第5章真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸

真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個(gè)顯著特點(diǎn)就是出現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的區(qū)隔（intracellularcompartment），細(xì)胞質(zhì)被分隔成不同的由膜包裹的區(qū)室，即被膜細(xì)胞器（MembraneBoundOrganelles）?，F(xiàn)在是1頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等雖然具有各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)和功能，但它們之間又緊密相關(guān)，每個(gè)細(xì)胞器都作為相互協(xié)調(diào)的功能單位的一部分而發(fā)揮作用。因而被總稱為細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）。(seenext)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Anoverviewofthebiosynthetic/secretoryandendocyticpathwaysthatuniteendomembranesintoadynamic,interconnectednetwork.

現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四EndosymbiosisEvolutionofNuclearMembraneandER從系統(tǒng)發(fā)生來(lái)看內(nèi)膜系統(tǒng)起源于質(zhì)膜的內(nèi)陷和內(nèi)共生從個(gè)體發(fā)生來(lái)看新細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)來(lái)源于原有內(nèi)膜系統(tǒng)的分裂，具有核外遺傳的特性?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四本章內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也被稱為：細(xì)胞液(cellsap)，透明質(zhì)(hyaloplasm)，胞質(zhì)溶膠(cytosol)成分：主要含有與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類，與維持細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞質(zhì)骨架。水和無(wú)機(jī)離子（K、Na、Mg、Ca、Cl)脂、糖、氨基酸、核苷酸及其衍生物蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖、RNA糖原等一些處于貯存狀態(tài)的重要化合物現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能

完成各種中間代謝過(guò)程如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等與細(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)輸及能量傳遞等蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解蛋白質(zhì)的修飾控制蛋白質(zhì)的壽命降解變性和錯(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

