六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件

第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜優(yōu)選第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜優(yōu)選第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要的結(jié)構(gòu)成分，其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)定義：用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、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)家多稱之為胞質(zhì)溶膠。一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要的結(jié)構(gòu)成分，其體肝細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)及細(xì)胞其它組分的數(shù)目及所占的體積比細(xì)胞組分?jǐn)?shù)目體積比細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體胞內(nèi)體過氧化物酶體線粒體1111300200400170054612311122肝細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)及細(xì)胞其它組分的數(shù)目及所占的體積比細(xì)胞組分第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件主要成分細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)組成非常復(fù)雜，主要是中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類、細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。歸納起來，三類（1）小分子物質(zhì)（2）中等大小的分子（3）大分子物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的化學(xué)組成主要成分細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的化學(xué)組成（1）小分子物質(zhì)無機(jī)離子、水、氣體等無機(jī)離子單價離子，大多游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；二價離子，大多結(jié)合在基質(zhì)中的核苷酸、多糖、酶等分子上。氣體O2、CO2等（1）小分子物質(zhì)（2）中等大小的分子多種糖類（葡萄糖、果糖、蔗糖等）脂類氨基酸核苷酸核苷酸衍生物等（2）中等大小的分子（3）大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)RNA多糖酶（數(shù)千種）有人認(rèn)為細(xì)胞骨架成份，如微管、微絲、中等纖維等應(yīng)包括在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)？

（3）大分子物質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能（1）為蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸等生化代謝提供大部分酶、底物、離子環(huán)境、合適的空間；（2）參與信號在胞內(nèi)的轉(zhuǎn)導(dǎo)（信號通路與網(wǎng)絡(luò)存在于基質(zhì)內(nèi)）（3）蛋白質(zhì)的分選與運(yùn)輸（4）與細(xì)胞質(zhì)骨架一起維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運(yùn)動、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能（5）蛋白質(zhì)修飾和選擇性降解 蛋白質(zhì)的修飾 控制蛋白質(zhì)的壽命降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì)幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象

（5）蛋白質(zhì)修飾和選擇性降解 幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象控制蛋白質(zhì)的壽命N端第一個氨基酸是Gly、Pro、Ser、Met、Thr、Ala、Val、Cys，則穩(wěn)定；若N端第一個是其他12種，則不穩(wěn)定；能被泛素（ubiquitin）的蛋白質(zhì)識別；泛素能結(jié)合到含有不穩(wěn)定氨基酸殘基的蛋白質(zhì)N端隨后被一種蛋白酶復(fù)合體（proteosome）降解。控制蛋白質(zhì)的壽命二、內(nèi)膜系統(tǒng)

內(nèi)膜系統(tǒng)概述

細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法

二、內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)概述真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng),將細(xì)胞分成許多膜結(jié)合的區(qū)室，包括細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、內(nèi)體和分泌泡等。雖然這些區(qū)室具有各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)和功能，但它們又是緊密相關(guān)的，尤其是它們的膜結(jié)構(gòu)是相互轉(zhuǎn)換的，這種轉(zhuǎn)換的機(jī)制則是通過蛋白質(zhì)分選(proteinsorting)和膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的。真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng),多種糖類（葡萄糖、果糖、蔗糖等）內(nèi)膜系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是動態(tài)性質(zhì),內(nèi)膜系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)是不斷變化的，其各自的位置是處于流動狀態(tài)。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一種蛋白復(fù)合體結(jié)構(gòu)，中央有一個直徑2nm的通道，與蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。根據(jù)所消化的物質(zhì)來源不同,分為自噬溶酶體(autophagolysosome)和異噬溶酶體(phagolysosome)。磷酸化識別信號：信號斑多數(shù)解毒反應(yīng)與氧化作用有關(guān),有些也涉及還原和水解,或者三者結(jié)合,使有毒物質(zhì)由脂溶性轉(zhuǎn)變成水溶性而被排出體外,此過程稱為肝細(xì)胞的解毒作用,主要在肝細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。內(nèi)膜系統(tǒng)使真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)區(qū)域化。（1）生物合成相關(guān)酶分析表明：蛋白質(zhì)約占2/3（比質(zhì)膜多），主要是酶類，其中CytP-450是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)記酶。高爾基體又稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體，是意大利科學(xué)家CamilloGolgi在1898年發(fā)現(xiàn)的，它是普遍存在于真核細(xì)胞中的一種細(xì)胞器。組成過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)到過氧化物酶體中。電鏡照片所示是衰老線粒體和過氧化物酶體被包裹在一個雙層膜結(jié)構(gòu)中,該膜來自于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。圖蛋白質(zhì)輸入線粒體基質(zhì)高爾基體中進(jìn)行的另一種蛋白質(zhì)的糖基化是O連接的糖基化,將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的羥基的氧原子上。N-連接與O-連接的寡糖比較高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）又稱cis膜囊;與高爾基體有關(guān)的多糖的合成具有KDELorHDEL信號蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）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)內(nèi)膜系統(tǒng)和膜運(yùn)輸多種糖類（葡萄糖、果糖、蔗糖等）內(nèi)膜系統(tǒng)和膜運(yùn)輸膜結(jié)合細(xì)胞器與內(nèi)膜系統(tǒng)關(guān)于真核細(xì)胞中具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器的總體描述通常有三個概念:膜結(jié)合細(xì)胞器或膜結(jié)合區(qū)室指細(xì)胞質(zhì)中所有具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，包括細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、分泌泡、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等。由于它們都是封閉的膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部都有一定的空間，所以又稱為膜結(jié)合區(qū)室。膜結(jié)合細(xì)胞器與內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)(cytoplasmicmembranesystem)是指細(xì)胞內(nèi)那些在生物發(fā)生上與質(zhì)膜相關(guān)的細(xì)胞器，顯然不包括線粒體、葉綠體和過氧化物酶體，因?yàn)檫@幾種細(xì)胞器的膜是逐步長大的，而不直接利用質(zhì)膜。內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembranesystems)是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和液泡(包括內(nèi)體和分泌泡)等四類膜結(jié)合細(xì)胞器，因?yàn)樗鼈兊哪な窍嗷チ鲃拥模幱趧討B(tài)平衡，在功能上也是相互協(xié)同的。廣義上的內(nèi)膜系統(tǒng)概念也包括線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細(xì)胞核等細(xì)胞內(nèi)所有膜結(jié)合的細(xì)胞器。細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)(cytoplasmicmembranesy●膜結(jié)合細(xì)胞器的功能

膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞的生命活動中具有重要作用。

表

真核細(xì)胞膜結(jié)合區(qū)室的主要功能細(xì)胞器(區(qū)室)主要功能胞質(zhì)溶膠代謝的主要場所；蛋白質(zhì)合成部位細(xì)胞核基因組存在場所，DNA和RNA的合成地內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大多數(shù)脂的合成場所,蛋白質(zhì)合成和集散地高爾基體蛋白質(zhì)和脂的修飾、分選和包裝溶酶體細(xì)胞內(nèi)的降解作用內(nèi)體內(nèi)吞物質(zhì)的分選線粒體通過氧化磷酸化合成ATP葉綠體進(jìn)行光合作用過氧化物酶體毒性分子的氧化●膜結(jié)合細(xì)胞器的功能

膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞的生命●膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞內(nèi)的分布

膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞內(nèi)是按功能、分層次分布的?！衲そY(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞內(nèi)的分布細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(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)，主要包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及各種小泡和液泡。內(nèi)膜系統(tǒng)使真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)區(qū)域化。真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的內(nèi)膜系統(tǒng),將細(xì)胞分成許多膜結(jié)合的區(qū)室。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)意義:內(nèi)膜系統(tǒng)的出現(xiàn)是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的顯著特點(diǎn)之一，其意義在于大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積；為多種酶特別是多酶體系提供了大面積的結(jié)合位點(diǎn)；酶系統(tǒng)的隔離與連接；蛋白質(zhì)、糖、脂肪的合成、加工和包裝；運(yùn)輸分泌物；擴(kuò)散屏障及膜電位建立；離子梯度的維持等。意義:區(qū)域化區(qū)域化■內(nèi)膜系統(tǒng)的動態(tài)性質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是動態(tài)性質(zhì),內(nèi)膜系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)是不斷變化的，其各自的位置是處于流動狀態(tài)。正是這種流動狀態(tài),將細(xì)胞的合成活動、分泌活動和內(nèi)吞活動連成了一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在各內(nèi)膜結(jié)構(gòu)之間常?？吹揭恍┬∨輥砘卮┧?，這些小泡分別是從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜上產(chǎn)生的，這就使內(nèi)膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)處于一個動態(tài)平衡。內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞中的生化合成、分泌和內(nèi)吞作用連接成動態(tài)的、相互作用的網(wǎng)絡(luò)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白和脂通過分泌活動進(jìn)入分泌小泡運(yùn)送到工作部位(包括細(xì)胞外);細(xì)胞通過內(nèi)吞途徑將細(xì)胞外的物質(zhì)送到溶酶體降解。■內(nèi)膜系統(tǒng)的動態(tài)性質(zhì)真核細(xì)胞中生化合成、分泌和內(nèi)吞作用的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。真核細(xì)胞中生化合成、分泌和內(nèi)吞作用的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法

放射自顯影（Autoradiography）;

差速離心生化分析（Biochemicalanalysis）;

遺傳突變分析（Geneticmutants）細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法 放射自顯影（Au■放射自顯影術(shù)(autoradiography)胰腺系統(tǒng)中胰泡細(xì)胞具有最發(fā)達(dá)的內(nèi)膜系統(tǒng)，主要功能是合成消化酶類。這些酶類合成之后要從胰腺系統(tǒng)經(jīng)由導(dǎo)管分泌到小腸中行使功能。這些酶是如何分泌出去的?JamwsJamieson和GeorgePalade使用放射自顯影技術(shù)證明了蛋白質(zhì)分泌起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，經(jīng)高爾基體到達(dá)細(xì)胞外。■放射自顯影術(shù)(autoradiography)圖

蛋白質(zhì)分泌的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)示意圖(a)細(xì)胞與同位素接觸3分鐘之后,標(biāo)記物出現(xiàn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中;(b)細(xì)胞接觸同位素3分鐘后,置于非同位素的培養(yǎng)基中“跟蹤”20分鐘,放射性標(biāo)記出現(xiàn)在高爾基體和部分分泌泡;(c)“跟蹤”120分鐘,標(biāo)記物主要出現(xiàn)在分泌泡中。圖蛋白質(zhì)分泌的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)示意圖●N連接糖基化(Nlinkedglycosylation)COPII包被小泡介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的運(yùn)輸；小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的“瓣膜”作用，保證單向轉(zhuǎn)運(yùn)四、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝（6）易位子（translocon）蛋白復(fù)合體++++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)；高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）又稱cis膜囊;糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能完成。第二節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

(endoplasmicreticulum,ER)產(chǎn)生含信號肽的完整多肽(b)細(xì)胞接觸同位素3分鐘后,置于非同位素的培養(yǎng)基中“跟蹤”20分鐘,放射性標(biāo)記出現(xiàn)在高爾基體和部分分泌泡;幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的內(nèi)膜系統(tǒng),將細(xì)胞分成許多膜結(jié)合的區(qū)室。優(yōu)選第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜通過識別駐留蛋白C端的回收信號(lysaspgluleu,KDEL)的特異性受體，以COPI包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。在多細(xì)胞生物的發(fā)育過程中，自溶對于形態(tài)建成具有重要作用。同樣，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、分泌泡和細(xì)胞質(zhì)膜及胞內(nèi)體也都具有各自特異的成分，這是行使復(fù)雜的膜泡運(yùn)輸功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是在膜泡中又必須保證各細(xì)胞器和細(xì)胞間隔本身成分特別是膜成分的相對恒定。折疊好的膜蛋白的超量積累。蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)通過差速離心分離微粒體

●N連接糖基化(Nlinkedglycosylation第二節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

(endoplasmicreticulum,ER)概述

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

的形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成

ER的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控第二節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

(endoplasmicreticu早在1897年，法國人Garnier就發(fā)現(xiàn)分泌活動旺盛的胰腺和唾液腺細(xì)胞中有一個呈條形或絲狀結(jié)構(gòu)的嗜堿性區(qū)域，隨細(xì)胞的活動和生理狀態(tài)而有所變化，細(xì)胞處在活動狀態(tài)時，這種結(jié)構(gòu)豐富，動物高度饑餓時，這種結(jié)構(gòu)消失，喂食后又重新出現(xiàn)。故將其稱為“動質(zhì)”或“釀造質(zhì)”。

1945年，著名超微結(jié)構(gòu)學(xué)家在電鏡下觀察組織培養(yǎng)的雞胚成纖維細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)有各種大小的管道相連成網(wǎng)狀，并多處在細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)質(zhì)部位，故定名為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。原核生物沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，由細(xì)胞質(zhì)膜代行其功能。早在1897年，法國人Garnier就發(fā)現(xiàn)分泌活動旺一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜所形成的囊狀、泡狀和管狀結(jié)構(gòu)，并形成一個連續(xù)的網(wǎng)膜系統(tǒng)。由于它靠近細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)側(cè)，故稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上是否附有核糖體,將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為兩類:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)。一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜所形成的囊狀、泡狀細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞核、高爾基體的立體結(jié)構(gòu)細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞核、高爾基體的立體結(jié)構(gòu)（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ER是交織分布在細(xì)胞質(zhì)中的由膜圍成的扁囊或小管狀管道系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)分為三部分：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜：結(jié)構(gòu)與質(zhì)膜相同，但比質(zhì)膜?。?-6nm），有些部位可與核膜和某些細(xì)胞器膜相連，少數(shù)能與質(zhì)膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔：內(nèi)含細(xì)小蛋白質(zhì)顆粒。核糖體：附在膜的細(xì)胞質(zhì)面。（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ER在外形上呈多態(tài)性，但有三種基本的形態(tài)。1、扁平囊狀排列：這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有寬大的腔，有時似打足了氣的氣球，有時又象放了氣的氣球（扁平狀）。如果蠅幼蟲唾腺細(xì)胞中的RER。2、管道狀排列：這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分枝而細(xì)長的管子（tubules），互相連通，交錯成復(fù)雜的網(wǎng)狀，能與核外膜相連，少數(shù)可見與質(zhì)膜相連。3、小泡狀排列：小泡狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常在特殊生理狀態(tài)及病變細(xì)胞中出現(xiàn)，是過渡類型。上述3種形狀是可以互相轉(zhuǎn)變的。ER在外形上呈多態(tài)性，但有三種基本的形態(tài)。（二）基本類型（二）基本類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)圖

