醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器第五講-趙崴課件

最早發(fā)現(xiàn)于1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。20世紀(jì)50年代以后才正確認(rèn)識它的存在和結(jié)構(gòu)。一、形態(tài)結(jié)構(gòu)：

由一層單位膜包圍形成的囊泡系統(tǒng)。由排列較整齊的扁平囊和囊泡構(gòu)成。高爾基復(fù)合體有極性順面高爾基網(wǎng)(cisGolginetwork，CGN)中間高爾基網(wǎng)(medialGolginetwork，MGN)反面高爾基網(wǎng)(transGolginetwork，TGN)3.反面高爾基網(wǎng)(trans-Golginetwork,TGN)：

靠近質(zhì)膜，呈管網(wǎng)狀，有囊泡與之相連，膜厚7.5nm。有濃縮泡或分泌泡。

運輸小泡：直徑40~80nm，膜厚6nm。

由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生而來，分布于高爾基體的形成面，載有粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)、脂類并運送到高爾基體的扁平囊中。分泌泡：直徑100~500nm，膜厚8nm。內(nèi)含濃縮分泌物，由扁平囊的成熟面的膜局部膨大而成，亦稱濃縮泡。在分泌功能旺盛的細(xì)胞內(nèi)多，如肝細(xì)胞、胰腺細(xì)胞。二、化學(xué)組成1.蛋白質(zhì)60%；脂類40%。介于細(xì)胞膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間2.高爾基體的酶：糖基轉(zhuǎn)移酶；磺基糖基轉(zhuǎn)移酶；氧化還原酶；磷酸酶；激酶；甘露糖苷酶；磷脂酰轉(zhuǎn)移酶；磷脂酶。1.胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)送運輸和分泌活動2.糖蛋白的加工合成3.蛋白質(zhì)的水解4.蛋白質(zhì)的分選與胞內(nèi)膜泡運輸三.高爾基體的功能2.糖蛋白的加工合成：O-連接的糖基化：蛋白質(zhì)上的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基側(cè)鏈的-OH基團(tuán)與寡糖共價結(jié)合。主要或全部在高爾基體進(jìn)行。AsnAsnAsnAsnAsnN-乙酰葡萄糖胺甘露糖葡萄糖巖藻糖半乳糖唾液酸粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體

寡糖鏈經(jīng)一系列酶的加工切除和添加特定的單糖（半乳糖、唾液酸），形成成熟糖蛋白并在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)多樣化差異。蛋白質(zhì)合成寡糖磷酸化除甘露糖加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖、唾液酸分選溶酶體分泌泡糖基化有關(guān)的酶固定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及高爾基體不同的區(qū)室內(nèi)，為整合膜蛋白。O-連接糖基化：由不同的糖基轉(zhuǎn)移酶催化，每次加上一個單糖，最后加唾液酸殘基。4.蛋白的分選和運輸：1）溶酶體酶：帶有分選信號，高爾基體生成的運輸小泡膜上有分選信號的受體。2）分泌蛋白：在成熟面，通過分選信號與相應(yīng)受體結(jié)合，選擇性地將分泌蛋白送到分泌泡中。3）膜蛋白：由運輸小泡送至不同部位蛋白質(zhì)分選信號及運輸途徑分選信號典型的信號序列ER腔內(nèi)Lys-Asp-Glu-Leu-COO－膜蛋白Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala線粒體N-螺旋細(xì)胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val過氧化物酶體Ser-Lys-Leu溶酶體M-6-P堿性氨基酸；酸性氨基酸核定位信號螺旋信號過氧化物酶體C端3肽信號肽N端信號肽結(jié)構(gòu)性分泌小泡濃縮信號調(diào)節(jié)性分泌小泡信號M-6-P駐留內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)帶有(-Lys-Asp-Glu-Leu-COO－)信號。駐留高爾基復(fù)合體的蛋白質(zhì)帶有跨膜螺旋信號。蛋白質(zhì)的分選不同運輸途徑的衣被類型衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體四、高爾基體的病理變化肥大、萎縮、內(nèi)容物及形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變等。中毒細(xì)胞：萎縮、結(jié)構(gòu)破壞消失。癌細(xì)胞：低分化不發(fā)達(dá)、高分化發(fā)達(dá)。損傷：擴(kuò)張、崩解。溶酶體

lysosome20世紀(jì)40年代末應(yīng)用大鼠肝組織勻漿研究糖代謝有關(guān)的酶時發(fā)現(xiàn)了含有酸性磷酸酶活性的顆粒。1955deDuve等人在對鼠肝細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞化學(xué)鑒定和電鏡觀察，明確這種顆粒為細(xì)胞器，并命名為溶酶體。一、形態(tài)、結(jié)構(gòu)1.形態(tài)：球形或卵圓形，直徑0.2~0.8m，膜6nm。2.成分：60種以上酸性水解酶，水解蛋白、多糖、脂類、核酸等為小分子。3.特性：異形性細(xì)胞器膜上存在質(zhì)子泵pH5.0高度糖基化溶酶體膜的特性溶酶(lysosomalenzyme)pH5.0糖基化質(zhì)子泵H＋ATPADP＋Pi二.溶酶體的類型初級溶酶體(primarylysosome)次級溶酶體(secondarylysosome)自噬性溶酶體異噬性溶酶體三級溶酶體脂褐質(zhì)；含鐵小體多泡體；髓樣小體1.初級溶酶體：是高爾基體成熟面上形成的新生溶酶體，含水解酶不含底物。2.次級溶酶體：初級溶酶體與底物融合形成的，含水解酶和底物。3.三級溶酶體：殘余體殘余小體：由于酶活性下降，未消化的殘余物質(zhì)保留在溶酶體內(nèi)，形成電子密度高、色調(diào)較深的殘余小體。

