中科院考研細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能

1、1.細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能4.1. 內(nèi)膜系統(tǒng)的概念及其組成成員是指細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)的由膜包繞形成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要包括：核膜？、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體及各種分泌小泡和液泡。意義：使真核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)區(qū)域化(compartmentalization)內(nèi)膜系統(tǒng)的出現(xiàn)是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的顯著特點(diǎn)之一，大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積；為多種酶特別是多酶體系提供了大面積的結(jié)合位點(diǎn)；酶系統(tǒng)的隔離與連接；蛋白質(zhì)、糖、脂肪的合成、加工和包裝；運(yùn)輸分泌物；擴(kuò)散屏障及膜電位建立；離子梯度的維持等。3、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的研究方法1、超微結(jié)構(gòu)觀察：電鏡技術(shù)；2、功能定位研究：免疫標(biāo)記和放射自顯影(Auto

2、radiography)；3、組分分離與分析：離心技術(shù)；4、研究膜泡運(yùn)輸和功能機(jī)制研究：遺傳突變分析(Geneticmutants)。4.2. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER4.2.1. 掌握內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和類別(粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))形態(tài)結(jié)構(gòu)：封閉的管狀或扁平囊膜系統(tǒng)及其包被的腔形成的相互溝通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞無。微粒體(microsome):細(xì)胞勻漿和離心過程中，破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體。生化研究中，將其與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等同看待。在體外實(shí)驗(yàn)中，有蛋白合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂質(zhì)合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能。2種類型：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)RER扁囊狀，表面大量核糖體，功能是合成分泌性的蛋白質(zhì)

3、和多種膜蛋白。存在易位子(translocon)(哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,主要成分是與蛋白分泌相關(guān)的多肽Sec61P等組成的復(fù)合體)，功能與新合成的多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)SER分支管狀，表面沒有核糖體，立體結(jié)構(gòu)。合成脂質(zhì)。細(xì)胞中幾乎不含有純的SER它只是作為ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分所占區(qū)域較小，作為出芽位點(diǎn)，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)或脂質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體。Theendoplasmicreticulumisaseriesofdoublemembranesthatloopbackandforthbetweenthecellmembraneandthenucleus.Thesemembranesfillth

4、ecytoplasmbutyoucannotseethembecausetheyareverytransparent.TherearetwodistincttypesofE.R.:TheroughE.R.hasribosomesandisthesiteofproteinsynthesis;thesmoothE.R.hasnoribosomes.4.2.2. 理解并熟練掌握粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能（二）功能1 .糙面：蛋白質(zhì)的合成：細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離”核糖體，有些蛋白在剛起始合成不久便轉(zhuǎn)移到糙面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)進(jìn)行蛋白的合成，這類蛋白一邊合成一邊進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

5、內(nèi)，以這種方式合成的蛋白主要有：1）向細(xì)胞外分泌蛋的白；2）膜的整合蛋白；3）構(gòu)成細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白蛋白（需要隔離或修飾）。其它的多肽是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”核糖體上合成的，包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的駐留蛋白、質(zhì)膜外周蛋白、核輸入蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體、葉綠體和過氧物酶體的蛋白。掌握按信號肽假說參與分泌蛋白和溶酶體酶等蛋白合成.信號假說（signalhypothesis）與蛋白質(zhì)分選信號1、信號假說：分泌性N端序列作為信號肽，指導(dǎo)分泌性蛋白質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，然后在信號肽引導(dǎo)下邊合成邊通過易位子蛋白復(fù)合體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前信號肽被切除蛋白質(zhì)定向運(yùn)輸（蛋白分選）（proteintar

6、geting/sorting）:蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中核糖體上合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的特定部位進(jìn)行裝配成結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合體，參與細(xì)胞的生命活動(dòng)。2、指導(dǎo)蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素：1）N端信號肽、2）信號識別顆粒（SRP:6種pro和7sRNA3） SRP5體（停泊蛋白DP）3、信號假說：（1）編碼分泌蛋白的mRNA,在起始密碼子AUG之后，緊跟著一組特定的信號密碼子，由此編碼一段多肽。（2）多肽鏈的開始合成在游離核糖體上，信號密碼子轉(zhuǎn)譯信號肽，約有15-30個(gè)氨基酸（16-26）。(3)在RER!上有信號識別蛋白(SRP,可以釋放到細(xì)胞質(zhì)中去，識別正在合成信號肽的核糖體，并與之結(jié)合，合成暫停，引