現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。分類組成功能現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四根據(jù)是否附有核糖體：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，routhendoplasmicreticulum,rER)有核糖體附著光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，smoothendoplasmicreticulum,sER)無(wú)核糖體附著光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)往往作為出芽的位點(diǎn),將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)或脂類轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體。1、分類現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、結(jié)構(gòu)和組成形態(tài)結(jié)構(gòu)ER由封閉的膜系統(tǒng)及其形成的腔構(gòu)成的相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它從核膜延伸至細(xì)胞質(zhì)中，靠近細(xì)胞質(zhì)內(nèi)側(cè)。（next）ER是真核細(xì)胞中最大的細(xì)胞器ER的膜占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半所包圍的體積占細(xì)胞總體積的10%現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四超薄和掃描電鏡觀察的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上部是透射電鏡照片,下部是掃描電鏡照片粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈扁平囊狀，排列整齊光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分支管狀或小泡狀現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四特征：大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積，為多種酶體系提供了大面積的結(jié)合位點(diǎn)。完整的封閉體系將其上合成的物質(zhì)與細(xì)胞基質(zhì)中合成的物質(zhì)分隔開(kāi)，利于它們的加工和運(yùn)輸，組成：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是膜囊結(jié)構(gòu)，所以構(gòu)成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要化學(xué)成份是蛋白質(zhì)和脂。葡萄糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被認(rèn)為是標(biāo)志酶2、結(jié)構(gòu)和組成現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四微粒體(microsome)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一種特化類型在細(xì)胞勻漿和差速離心過(guò)程中獲得的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的膜囊泡狀結(jié)構(gòu)。在體外實(shí)驗(yàn)中,具有蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：脂類合成類固醇激素的合成脫毒作用糖原分解釋放葡萄糖調(diào)節(jié)鈣功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)的修飾和加工新生肽鏈的折疊和裝配現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四脂質(zhì)與類固醇激素的合成幾乎全部的膜脂都由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來(lái)合成，如磷脂（磷脂酰膽堿）、膽固醇將膽固醇氧化、還原、水解,轉(zhuǎn)變成各種類固醇激素。合成：磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位點(diǎn)朝向cytosol，因而磷脂的合成都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面進(jìn)行(seenext)。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。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Thesynthesisofphosphatidylcholine.Thisphospholipidissynthesizedfromfattyacyl-coenzymeA(fattyacylCoA),glycerol3-phosphate,andcytidine-bisphosphocholine(CDP-choline)現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四脂質(zhì)的合成轉(zhuǎn)位：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(phospholipidtranslocator)或稱翻轉(zhuǎn)酶（flippase）幫助的。轉(zhuǎn)運(yùn):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的磷脂向其它膜的轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種方式：出芽(budding)：ER→GC、Ly、PM磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(phospholipidexchangeproteins,PEP）：磷脂分子+PEP→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)→靶膜（線粒體、過(guò)氧化物酶體的膜）(seenext)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四糖原分解與游離葡萄糖釋放在肝細(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(guò)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(guò)細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入血液光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四解毒作用(detoxification)肝細(xì)胞中的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很豐富，其中含有一些酶，用以清除脂溶性廢物和代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)。如細(xì)胞色素P-450家族酶系能使聚集在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的不溶于水的廢物或代謝產(chǎn)物羥基化而完全溶于水轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞進(jìn)入尿液中。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四貯Ca2+功能：肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmicreticullum)是肌細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),是貯存Ca2+的細(xì)胞器。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四TranslocationofsolubleproteinsacrossER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的合成向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)膜的整合蛋白質(zhì)細(xì)胞器中可溶性駐留蛋白質(zhì)（solubleproteinsthatresidewithincompartmentsoftheendomembranesystem）現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。糖基化的作用：使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號(hào)的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。在進(jìn)化上，寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細(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)動(dòng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行N-連接的糖基化。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。ProteinglycosylationinRER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四新生多肽的折疊與裝配二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase，PDI：ER駐留蛋白）催化新合成的蛋白形成和改組二硫鍵，形成正確的折疊狀態(tài)。分子伴侶BiP（Bindingprotein）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。不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，不能進(jìn)入高爾基體。這些多肽一旦被識(shí)別，便從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（通過(guò)Sec61p復(fù)合體），被蛋白酶體（proteasomes－protein-degradingmachine）所降解。（seenext）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四二、高爾基體高爾基體（Golgibody），也稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)最早發(fā)現(xiàn)于1855年，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(shí)它的存在和結(jié)構(gòu)。1909年諾貝爾獎(jiǎng)。GolgiApparatusinaplantparenchymacellfromSauromatumguttatum(TEMx145,700).現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四組成：高爾基體膜含有大約60%的蛋白和40%的脂類。從蛋白質(zhì)含量看,高爾基復(fù)合體高于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜（分別為20%和40%）。從總磷脂看,高爾基體介于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)膜之間。標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。還有磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉(zhuǎn)移酶和磷脂酶等不同的類型。1、形態(tài)和組成現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四功能區(qū)隔：CGNMedialGolgiTGN1、形態(tài)和組成現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四1、形態(tài)和組成CGN最內(nèi)側(cè)稱高爾基體順面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork，CGN），呈相互連接的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)（interconnectednetworkoftubules）,是高爾基體的入口區(qū)域。DiagramofGolgibody.Vesiclesarriveatthecisfaceandleavefromtransface.Theinternalcompartmentofeachmembranesaciscalleda“cisterna”(pl.cisternae).現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四GolgiStack：高爾基體的主體由一系列大的、扁平膜囊和管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的。可分為順面膜囊（ciscisternae）、中間膜囊（medialcisternae）和反面膜囊（transcisternae）。多數(shù)糖基化修飾、糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖的合成都發(fā)生在此。1、形態(tài)和組成現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四TGN：反面最外測(cè)稱高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（transGolginetwork，TGN），呈管網(wǎng)狀，并有囊泡與之相連。是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。1、形態(tài)和組成現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、高爾基體的功能蛋白質(zhì)運(yùn)輸和分選（sorting）蛋白質(zhì)修飾水解糖基化硫酸化：蛋白聚糖膜循環(huán)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂質(zhì)一部分轉(zhuǎn)移至高爾基體后，經(jīng)過(guò)修飾和加工，形成運(yùn)輸泡，向細(xì)胞膜和溶酶體膜等部位運(yùn)輸?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四高爾基體的主要功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類與包裝，然后分門別類地運(yùn)送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。(見(jiàn)第三節(jié))現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、高爾基體的功能O-連接的糖基化

