《醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)》課件PPT

《醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)》課件PPT,醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué),醫(yī)學(xué),細胞生物學(xué),課件,PPT 真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)STRUCTURESTRUCTUREendomembrane system of the animal Cell福建醫(yī)科大學(xué)細胞生物學(xué)理論課程教學(xué)王明權(quán)福建醫(yī)科大學(xué)細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)系QQ群：56492150（福醫(yī)細胞交流群）加入請注明如“福醫(yī)2009級/口腔/西門吹雪”，固定在線時間每周三晚上真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng) 內(nèi)膜系統(tǒng)概述 內(nèi)膜系統(tǒng)成員 內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜(endomembrane)相相對對于于外外膜膜(細細胞胞膜膜)，內(nèi)內(nèi)膜膜是是指指真真核核細細胞胞內(nèi)內(nèi)的的所所有有膜膜相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，包包括括核核膜膜、線線粒粒體體膜膜、內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)膜膜、高高爾爾基基體體膜膜、溶溶酶酶體體膜膜以以及及細細胞胞質(zhì)質(zhì)內(nèi)內(nèi)各各種種囊囊泡泡等等。內(nèi)膜是真核細胞所特有的結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜的生物學(xué)意義內(nèi)膜的生物學(xué)意義 增大膜表面積增大膜表面積 形成生化區(qū)室形成生化區(qū)室 增強生化效率增強生化效率真真核核細細胞胞的的膜膜相相結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜系統(tǒng)概述內(nèi)膜系統(tǒng)(EndomembraneEndomembrane System)System)指真核細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)某些膜性細胞器在結(jié)構(gòu)、功能乃至生物發(fā)生上相互聯(lián)系，構(gòu)成的一個完整的結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)(endo-membrane system)。內(nèi)膜系統(tǒng)包括核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體、液泡和細胞質(zhì)內(nèi)各種轉(zhuǎn)運小泡。內(nèi)膜系統(tǒng)是真核細胞所特有的結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性內(nèi)膜系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性 結(jié)構(gòu)相關(guān)結(jié)構(gòu)相關(guān) 功能相關(guān)功能相關(guān) 發(fā)生相關(guān)發(fā)生相關(guān)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum)高爾基體(Golgi Complex)溶酶體(lysosome)過氧化物酶體(perixosome)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,(endoplasmic reticulum,ER)ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能返回上一層返回上一層返回上一層返回上一層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的電鏡觀察內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的電鏡觀察內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)模式圖內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)模式圖 內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)是是真真核核細細胞胞質(zhì)質(zhì)內(nèi)內(nèi)由由單單位位膜膜形形成成的的立立體體網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，其其基基本本形形態(tài)態(tài)包包括括小小管管、小小泡泡和和扁扁平平囊囊。