超薄和掃描電鏡觀察的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

(a)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng);(b)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),上半部是超薄電鏡照片,下半部是掃描電鏡照片。圖超薄和掃描電鏡觀察的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞用勻漿或超聲波破碎后，膜碎片可以自動卷縮成膜性小泡，稱微粒體（microsome），大小約100nm。關(guān)于ER的化學(xué)組成是通過離體的化學(xué)分析進(jìn)行研究的，多數(shù)資料來自微粒體。

微粒體是在差速離心過程中分離出的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片（摻有少量質(zhì)膜及Golgi體膜）組成的膜泡，而不是細(xì)胞內(nèi)固有結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在用蔗糖密度梯度離心法可以得到較純化的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片，甚至能把RER和SER的微粒體分開，更有利于分析其化學(xué)組成。

分析表明：蛋白質(zhì)約占2/3（比質(zhì)膜多），主要是酶類，其中CytP-450是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)記酶。脂類1/3（比質(zhì)膜少）在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，主要為磷脂和膽固醇?；瘜W(xué)組成細(xì)胞用勻漿或超聲波破碎后，膜碎片可以自動卷縮成膜性小泡，稱微COPII包被小泡又稱異體吞噬泡，它的作用底物是外源性的，即細(xì)胞經(jīng)吞噬、胞飲作用所攝入的胞外物質(zhì)。高爾基體與細(xì)胞的分泌活動煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，顯示中間扁平膜囊。(b)細(xì)胞接觸同位素3分鐘后,置于非同位素的培養(yǎng)基中“跟蹤”20分鐘,放射性標(biāo)記出現(xiàn)在高爾基體和部分分泌泡;51μm，內(nèi)含酸性水解酶，相當(dāng)于動物細(xì)胞的溶酶體。+++-（1）為蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸等生化代謝提供大部分酶、底物、離子環(huán)境、合適的空間；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。高爾基體cis膜囊寡糖鏈上的甘露糖殘基磷酸化高爾基體中進(jìn)行的另一種蛋白質(zhì)的糖基化是O連接的糖基化,將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的羥基的氧原子上。（1）生物合成相關(guān)酶⑤信號序列與通道中受體結(jié)合。圖Rubisco小亞基蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)及全酶裝配Walter和他們的同事在研究中還發(fā)現(xiàn)信號序列具有一些共同的特性:在正常情況下,溶酶體的膜是十分穩(wěn)定的，不會對細(xì)胞自身造成傷害。異噬性溶酶體實(shí)際上是初級溶酶體同內(nèi)吞泡融合后形成的。多數(shù)解毒反應(yīng)與氧化作用有關(guān),有些也涉及還原和水解,或者三者結(jié)合,使有毒物質(zhì)由脂溶性轉(zhuǎn)變成水溶性而被排出體外,此過程稱為肝細(xì)胞的解毒作用,主要在肝細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。化學(xué)組成核酸來自rRNA（rRNA占細(xì)胞總RNA的50～60％）蛋白質(zhì)含量高，占ER組成的70％（比質(zhì)膜高，質(zhì)膜小于60％）COPII包被小泡化學(xué)組成主要的酶（1）生物合成相關(guān)酶（2）化學(xué)修飾相關(guān)酶（3）離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)酶（4）與電子傳遞有關(guān)酶，細(xì)胞色素P450是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所特有的?！駱?biāo)志酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。主要的酶●標(biāo)志酶（5）核糖體受體蛋白ribophorinI、ribophorinII膜整合蛋白核糖體通過它結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上（6）易位子（translocon）蛋白復(fù)合體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一種蛋白復(fù)合體結(jié)構(gòu)，中央有一個直徑2nm的通道，與蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。（5）核糖體受體蛋白三、脂類含量30％（比質(zhì)膜低，質(zhì)膜40％）主要是磷脂，與質(zhì)膜類似，但膽固醇含量低三、脂類微粒體微粒體二、ER的功能

是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地，幾乎全部脂類和多種重要蛋白都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成。

rER的功能

sER的功能二、ER的功能 是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)與脂類合成的基地，幾乎rER的功能蛋白質(zhì)合成

蛋白質(zhì)的修飾與加工

新生肽的折疊與組裝

膜的形成

膜分化（membranedifferentiation）。即在RER上合成的基本膜，經(jīng)過加工修飾，在化學(xué)成份、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異，成為各種功能不同的膜的變化過程。rER的功能蛋白質(zhì)合成

蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成分泌蛋白；整合膜蛋白；內(nèi)膜系統(tǒng)各種細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白（需要隔離或修飾）。其它多肽是在細(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、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。注意細(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“游離”核糖體。蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件蛋白質(zhì)的修飾與加工修飾加工糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等糖基化在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下發(fā)生在ER腔面?；l(fā)生在ER的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)蛋白質(zhì)的修飾與加工修飾加工糖基化糖基化●N連接糖基化(Nlinkedglycosylation)糖基化的第一步是將一個14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽鏈的天冬氨酸上，其氨基酸的特征序列是AsnXSer/Thr(X代表任何一種氨基酸),由于糖是同天冬酰胺的自由NH2連接，所以將這種糖基化稱為N連接的糖基化?！窳u基化(hydroxylation)除了N連接糖基化以外，新生肽的脯氨酸和賴氨酸要進(jìn)行羥基化，形成羥脯氨酸和羥賴氨酸，這種反應(yīng)只是在少數(shù)蛋白上發(fā)生。在合成膠原的細(xì)胞中,脯氨酸和賴氨酸羥基化則是一個主要的反應(yīng)?！馧連接糖基化(Nlinkedglycosylation新生肽的折疊與組裝合成后折疊成正確構(gòu)象并裝配完成具有KDELorHDEL信號蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）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)結(jié)合蛋白（Bindingprotein，Bip，chaperone） 結(jié)合蛋白屬于熱休克蛋白70家族成員，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，能識別錯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。新生肽的折疊與組裝合成后折疊成正確構(gòu)象并裝配完成SER的功能脂類的合成肝的解毒作用（Detoxification）Systemofoxygenasescytochromep450family；作為分泌蛋白的運(yùn)輸通路儲存鈣離子肌質(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。SER的功能脂類的合成ER合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂。細(xì)胞膜所需要的最重要的磷脂也是在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的。在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂先作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的構(gòu)成部分，然后再轉(zhuǎn)運(yùn)給其他的膜。兩種例外鞘磷脂和糖脂（ER開始→Golgicomplex完成）；Mit/Chl某些單一脂類是在它們的膜上合成的。脂類的合成ER合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂。脂類的合成磷脂轉(zhuǎn)位蛋白與翻轉(zhuǎn)酶(flippase)磷脂的合成都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面，但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂幾分鐘之后就由胞質(zhì)溶膠面轉(zhuǎn)向膜的另一面，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面,磷脂的轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位蛋白或稱翻轉(zhuǎn)酶幫助的。翻轉(zhuǎn)酶催化的磷脂移動也是有選擇性的,如能夠翻轉(zhuǎn)磷脂酰膽堿的翻轉(zhuǎn)酶則不能催化其他的磷脂翻轉(zhuǎn),這樣保證了膜中磷脂分布的不對稱磷脂轉(zhuǎn)位蛋白與翻轉(zhuǎn)酶(flippase)磷脂交換蛋白(PEP)與磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的磷脂不斷合成，使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜面積越來越大，必須有一種機(jī)制將磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)到其它的膜才能維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的平衡,這就是磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)。磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種方式。一種是憑借一種水溶性蛋白,叫磷脂交換蛋白的作用;另一種是以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞質(zhì)膜上.第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件膜磷脂轉(zhuǎn)移的兩種方式(a)通過小泡運(yùn)輸將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂轉(zhuǎn)運(yùn)到其他內(nèi)膜系統(tǒng)的膜上包括細(xì)胞核膜;(b)通過磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的膜中。膜磷脂轉(zhuǎn)移的兩種方式肝的解毒作用（Detoxification）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能夠?qū)ν鈦淼挠卸疚镔|(zhì),如農(nóng)藥、毒素和污染物進(jìn)行解毒。多數(shù)解毒反應(yīng)與氧化作用有關(guān),有些也涉及還原和水解,或者三者結(jié)合,使有毒物質(zhì)由脂溶性轉(zhuǎn)變成水溶性而被排出體外,此過程稱為肝細(xì)胞的解毒作用,主要在肝細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。肝的解毒作用（Detoxification）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能夠?qū)Α鎏窃纸忉尫庞坞x的葡萄糖肝細(xì)胞的一個重要功能是維持血液中葡萄糖水平的恒定,這一功能與葡萄糖6磷酸酶的作用密切相關(guān)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的葡萄糖6磷酸酶將葡萄糖6磷酸水解生成葡萄糖和無機(jī)磷，釋放游離的葡萄糖進(jìn)入血液,供細(xì)胞之用。■糖原分解釋放游離的葡萄糖肝細(xì)胞的一個重要功能是維持血液中光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在糖原裂解中的作用在肝細(xì)胞中,糖原裂解釋放葡萄糖-1-磷酸,然后再轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸,由于磷酸化的葡萄糖不能通過細(xì)胞質(zhì)膜,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解為葡萄糖和磷酸后,葡萄糖就可穿過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在糖原裂解中的作用Ca2+的調(diào)節(jié)作用肌質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，是貯存Ca2+的細(xì)胞器。肌質(zhì)網(wǎng)膜上重要的膜蛋白是Ca2+ATP酶,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可構(gòu)成心肌和骨胳肌肌原纖維周圍的肌質(zhì)網(wǎng)。當(dāng)肌細(xì)胞膜的興奮信號傳遞到肌質(zhì)網(wǎng)時則引起肌質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+,從而導(dǎo)致肌細(xì)胞的收縮活動。當(dāng)肌肉松弛時,鈣離子又重新泵回肌質(zhì)網(wǎng)。所以肌質(zhì)網(wǎng)實(shí)際上是作為鈣庫，其內(nèi)有鈣結(jié)合蛋白，每個鈣結(jié)合蛋白可以結(jié)合30個左右的Ca2+。Ca2+的調(diào)節(jié)作用肌質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，是貯存Ca三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控內(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)雜過程顯然是需要有一個精確調(diào)控的過程。影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種因素 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。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化主要是固醇缺乏。 不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)。三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、加工、高爾基體又稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體，是意大利科學(xué)家CamilloGolgi在1898年發(fā)現(xiàn)的，它是普遍存在于真核細(xì)胞中的一種細(xì)胞器。高爾基體與細(xì)胞的分泌功能有關(guān)，能夠收集和排出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所合成的物質(zhì)，它也是凝集某些酶原顆粒的場所，參與糖蛋白和粘多糖的合成。高爾基復(fù)合體與溶酶體的形成有關(guān)，并參與細(xì)胞的胞飲和胞吐過程。第三節(jié)高爾基體高爾基體又稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾一、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)電鏡下高爾基體結(jié)構(gòu)是由扁平膜囊和大小不等的囊泡構(gòu)成高爾基體是有極性的細(xì)胞器位置、方向、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性高爾基體各部膜囊的４種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)高爾基體至少由互相聯(lián)系的4個部分組成，每一部分又可能劃分出更精細(xì)的間隔高爾基的膜囊上存在微管的馬達(dá)蛋白和微絲的馬達(dá)蛋白。最近還發(fā)現(xiàn)特異的血影蛋白網(wǎng)架。 它們在維持高爾基體動態(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。一、高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)電鏡下高爾基體結(jié)構(gòu)是由扁平膜囊和大小第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件●高爾基體的極性結(jié)構(gòu)上的極性:高爾基體的結(jié)構(gòu)可分為幾個層次的區(qū)室;①靠近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一面稱為順面(cisface),或稱形成面(formingface)；②高爾基體中間膜囊(medialGolgi);③靠近細(xì)胞質(zhì)膜的一面稱為反面高爾基網(wǎng)絡(luò)(transGolginetwork，TGN)。功能上的極性:高爾基體執(zhí)行功能時是“流水式”操作，上一道工序完成了，才能進(jìn)行下一道工序?！窀郀柣w的極性高爾基體各部膜囊的４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)或核苷酸二磷酸酶細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，可顯示靠近trans面膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)；煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)，顯示中間扁平膜囊。高爾基體各部膜囊的４種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)嗜鋨反應(yīng)的高爾基體c第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件

高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）又稱cis膜囊;

高爾基體中間膜囊（medialGolgi）

多數(shù)糖基修飾； 糖脂的形成； 與高爾基體有關(guān)的多糖的合成

高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGN）

周圍大小不等的囊泡 順面囊泡較小，為物質(zhì)運(yùn)輸小泡

反面體積較大的為分泌泡或分泌顆粒高爾基體的4個組成部分高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN）又稱cis膜囊;高爾基體第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

RER（蛋白質(zhì)和脂類）——CGN；蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O連接糖基化；跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的?；?；高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)RER（蛋白質(zhì)和脂類）——CG高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

