細(xì)胞分子生物學(xué)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh) 一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)含義(hny) 二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)功能 三、胞質(zhì)溶膠第1頁(yè)/共78頁(yè)第二頁(yè)，共79頁(yè)。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、高爾基復(fù)合體三、溶酶體與過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體四、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的裝配第2頁(yè)/共78頁(yè)第三頁(yè)，共79頁(yè)。 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是一個(gè)高度有序的體系,其中細(xì)胞質(zhì)骨架纖維貫穿在粘稠的蛋白質(zhì)膠體中,多數(shù)的蛋白質(zhì)直接或間接地與骨架結(jié)合,或與生物膜結(jié)合,從而完成特定(tdng)的生物學(xué)功能.第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)含義在真核細(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),

2、稱為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì). 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中主要含有與中間代謝有關(guān)(yugun)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)(yugun)的細(xì)胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu).第3頁(yè)/共78頁(yè)第四頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能1.許多中間代謝過(guò)程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,如糖酵解過(guò)程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑、糖原的合成與部分分解(fnji)過(guò)程等.2. 細(xì)胞質(zhì)骨架作為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)成分,不僅與維持細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸與能量傳遞有關(guān),而且也是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)結(jié)構(gòu)體系的組織者, 為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中其他成分和細(xì)胞器提供錨定位點(diǎn).第4頁(yè)/共78頁(yè)第五頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(

3、j zh)二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能3.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可進(jìn)行蛋白質(zhì)的修飾、控制蛋白質(zhì)的壽命、降解(jin ji)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)重新折疊以形成正確的分子構(gòu)象.第5頁(yè)/共78頁(yè)第六頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)(1).蛋白質(zhì)的修飾在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生蛋白質(zhì)修飾的類型主要有:輔酶或輔基與酶的共價(jià)結(jié)合;磷酸化與去磷酸化,用以調(diào)節(jié)很多蛋白質(zhì)的生物活性;糖基化.在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的糖基化是指哺乳動(dòng)物的細(xì)胞中把N-乙酰葡萄糖胺分子(fnz)加到蛋白質(zhì)的絲氨酸殘基的羥基上.對(duì)某些蛋白質(zhì)的N端進(jìn)行甲基化修飾;酰基化第6頁(yè)/共78頁(yè)第七頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j

4、zh)(2).控制蛋白質(zhì)的壽命細(xì)胞中的蛋白質(zhì)處于(chy)不斷地降解與更新的動(dòng)態(tài)過(guò)程中.決定蛋白質(zhì)壽命的信號(hào)存在于蛋白質(zhì)N端的第一個(gè)氨基酸殘基. 識(shí)別蛋白質(zhì)N端不穩(wěn)定的氨基酸信號(hào)并準(zhǔn)確地將這種蛋白質(zhì)降解,是依賴于泛素的降解途徑.N端的第一個(gè)氨基酸是Met(甲硫氨酸), Ser(絲氨酸), Thr(蘇氨酸), Ala (丙氨酸), Val(纈氨酸), Cys(半胱氨酸),Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸),則蛋白質(zhì)是穩(wěn)定的;如果是其他12種氨基酸之一,則是不穩(wěn)定的.第7頁(yè)/共78頁(yè)第八頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)(3).降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì) 細(xì)胞基質(zhì)中的變性蛋白、錯(cuò)誤折疊的

5、蛋白、含有被氧化或其他非正常修飾氨基酸的蛋白,無(wú)論其N端氨基酸殘基是否穩(wěn)定,也常常很快被清除.降解作用可能涉及對(duì)畸形蛋白質(zhì)所暴露出來(lái)(ch li)的氨基酸疏水基團(tuán)的識(shí)別,并由此啟動(dòng)對(duì)蛋白質(zhì)N端第一個(gè)氨基酸殘基的作用,其結(jié)果形成了N端不穩(wěn)定的氨基酸,同樣被依賴于泛素的蛋白降解途徑徹底水解.第8頁(yè)/共78頁(yè)第九頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)(4).幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊以形成正確的分子構(gòu)象這一功能主要靠熱休克蛋白(Hsp)來(lái)完成.有證據(jù)(zhngj)表明,在正常細(xì)胞中,熱休克蛋白選擇性地與畸形蛋白質(zhì)結(jié)合形成聚合物,利用水解ATP釋放的能量使聚集的蛋白質(zhì)溶解,并進(jìn)一步折疊成