按按照照核核糖糖體體結(jié)結(jié)合合狀狀態(tài)態(tài)，可可將將內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)分分為為兩兩種種類類型型：粗粗面面內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)(r rE ER R)和和光光面面內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)(s sE ER R)，前前者者一一般般呈呈扁扁平平囊囊狀狀，膜膜表表面面結(jié)結(jié)合合有有核核糖糖體體。光光面面內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)呈呈小小管管或或小小泡泡，膜膜表表面面沒沒有有核核糖糖體體結(jié)結(jié)合合。一一般般說說來來，蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)、脂脂類類代代謝謝旺旺盛盛的的細細胞胞內(nèi)內(nèi)比比較較發(fā)發(fā)達達。肌肌纖纖維維內(nèi)內(nèi)肌肌漿漿網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛分布于除成熟紅細胞以外的所有真核細胞中；由單層單位膜形成的小管、小泡和扁平囊；連續(xù)表面與連續(xù)空腔。真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包括粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)兩種類型；rER的形態(tài)主要為扁平囊狀，膜上結(jié)合核糖體，腔內(nèi)有特殊可溶性蛋白；sER的形態(tài)主要為小管、小泡，膜表面沒有核糖體結(jié)合；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)和脂類的合成有關(guān)。rERsER真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成微粒體：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)形態(tài)和功能研究的實驗?zāi)Ｐ停煌胀ㄉ锬ひ粯?，?nèi)質(zhì)網(wǎng)同樣由脂類和蛋白質(zhì)組成，但有其自身的特點；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酶：6-磷酸葡萄糖酶(標志酶)、脂類合成酶系、電子傳遞體系；伴侶蛋白(分子伴侶)：BIP、GRP94和蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶(PDI)。密度梯度離心法制備微粒體密度梯度離心法制備微粒體微粒體微粒體(microbody)細胞勻漿后，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)扁囊形成小的封閉囊泡稱為微粒體細胞勻漿后，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)扁囊形成小的封閉囊泡稱為微粒體(A)(A)，光，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎裂的小泡缺乏核糖體，稱為光面微粒體面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎裂的小泡缺乏核糖體，稱為光面微粒體(B)(B)。真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能蛋白質(zhì)合成；脂類的合成；蛋白質(zhì)的修飾與加工；新生多肽鏈的折疊與裝配；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能：肌漿網(wǎng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能信信號號假假說說的的提提出出 BlobelBlobel及及其其同同事事在在上上世世紀紀6060年年代代末末，利利用用免免疫疫球球蛋蛋白白 重重 鏈鏈 mRNAmRNA進進行行(離離體體)無無細細胞胞體體系系合合成成實實驗驗，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：(1)(1)如如果果在在離離體體體體系系加加入入微微粒粒體體，新新生生多多肽肽可可進進入入微微粒粒體體內(nèi)內(nèi)；(2)(2)進進入入微微粒粒體體的的多多肽肽較較無無微微粒粒體體體體系系合合成成的的多多肽肽在在氨氨基基端端截截斷斷了了一一段段。他他們們認認為為這這段段多多肽肽起起到到了了某某種種信信號號作作用用，由由此此提提出了信號假說。出了信號假說。信信號號假假說說的的提提出出 BlobelBlobel及及其其同同事事在在上上世世紀紀6060年年代代末末，利利用用免免疫疫球球蛋蛋白白 重重 鏈鏈 mRNAmRNA進進行行(離離體體)無無細細胞胞體體系系合合成成實實驗驗，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：(1)(1)如如果果在在離離體體體體系系加加入入微微粒粒體體，新新生生多多肽肽可可進進入入微微粒粒體體內(nèi)內(nèi)；(2)(2)進進入入微微粒粒體體的的多多肽肽較較無無微微粒粒體體體體系系合合成成的的多多肽肽在在氨氨基基端端截截斷斷了了一一段段。他他們們認認為為這這段段多多肽肽起起到到了了某某種種信信號號作作用用，由由此此提提出了信號假說。