類型：脂褐質(zhì)、含鐵小體、多泡體、髓樣結(jié)構(gòu)溶酶體的形成由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體共同參與,集胞內(nèi)物質(zhì)合成、加工、包裝、運輸及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一體的復(fù)雜而有序的過程1.酶蛋白的糖基化與磷酸化2.酶蛋白的分選3.內(nèi)體性溶酶體的形成4.溶酶體的成熟三.溶酶體的形成與成熟溶酶體形成ATPADPＨ＋溶酶體水解酶前體來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)6-磷酸甘露糖(M6P)高爾基體順面反面ATPADP脫磷酸成熟溶酶體水解酶溶酶體依賴M6P受體的輸送輸送小泡受體再循環(huán)籠蛋白外被出芽泡中的M6P受體四、溶酶體的功能1.消化：對內(nèi)源性和外源性物質(zhì)的消化，為細(xì)胞提供營養(yǎng)、防御。2.參與激素生成：甲狀腺素的生成。3.參與組織器官的變態(tài)和退化：兩棲類尾部的吸收、子宮內(nèi)膜。的周期性萎縮。4.協(xié)助受精：頂體含多種水解酶。5.骨代謝：分解、清除舊的骨基質(zhì)。6.防御作用頂體細(xì)胞核參與組織器官的變態(tài)和退化：哺乳動物指(趾)的形成、兩棲類尾部的吸收。五、溶酶體與人類疾病1.矽肺：職業(yè)病吸入SiO2巨噬細(xì)胞吞入與溶酶體融合SiO2形成矽酸溶酶體膜破裂巨噬細(xì)胞死亡SiO2釋放誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增生膠原結(jié)節(jié)肺彈性降低形成矽肺第四節(jié)過氧化物酶體

peroxisome1954年Rhodin首先于鼠腎小管上皮細(xì)胞發(fā)現(xiàn)過氧化酶體，該結(jié)構(gòu)主要含有氧化酶和過氧化物酶。一、形態(tài)結(jié)構(gòu)：過氧化物酶體(peroxisome)是圓形或卵圓形，直徑0.6~0.7m，由一層單位膜包裹，內(nèi)含多種氧化酶，中央常有類核體。標(biāo)志酶：過氧化氫酶大鼠肝細(xì)胞鼠肝細(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）二.過氧化物酶體所含的酶氧化酶：占過氧化物酶體酶含量的50%作用：氧化底物的同時，將氧還原成過氧化氫。過氧化氫酶：占過氧化物酶體酶含量的40%作用：對氧化酶作用底物后形成的過氧化氫還原成水。標(biāo)志酶過氧化物酶：將過氧化氫還原成水三.過氧化物酶體的功能2H2O2過氧化氫酶2H2O+O2防止H2O2在細(xì)胞內(nèi)堆積，起保護(hù)細(xì)胞的作用。功能對有毒物質(zhì)的解毒作用：RH2+H2O2—

R+2H2O對細(xì)胞氧張力的調(diào)節(jié)作用：RH2+O2—R+H2O2參與核酸、脂肪和糖的代謝四.過氧化物酶體的起源起源傳統(tǒng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生而來。與溶酶體相似：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—小泡—高爾基復(fù)合體—分泌泡—過氧化物酶體近年來：與線粒體發(fā)生相似過氧化物酶體的形成不同與溶酶體，其酶和蛋白質(zhì)是由胞質(zhì)中的游離核糖體合成輸送而來，而膜的形成與rER有關(guān)。新的過氧化物酶體的產(chǎn)生催化蛋白輸入的特異蛋白特異的胞液蛋白攝取導(dǎo)致的生長子代的過氧化物酶體過氧化物酶體與初級溶酶體的特征比較特征溶酶體過氧化物酶體

形態(tài)大小多呈球形，直徑0.2~0.5微米，球形，直徑多在0.15~0.25微米，無酶晶體常有酶晶體酶種類酸性水解酶含有氧化酶類pH5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)生酶在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成經(jīng)高爾基酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，體出芽形成經(jīng)分裂與裝配形成識別的標(biāo)志酶酸性水解酶等過氧化氫酶

細(xì)胞的區(qū)室化(compartmentation)內(nèi)膜系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)形成相互分隔的膜性區(qū)室，這些區(qū)室將各種酶系統(tǒng)局限在細(xì)胞內(nèi)特定的區(qū)域，使細(xì)胞內(nèi)特定的生化反應(yīng)過程在特定的區(qū)域內(nèi)互不干擾地進(jìn)行，