6、正確構(gòu)象的蛋白質(zhì).第9頁(yè)/共78頁(yè)第十頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)三、胞質(zhì)溶膠1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和胞質(zhì)溶膠是從不同的角度提出的概念,二者雖然有一些差別,但過(guò)去(guq)在不少書中,常把這兩個(gè)名詞等同起來(lái).2.用差速離心的方法分離細(xì)胞勻漿中的各種細(xì)胞組分,最終可獲得富含蛋白質(zhì)的組分.早期的實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)家和生化學(xué)家稱之為胞質(zhì)溶膠.第10頁(yè)/共78頁(yè)第十一頁(yè)，共79頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)三、胞質(zhì)溶膠3.胞質(zhì)溶膠中的多數(shù)蛋白質(zhì),特別是相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì),可能(knng)通過(guò)較弱的次級(jí)健直接或間接地結(jié)合在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的骨架纖維上.4.對(duì)一種蛋白來(lái)說(shuō)是否屬于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)成分

7、,主要取決于其在細(xì)胞生命活動(dòng)中,是結(jié)合在骨架纖維上,還是游離在周圍的溶液中.第11頁(yè)/共78頁(yè)第十二頁(yè)，共79頁(yè)。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、高爾基復(fù)合體三、溶酶體與過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體四、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的裝配第12頁(yè)/共78頁(yè)第十三頁(yè)，共79頁(yè)。第13頁(yè)/共78頁(yè)第十四頁(yè)，共79頁(yè)。一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) K. R. Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)(fxin)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) （endoplasmic reticulum，ER）。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)第14頁(yè)/共78頁(yè)第十五頁(yè)，共79頁(yè)。(一)

8、、形態(tài)(xngti)與組成第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 1.定義:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞重要的細(xì)胞器,它由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu). 2.分類:分為粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，RER）和光面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，SER）。 3. RER呈扁平囊狀，排列整齊(zhngq)，有核糖體附著。 4. SER呈分支管狀或小泡狀，無(wú)核糖體附著。 5.細(xì)胞不含純粹的RER或SER，它們分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。 第15頁(yè)/共78頁(yè)第十六頁(yè)，共79頁(yè)。(一)、形態(tài)(xngti)與組成第二節(jié) 細(xì)

9、胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 6.主功能:ER主要功能是合成蛋白質(zhì)和脂類，分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。 7.成分: ER膜中含大約60%的蛋白和40%的脂類，脂類主要成分為磷脂，磷脂酰膽堿含量較高，鞘磷脂含量較少，沒(méi)有或很少含膽固醇。 8.ER膜蛋白的分布:約有30多種膜結(jié)合蛋白，另有30多種位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，這些蛋白的分布具有(jyu)異質(zhì)性，如,葡糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被認(rèn)為是標(biāo)志酶，核糖體結(jié)合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。 第16頁(yè)/共78頁(yè)第十七頁(yè)，共79頁(yè)。ER第17頁(yè)/共78頁(yè)第十八頁(yè)，共79頁(yè)。RER細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j

10、 zh)核糖體ER腔第18頁(yè)/共78頁(yè)第十九頁(yè)，共79頁(yè)。SER第19頁(yè)/共78頁(yè)第二十頁(yè)，共79頁(yè)。(二)、 ER的功能(gngnng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) I、蛋白質(zhì)的合成。 II、脂質(zhì)的合成。 III、蛋白質(zhì)的修飾與加工。 IV、新生肽鏈的折疊、組裝和運(yùn)輸 V、其它(qt)作用第20頁(yè)/共78頁(yè)第二十一頁(yè)，共79頁(yè)。I、蛋白質(zhì)的合成(hchng)。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能1. 蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并且起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，但是有些蛋白質(zhì)在合成開始(kish)不久后便轉(zhuǎn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有：(1).向細(xì)胞外分泌的蛋白.如