出了信號假說。SRPSRP受體受體核糖體受體核糖體受體蛋白質(zhì)移位子蛋白質(zhì)移位子mRNAmRNAtRNAtRNASRPSRP蛋白質(zhì)合成裝置通過蛋白質(zhì)合成裝置通過SRPSRP與其受體的結(jié)合移位到與其受體的結(jié)合移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號肽與信號肽與SRPSRP結(jié)合導(dǎo)致蛋白結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停質(zhì)合成暫停SRPSRP解離再循環(huán)解離再循環(huán)蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成繼續(xù)，并開繼續(xù)，并開始轉(zhuǎn)位始轉(zhuǎn)位信號肽信號肽信信號號假假說說與與蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)合合成成 BlobelBlobel及及其其同同事事在在上上世世紀紀6060年年代代末末，利利用用免免疫疫球球蛋蛋白白 重重 鏈鏈 mRNAmRNA進進行行(離離體體)無無細細胞胞體體系系合合成成實實驗驗，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：(1)(1)如如果果在在離離體體體體系系加加入入微微粒粒體體，新新生生多多肽肽可可進進入入微微粒粒體體內(nèi)內(nèi)；(2)(2)進進入入微微粒粒體體的的多多肽肽較較無無微微粒粒體體體體系系合合成成的的多多肽肽在在氨氨基基端端截截斷斷了了一一段段。他他們們認認為為這這段段多多肽肽起起到到了了某某種種信信號號作作用用，由由此此提提出了信號假說。出了信號假說。?游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？?新生多肽鏈是如何穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？新生多肽鏈是如何穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？信號肽信號肽(signal peptide)信號肽存在于分泌蛋白、溶酶體酶蛋白的N端或跨膜蛋白多肽鏈內(nèi)部，跨膜蛋白內(nèi)部的信號肽還兼有停止轉(zhuǎn)運序列功能；信號肽由大約1830個疏水氨基酸殘基組成，可被細胞質(zhì)內(nèi)的信號識別顆粒(SRP)特異識別并結(jié)合，從而引起新生多肽鏈合成暫停。返回返回返回返回信號識別顆粒信號識別顆粒(signal recognition particles,SRP)信號識別顆粒(SRP)存在于細胞質(zhì)內(nèi)，由6種多肽亞單位和小分子量的細胞質(zhì)RNA(7S LRNA)組成，其化學(xué)本質(zhì)是一種RNP。SRP具有三個功能區(qū)：信號肽結(jié)合位點、翻譯暫停區(qū)和SRP受體結(jié)合區(qū)。SRP可識別新生多肽鏈上的信號肽，并與蛋白質(zhì)合成機器結(jié)合而致蛋白質(zhì)合成暫停。SRP可被ER膜上的SRP受體特異識別、結(jié)合。返回返回返回返回信號識別顆粒受體信號識別顆粒受體(signal recognition particles receptor,SRP R)信號識別顆粒受體(SRPR)是ER膜上一種?？康鞍?，實質(zhì)是一種膜整合蛋白暴露在胞質(zhì)面。特異結(jié)合SRP，一旦與SRP-核糖體復(fù)合物結(jié)合后，SRP隨即被釋放。只有SRP-核糖體復(fù)合物與ER膜上的蛋白質(zhì)移位裝置完全結(jié)合后，因SRP其一亞基和SRP受體中GTP結(jié)構(gòu)域，在GTP結(jié)合和水解的循環(huán)中，構(gòu)象變化，SRP才被釋放。返回返回返回返回核糖體受體核糖體受體(ribosomal receptor,Ribophorin)核 糖 體 受 體 亦 稱 核 糖 體 連 接 蛋 白(ribophorin)，是ER膜上一種特異的糖蛋白，是位于ER膜上細胞質(zhì)面的膜整合蛋白。核糖體受體可分為兩種類型：I型(mw.65kd)和II型(mw.63kd)。通過核糖體大亞基上的膜結(jié)合位點，介導(dǎo)核糖體與ER膜結(jié)合。返回返回返回返回 蛋白質(zhì)移位器(或稱蛋白質(zhì)移位裝置)是由多種蛋白質(zhì)亞單位構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)移位器是一種動態(tài)性結(jié)構(gòu)，因核糖體的結(jié)合而開放，核糖體解離后通道關(guān)閉蛋白質(zhì)移位器是由多種蛋白質(zhì)亞單位構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)移位器是一種動態(tài)性結(jié)構(gòu)，因核糖體的結(jié)合而開放，核糖體解離后通道關(guān)閉。蛋白質(zhì)移位器蛋白質(zhì)移位器(Protein Translocon,Translocon,OPEN/CLOSE)返回返回返回返回 核糖體在蛋白質(zhì)合成啟動后，由mRNA在特定的信號順序編碼首先合成一段肽鏈信號肽，它作為與rER膜結(jié)合的“引導(dǎo)者”指引核糖體與rER膜結(jié)合，并決定新生肽鏈插入膜內(nèi)進入內(nèi)腔，起協(xié)同翻譯的轉(zhuǎn)運作用。