《分子 細(xì)胞與組織教學(xué)課件》7.細(xì)胞質(zhì)：蛋白質(zhì)降解相關(guān)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu).ppt

第七章細(xì)胞質(zhì) 蛋白質(zhì)降解相關(guān)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu) 衰老的 錯(cuò)誤的 多余的 一 泛素 蛋白酶體的組成與功能 泛素 ubiquitin 一種含76個(gè)氨基酸的多肽 作為標(biāo)簽結(jié)合到要被降解的蛋白質(zhì)上 ubiquitin 泛素 蛋白酶體系統(tǒng) ubiquitin proteasomesystem UPS 第一節(jié)蛋白酶體 proteosome 19S調(diào)節(jié)顆粒 帽 20S核心顆粒 最常見的蛋白酶體 26S蛋白酶體 蛋白酶體 proteasome 大型桶狀的蛋白復(fù)合體 具有蛋白水解酶的活性 能將蛋白質(zhì)降解成肽和氨基酸 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)均有分布 二 多聚泛素化修飾與蛋白酶體對靶蛋白的識別 蛋白質(zhì)翻譯后修飾 泛素化 被降解的蛋白在三類酶 E1 E2 E3 的次第作用下 與至少4個(gè)泛素分子結(jié)合 多聚泛素化 從而被泛素分子 標(biāo)記 能夠被蛋白酶體識別后降解 單層膜包圍的小囊泡 內(nèi)含50多種酸性水解酶 有較高電子密度 一 溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生化組成 Lysosomesaremembranousorganelleswhichcontainacidhydrolasesforthecontrolleddegradationofmacromolecules 第二節(jié)溶酶體 lysosome 酶的特性 最適pH3 6 多為帶負(fù)電荷的糖蛋白 膜的特性 質(zhì)子泵 有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 膜蛋白高度糖基化 一 溶酶體的特征 二 溶酶體的形成 與胞吞密切相關(guān) 溶酶體酶蛋白的來源 三 溶酶體的類型 1 異體吞噬泡 heterophagicvacuole 2 自體吞噬泡 autophagicvacuole 3 分泌自噬泡 crinophagicvacuole 4 殘余體 residualbody 異體吞噬泡 heterophagicvacuole 自體吞噬泡 autophagicvacuole 殘余體 residualbody 二 溶酶體的功能 一 溶酶體參與的消化活動(dòng) 1 胞吞物質(zhì)的消化異噬作用 heterophagy 吞噬作用與吞飲作用 2 細(xì)胞自身物質(zhì)的消化自噬作用 autophagy 3 細(xì)胞外物質(zhì)的消化 AutophagyandPhagocytosis 異噬作用和自噬作用 中性粒細(xì)胞的吞噬作用 巨噬細(xì)胞的吞噬作用 二 溶酶體與細(xì)胞功能活動(dòng) 1 消除異物 有吞噬功能的細(xì)胞 2 提供營養(yǎng)物質(zhì) 消化大分子營養(yǎng)物質(zhì) 3 更新細(xì)胞成分 廢物利用 4 調(diào)節(jié)激素分泌 去除多余激素 I 細(xì)胞病 Inclusioncelldisease 缺乏N 乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶 三 溶酶體缺陷疾病 第八章細(xì)胞質(zhì) 線粒體和過氧化物酶體 線粒體 mitochondrion 是真核細(xì)胞進(jìn)行氧化和能量轉(zhuǎn)換的主要場所 被喻為細(xì)胞的 動(dòng)力工廠 或 換能中心 第一節(jié)線粒體 能量需求大的組織 心肌 骨骼肌 肝 腎細(xì)胞 組織分布 心肌細(xì)胞myocyte中的線粒體 紅 肝細(xì)胞hepatocyte中的線粒體 綠 能量需求大的部位 心肌細(xì)胞沿肌絲排列 腸上皮細(xì)胞集中于頂部和底部 細(xì)胞內(nèi)分布 腸上皮細(xì)胞頂部微絨毛 線粒體 一 線粒體的形態(tài)特性 顯微結(jié)構(gòu) 線狀 顆粒狀 亞顯微結(jié)構(gòu) 兩層單位膜構(gòu)成的膜囊結(jié)構(gòu) 一 線粒體的一般形狀和分布 1 線粒體外膜 2 線粒體內(nèi)膜 通透性低 多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 嵴 cristae 基粒 elementaryparticle 外腔 膜間腔 二 線粒體的超微結(jié)構(gòu)和主要的蛋白復(fù)合體 孔蛋白 porin 鑲嵌在內(nèi)膜上的重要蛋白復(fù)合體 電子傳遞鏈 electrontransportchain 呼吸鏈 respiratorychain 