11、抗體、激素；(2).膜的整合蛋白；(3).需要與其它細(xì)胞組合嚴(yán)格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；(4).需要進(jìn)行修飾的蛋白，如糖蛋白。第21頁(yè)/共78頁(yè)第二十二頁(yè)，共79頁(yè)。I、蛋白質(zhì)的合成(hchng)。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能2. G. Blobel等1975年提出了信號(hào)假說(shuō)(Signal hypothesis)，認(rèn)為蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽，指導(dǎo)(zhdo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，因此獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。第22頁(yè)/共78頁(yè)第二十三頁(yè)，共79頁(yè)。II、脂質(zhì)的合成(hchng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能1. 構(gòu)成細(xì)胞

12、所需要的包括(boku)磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的,其中最主要的磷脂是磷脂酰膽堿(卵磷脂)。2.合成磷脂所需要的3種酶都定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,活性部位在膜的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè).3.合成磷脂的底物來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì).反應(yīng)的第一步是增大膜面積;第二,三兩步確定新合成磷脂的種類.第23頁(yè)/共78頁(yè)第二十四頁(yè)，共79頁(yè)。II、脂質(zhì)的合成(hchng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能4. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的磷脂幾分鐘后就由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面,其轉(zhuǎn)位速度比自然轉(zhuǎn)位速度高105倍。5.合成的磷脂由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向其他膜的轉(zhuǎn)運(yùn)主要有兩種方式: 一種是以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基

13、體,溶酶體和細(xì)胞膜上; 另一種方式是憑借一種水溶性的載體蛋白,稱為磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(PEP)在膜之間轉(zhuǎn)移(zhuny)磷脂.其轉(zhuǎn)運(yùn)模式是:PEP + 磷脂分子 水溶性復(fù)合物 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 靶膜 PEP釋放磷脂,安插在膜上 實(shí)現(xiàn)磷脂從含量高的膜轉(zhuǎn)移到缺少磷脂的膜上,即從磷脂合成部位轉(zhuǎn)移到線粒體和過(guò)氧化物酶體膜上.自由擴(kuò)散第24頁(yè)/共78頁(yè)第二十五頁(yè)，共79頁(yè)。III、蛋白質(zhì)的修飾(xish)與加工第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能1.包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I形成(xngchng)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

14、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。第25頁(yè)/共78頁(yè)第二十六頁(yè)，共79頁(yè)。III、蛋白質(zhì)的修飾(xish)與加工第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能 糖基一般連接在4種氨基酸上，分為(fn wi)2種： O-連接的糖基化（O-linked glycosylation）：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在RER或高爾基體上進(jìn)行。 N-連接的糖基化（N-linked glycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺,在RER上進(jìn)行。第26頁(yè)/共78頁(yè)

15、第二十七頁(yè)，共79頁(yè)。Protein glycosylation in RER第27頁(yè)/共78頁(yè)第二十八頁(yè)，共79頁(yè)。IV、新生肽鏈的折疊(zhdi)和裝配第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能 不同的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中停留的時(shí)間不同，這主要取決于蛋白質(zhì)完成正確折疊和組裝的時(shí)間，這一過(guò)程是在屬于hsp70家族的ATP酶的作用下完成的，需要消耗能量。 有些無(wú)法完成正確折疊的蛋白質(zhì)被輸出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，轉(zhuǎn)入(zhun r)溶酶體中降解掉，大約90%的新合成的T細(xì)胞受體亞單位和乙酰膽堿受體都被降解掉，而從未到達(dá)靶細(xì)胞膜。第28頁(yè)/共78頁(yè)第二十九頁(yè)，共79頁(yè)。V、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它(qt)

16、作用第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng) 一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)、 ER的功能1.解毒，如肝細(xì)胞的細(xì)胞色素P450酶系。2.參與(cny)甾體類激素的合成。3.儲(chǔ)存鈣離子，作為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)物質(zhì)，如肌質(zhì)網(wǎng)(肌肉細(xì)胞中的發(fā)達(dá)的特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))4.提供酶附著的位點(diǎn)和機(jī)械支撐作用。第29頁(yè)/共78頁(yè)第三十頁(yè)，共79頁(yè)。二、 高爾基體最早發(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(gunch)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)。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)第30頁(yè)/共78頁(yè)第三十一頁(yè)，共79頁(yè)。第31頁(yè)/共78頁(yè)第三十二頁(yè)，共79頁(yè)。(