信號識別顆粒(SRP)是一種核糖體酸蛋白質(zhì)復(fù)合體，存在于細胞質(zhì)中。當(dāng)信號肽露出核糖體，SRP的疏水部分與信號肽疏水部分結(jié)合，另一部分與核糖體結(jié)合，肽鏈合成暫時停止。SRP信號肽核糖體復(fù)合物收SRP介導(dǎo)引向rER膜上受體，并與之結(jié)合。當(dāng)核糖體接觸到rER膜面時，大亞基即附著在膜上轉(zhuǎn)位裝置上，可能由于蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)位裝置各成分的集聚，形成膜通道使新生肽鏈插入rER腔。結(jié)合后暫時停止的肽鏈合成又恢復(fù)，新生肽鏈尾隨信號肽續(xù)延伸。當(dāng)信號肽的作用完成后，即被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的信號肽酶切除，肽鏈繼續(xù)合成延伸。當(dāng)遇到終止密碼時，蛋白質(zhì)合成終止。新生肽鏈完全轉(zhuǎn)入rER腔。與此同時，核糖體大小亞基分離，大亞基從rER膜上脫離，游離在胞質(zhì)中以供循環(huán)使用。信號假說與新生多肽鏈的跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜行為信號假說與新生多肽鏈的跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜行為信號假說與跨膜蛋白的形成信號假說與跨膜蛋白的形成播放動畫播放動畫播放動畫播放動畫放射自顯影技術(shù)追蹤分泌蛋白轉(zhuǎn)運途徑放射自顯影技術(shù)追蹤分泌蛋白轉(zhuǎn)運途徑粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔網(wǎng)腔中蛋中蛋白質(zhì)白質(zhì)的糖的糖基化基化位點位點 蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)糖糖基基化化(g gl ly yc co os sy yl la at ti io on n)是是單單糖糖或或低低聚聚糖糖鏈鏈與與蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)結(jié)結(jié)合合形形成成糖糖復(fù)復(fù)合合物物的的過過程程，糖糖分分子子與與多多肽肽鏈鏈中中的的氨氨基基酸酸殘殘基基通通過過糖糖肽肽鍵鍵共共價價結(jié)結(jié)合合。內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)中中糖糖基基化化的的單單糖糖主主要要有有G Gl lc c、MMa an n、G Gl lc cN NA Ac c等等。內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔腔內(nèi)內(nèi)的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)糖糖基基化化具具有有位位點點特特異異性性，主主要要發(fā)發(fā)生生于于多多肽肽鏈鏈中中三三肽肽A As sn n-X X-T Th hr r/S Se er r(X X示示除除P Pr ro o外外的的任任意意氨氨基基酸酸)中中A As sn n殘殘基基的的-N NH H2 2上上，故故稱稱為為N N-連連接接型型糖糖基基化化，其其核核心心糖糖鏈鏈具具有有保保守守性性。內(nèi)質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔網(wǎng)腔中蛋中蛋白質(zhì)白質(zhì)的糖的糖基化基化位點位點 蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)糖糖基基化化(g gl ly yc co os sy yl la at ti io on n)是是單單糖糖或或低低聚聚糖糖鏈鏈與與蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)結(jié)結(jié)合合形形成成糖糖復(fù)復(fù)合合物物的的過過程程，糖糖分分子子與與多多肽肽鏈鏈中中的的氨氨基基酸酸殘殘基基通通過過糖糖肽肽鍵鍵共共價價結(jié)結(jié)合合。內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)中中糖糖基基化化的的單單糖糖主主要要有有G Gl lc c、MMa an n、G Gl lc cN NA Ac c等等。內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔腔內(nèi)內(nèi)的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)糖糖基基化化具具有有位位點點特特異異性性，主主要要發(fā)發(fā)生生于于多多肽肽鏈鏈中中三三肽肽A As sn n-X X-T Th hr r/S Se er r(X X示示除除P Pr ro o外外的的任任意意氨氨基基酸酸)中中A As sn n殘殘基基的的-N NH H2 2上上，故故稱稱為為N N-連連接接型型糖糖基基化化，其其核核心心糖糖鏈鏈具具有有保保守守性性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中蛋白質(zhì)的糖基化是一個復(fù)雜過程，主要涉及到多種分子如多肽鏈、單糖、糖基轉(zhuǎn)移酶以及分子伴侶(伴侶蛋白)等的參與。