TGN中的低pH值；標(biāo)志酶CMP酶陽性TGN的主要功能 參與蛋白質(zhì)的分類與包裝、運(yùn)輸； 某些“晚期”的蛋白質(zhì)修飾（如唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化及蛋白原的水解加工）在蛋白質(zhì)與脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的“瓣膜”作用，保證單向轉(zhuǎn)運(yùn)高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TGN中的低pH值；標(biāo)志酶CMP酶●蛋白質(zhì)從蛋白質(zhì)含量看，高爾基體高于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜:質(zhì)膜的蛋白質(zhì)含量為40%，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)含量為20%，而高爾基體的蛋白質(zhì)含量占60%。●脂從總磷脂看，高爾基體介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜之間?！衩割惛郀柣鶑?fù)合體的膜上含有豐富的酶類，如糖基轉(zhuǎn)移酶、磺化糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、激酶、甘露糖苷酶、磷脂酶等。但在膜上的分布并不均一。高爾基復(fù)合體的標(biāo)志酶是糖基轉(zhuǎn)移酶。二、高爾基體的化學(xué)組成●蛋白質(zhì)二、高爾基體的化學(xué)組成三、高爾基體的功能主要功能是參與細(xì)胞的分泌活動,將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類與包裝,并分門別類地運(yùn)送到細(xì)胞的特定部位或分泌到細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂類一部分也要通過高爾基體向細(xì)胞質(zhì)膜等部位運(yùn)輸。

高爾基體是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)慕煌屑~。

高爾基體與細(xì)胞的分泌活動

蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾蛋白酶的水解和其它加工過程膜的轉(zhuǎn)變功能參與植物細(xì)胞壁的形成參與溶酶體的形成三、高爾基體的功能主要功能是參與細(xì)胞的分泌活高爾基體與細(xì)胞的分泌活動蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)除了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能蛋白質(zhì)外,其他由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)都是通過小泡轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體的順面,小泡與順面高爾基體網(wǎng)絡(luò)融合之后,轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白質(zhì)進(jìn)入高爾基體腔,這是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體間的主流運(yùn)輸。偶爾也有從高爾基體各個部位形成的小泡沿微管回流到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。溶酶體酶的分選M6P反面膜囊M6P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。高爾基體與細(xì)胞的分泌活動蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)高爾基體和ER間的雙向運(yùn)輸?shù)哪Ｐ透郀柣w和ER間的雙向運(yùn)輸?shù)哪Ｐ偷鞍踪|(zhì)的糖基化及其修飾●N連接糖基化的修飾蛋白質(zhì)的N連接糖基化是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行的，而對糖基的修飾則是在高爾基體中完成的?！馩連接的糖基化(Olinkedglycosylation)高爾基體中進(jìn)行的另一種蛋白質(zhì)的糖基化是O連接的糖基化,將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的羥基的氧原子上。蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾●N連接糖基化的修飾蛋白質(zhì)糖基化類型

特征N-連接O-連接1.合成部位

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體2.合成方式來自同一個寡糖前體一個個單糖加上去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最終長度

至少5個糖殘基一般1～4個糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個糖殘基N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等N-連接與O-連接的寡糖比較蛋白質(zhì)糖基化類型特征N-連接O-連接1.蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都沒有模板，靠不同酶在細(xì)胞不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能完成。糖基化的主要作用為各種蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)記，以利于高爾基體的分類包裝，同時保證糖蛋白從RER至高爾基膜囊的單方向運(yùn)輸。蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義糖蛋白寡糖鏈的合成與加工都蛋白酶的水解和其它加工過程無生物活性的蛋白原（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。多個相同氨基酸序列的蛋白質(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增加了細(xì)胞信號分子的多樣性。蛋白酶的水解和其它加工過程無生物活性的蛋白原（propro高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)的蛋白分選高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)的蛋白分選第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體溶酶體(lysosome)幾乎存在于所有的動物細(xì)胞中一種膜結(jié)合細(xì)胞器，含有多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器；可與吞噬泡或胞飲泡結(jié)合,消化和利用其中的物質(zhì)，也可以消化自身細(xì)胞破損的細(xì)胞器或殘片，有利于細(xì)胞器的重新組裝、成分的更新及廢物的消除。其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。第四節(jié)溶酶體與過氧化物酶體溶酶體(lysosome)■溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)溶酶體是一種異質(zhì)性(heterogeneous)的細(xì)胞器,不同來源的溶酶體形態(tài)、大小,甚至所含有酶的種類都有很大的不同。圖936是肝組織中不同大小的溶酶體，該細(xì)胞主要是吞噬衰老的紅細(xì)胞。■溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖936肝組織中溶酶體的形態(tài)大小圖936肝組織中溶酶體的形態(tài)大小溶酶體膜的特征嵌有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境；具有多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)；膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。溶酶體膜含有較高的膽固醇，促進(jìn)了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。溶酶體的標(biāo)志酶酸性磷酸酶（acidphosphatase）溶酶體膜的特征溶酶體的酶類溶酶體內(nèi)含有50多種酶類，這些酶的最適pH值是5.0，均為酸性水解酶(acidhydrolases)。酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶溶酶體的酶都有一個共同的特點(diǎn)都是水解酶類，在酸性pH條件下具有最高的活性。溶酶體的酶包括∶蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶等。溶酶體的酶類第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件■植物溶酶體●圓球體(spherosome)是植物細(xì)胞中由一層單位膜包裹的含有細(xì)微結(jié)構(gòu)的球形顆粒，直徑為0.51μm，內(nèi)含酸性水解酶，相當(dāng)于動物細(xì)胞的溶酶體?！裰参锛?xì)胞的液泡(vacuoles)植物細(xì)胞的液泡幾乎占據(jù)了細(xì)胞總體積的90%，它含有多種水解酶類，并具有與動物細(xì)胞的溶酶體酶的類似的功能。液泡膜上具有H+ATPase,能夠?qū)+運(yùn)輸?shù)揭号葜?同時在液泡膜上還有一些運(yùn)輸?shù)鞍?，幫助液泡行使一些特殊的功能?！鲋参锶苊阁w

溶酶體的類型初級溶酶體（primarylysosome）是剛剛從反面高爾基體形成的小囊泡,僅含有水解酶類，但無作用底物，外面只有一層單位膜，其中的酶處于非活性狀態(tài)。次級溶酶體（secondarylysosome）含有水解酶和相應(yīng)的底物，是一種將要或正在進(jìn)行消化作用的溶酶體。根據(jù)所消化的物質(zhì)來源不同,分為自噬溶酶體(autophagolysosome)和異噬溶酶體(phagolysosome)。溶酶體的類型初級溶酶體（primarylysoso●自噬性溶酶體(autolysosome)是一種自體吞噬泡，作用底物是內(nèi)源性的，即細(xì)胞內(nèi)的蛻變、破損的某些細(xì)胞器或局部細(xì)胞質(zhì)。這種溶酶體廣泛存在于正常的細(xì)胞內(nèi)，在細(xì)胞內(nèi)起“清道夫”作用?！癞愂尚匀苊阁w(heterolysosome)又稱異體吞噬泡，它的作用底物是外源性的，即細(xì)胞經(jīng)吞噬、胞飲作用所攝入的胞外物質(zhì)。異噬性溶酶體實(shí)際上是初級溶酶體同內(nèi)吞泡融合后形成的?！褡允尚匀苊阁w(autolysosome)殘余小體（residualbody），又稱后溶酶體。

