醫(yī)學細胞生物學細胞器總結

醫(yī)學細胞生物學細胞器總結第1頁/共53頁細胞質基質(胞質溶膠)：

細胞質中除去有形結構之外的無定形膠狀物質體系。細胞質基質的功能:

是活細胞進行新陳代謝的主要場所，為新陳代謝的進行，提供所需要的物質和一定的環(huán)境條件。直接或間接地影響并體現(xiàn)于細胞生命活動的各個方面。第2頁/共53頁細胞的區(qū)室化(compartmentation)內膜系統(tǒng)在細胞內形成相互分隔的膜性區(qū)室，這些區(qū)室將各種酶系統(tǒng)局限在細胞內特定的區(qū)域，使細胞內特定的生化反應過程在特定的區(qū)域內互不干擾地進行，提高了細胞新陳代謝的效率。第3頁/共53頁膜流(membraneflow)指細胞的膜成分在質膜與內膜系統(tǒng)之間、以及在內膜系統(tǒng)各結構之間流動的現(xiàn)象。膜流是指細胞的膜成分在內膜系統(tǒng)各結構之間，以及在內膜系統(tǒng)與細胞膜之間的穿梭、轉移、轉換和重組的過程。通過膜性小泡出芽和融合實現(xiàn)，又稱為小泡流(vesicleflow)。第4頁/共53頁核糖體(ribosome)是合成蛋白質的“生產車間”。功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質。核糖體第5頁/共53頁核糖體化學組成：

真核細胞核糖體小亞基：40S大亞基:60S80S核糖體的功能:以mRNA為模板，在核糖體上由氨基酸合成多肽鏈的過程－－翻譯。核糖體的存在形式:1.附著核糖體：分泌蛋白2.游離核糖體：結構蛋白第6頁/共53頁核糖體的4個活性部位：

接受氨?；?tRNA的部位：受位，稱A位。

肽基-tRNA移交肽鏈后，tRNA被釋放的部位：供位，稱P位。

肽基轉移酶E位：

GTP酶位：第7頁/共53頁

游離核糖體:組成細胞本身所需的結合核糖體蛋白質或某些特殊蛋白質（紅細胞的血紅蛋白）

膜結合核糖體:

跨膜蛋白水溶性蛋白質駐留蛋白

分泌性蛋白第8頁/共53頁內膜系統(tǒng)在結構和功能上是一個統(tǒng)一的整體，是細胞合成蛋白質、酶、脂類和糖類的場所，同時對合成產物具有加工、包裝和運輸的功能。內膜系統(tǒng)(endomembranesystem)真核細胞的細胞質內，與質膜在結構、功能和發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結構的總稱。第9頁/共53頁高等細胞區(qū)室化

Compartmentalization第10頁/共53頁

質膜內膜生物膜原核細胞–

質膜構成的單一區(qū)室真核細胞–

內膜–

各種細胞器內膜系統(tǒng)出現(xiàn)的意義：各自獨立，各司其職相互依存，協(xié)調同一大大提高了細胞代謝反應的效率第11頁/共53頁內質網（ER）內質網是由磷脂和蛋白質組成的一層單位膜(5~6nm)形成的小管、小泡和扁平囊相互聯(lián)通、封閉成腔的系統(tǒng)。內質網小管小泡扁囊狀細胞膜核膜第12頁/共53頁內質網的類型1.粗面內質網rER2.滑面內質網sER第13頁/共53頁1.粗面內質網(rER)：表面附著大量顆粒狀核糖體。由板層狀排列的扁平囊構成。在分泌蛋白質旺盛及大量合成膜的細胞中豐富多種蛋白質的合成場所(酶、肽類激素、抗體)2.滑面內質網(sER)：表面光滑，無核糖體附著多為管狀或泡狀脂類代謝旺盛的細胞中含量豐富第14頁/共53頁內質網

微粒體(microsome)：

在細胞勻漿和超速離心過程中，由破碎的內質網形成的球狀的囊泡結構。第15頁/共53頁化學組成1.內質網膜的脂質：30-40％2.內質網膜的蛋白質：60-70％3.內質網膜的酶系葡萄糖-6-磷酸酶（標志酶）電子傳遞體系酶系4.內質網網腔中的網脂蛋白

1）內質蛋白2）鈣網蛋白3）蛋白質二硫鍵異構酶4）免疫球蛋白重鏈結合蛋白第16頁/共53頁(1).蛋白質的合成：分泌蛋白、膜蛋白、駐留蛋白和溶酶體蛋白(2).蛋白質的折疊：二硫鍵的形成，多肽鏈的折疊。(3).蛋白質的糖基化修飾：

N-連接的寡糖蛋白(4).蛋白質的運輸第17頁/共53頁（一）粗面內質網的功能（1）蛋白的合成、加工和運輸：分泌蛋白、膜蛋白、駐留蛋白和溶酶體蛋白核糖體信號肽內質網網腔（肽鏈延伸、修飾）高爾基體濃縮泡細胞外第18頁/共53頁

信號肽假說(signalhypothesis)信號肽假說（signalhypothesis）：核糖體被信號肽引導，經SRP介導，與SRP受體結合，進行蛋白質合成。

信號肽(signalpeptide)：由信號密碼翻譯出的肽鏈，位于蛋白的N端，由18~30個疏水氨基酸組成?？杀籗RP識別，將核糖體引導到內質網膜，并繼續(xù)進行蛋白的合成。第19頁/共53頁信號識別顆粒(signalrecognitionparticle,SRP)

SRP是由6個多肽亞單位和一個小的RNA(7S)組成的復合物。SRP既能識別露出核糖體之外的信號肽，又能識別粗面內質網膜上的SRP受體。幫助多肽轉運。SRPRNA與核糖體A位點結合區(qū)域識別SRP受體區(qū)域SRP識別信號肽區(qū)域第20頁/共53頁mRNAtRNA信號肽核糖體SRP蛋白質繼續(xù)合成，信號肽被切除SRP循環(huán)蛋白質合成結束，核糖體脫離內質網，進入下一個循環(huán)SRP受體第21頁/共53頁(2)新生多肽鏈的折疊與裝配1.蛋白二硫鍵異構酶(PDI):

反復切斷錯誤結合的二硫鍵，使新生肽形成正確折疊的蛋白質。

2.結合蛋白(bindingprotein,Bip):與折疊不正常肽鏈結合予以滯留，待折疊正確后被進一步轉運至高爾基體。3.