其過程大致為：單糖或低糖與暴 露于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜非胞質(zhì)側(cè)的多萜醇結(jié)合而活化；糖基轉(zhuǎn)移酶將結(jié)合在多萜醇上的單糖或低糖轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)多肽鏈三肽順序(Asn-X-Thr/Ser)中Asn的-NH2上，形成N-連接型糖蛋白。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)蛋白質(zhì)的糖基化過程內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)蛋白質(zhì)的糖基化過程光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能磷脂酰膽堿的合成磷脂酰膽堿的合成 從磷脂酰輔酶A,3-磷酸甘油和二磷酸胞苷膽堿經(jīng)過多步驟合成磷脂。磷脂合成所需的各種酶系統(tǒng)均位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的胞質(zhì)面，合成后某些脂類分子在“翻轉(zhuǎn)酶”的作用下，轉(zhuǎn)移到非胞質(zhì)面，并通過膜泡轉(zhuǎn)移到其他的膜相結(jié)構(gòu)。從磷脂酰輔酶A,3-磷酸甘油和二磷酸胞苷膽堿經(jīng)過多步驟合成磷脂。磷脂合成所需的各種酶系統(tǒng)均位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的胞質(zhì)面，合成后某些脂類分子在“翻轉(zhuǎn)酶”的作用下，轉(zhuǎn)移到非胞質(zhì)面，并通過膜泡轉(zhuǎn)移到其他的膜相結(jié)構(gòu)。磷脂酰膽堿的合成磷脂酰膽堿的合成光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層返回上一層返回上一層返回上一層高爾基體高爾基體(Golgi complex,Golgi)(Golgi complex,Golgi)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的化學(xué)組成高爾基體的化學(xué)組成高爾基體的主要功能高爾基體的主要功能真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛分布于除成熟紅細胞以外的所有真核細胞中；過渡性細胞器；由一層單位膜構(gòu)成，其基本形態(tài)包括：大泡、小泡和扁平囊堆(垛)；三個部分：順面高爾基網(wǎng)絡(luò)、扁平囊區(qū)和反面高爾基網(wǎng)絡(luò)；扁平囊區(qū)的生化區(qū)室：順面扁囊、中間扁囊和反面扁囊。高爾高爾基體基體的電的電子顯子顯微鏡微鏡觀察觀察高高爾爾基基復(fù)復(fù)合合體體的的形形態(tài)態(tài) 高高爾爾基基體體由由一一層層單單位位膜膜構(gòu)構(gòu)成成，其其基基本本形形態(tài)態(tài)包包括括小小泡泡、扁扁平平囊囊和和大大泡泡。根根據(jù)據(jù)現(xiàn)現(xiàn)代代研研究究，一一般般把把它它分分為為順順面面高高爾爾基基網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、扁扁平平囊囊區(qū)區(qū)以以及及反反面面高高爾爾基基網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，中中間間的的扁扁平平囊囊區(qū)區(qū)又又可可分分為為順順面面扁扁囊囊、中中間間扁扁囊囊和和反反面面扁囊扁囊，每個生化區(qū)室都具有獨特的酶系，執(zhí)行特定的功能。，每個生化區(qū)室都具有獨特的酶系，執(zhí)行特定的功能。真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的化學(xué)組成高爾基體的化學(xué)組成同普通生物膜一樣，高爾基體也是由脂類和蛋白質(zhì)組成；化學(xué)組成上具有過渡性；高爾基體的標志酶(反應(yīng))：嗜鋨反應(yīng)(OsO4反應(yīng))焦磷酸硫胺素(TPP)酶煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)酶胞嘧啶單核苷酸(CMP)酶種類功能糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖蛋白合成唾液酸轉(zhuǎn)移酶、UDP-半乳糖:N-乙酰葡萄糖胺半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、糖蛋白-半乳糖轉(zhuǎn)移酶，等磺基糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖脂合成半乳糖腦苷脂硫酸轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:GM1唾液酸基轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:唾液酸基轉(zhuǎn)移酶，等轉(zhuǎn)移酶參與磷脂合成溶血卵磷脂酰基轉(zhuǎn)移酶、磷脂甘油磷脂酰轉(zhuǎn)移酶，等氧化還原酶NADH-細胞色素c還原酶、NADPH-細胞色素還原酶，等磷酸酶5-核苷酸酶、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶，等激酶酪蛋白磷酸激酶，等甘露糖苷酶-甘露糖苷酶，等磷脂酶磷脂酶A1、磷脂酶A2高爾基體的酶高爾基體的酶高爾基體的酶高爾基體的酶真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的主要功能高爾基體的主要功能蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)分揀運輸生物膜成分更新蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)化學(xué)修飾兩種類型的糖基化：N-連接型糖基化和O-連接型糖基化；糖蛋白的精細加工；充分體現(xiàn)糖蛋白的多樣性。