經(jīng)過一段時間的消化后，小分子物質(zhì)可以通過膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中供細(xì)胞代謝使用，未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體中形成殘余體或稱后溶酶體。殘余體可通過類似與胞吐的方式將內(nèi)容物排出細(xì)胞。殘余小體（residualbody），又稱后溶酶體。動物細(xì)胞溶酶體系統(tǒng)示意圖動物細(xì)胞溶酶體系統(tǒng)示意圖二、溶酶體的功能溶酶體的主要功能是消化作用。其消化底物的來源有三種途徑:

①自體吞噬(autophagy),吞噬的是細(xì)胞內(nèi)原有的物質(zhì);②通過吞噬形成的吞噬體(phagosome)提供的有害物質(zhì);③通過內(nèi)吞作用(endocytosis)提供的營養(yǎng)物質(zhì)。由于吞噬作用和內(nèi)吞作用提供的被消化的物質(zhì)都是來自細(xì)胞外，又將這兩種來源的物質(zhì)消化作用統(tǒng)稱為異體吞噬(heterophagy)。二、溶酶體的功能溶酶體的主要功能是消化作用。第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件

小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體用電鏡細(xì)胞化學(xué)技術(shù)顯示其中含有的酸性磷酸酶，M：線粒體，L：溶酶體（樸英杰） 小鼠脾臟巨噬細(xì)胞中的溶酶體溶酶體的功能清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞防御功能

其它重要的生理功能

溶酶體與疾病溶酶體的功能清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和■吞噬作用(phagocytosis)

吞噬作用外來的有害物質(zhì)被吞入細(xì)胞后,即形成由膜包裹的吞噬小體(phagosome),初級溶酶體很快同吞噬體融合形成次級溶酶體,此時溶酶體中的底物是從細(xì)胞外攝取的,故為異噬性的溶酶體,在異噬性的溶酶體中吞噬物被酶水解。■吞噬作用(phagocytosis)圖

吞噬作用圖吞噬作用■自噬作用(autophagy)自噬作用主要是清除降解細(xì)胞內(nèi)受損傷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器、以及不再需要的生物大分子等?！鲎允勺饔?autophagy)電鏡照片所示是衰老線粒體和過氧化物酶體被包裹在一個雙層膜結(jié)構(gòu)中,該膜來自于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。被ER膜包裹而成的自噬體將會與溶酶體融合進(jìn)而被降解。電鏡照片所示是衰老線粒體和過氧化物酶體被包裹在一個雙層膜結(jié)構(gòu)■自溶作用(autolysis)自溶作用是細(xì)胞的自我毀滅(cellularselfdestruction),即溶酶體將酶釋放出來將自身細(xì)胞降解。在正常情況下,溶酶體的膜是十分穩(wěn)定的，不會對細(xì)胞自身造成傷害。如果細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷,造成溶酶體破裂，那么細(xì)胞就會在溶酶體酶的作用下被降解,如某些紅細(xì)胞常會有這種情況發(fā)生。在多細(xì)胞生物的發(fā)育過程中，自溶對于形態(tài)建成具有重要作用。蝌蚪尾巴的退化■自溶作用(autolysis)其它重要的生理功能■細(xì)胞外的消化作用(extracellulardigestion)溶酶體除了在細(xì)胞內(nèi)具有消化作用外，也可以將水解酶釋放到細(xì)胞外消化細(xì)胞外物質(zhì)?！鋈缡芫^程中的精子的頂體（acrosome）反應(yīng)。精子頭部的頂端質(zhì)膜下方有一膜包裹的囊狀結(jié)構(gòu),稱為頂體,是一種特殊的溶酶體,在受精過程中,通過頂體反應(yīng),將頂體中的溶酶體的酶釋放到細(xì)胞外，消化卵外膜濾泡細(xì)胞,使精子抵達(dá)卵子質(zhì)膜,卵子和精子的細(xì)胞質(zhì)膜相互融合,達(dá)到受精的目的。其它重要的生理功能■細(xì)胞外的消化作用(extracell圖

頂體反應(yīng)圖頂體反應(yīng)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，影響細(xì)胞代謝，引起疾病。某些病原體（麻瘋桿菌、利什曼原蟲或病毒）被細(xì)胞攝入，進(jìn)入吞噬泡但并未被殺死而繁殖。矽肺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，影響細(xì)三、溶酶體的發(fā)生溶酶體的形成是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,涉及的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和內(nèi)體等。比較清楚的是甘露糖-6-磷酸途徑(m6p)：溶酶體的酶類在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上起始合成,跨膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔,在順面高爾基體帶上甘露糖6-磷酸標(biāo)記后在高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)形成溶酶體分泌小泡,最后還要通過脫磷酸才成為成熟的溶酶體。三、溶酶體的發(fā)生溶酶體的形成是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,涉及的溶酶體酶的合成及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)到前溶酶體磷酸化識別信號：信號斑發(fā)生途徑

磷酸葡萄糖苷酶溶酶體酶的合成及N-連接的糖基化修飾（RER）高爾基體ci第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件溶酶體的發(fā)生過程溶酶體的發(fā)生過程第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件圖

溶酶體酶運(yùn)輸小泡與次級內(nèi)體的融合及次級內(nèi)體的分選圖溶酶體酶運(yùn)輸小泡與次級內(nèi)體的融合及次級內(nèi)體的分選

依賴于M6P的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過運(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，同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導(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）

分選途徑多樣化依賴于M6P的分選途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過運(yùn)輸小四、過氧化物酶體過氧化物酶體(peroxisome)是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器四、過氧化物酶體1、過氧化物酶體（Peroxisome）

存在于動物細(xì)胞和高等植物的葉肉細(xì)胞中，含較多氧化酶。其主要功能表現(xiàn)在：（1）解毒作用：主要體現(xiàn)在動物細(xì)胞，這種微體含有與生成H2O2有關(guān)的酶，也含有分解H2O2的過氧化氫酶，將代謝過程中產(chǎn)生的對細(xì)胞有毒害的H2O2分解。