O-連接的糖基化在高爾基體中進(jìn)行，糖的供體為核苷糖（半乳糖或N-乙酰半乳糖胺）。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上。N-連接的寡聚糖進(jìn)一步加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上：磷酸多萜醇上的糖基轉(zhuǎn)移到多肽的天冬酰胺（Asn）上高爾基體：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子，添加特定的單糖，形成成熟的糖蛋白現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工無(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。2、高爾基體的功能現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四三、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，其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化。溶酶體為C.deDuve與B.Novikoff1955年首次發(fā)現(xiàn)。酸性磷酸酶是標(biāo)志酶Lysosomemembrane:Glycosylatedproteins，mayprotectthelysosomefromselfdigestion.現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四初級(jí)溶酶體（primarylysosome）直徑約0.2~0.5um，有多種酸性水解酶，但沒(méi)有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶等60余種，反應(yīng)的最適PH值為5左右。1、溶酶體的結(jié)構(gòu)特征現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Secondarylysosome次級(jí)溶酶體（secondarylysosome）是正在進(jìn)行或完成消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應(yīng)的底物。1、溶酶體的結(jié)構(gòu)特征現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四肝細(xì)胞脂褐質(zhì)殘?bào)w（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)?，故名。殘?bào)w可通過(guò)外排作用排出細(xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如表皮細(xì)胞的老年斑，肝細(xì)胞的脂褐質(zhì)。1、溶酶體的結(jié)構(gòu)特征現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、溶酶體的功能細(xì)胞內(nèi)消化：如高等動(dòng)物內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，單細(xì)胞真核生物利用溶酶體消化食物。自體吞噬：清除無(wú)用的生物大分子，衰老細(xì)胞、細(xì)胞器、個(gè)體發(fā)育中多余的細(xì)胞。許多生物大分子的半衰期只有幾小時(shí)至幾天，肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命約10天左右。防御作用：如巨噬細(xì)胞殺死病原體。參與分泌過(guò)程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。形成精子的頂體。現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)分選（Proteinsorting）:Proteinmoleculesmovefromthecytosoltotheirtargetorganellesorcellsurfacedirectedbythesortingsignalsintheproteins現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的兩條途徑細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體、細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體、細(xì)胞膜、分泌到細(xì)胞外、留在高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中高爾基體現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四蛋白質(zhì)分選的三種機(jī)制：GatedTransport:TransportthroughnuclearporesTransmembranetransport:ER,Mit,Chl,PerVesiculartransport:ER-Golgi-Lys，Endosome，PM,現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四二、蛋白質(zhì)分選的原理細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器取決于兩個(gè)方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號(hào)其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sortingreceptor）?，F(xiàn)在是51頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四1、蛋白質(zhì)分選信號(hào)信號(hào)序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個(gè)氨基酸殘基；信號(hào)序列對(duì)所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒(méi)有特異性要求信號(hào)肽導(dǎo)肽信號(hào)斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號(hào)斑的信號(hào)序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號(hào)?，F(xiàn)在是52頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四signalsequenceandsignalpatch現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、分泌性蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)機(jī)制信號(hào)假說(shuō)(signalhypothesis)：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中起始合成的分泌性蛋白質(zhì)以其N端序列作為信號(hào)肽（signalpeptide），指導(dǎo)其到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，在其合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除。G.Blobel關(guān)于信號(hào)序列控制蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)移和定位的研究獲1999年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四過(guò)程:信號(hào)肽→信號(hào)識(shí)別顆?！盘?hào)識(shí)別顆粒的受體→合成指導(dǎo)分泌性蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素是蛋白質(zhì)N端的signalpeptide信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecognitionparticle，SRP）識(shí)別信號(hào)肽并與之結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號(hào)識(shí)別顆粒受體（又稱停泊蛋白,dockingprotein，DP）識(shí)別信號(hào)識(shí)別顆粒，并與之結(jié)合。核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子（translocon）結(jié)合并打開(kāi)孔道，信號(hào)肽引導(dǎo)合成蛋白進(jìn)入。信號(hào)肽被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面上的信號(hào)肽酶切除。現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四SynthesisofsecretoryproteinsontheroughER現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四共轉(zhuǎn)移（cotranslocation）:肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中信號(hào)肽序列被信號(hào)肽酶切除→完全進(jìn)入腔若有停止轉(zhuǎn)移信號(hào)（stoptransfersequence，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有極強(qiáng)的親合力）:形成跨膜蛋白現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四3、線粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的運(yùn)送與組裝后轉(zhuǎn)移（posttranslocation）:蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后在某種信號(hào)指導(dǎo)下再轉(zhuǎn)移到線粒體、葉綠體、過(guò)氧化物酶體等細(xì)胞器中的轉(zhuǎn)移方式.這類信號(hào)序列稱導(dǎo)肽（leaderpeptide）或轉(zhuǎn)運(yùn)肽（transitpeptides):線粒體蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成起始階段形成的N－端的信號(hào)序列。20-80個(gè)氨基酸殘基含有豐富的帶正電荷的堿性氨基酸，特別是精氨酸，有助于前導(dǎo)肽進(jìn)入帶負(fù)電荷的基質(zhì)中。羥基氨基酸含量也高幾乎不含帶負(fù)電荷的酸性氨基酸可形成既具親水性又具疏水性的a螺旋結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四定位于線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)的運(yùn)送現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四定位于線粒體內(nèi)膜或膜間隙的蛋白質(zhì)運(yùn)送現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四葉綠體蛋白質(zhì)的運(yùn)送及組裝現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四SomeSignalSequencesFunction