高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過載體蛋白進入高爾基體扁平囊，在特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，連接到多肽鏈中的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進行的。高爾基體對糖蛋白的精細加工高爾基體對糖蛋白的精細加工高爾基體中的蛋白質(zhì)糖基化高爾基體中的蛋白質(zhì)糖基化 高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過載體蛋白進入高爾基體扁平囊，在特異的糖 基 轉(zhuǎn) 移 酶 作 用 下，連 接 到 多 肽 鏈 中 的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進行的。高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過載體蛋白進入高爾基體扁平囊，在特異的糖 基 轉(zhuǎn) 移 酶 作 用 下，連 接 到 多 肽 鏈 中 的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進行的。高爾基體中溶酶體酶蛋白的糖基化高爾基體中溶酶體酶蛋白的糖基化運輸囊泡在高爾基體各扁囊間的轉(zhuǎn)移運輸囊泡在高爾基體各扁囊間的轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)加工改造蛋白原的水解成熟；胰島素原、白蛋白原分子中多余氨基酸殘基的水解、二硫鍵的形成，形成正確的空間構(gòu)象；伴侶蛋白(chaperonin)參與。某些沒有生物活性的蛋白原進入高爾基體扁平囊后，在蛋白酶作用下，將蛋白質(zhì)N-端或兩端甚至肽鏈 內(nèi)部某些序列切除形成成熟多肽，如白蛋白、胰島素、胰高血糖素以及神經(jīng)肽等。這些成熟蛋白可直接分泌到細胞外(如白蛋白)，或通過神經(jīng)或體液信號分泌到細胞外(如胰島素)。高高爾爾基基體體對對蛋蛋白白原原的的加加工工蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)二二硫硫鍵鍵形形成成蛋白質(zhì)分揀運輸?shù)鞍踪|(zhì)分揀運輸高爾基體在細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分選和膜囊泡的定向運輸過程中具有極為重要的樞紐作用；可能機制：通過對蛋白質(zhì)加工和修飾，使不同蛋白質(zhì)帶上了可被高爾基體反面網(wǎng)膜上專一受體識別的分選信號，進而選擇、分選，形成不同去向的轉(zhuǎn)運囊泡；多種去向：經(jīng)高爾基體到溶酶體；經(jīng)細胞膜直接分泌到胞外；經(jīng)細胞膜調(diào)節(jié)性分泌到胞外；經(jīng)高爾基體轉(zhuǎn)移到其他膜相結(jié)構(gòu)。高爾基體對蛋白質(zhì)的分揀和定向運輸高爾基體對蛋白質(zhì)的分揀和定向運輸溶酶體酶蛋白的分揀運輸溶酶體酶蛋白的分揀運輸真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體向溶酶體的運輸；分揀信號(甘露糖-6-磷酸)；有被小泡運輸；順向運輸和逆向運輸。溶酶體酶蛋白的分揀運輸溶酶體酶蛋白的分揀運輸 溶酶體酶蛋白的分揀運輸涉及到前體蛋白分子中甘露糖殘基的磷酸化、磷酸化甘露糖殘基與受體的識別結(jié)合、有被囊泡的形成、定向運輸?shù)饺苊阁w以及受體的再循環(huán)等。此外，細胞膜上還存在磷酸化甘露糖殘基的受體，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將蛋白重新回收到溶酶體酶內(nèi)。溶酶體蛋白酶前體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔糖基化，加上含有甘露糖的低聚糖鏈，后者通過轉(zhuǎn)運囊泡轉(zhuǎn)移到高爾基體順面扁囊。在高爾基體順面扁囊，酶蛋白前體低聚糖鏈中的甘露糖殘基被磷酸化，形成6-磷酸甘露糖，磷酸化后的蛋白酶前體逐級通過扁平囊加工、修飾，最終成為成熟蛋白。高爾基體反面扁囊存在6-磷酸甘露糖的受體，后者與酶蛋白低聚糖鏈上的6-甘露糖通過識別、結(jié)合，形成有被小泡；有被小泡脫衣被后與細胞質(zhì)內(nèi)酸性囊泡（內(nèi)體）融和形成大囊泡。在融和囊泡內(nèi)，因酸性環(huán)境導(dǎo)致6-磷酸甘露糖與其受體分離，形成空載的受體囊泡和含酶蛋白的囊泡。受體囊泡返回高爾基體循環(huán)再利用，酶蛋白小泡內(nèi)6-磷酸甘露糖去磷酸化，最終形成成熟的溶酶體酶蛋白。