17、一)、形態(tài)(xngti)與組成第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體 1.定義:是由數(shù)個(gè)扁平囊泡堆在一起形成的高度有極性的細(xì)胞器。 2.分布:常分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞膜之間，呈弓形或半球形。 3.結(jié)構(gòu):凸出的一面對(duì)著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱為形成面或順面（cis face）。凹進(jìn)的一面對(duì)著質(zhì)膜稱為成熟面或反面（trans face）。順面和反面都有一些或大或小的運(yùn)輸小泡。 4.基本構(gòu)造: 扁平囊直徑約1um，單層膜構(gòu)成，中間為囊腔，周緣多呈泡狀，4-8個(gè)扁平囊在一起(某些(mu xi)藻類可達(dá)一二十個(gè))，構(gòu)成高爾基體的主體(Golgi stack)。第32頁(yè)/共78頁(yè)第三十三頁(yè)，共79頁(yè)。 高爾基體第33頁(yè)/

18、共78頁(yè)第三十四頁(yè)，共79頁(yè)。第34頁(yè)/共78頁(yè)第三十五頁(yè)，共79頁(yè)。(一)、形態(tài)(xngti)與組成第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體 5.成分:高爾基體膜含有大約60%的蛋白和40%的脂類，具有(jyu)一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿的含量介于ER和質(zhì)膜之間，中性脂類主要包括膽固醇，膽固醇酯和甘油三酯。 6.高爾基體中的酶:主要有糖基轉(zhuǎn)移酶、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。 7.標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。第35頁(yè)/共78頁(yè)第三十六頁(yè)，共79頁(yè)。(二)、 高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體 1.高

19、爾基體順面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（cis Golgi network，CGN），是高爾基體的入口(r ku)區(qū)域。 2. 高爾基體中間膜囊（medial Golgi），多數(shù)糖基修飾，糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的糖合成均發(fā)生此處。 3. 高爾基體反面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（trans Golgi network，TGN）， 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。 第36頁(yè)/共78頁(yè)第三十七頁(yè)，共79頁(yè)。(二)、 高爾基體的功能區(qū)隔第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體 4.高爾基體各部分膜囊具有不同的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)： 嗜鋨反應(yīng)：cis面膜囊被鋨酸特異地染色； 焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特

20、異顯示高爾基體的trans面的12層膜囊； 煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)：可顯示高爾基體中間幾層扁平囊； 胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)：可顯示靠近(kojn)trans面上的一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)，CMP酶也是溶酶體的標(biāo)志酶。 第37頁(yè)/共78頁(yè)第三十八頁(yè)，共79頁(yè)。(三)、 高爾基體的功能(gngnng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體1、參與細(xì)胞分泌活動(dòng)RER上合成蛋白質(zhì)進(jìn)入ER腔COPII運(yùn)輸泡進(jìn)入CGN在medial Gdgi中加工在TGN形成(xngchng)運(yùn)輸泡運(yùn)輸與質(zhì)膜融合、排出。高爾基體對(duì)蛋白質(zhì)的分類，依據(jù)的是蛋白質(zhì)上的信號(hào)肽或信號(hào)斑。2、蛋白質(zhì)的糖基化O-

21、連接的糖基化在高爾基體中進(jìn)行，糖的供體為核苷糖。第38頁(yè)/共78頁(yè)第三十九頁(yè)，共79頁(yè)。(三)、 高爾基體的功能(gngnng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)二、高爾基體3、進(jìn)行膜的轉(zhuǎn)化功能 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的新膜脂轉(zhuǎn)移至高爾基體后，經(jīng)過(guò)修飾和加工，形成運(yùn)輸泡與質(zhì)膜融合。4、將蛋白水解為活性物質(zhì) 如將蛋白質(zhì)N端或C端切除，成為(chngwi)有活性的物質(zhì)，如胰島素（C端）；或?qū)⒑卸鄠€(gè)相同氨基序列的前體水解為有活性的多肽，如神經(jīng)肽。5、參與形成溶酶體。6、參與植物細(xì)胞壁的形成，合成纖維素和果膠質(zhì)。第39頁(yè)/共78頁(yè)第四十頁(yè)，共79頁(yè)。高爾基體分泌(fnm)功能示意圖第40頁(yè)/共78頁(yè)第四十一頁(yè)，共

