRP上有三個功能部位： 翻譯暫停結(jié)構(gòu)域 信號肽結(jié)合位點(diǎn)

6、SRP受體結(jié)合位點(diǎn) 作用：識別信號肽和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的SRP受體， 并使核糖體蛋白質(zhì)合成暫停。 信號識別顆粒信號識別顆粒(SRP)的組成信號識別顆粒(SRP)的組成信號識別顆粒受體(SRPreceptor)或停泊蛋白(docking protein) 存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的整合蛋白，為異二聚體。SRP受體能與SRP-核糖體復(fù)合體結(jié)合，并把它們引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上被稱為移位子的通道蛋白處。核糖體結(jié)合蛋白(ribophorin)移位子(translocon)信號肽水解酶 (signalpeptidase) 【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物

7、學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體SRP和SRP受體都是G蛋白，它們不僅將合成蛋白質(zhì)的核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，而且通過GTP-GDP的交換，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的易位子通道打開，讓信號序列與之結(jié)合。GTP 水解作為信號序列轉(zhuǎn)運(yùn)的能量來源。GTP在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用 SRP和SRP受體都是G蛋白，它們不僅將合成蛋白質(zhì)的核糖體引（3）膜蛋白的合成起始轉(zhuǎn)移序列（包括ER singnal peptide、internal start-transfer sequence 內(nèi)信號肽） 終止轉(zhuǎn)移序列(stop-transfer sequence)（3）膜蛋白的合成起始轉(zhuǎn)移序列（包括ER singna 該蛋白在N-末端信號序列的作用

8、下進(jìn)行共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)，當(dāng)停止轉(zhuǎn)移信號進(jìn)入通道后，與通道內(nèi)的結(jié)合位點(diǎn)相互作用，使通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白失活，從而停止蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。由于N-末端的信號序列是可切除的，信號序列被切除后形成單次跨膜蛋白。 終止轉(zhuǎn)移信號與單次跨膜蛋白的形成 該蛋白在N-末端信號序列的作用下進(jìn)行共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn) 內(nèi)含信號序列首先作為信號序列與SRP一起將核糖體附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后作為起始轉(zhuǎn)移信號與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道結(jié)合引導(dǎo)新生肽的轉(zhuǎn)移。在與轉(zhuǎn)運(yùn)通道結(jié)合過程中,始終保持具有較多正電荷氨基酸的一端朝向胞質(zhì)溶膠一側(cè)，由于它不能被切除，所以合成的是膜蛋白。(a) 內(nèi)含信號序列作為起始轉(zhuǎn)移信號，在保持信號序列中具有較多正電荷氨基酸一端朝向胞質(zhì)溶膠面的情況下

9、與羧基端的臂形成環(huán)，插入到轉(zhuǎn)運(yùn)通道中。(b)作用方式與(a)相同，只是內(nèi)含信號序列中含較多正電荷一端與氨基端相反，所以要進(jìn)行調(diào)整，在跨膜時保持正電荷一端朝向胞質(zhì)溶膠面。 內(nèi)含信號序列與單次跨膜蛋白的整合 內(nèi)含信號序列首先作為信號序列與SRP一起將核糖體 二次跨膜蛋白的形成內(nèi)含信號序列形成一個跨膜區(qū)，停止轉(zhuǎn)移序列形成一個跨膜區(qū)，二者相加就成為二次跨膜蛋白。 二次跨膜蛋白的形成【重慶醫(yī)科大學(xué)胞生物學(xué)第五章膜系統(tǒng)及核糖體蛋白質(zhì)附著到糖基磷脂酰肌醇成為脂錨定蛋白 新合成的ER蛋白被信號肽酶從ER上切割之后，立即通過羧基端與已存在于ER膜上的糖基磷脂酰肌醇共價結(jié)合，形成脂錨定蛋白的簡化過程。形成的脂錨定糖蛋白通過進(jìn)一步的運(yùn)輸成為質(zhì)膜外側(cè)的膜蛋白。蛋白質(zhì)附著到糖基磷脂酰肌醇成為脂錨定蛋白