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Signal ExampleofSignalSequence ImportintoER +H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly- Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys- Cys-Glu-Val-Phe-Gln-RetentioninlumenofER -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Importintomitochondria +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-Importintonucleus -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Importintoperoxisomes -Ser-Lys-Leu-Positivelychargedaminoacidsareshowninred,andnegativelychargedaminoacidsingreen.Anextendedblockofhydrophobicaminoacidsisshowninblue.

+H3Nindicatestheaminoterminusofaprotein;COO-indicatesthecarboxylterminus.現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四三、胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸膜泡是被包被的大多數(shù)運(yùn)輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個(gè)籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。這種衣被在運(yùn)輸小泡與靶細(xì)胞器的膜融合之前解體。衣被類型：已知三類COPIICOPI網(wǎng)格蛋白（clathrin）主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運(yùn)輸小泡如同模具一樣決定運(yùn)輸小泡的外部特征現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四馬達(dá)蛋白牽引衣被小泡沿微管運(yùn)輸在馬達(dá)蛋白（motorprotein）的牽引下，可將膜泡運(yùn)到特定的區(qū)域胞質(zhì)中微管motorprotein分為兩大類：驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin），趨向微管正極；動(dòng)力蛋白（dynein），趨向微管負(fù)極；三、胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四1、COPⅡ衣被小泡運(yùn)輸途徑：介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。COPII衣被由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，Sec23/Sec24復(fù)合體在內(nèi)，Sec13/Sec31復(fù)合體覆蓋在外層。大多數(shù)被運(yùn)輸?shù)目缒さ鞍资侵苯咏Y(jié)合在COPII衣被上，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過(guò)受體與COPII衣被結(jié)合。分選信號(hào)位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四2、COPI衣被小泡功能：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)回收信號(hào)，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(hào)(ERretentionsignal)：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。COPI還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸?，F(xiàn)在是68頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四ER駐留蛋白的運(yùn)輸高爾基體膜:有識(shí)別KDEL信號(hào)的受體,形成小泡,將逃逸的蛋白送回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白(如SRP受體)在C端有一個(gè)不同的回收信號(hào),通常是Lys-Lys-X-X（KKXX），能與COPI包被識(shí)別結(jié)合?，F(xiàn)在是69頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四CopIVesiclesCOPI由7種蛋白組成,COPαββ’γδεζ,

現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四CopIandCopIIVesicles現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四3、網(wǎng)格蛋白有被小泡相關(guān)運(yùn)輸途徑：質(zhì)膜→內(nèi)體，高爾基體→內(nèi)體，高爾基體→溶酶體、植物液泡?，F(xiàn)在是73頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四網(wǎng)格蛋白(clathrin)結(jié)構(gòu)：由3個(gè)重鏈和3個(gè)輕鏈組成，形成一個(gè)具有3個(gè)曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形網(wǎng)孔的籠子。現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Clathrincoatedvesicles現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四Selectivetransportbyclathrincoatedvesicles銜接蛋白(adaptin)：介于網(wǎng)格蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)4種，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。