22、79頁(yè)。三、溶酶體與過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)(一)、溶酶體的結(jié)構(gòu)(二)、溶酶體的功能(三)、溶酶體的發(fā)生(fshng)(四)、溶酶體與疾病(五)、過(guò)氧化物酶體第41頁(yè)/共78頁(yè)第四十二頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、溶酶體的結(jié)構(gòu)(jigu)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn): de Duve與Novikoff 1955合作首次用電子顯微鏡證明了溶酶體的存在。2、定義: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(xiohu)。3、特點(diǎn):具有異質(zhì)性，形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。酸性磷酸酶

23、是標(biāo)志酶。膜有質(zhì)子泵，將H+泵入溶酶體，使其PH值降低。膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白降解4、分類:根據(jù)溶酶體所處的完成其生理功能的不同階段,大致可分為初級(jí)溶酶體、次級(jí)溶酶體和殘余體。第42頁(yè)/共78頁(yè)第四十三頁(yè)，共79頁(yè)。線粒體溶酶體小鼠脾臟(pzng)巨噬細(xì)胞中的溶酶體第43頁(yè)/共78頁(yè)第四十四頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、溶酶體的結(jié)構(gòu)(jigu)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體(1)、初級(jí)(chj)溶酶體（primary lysosome） 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、磷酶酶等60余種，反應(yīng)的最適PH值為5

24、左右。第44頁(yè)/共78頁(yè)第四十五頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、溶酶體的結(jié)構(gòu)(jigu)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體(2)、次級(jí)溶酶體（secondary lysosome）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，可分為自噬溶酶體（autophagolysosome）和異噬溶酶體(phagolysosome) 。(3)、殘?bào)w（residual body）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)拭?。殘?bào)w可通過(guò)(tnggu)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)。第45頁(yè)/共78頁(yè)第四十

25、六頁(yè)，共79頁(yè)。 次級(jí)(c j)溶酶體第46頁(yè)/共78頁(yè)第四十七頁(yè)，共79頁(yè)。肝細(xì)胞脂褐質(zhì)第47頁(yè)/共78頁(yè)第四十八頁(yè)，共79頁(yè)。 (二)、溶酶體的功能(gngnng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體1、清除(qngch)無(wú)用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞 。2、防御功能。 是某些細(xì)胞特有的功能,它可以識(shí)別并吞噬入侵的病毒或細(xì)菌,在溶酶體作用下將其殺死并進(jìn)一步降解.3、其他重要的生理功能:第48頁(yè)/共78頁(yè)第四十九頁(yè)，共79頁(yè)。 (二)、溶酶體的功能(gngnng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體(1)、細(xì)胞內(nèi)消化：如高等動(dòng)物內(nèi)吞低

26、密脂蛋白獲得膽固醇，單細(xì)胞真核生物利用溶酶體的消化食物。(2)、參與(cny)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。(3)、兩棲類發(fā)育過(guò)程中蝌蚪尾巴的退化,哺乳動(dòng)物斷奶后乳腺的退行性變化等都涉及某些特定細(xì)胞編程性死亡及周圍活細(xì)胞對(duì)其的清除,這些過(guò)程都與溶酶體有關(guān).(4)、形成精子的頂體。精子的頂體相當(dāng)于特化的溶酶體,其中含有多種水解酶,能溶解卵細(xì)胞的外被及濾泡細(xì)胞,產(chǎn)生孔道,使精子進(jìn)入卵細(xì)胞.第49頁(yè)/共78頁(yè)第五十頁(yè)，共79頁(yè)。 (三)、溶酶體的發(fā)生(fshng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體1、初級(jí)溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成，

27、形成過(guò)程：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成(hchng)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)區(qū)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 。第50頁(yè)/共78頁(yè)第五十一頁(yè)，共79頁(yè)。 溶酶體水解酶的運(yùn)輸(ynsh)第51頁(yè)/共78頁(yè)第五十二頁(yè)，共79頁(yè)。 (四)、溶酶體與疾病(jbng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體1、矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細(xì)胞吞噬，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞溶酶體破裂，水解酶釋放，細(xì)胞崩

28、解，矽塵釋出，后又被其他巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，如此反復(fù)(fnf)進(jìn)行。激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。2、肺結(jié)核：結(jié)核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素, 也無(wú)莢膜和侵襲性酶。但是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗溶酶體的殺傷作用, 使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長(zhǎng)繁殖, 導(dǎo)致巨噬細(xì)胞裂解, 釋放出的結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過(guò)程，引起肺組織鈣化和纖維化。 3、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂。第52頁(yè)/共78頁(yè)第五十三頁(yè)，共79頁(yè)。 (四)、溶酶體與疾病(jbng)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體4、 各類貯積癥臺(tái)-薩氏綜合征（Tay-Sachs diesease）：溶酶體缺少氨基已糖酯酶A