葡萄糖調節(jié)蛋白(Grp94):參與新生肽折疊轉運。4.鈣網素(calreticulin):參與糖蛋白折疊。

第22頁/共53頁內質網腔駐留蛋白分子能識別正在合成或部分折疊的多肽，并與多肽的一定部位結合，促使正確折疊。這一類分子本身并不參與最終產物的形成，稱為分子伴侶(molecularchaperone)

駐留蛋白(retentionprotien):內質網腔內分子伴侶的C端末尾具有滯留信號肽Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL),與KDEL受體結合，使之駐留于內質網腔而不被轉運。第23頁/共53頁(3).蛋白質的糖基化內質網腔中的寡糖與內質網膜上的多萜醇連接，并使其活化。在糖基轉移酶催化下，轉移到多肽鏈的天冬酰胺上的NH2端（N-連接糖基化）。第24頁/共53頁(4)rER合成的蛋白質的分泌途徑分泌蛋白糖基化折疊ER腔運輸小泡高爾基體濃縮泡細胞外分泌顆粒第25頁/共53頁（二）滑面內質網的功能1.脂質合成2.糖原代謝3.解毒作用4.Ca2+的貯存與Ca2+濃度的調節(jié)5.胃酸、膽汁的合成與分泌第26頁/共53頁高爾基復合體（Golgi

）：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成。第27頁/共53頁高爾基復合體有極性順面高爾基網(cisGolginetwork，CGN)中間高爾基網(medialGolginetwork，MGN)反面高爾基網(transGolginetwork，TGN)第28頁/共53頁1.順面高爾基網(CGN)：膜厚6nm，呈連續(xù)分支管網狀結構。2.扁平囊區(qū)(cisterna):

由扁平囊和管道組成的連續(xù)、完整的膜囊體系標志酶：NADP酶3.反面高爾基網(TGN)：靠近質膜，呈管網狀，有囊泡與之相連，膜厚

7.5nm。有濃縮泡或分泌泡。第29頁/共53頁

運輸小泡：直徑40~80nm，膜厚6nm。

由內質網芽生而來，分布于高爾基體的形成面，載有粗面內質網合成的蛋白質、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胞內多，如肝細胞、胰腺細胞。第30頁/共53頁Golgi化學組成1.蛋白質60%；脂類40%。介于細胞膜和內質網之間2.高爾基體的酶：糖基轉移酶；磺基糖基轉移酶；氧化還原酶；磷酸酶；激酶；甘露糖苷酶；磷脂酰轉移酶；磷脂酶。第31頁/共53頁1.胞內物質的轉送運輸和分泌活動2.糖蛋白的加工合成3.蛋白質的水解4.蛋白質的分選與胞內膜泡運輸高爾基體的功能第32頁/共53頁3分鐘17分鐘117分鐘3H標記亮氨酸1.與細胞的分泌活動有關第33頁/共53頁2.糖蛋白的加工合成：

O-連接的糖基化：蛋白質上的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基側鏈的-OH基團與寡糖共價結合。主要或全部在高爾基體進行。O-連接糖基化：由不同的糖基轉移酶催化，每次加上一個單糖，最后加唾液酸殘基。蛋白質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第34頁/共53頁3.蛋白的水解和加工：有些蛋白質在rER合成后，須經高爾基體水解加工才具有活性。

胰島B細胞前胰島素原胰島素原信號肽C段肽胰島素粗面內質網高爾基體轉變酶第35頁/共53頁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受體結合，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第36頁/共53頁蛋白質分選信號及運輸途徑分選信號典型的信號序列ER腔內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；酸性氨基酸第37頁/共53頁不能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質膜→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’γδεζ高爾基體→內質網COPIISar1Sec23/Sec24復合體，Sec13/31復合體，Sec16內質網→高爾基體第38頁/共53頁

溶酶體(lysosome)是由一層單位膜包圍而成，內含多種酸性水解酶的囊泡狀結構。能分解各種內源性和外源性物質，是細胞內的消化器官。溶酶體lysosome第39頁/共53頁溶酶體的形態(tài)、結構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：異形性細胞器膜上存在質子泵pH5.0

高度糖基化第40頁/共53頁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；含鐵小體多泡體；髓樣小體第41頁/共53頁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：殘余體第42頁/共53頁殘余小體：由于酶活性下降，未消化的殘余物質保留在溶酶體內，形成電子密度高、色調較深的殘余小體。

類型：脂褐質、含鐵小體、多泡體、髓樣結構

第43頁/共53頁

溶酶體的形成由內質網和高爾基體共同參與,集胞內物質合成、加工、包裝、運輸及結構轉化為一體的復雜而有序的過程1.酶蛋白的糖基化與磷酸化2.酶蛋白的分選3.內體性溶酶體的形成4.溶酶體的成熟溶酶體的形成與成熟第44頁/共53頁溶酶體形成ATPADPＨ＋第45頁/共53頁溶酶體水解酶前體來自內質網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受體第46頁/共53頁溶酶體的功能1.消化：對內源性和外源性物質的消化，為細胞提供營養(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。