（2）分解脂肪酸等高能分子，向細(xì)胞直接提供熱能。（3）與膽固醇代謝有關(guān)。（4）執(zhí)行光呼吸（乙醇酸代謝）：這一功能體現(xiàn)在植物細(xì)胞。過氧化物酶體是乙醇酸氧化的場所，氧化的結(jié)果是攝取氧，釋放CO2，這一過程只能在光照下，與葉綠體、線粒體聯(lián)合進(jìn)行，稱為光呼吸。1、過氧化物酶體（Peroxisome）2、乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）僅存在于高等植物細(xì)胞中，參與脂類代謝過程，含有同乙醛酸循環(huán)有關(guān)的酶，也含有過氧化物酶中的酶。種子萌發(fā)時，乙醛酸循環(huán)體降解→脂肪→糖這一微體的主要功能是蔗糖異生作用，整個過程涉及三個細(xì)胞器、兩個主要過程。含油量高的種子（花籽、油菜籽、蓖麻籽、大豆、花生）所含油及脂肪貯存在子葉及胚乳細(xì)胞的圓球體中。怎樣將這些脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，乙醛酸循環(huán)體起重要作用。2、乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細(xì)胞器如線粒體（M）等（Albertetal.，1989）鼠肝細(xì)胞超薄切片所顯示的過氧化物酶體（P）和其它細(xì)胞器如線粒過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與大小類似，但過氧化物酶體中的尿酸氧化酶等常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可作為電鏡下識別的主要特征。通過離心可分離過氧化物酶體和溶酶體

過氧化物酶體和溶酶體的在成分、功能和發(fā)生方式等方面存在很大差別。過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別過氧化物酶體和初級溶酶體的形態(tài)與過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較過氧化物酶體的功能動物細(xì)胞（肝細(xì)胞或腎細(xì)胞）中過氧化物酶體可氧化分解血液中的有毒成分，起到解毒作用。 過氧化物酶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；過氧化氫酶作用是將H2O2分解，形成水和氧氣。過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)；在種子萌發(fā)過程中，過氧化物酶體降解儲存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖。過氧化物酶體的功能動物細(xì)胞（肝細(xì)胞或腎細(xì)胞）中過氧化物酶體過氧化物酶體的發(fā)生

過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細(xì)胞器，子代的過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)到過氧化物酶體中。過氧化物酶體蛋白存在分選的信號序列（PTS）;過氧化物酶體膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運(yùn)而來。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過氧化物酶體的發(fā)生。過氧化物酶體的發(fā)生過氧化物酶體經(jīng)分裂后形成子代的細(xì)胞器，過氧化物酶體發(fā)生過程的示意圖過氧化物酶體發(fā)生過程的示意圖第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組裝信號假說

蛋白質(zhì)分選與分選信號膜泡運(yùn)輸

細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝

第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組裝信號假說■信號序列的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)●微粒體實(shí)驗(yàn)在GeorgePalade用離心技術(shù)分離到有核糖體結(jié)合的微粒體，即發(fā)現(xiàn)膜結(jié)合核糖體之后,科學(xué)家推測膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)首先要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔，然后通過選擇性的分泌過程輸出到細(xì)胞外，而游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)則留在細(xì)胞內(nèi)使用。為了研究內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)是否進(jìn)入了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔,ColvinRedman和DavidSabatini用分離的RER小泡(微粒體)進(jìn)行無細(xì)胞系統(tǒng)的蛋白質(zhì)合成,證明了膜結(jié)合核糖體上合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入了微粒體的腔。■信號序列的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)為什么有些核糖體合成蛋白質(zhì)時不同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合,有些正在合成蛋白質(zhì)的核糖體要同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合,并將合成的蛋白質(zhì)插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)?對此,美國洛克菲勒大學(xué)的Blobel、DavidSabatini和BernhardDobberstein等于1971年提出兩點(diǎn)建議:①分泌蛋白的N端含有一段特別的信號序列(signalsequence)，可將多肽和核糖體引導(dǎo)到ER膜上;②多肽通過ER膜上的水性通道進(jìn)入ER的腔中，并推測多肽是在合成的同時轉(zhuǎn)移的。為什么有些核糖體合成蛋白質(zhì)時不同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合,有些正在合成蛋白●信號序列存在的直接證據(jù)1972年，CésarMilstein和他的同事用無細(xì)胞系統(tǒng)研究免疫球蛋白(IgG)輕鏈合成時獲得了信號序列存在的直接證據(jù)，證明Blobel等的建議是正確的?！裥盘栃蛄械倪M(jìn)一步證實(shí)G.Blobel、B.Dobberstein、P.Walter和他們的同事在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上用分離的微粒體和無細(xì)胞體系進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了信號序列的存在及其作用?！裥盘栃蛄写嬖诘闹苯幼C據(jù)第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件■信號序列的一般特征及早期信號假說●信號序列的一般特征G.Blobel、B.Dobberstein、P.Walter和他們的同事在研究中還發(fā)現(xiàn)信號序列具有一些共同的特性:長度一般為1535個氨基酸殘基,N末端含有1個或多個帶正電荷的氨基酸,其后是612個連續(xù)的疏水殘基;在蛋白質(zhì)合成中將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng),進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后通常被切除。一、信號假說■信號序列的一般特征及早期信號假說一、信號假說第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件●早期的信號假說1975年,G.Blobel和B.Dobberstein根據(jù)對信號序列的研究成果,正式提出了信號假說,要點(diǎn)是:(1)分泌蛋白的合成始于細(xì)胞質(zhì)中的游離核糖體;(2)合成的N端信號序列露出核糖體后，靠自由碰撞與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜接觸，然后靠N端信號序列的疏水性插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;(3)蛋白質(zhì)繼續(xù)合成，并以袢環(huán)形式穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜;(4)如果合成的是分泌的蛋白，除了信號序列被信號肽酶切除外，全部進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔，若是膜蛋白,則由一個或多個停止轉(zhuǎn)移信號將蛋白質(zhì)錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上?！裨缙诘男盘柤僬f●信號識別顆粒(SRP)1981年發(fā)現(xiàn)了信號識別顆粒(signalrecognitionpartical,SRP),是一種核糖核酸蛋白復(fù)合體，沉降系數(shù)為11S，含有分子量為72kd、68kDa、54kDa、19kDa、14kDa及9kDa的6條多肽和一個7S(長約300個核苷酸)的scRNA,它的作用是識別信號序列，并將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上?！裥盘栕R別顆粒(SRP)第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件●?？康鞍?dockingprotein,DP)即SRP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體蛋白，它能夠與結(jié)合有信號序列的SRP牢牢地結(jié)合，使正在合成蛋白質(zhì)的核糖體?？康絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)上來?！裢？康鞍?dockingprotein,DP)●新信號假說的基本內(nèi)容補(bǔ)充修改后的信號假說比早期的信號假說更為合理,這一假說的核心內(nèi)容是:核糖體同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合受制于mRNA中特定的密碼序列(可以翻譯成信號肽)，具有這種密碼序列的新生肽才能連同核糖體一起附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的特定部位。因此，核糖體同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合是功能性結(jié)合，具有功能性和暫時性，并受時間和空間的限制?！裥滦盘柤僬f的基本內(nèi)容第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件新的信號假說的要點(diǎn)如下:①ER轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)合成的起始。②信號序列與SRP結(jié)合。暫時停止核糖體的蛋白質(zhì)合成。③核糖體附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。SRP受體是一種G蛋白，它對分泌蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)具有重要的調(diào)節(jié)作用。④SRP釋放與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)通道的打開。SRP受體將其結(jié)合的GTP水解同時將SRP釋放出來，蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)通道打開，核糖體與通道結(jié)合，新生的肽插進(jìn)通道。釋放的SRP又回到胞質(zhì)溶膠中循環(huán)使用。新的信號假說的要點(diǎn)如下:⑤信號序列與通道中受體結(jié)合。隨著SRP的釋放，核糖體上的多肽插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白通道之后，信號序列與通道中的受體(或稱信號結(jié)合蛋白)結(jié)合，蛋白質(zhì)的合成重新開始，并向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)運(yùn)，在此過程不需要能量驅(qū)動。⑥信號肽酶切除信號序列。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)完成之后，若轉(zhuǎn)運(yùn)多肽的信號序列是可切割的序列則被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中信號肽酶(signalpeptidase)所切割，釋放出可溶性的成熟蛋白，切下的信號序列將被降解。⑤信號序列與通道中受體結(jié)合。隨著SRP的釋放，核糖體上的多肽在非細(xì)胞系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的翻譯過程與SRP、DP和微粒體的關(guān)系實(shí)驗(yàn)組別含有編碼信號SRPDP微粒體序列的mRNA結(jié)果