29、，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累 。II型糖原(tn yun)累積?。≒ompe病）：缺乏-1,4-葡萄糖苷酶，糖原(tn yun)在溶酶體中積累。Gaucher病：缺乏- 葡萄糖苷酶，葡糖腦苷脂沉積。細(xì)胞內(nèi)含物?。╥nclusion-cell disease）：N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶單基因突變。高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成M6P分選信號(hào)，病人成纖維細(xì)胞的溶酶體中沒(méi)有水解酶，底物在溶酶體中貯積，形成 “包涵體”。第53頁(yè)/共78頁(yè)第五十四頁(yè)，共79頁(yè)。 臺(tái)-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結(jié)構(gòu)(jigu)第54頁(yè)/共78頁(yè)第五十五頁(yè)，共79頁(yè)。 (五)、過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體第二節(jié) 細(xì)

30、胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體1、發(fā)現(xiàn): Rhodin 1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細(xì)胞。2、定義: 又叫微體,是一種具有異質(zhì)性的細(xì)胞器。直徑(zhjng)通常0.5um，呈圓形，橢圓形或啞呤形不等，由單層膜圍繞而成,內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的細(xì)胞器。3、特點(diǎn)：含過(guò)氧化氫酶（標(biāo)志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，各類氧化酶的共性是將底物氧化后生成過(guò)氧化氫。而過(guò)氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2R+H2O2第55頁(yè)/共78頁(yè)第五十六頁(yè)，共79頁(yè)。煙草葉肉細(xì)胞的過(guò)氧化物酶體（中央具有(jyu)尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）第56頁(yè)/共78

31、頁(yè)第五十七頁(yè)，共79頁(yè)。 (五)、過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體4、功能:(1) 在動(dòng)物中： 參與脂肪酸的-氧化； 具有解毒作用，過(guò)氧化氫(u yn hu qn)酶利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質(zhì)氧化，飲入的酒精1/4是在微體中氧化為乙醛。(2) 在植物中：參與光呼吸，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過(guò)氧化氫(u yn hu qn)，在萌發(fā)的種子中，進(jìn)行脂肪的-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循環(huán)，因涉及乙醛酸循環(huán)，又稱乙醛酸循環(huán)體。第57頁(yè)/共78頁(yè)第五十八頁(yè)，共79頁(yè)。

32、(五)、過(guò)氧化物(u yn hu w)酶體第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)三、溶酶體與過(guò)氧化物酶體 5、發(fā)生: (1)過(guò)氧化物酶體中所有(suyu)的酶都由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，在信號(hào)肽的引導(dǎo)下，進(jìn)入過(guò)氧化物酶體。 (2)已有的過(guò)氧化物酶體在細(xì)胞分裂時(shí)，以分裂方式傳給子代細(xì)胞。再進(jìn)行進(jìn)一步的裝配。 第58頁(yè)/共78頁(yè)第五十九頁(yè)，共79頁(yè)。第59頁(yè)/共78頁(yè)第六十頁(yè)，共79頁(yè)。四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配 有的蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)合成,而有些在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)第60頁(yè)/共78頁(yè)第六十一頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、信號(hào)(xn

33、ho)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)(xnho)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)(jigu)的裝配1、1975, G.Blobel & D.Sabatinii等提出信號(hào)假說(shuō)(signal hypothesis), 即分泌蛋白(dnbi)N端序列為信號(hào)肽,指導(dǎo)分泌蛋白(dnbi)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成,在蛋白(dnbi)質(zhì)合成結(jié)束之前信號(hào)肽被切除 。2、信號(hào)肽位于蛋白(dnbi)質(zhì)的N端,一般有16-26個(gè)氨基酸殘基,其中包括疏水核心區(qū),信號(hào)肽的C端和N端等三部分。3、信號(hào)識(shí)別蛋白(dnbi)由6種多肽和一個(gè)7S的RNA組成的復(fù)合物,既可與新生肽信號(hào)序列和核糖體結(jié)合,又可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上