當(dāng)衣被小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體。現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四當(dāng)網(wǎng)格蛋白有被小泡形成時(shí)，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷（pinchoff）衣被小泡?，F(xiàn)在是77頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四4、coat-recruitmentGTPase衣被是在coat-recruitmentGTPase（為單體GTPase,monomericGTPase）作用下形成的。coat-recruitmentGTPase存在于細(xì)胞質(zhì)中，但處于結(jié)合GDP的失活狀態(tài)。衣被小泡形成時(shí)，釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。調(diào)節(jié)因子有：鳥苷酸交換因子（guanine-nucleotideexchangefactor,GEF）GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein,GAP）。coat-recruitmentGTPase包括ARF蛋白和SAR1蛋白。ARF參與高爾基體上網(wǎng)格蛋白衣被與COPI衣被的形成。SAR1參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上COPII衣被的形成?，F(xiàn)在是78頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四COPIICoatassembly現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四三種衣被小泡的組成和功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運(yùn)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)→高爾基體現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否具有專一性，胞吞作用分為：非特異性胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用（Receptor-mediatedendocytosis）：是大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞通過(guò)網(wǎng)格蛋白有被小泡從胞外基質(zhì)攝取特定大分子的有效途徑。5、受體介導(dǎo)的胞吞作用現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四受體介導(dǎo)的胞吞過(guò)程配體(Ligand)：營(yíng)養(yǎng)物有害物質(zhì)免疫物質(zhì)信號(hào)物質(zhì)現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四6、胞吐途徑組成型的胞吐途徑（constitutiveexocytosispathway）所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌過(guò)程用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白），胞外基質(zhì)組分、營(yíng)養(yǎng)或信號(hào)分子分泌defaultpathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)的分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面現(xiàn)在是83頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四6、胞吐途徑調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）特化的分泌細(xì)胞儲(chǔ)存——刺激——釋放產(chǎn)生分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機(jī)制，分選信號(hào)存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來(lái)決定現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四7、溶酶體的發(fā)生初級(jí)溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes現(xiàn)在是85頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四高爾基體TGN通過(guò)對(duì)M6P的識(shí)別將溶酶體的酶分選出來(lái)溶酶體的酶上都有一個(gè)特殊的標(biāo)記∶6-磷酸甘露糖(M6P)7、溶酶體的發(fā)生TargetingofsolublelysosomalenzymestoendosomesandlysosomesbyM-6-Ptag現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四7、溶酶體的發(fā)生M6P標(biāo)記是溶酶體酶甘露糖殘基在CGN磷酸化形成的TherecognitionofalysosomalhydrolaseinGolgiandmannosephosphorylation現(xiàn)在是87頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四總結(jié)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成溶酶體蛋白→進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔進(jìn)行N-連接的糖基化修飾→進(jìn)入高爾基體cis面膜囊→磷酸轉(zhuǎn)移酶識(shí)別溶酶體水解酶的信號(hào)斑→將乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移在1~2個(gè)甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上的受體結(jié)合→通過(guò)clathrin衣被包裝成初級(jí)溶酶體。（seenext）7、溶酶體的發(fā)生現(xiàn)在是88頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是89頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四四、膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制膜泡運(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)控膜泡融合是特異性的選擇性融合選擇性融合基礎(chǔ)在于供體膜蛋白與受體膜蛋白的特異性相互作用現(xiàn)在是90頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四（一）運(yùn)輸小泡的膜與靶膜的特異性融合由蛋白質(zhì)SNAREs介導(dǎo)位于運(yùn)輸小泡上的叫作v-SNAREs，位于靶膜上的叫作t-SNAREs。v-和t-SNAREs都具有一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域，能相互纏繞形成跨SNAREs復(fù)合體（trans-SNAREscomplexes），將運(yùn)輸小泡的膜與靶膜拉在一起，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小泡特異性停泊和融合。四、膜泡運(yùn)輸?shù)亩ㄏ驒C(jī)制現(xiàn)在是91頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四SNAREsinvesicletransport現(xiàn)在是92頁(yè)\一共有97頁(yè)\編輯于星期四NSF催化SNAR