溶酶體酶蛋白的分揀運輸溶酶體酶蛋白的分揀運輸真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員分泌蛋白的分揀運輸分泌蛋白的分揀運輸分泌蛋白的釋放過程；結(jié)構(gòu)性分泌和調(diào)節(jié)性分泌。分分泌泌蛋蛋白白的的分分揀揀運運輸輸真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層返回上一層返回上一層返回上一層溶酶體溶酶體(lysosomelysosome)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的基本類型溶酶體的基本類型溶酶體的化學(xué)組成溶酶體的化學(xué)組成溶酶體的基本功能溶酶體的基本功能真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛分布于除成熟紅細胞以外的所有真核細胞中；細胞的“消化器官”、“清道夫”；由一層單位膜形成的囊泡狀結(jié)構(gòu)；富含酸性水解酶：酸性磷酸酶(標志酶)。溶酶體的超微結(jié)構(gòu)溶酶體的超微結(jié)構(gòu)真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的基本類型溶酶體的基本類型內(nèi)體性溶酶體：初級溶酶體初級溶酶體吞噬性溶酶體：次級溶酶體次級溶酶體 自噬性溶酶體自噬性溶酶體 異噬性溶酶體異噬性溶酶體 殘余小體殘余小體自噬性溶酶體和異噬性溶酶體的形成模式自噬性溶酶體和異噬性溶酶體的形成模式真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的化學(xué)組成溶酶體的化學(xué)組成富含酸性水解酶：酸性磷酸酶(標志酶)溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，目前發(fā)現(xiàn)有60多種水解酶，絕大多數(shù)是酸性水解酶，最適pH大約在4 6。溶酶體中的水解酶主要包括核酸酶、蛋白酶、核苷酶、脂酶、磷酸酶和硫酸脂酶等六大類。其中酸性磷酸酶是溶酶體的標志酶。組織化學(xué)多采用Gomori方法顯示。溶酶體的酶溶酶體的酶真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的基本功能溶酶體的基本功能細胞內(nèi)物質(zhì)的消化(自噬作用)；細胞外物質(zhì)的消化(異噬作用)；自溶與器官發(fā)育；激素分泌。真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層返回上一層返回上一層返回上一層過氧化物酶體過氧化物酶體(perixosomeperixosome)單位膜形成的囊泡狀結(jié)構(gòu)單位膜形成的囊泡狀結(jié)構(gòu)；內(nèi)內(nèi)含含多多種種氧氧化化酶酶、過過氧氧化化氫氫酶酶和和過過氧氧化化物物酶酶，其其中中過過氧氧化化氫氫酶酶是是其標志酶其標志酶；氧氧化化體體內(nèi)內(nèi)過過氧氧化化合合物物，參參與與對對機機體的保護體的保護有有爭爭議議的的細細胞胞器器：到到底底是是不不是是內(nèi)內(nèi)膜系統(tǒng)的成員？膜系統(tǒng)的成員？電鏡下的過氧化物酶體電鏡下的過氧化物酶體 與與溶溶酶酶體體類類似似，過過氧氧化化物物酶酶體體也也是是由由單單位位膜膜形形成成的的囊囊狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，普普遍遍存存在在于于所所有有動動物物細細胞胞和和植植物物細細胞胞中中。過氧化物酶體中常含有兩種酶：一是依賴于黃素(FAD)的氧化酶，其作用是將底物氧化形成H2O2；二是過氧化氫酶，它可將H2O2氧化形成H2O和O2，因因此此過過氧氧化化物物酶酶體體可可使使細細胞胞免免受受H H2 2O O2 2的的毒毒害害。過過氧氧化化氫氫酶酶是是過過氧氧化化物物酶酶體體的的標標志志酶酶。在在植植物物細細胞胞中中，過過氧氧化化物物酶酶體體可可將將脂脂肪肪酸酸氧氧化化形形成成葡葡萄萄糖糖，伴伴隨隨著著乙乙醛醛酸酸的的循循環(huán)環(huán)反反應(yīng)應(yīng)，故故又稱乙醛酸循環(huán)體。又稱乙醛酸循環(huán)體。真核細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與疾病高爾基體與疾病溶酶體與疾病過氧化物酶體與疾病本章小結(jié)本章小結(jié) 細細胞胞質(zhì)質(zhì)基基質(zhì)質(zhì)是是高高度度有有序序的的動動態(tài)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系，與與細細胞胞骨骨架架成成分分密密切切聯(lián)聯(lián)系系，是是進進行行細細胞生命活動的重要場所，同時也是細胞結(jié)構(gòu)體系組裝的重要場所之一。胞生命活動的重要場所，同時也是細胞結(jié)構(gòu)體系組裝的重要場所之一。內(nèi)內(nèi)膜膜系系統(tǒng)統(tǒng)是是某某些些內(nèi)內(nèi)膜膜成成分分在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、功功能能和和發(fā)發(fā)生生上上具具有有相相互互聯(lián)聯(lián)系系，包包括括內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)、高高爾爾基基體體、溶溶酶酶體體以以及及各各種種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運運囊囊泡泡。