基粒 elementaryparticle ATP合成酶 ATPsynthase 復(fù)合體 3 線粒體內(nèi)腔 基質(zhì)腔 線粒體核糖體 70S 線粒體DNA 雙鏈環(huán)狀 可多個(gè) 基質(zhì)顆粒 matricalgranule 二 線粒體的功能 化學(xué) ATP合成 滲透 質(zhì)子回流 偶聯(lián)Chemiosmoticcoupling 氧化磷酸化 oxidativephosphorylation 將生物氧化所釋放能量的轉(zhuǎn)移過程與ADP的磷酸化過程結(jié)合起來 而將生物氧化釋放的能量轉(zhuǎn)移到ATP的高能磷酸鍵中 又稱氧化磷酸化偶聯(lián) 氧化磷酸化 oxidativephosphorylation 丙酮酸 乙酰輔酶A 三羧酸循環(huán) 線粒體基質(zhì) NADH FADH2 線粒體基質(zhì) 1 物質(zhì)氧化 Figure14 6EssentialCellBiology GarlandScience2010 1 物質(zhì)氧化 線粒體基質(zhì) NADH FADH2 線粒體內(nèi)膜 電子傳遞 2 電子傳遞3 質(zhì)子泵送 Figure14 6EssentialCellBiology GarlandScience2010 2 電子傳遞3 質(zhì)子泵送 物質(zhì)氧化所釋放的可利用能量都以高能電子的形式由電子載體NAD 和FAD 從底物中移出 并經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈進(jìn)一步氧化 電子傳遞鏈組分及反應(yīng)序列示意圖 復(fù)合物 NADH CoQ氧化還原酶 復(fù)合物 琥珀酸 CoQ氧化還原酶 復(fù)合物 CoQ 細(xì)胞色素c氧化還原酶 復(fù)合物 細(xì)胞色素c氧化酶 電子從一個(gè)分子傳遞給另一個(gè)分子 電子傳遞的過程是一個(gè)不斷進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)的過程 電子傳遞是定向的 O2對電子具有最大的親和力 電子傳遞過程中有3次大的能量釋放 電子釋放的能量驅(qū)動(dòng)質(zhì)子的泵出 質(zhì)子由傳遞鏈上的3個(gè)酶復(fù)合體泵出 形成跨膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度 electrochemicalprotongradient 電子傳遞鏈 質(zhì)子動(dòng)力勢 proton motiveforce 在線粒體內(nèi)膜兩側(cè)形成跨膜的電化學(xué)質(zhì)子梯度 能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)子動(dòng)力勢 驅(qū)動(dòng)質(zhì)子從濃度高的膜間腔向基質(zhì)腔移動(dòng) 化學(xué)梯度 膜電位 基粒 ATP合成酶復(fù)合體 是線粒體的基本功能單位 4 ATP合成酶與ATP合成 Figure14 13EssentialCellBiology GarlandScience2010 ATP合成 1 無氧酵解 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 2 丙酮酸被氧化為CO2 NAD 和FAD被還原成NADH和FADH2 線粒體基質(zhì)腔 3 電子被傳遞給O2 質(zhì)子被泵送形成質(zhì)子動(dòng)力勢 線粒體內(nèi)膜 4 質(zhì)子 從膜間腔 回流 能量用于合成ATP 線粒體內(nèi)膜 glycolysis 以葡萄糖氧化為例 活性氧 ReactiveOxygenSpecies ROS 是生物體內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子 O2 羥自由基 HO 一氧化氮 NO 等活性含氧化合物的總稱 對蛋白質(zhì) 脂類和DNA具有潛在的損傷作用 三 線粒體的呼吸鏈副產(chǎn)品與活性氧 主要由位于內(nèi)膜的腺苷酸轉(zhuǎn)位子和位于外膜的電壓依賴的陰離子通道等蛋白所組成 MPT孔開放會引起線粒體跨膜電位下降和細(xì)胞色素c釋放 線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔 MPT孔 mPTP mitochondrialpermeabilitytransitionpore 細(xì)胞色素C等被釋放到細(xì)胞質(zhì)中與其他分子相互作用 觸發(fā)凋亡 四 線粒體與細(xì)胞凋亡 凋亡 五 線粒體的半自主 1 線粒體DNA 位于基質(zhì)腔 雙鏈環(huán)狀 H鏈和L鏈 基因排列緊密 復(fù)制方式 半保留方式 但先后進(jìn)行 轉(zhuǎn)錄和翻譯緊密聯(lián)系 線粒體遺傳密碼與通用密碼有差異 人線粒體DNA編碼的基因分布模式圖 37個(gè)結(jié)構(gòu)基因 2種rRNA22種tRNA1