1+---

產(chǎn)生含信號肽的完整多肽2++--

合成70～100氨基酸殘基后，肽鏈停止延伸3+++-

產(chǎn)生含信號肽的完整多肽4++++

信號肽切除，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)。在非細(xì)胞系統(tǒng)中蛋白質(zhì)的翻譯過程與SRP、DP和微粒體的關(guān)系蛋白質(zhì)運(yùn)輸定位核孔運(yùn)輸(transportthroughnuclearpore)胞質(zhì)溶膠中合成的蛋白質(zhì)穿過細(xì)胞核內(nèi)外膜形成的核孔進(jìn)入細(xì)胞核，被運(yùn)輸?shù)牡鞍仔枰泻硕ㄎ恍盘??？缒み\(yùn)輸(acrossmembranetransport)胞質(zhì)溶膠中合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體等則是通過跨膜機(jī)制進(jìn)行運(yùn)輸?shù)模枰ど线\(yùn)輸?shù)鞍?proteintranslocators)的幫助，被運(yùn)輸?shù)牡鞍滓行盘栯幕驅(qū)щ摹Ｐ∨葸\(yùn)輸(transportbyvesicles)蛋白質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體以及從高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體、分泌泡、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞外等則是由小泡介導(dǎo)的，這種小泡稱為運(yùn)輸小泡(transportvesicles)。蛋白質(zhì)運(yùn)輸定位核孔運(yùn)輸(transportthrough第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件導(dǎo)肽與后轉(zhuǎn)移基本的特征蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞器中，稱后轉(zhuǎn)移（posttranslocation）。蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過程需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。導(dǎo)肽與后轉(zhuǎn)移基本的特征圖

蛋白質(zhì)的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)輸?shù)哪康牡匕▋?nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞外基質(zhì)等。

圖蛋白質(zhì)的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)圖

蛋白質(zhì)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)定位在線粒體、葉綠體、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、過氧化物酶體的蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成后釋放到胞質(zhì)溶膠中，進(jìn)入細(xì)胞核的蛋白質(zhì)通過核孔運(yùn)輸，與定位到其他翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)的細(xì)胞器蛋白的運(yùn)輸機(jī)制不同。圖蛋白質(zhì)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)圖

蛋白質(zhì)輸入線粒體基質(zhì)圖蛋白質(zhì)輸入線粒體基質(zhì)二、蛋白質(zhì)分選（proteinsorting）

與分選信號（sortingsignals）分選信號信號功能

舉例蛋白進(jìn)入ER

+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中

-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進(jìn)入線粒體

+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

-Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-

進(jìn)入過氧化物酶體

-Ser-Lys-Leu-二、蛋白質(zhì)分選（proteinsorting）

分選途徑（Roadmap）兩條基本途徑：1、翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成多肽鏈合成，然后分選到各種細(xì)胞器。如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體及細(xì)胞核，或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白；

2、共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中多肽鏈合成起始后，轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后邊合成邊轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，再經(jīng)高爾基體運(yùn)輸至溶酶體、細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體本身蛋白分選途徑（Roadmap）兩條基本途徑：四種基本轉(zhuǎn)運(yùn)類型1、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（transmembranetransport）2、膜泡運(yùn)輸（vesiculartransport）3、選擇性門孔轉(zhuǎn)運(yùn)（gatedtransport）；4、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)四種基本轉(zhuǎn)運(yùn)類型第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件線粒體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)構(gòu)成線粒體的蛋白主要是核基因編碼的,少量是線粒體基因編碼的,無論是核基因還是線粒體基因編碼的蛋白質(zhì)都要轉(zhuǎn)運(yùn)定位。線粒體有四個組成部分,其中有兩層膜,所以由細(xì)胞質(zhì)核糖體合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體基質(zhì)必須穿過兩層膜障礙。圖

線粒體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的部位線粒體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)圖線粒體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的部位圖蛋白質(zhì)輸入線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)圖蛋白質(zhì)輸入線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)第六章細(xì)胞基質(zhì)與內(nèi)膜課件

線粒體膜間隙蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)線粒體膜間隙蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)

線粒體膜間隙蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)線粒體膜間隙蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型（核編碼蛋白質(zhì)如何進(jìn)入線粒體、葉綠體）（1）在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成多肽前體物；（2）前體物同細(xì)胞器表面受體結(jié)合；（3）穿膜進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)；（4）前體物被加工成成熟多肽。前體物的穿膜活動也符合信號假說原理。即，這些前體物具有氨基端順序或肽鏈內(nèi)部順序——信號肽（特稱導(dǎo)肽，Leaderpeptide，高度疏水性），靠此與細(xì)胞器膜上的信號肽順序受體結(jié)合，穿膜進(jìn)入細(xì)胞器，被信號肽酶切除信號肽，參與細(xì)胞器建成或功能活動。從以上看出，決定新合成的多肽轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的哪個部位，是存在于多肽本身的某種信息。如信號肽，導(dǎo)肽等。但只有這一條還不夠，還必須有能識別正在合成多肽的某些蛋白質(zhì)分子，以幫助多肽的轉(zhuǎn)運(yùn)，折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，特稱為分子伴娘，如信號識別顆粒（SRP）。蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型（核編碼蛋白質(zhì)如何進(jìn)入線粒體、葉綠葉綠體蛋白的定位構(gòu)成葉綠體的蛋白質(zhì),大約有90%是由核基因編碼的,10%是葉綠體DNA編碼的。所有葉綠體DNA編碼的蛋白質(zhì)都是在葉綠體基質(zhì)中合成后再運(yùn)送到目的地。核基因編碼的蛋白質(zhì)則是在細(xì)胞質(zhì)中合成后,通過與線粒體蛋