內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)的的基基本本形形態(tài)態(tài)包包括括扁扁囊囊、小小管管和和小小泡泡，分分為為粗粗面面內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)和和光光面面內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)，它它是是細細胞胞內(nèi)內(nèi)蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)、脂脂類類和和糖糖類類合合成成和和修修飾飾的的重重要要場場所所。高高爾爾基基體體是是一一種種過過渡渡性性細細胞胞結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，由由囊囊泡泡和和扁扁囊囊堆堆形形成成，主主要要參參與與蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)修修飾飾、蛋蛋白白原原激激活活、分分揀揀運運輸輸?shù)鹊壬镂飳W(xué)學(xué)過過程程。溶溶酶酶體體是是細細胞胞內(nèi)內(nèi)重重要要的的消消化化器器官官，內(nèi)內(nèi)含含多多種種水水解解酶酶，參參與與細細胞胞內(nèi)內(nèi)外外多多種種成成分分的的消消化化分分解解。過過氧氧化化物物酶酶體體含含有有多多種種氧氧化化酶酶，主要參與物質(zhì)氧化過程。主要參與物質(zhì)氧化過程。細細胞胞內(nèi)內(nèi)蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的分分揀揀運運輸輸過過程程涉涉及及到到分分揀揀信信號號、外外被被體體蛋蛋白白、分分子子伴伴侶侶以以及及能能量量分分子子等等的的參參與與，信信號號肽肽介介導(dǎo)導(dǎo)了了核核糖糖體體與與內(nèi)內(nèi)質(zhì)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)膜膜的的結(jié)結(jié)合合和和新新生生蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)多多肽肽鏈鏈的的穿穿膜膜入入腔腔行行為為，高高爾爾基基體體是是蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)分分揀揀的的最最終終集集散散地地。蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)分分子子上上信信號號肽肽或或信信號號斑斑直直接接指指導(dǎo)導(dǎo)了了分分揀揀過過程程，隨隨后后的的運運輸輸是是一一種種典典型型的的囊囊泡泡運運輸輸，涉涉及及到到囊囊泡泡膜膜與與靶靶細細胞胞器膜上特異分子的識別、結(jié)合。器膜上特異分子的識別、結(jié)合。內(nèi)內(nèi)膜膜系系統(tǒng)統(tǒng)各各組組分分都都是是由由內(nèi)內(nèi)膜膜在在細細胞胞質(zhì)質(zhì)空空間間分分割割形形成成的的生生化化區(qū)區(qū)室室，借借助助其其獨獨特特的的標志酶，執(zhí)行細胞內(nèi)獨特的生物學(xué)功能。標志酶，執(zhí)行細胞內(nèi)獨特的生物學(xué)功能。復(fù)習(xí)思考復(fù)習(xí)思考一、名詞一、名詞 細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì) 內(nèi)膜內(nèi)膜 內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng) 信號肽信號肽 信號假說信號假說 微粒體微粒體 初級溶酶體初級溶酶體 次級溶酶體次級溶酶體 SNARESNARE假說假說 膜流膜流 蛋白質(zhì)糖基化蛋白質(zhì)糖基化 殘余小體殘余小體 分子伴侶分子伴侶 二、簡答二、簡答 1.1.簡述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和主要功能。簡述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和主要功能。2.2.簡述溶酶體的類型和主要生物學(xué)功能。簡述溶酶體的類型和主要生物學(xué)功能。3.3.簡述高爾基體的類型和主要生物學(xué)功能。簡述高爾基體的類型和主要生物學(xué)功能。4.4.指導(dǎo)分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成需要哪些主要結(jié)構(gòu)或因子？它們?nèi)绾螀f(xié)指導(dǎo)分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成需要哪些主要結(jié)構(gòu)或因子？它們?nèi)绾螀f(xié) 同作用完成肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的合成過程。同作用完成肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的合成過程。三、問答題三、問答題 1.1.什么是信號假說？說明溶酶體酶蛋白的合成、加工和定向運輸過程。什么是信號假說？說明溶酶體酶蛋白的合成、加工和定向運輸過程。2.2.什么是信號假說？說明分泌蛋白的合成、加工和定向運輸過程。什么是信號假說？說明分泌蛋白的合成、加工和定向運輸過程。