34、的信號(hào)識(shí)別顆粒的受體(又叫?？康鞍?dnbi)結(jié)合. 第61頁(yè)/共78頁(yè)第六十二頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、信號(hào)(xnho)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)(xnho)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配4、細(xì)胞(xbo)內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞(xbo)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)序列（signal sequence）。其二是細(xì)胞(xbo)器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sorting receptor）。第62頁(yè)/共78頁(yè)第六十三頁(yè)，共79頁(yè)。signal sequence and signal pa

35、tch第63頁(yè)/共78頁(yè)第六十四頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、信號(hào)(xnho)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)(xnho)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配 5、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下(yxi)成分： (1) 信號(hào)肽（signal peptide），位于新合成肽鏈的N端，一般1630個(gè)氨基酸殘基，含有6-15個(gè)連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，由于信號(hào)肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（start transfer sequence）；第64頁(yè)/共78頁(yè)第六十五頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、信號(hào)(xnho)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)(xnho

36、)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配(2)信號(hào)識(shí)別顆粒（signal recognition particle，SRP），由6種多肽組成，結(jié)合一個(gè)7S RNA，屬于一種RNP(ribonucleoprotein)。能與信號(hào)序列結(jié)合，導(dǎo)致蛋白(dnbi)質(zhì)合成暫停。(3) SRP受體（SPR receptor），內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的整合蛋白(dnbi)，異二聚體，可與SRP特異結(jié)合。(4) 停止轉(zhuǎn)移序列（stop transfer sequence），與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的親合力很高，阻止肽鏈繼續(xù)進(jìn)入網(wǎng)腔，成為跨膜Pr。(5)轉(zhuǎn)位因子（translocator，

37、translocon），由3-4個(gè)Sec61蛋白(dnbi)構(gòu)成的通道，每個(gè)Sec61由3條肽鏈組成。 ；第65頁(yè)/共78頁(yè)第六十六頁(yè)，共79頁(yè)。Translocation of soluble proteins across ER第66頁(yè)/共78頁(yè)第六十七頁(yè)，共79頁(yè)。 (一)、信號(hào)(xnho)假說(shuō)與蛋白質(zhì)分選信號(hào)(xnho)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配5、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下成分(小結(jié))： 信號(hào)肽與SRP結(jié)合肽鏈延伸終止SRP與受體結(jié)合SRP脫離信號(hào)肽肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)(jx)合成，同時(shí)信號(hào)肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔信號(hào)

38、肽切除肽鏈延伸至終止。第67頁(yè)/共78頁(yè)第六十八頁(yè)，共79頁(yè)。 (二)、蛋白質(zhì)分選運(yùn)輸(ynsh)機(jī)制第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配1、門控運(yùn)輸（gated transport）：如通過(guò)核孔復(fù)合體的運(yùn)輸。2、跨膜運(yùn)輸（transmembrane transport）：蛋白質(zhì)通過(guò)跨膜通道(tngdo)進(jìn)入目的地。如細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)通過(guò)線粒體上的轉(zhuǎn)位因子（translocator）進(jìn)入線粒體。3、膜泡運(yùn)輸（vesicular transport）：被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中加工成衣被小泡，選擇性地運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞器。第68頁(yè)/共78頁(yè)

39、第六十九頁(yè)，共79頁(yè)。 (三)、膜泡運(yùn)輸(ynsh)第二節(jié) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞結(jié)構(gòu)(jigu)的裝配1、細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)之間的物質(zhì)傳遞常常通過(guò)膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。各類運(yùn)輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞(xbo)器，主要取決于膜的表面識(shí)別特征。2 、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(xbo)器的膜融合之前解體。第69頁(yè)/共78頁(yè)第七十頁(yè)，共79頁(yè)。 (三)、膜泡運(yùn)輸(ynsh)第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)內(nèi)膜系統(tǒng)四、細(xì)胞(xbo)內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與細(xì)胞(xbo)結(jié)構(gòu)的裝配3、衣被類型:已知三類：(1)籠形蛋白（clathrin）(2) COPI(3) COPII 主要作用：(1)選擇性的將特定(tdng)蛋白聚集在一起，形成運(yùn)輸小泡；(2)如同模具一樣決定運(yùn)輸小泡的外部特征。第70頁(yè)/共78頁(yè)第七十一頁(yè)，共79頁(yè)。