7、導(dǎo)核糖體與ER膜上的易位子結(jié)合，而SRP則與SRP受體(又稱彳¥泊蛋白，docking.P)結(jié)合，合成繼續(xù)。SRP脫離釋放返回基質(zhì)重復(fù)利用。(4)信號肽與易位子作用并使RERU成孔道，合成的多肽鏈通過孔道進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池?！竞哪堋?5)信號肽已無用，被位于RERM內(nèi)表面的彳S號肽酶(SignalpeptidasR切掉。(6)多肽鏈繼續(xù)生長，直至合成完畢。(7)最后在一種分離因子作用下，核糖體脫離開膜，孔道封閉。4、分泌蛋白合成過程游離的核糖體-蛋白質(zhì)開始合成多肽鏈延伸為80氨基酸-蛋白質(zhì)N端信號肽與信號識別顆粒結(jié)合肽鏈停止延伸，并防止新生肽N端損傷和成熟前折疊-信號識別顆粒與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的信

8、號識別受體結(jié)合，核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的易位子結(jié)合肽鏈開始延伸，信號識別顆粒脫離-信號肽與易位子結(jié)合，在耗能狀態(tài)下使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上孔道打開-信號肽引導(dǎo)肽鏈以絆環(huán)形式進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔-信號肽被切除-肽鏈繼續(xù)，直至完整肽鏈合成。5、共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的方式6、開始轉(zhuǎn)移序列(starttransfersequence):引導(dǎo)肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的信號肽。7、停止轉(zhuǎn)移序列：肽鏈中與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有很強(qiáng)親和力而結(jié)合在脂雙層之中的序歹I，這段序列不再轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。若此序列位于多肽中部，則會成為跨膜蛋白。8、后轉(zhuǎn)移：蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)合成之后，在前導(dǎo)肽的指引下轉(zhuǎn)移到特定細(xì)胞器中的方式9、跨膜次數(shù)決定因素：起始轉(zhuǎn)移序列和

9、終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)線粒體、葉綠體中絕大多數(shù)蛋白以及過氧化物酶體中的蛋白質(zhì)也是在某種信號序列的指導(dǎo)下進(jìn)入細(xì)胞器的，有人稱之為導(dǎo)肽(leaderpeptide)。其特征是pro在細(xì)胞質(zhì)中合成后再轉(zhuǎn)移到細(xì)胞器，為翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)。在跨膜過程中不僅需要ATP使多肽去折疊，還需一些蛋白的幫助(如熱休克蛋白Hsp70)使其能正確折疊。一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型1 .細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)分選：細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)按某種指令決定其在哪種細(xì)胞內(nèi)合成部位并最終轉(zhuǎn)至其行使功能的部位成為，對構(gòu)成高度有序的細(xì)胞結(jié)果體系及完成各種生命活動(dòng)具有決定性作用。2 .蛋白質(zhì)分選2條途徑：翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上完

10、成多肽鏈的合成,然后轉(zhuǎn)運(yùn)至膜圍繞的細(xì)胞器或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑：蛋白質(zhì)合成在游離核糖體上起始之后由信號肽引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，再經(jīng)高爾基體加工包裝運(yùn)至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌帶細(xì)胞外。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體本身的蛋白質(zhì)分選也是這一途徑。3 .從蛋白質(zhì)分選的轉(zhuǎn)運(yùn)方式或機(jī)制看，分為4類：(1)蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)(transmembranetransport):主要是指細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體(包括葉綠體)和過氧化物酶體等細(xì)胞器，但進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與進(jìn)入線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的機(jī)制又有所不同。進(jìn)入葉綠體等細(xì)胞器的

11、蛋白質(zhì)分選過程：多個(gè)不同的尋靶序列，定位到葉綠體的前體蛋白N端具有4050個(gè)氨基酸組成的轉(zhuǎn)運(yùn)肽，用以指引多肽定位到葉綠體并進(jìn)一步穿過葉綠體被膜進(jìn)入基質(zhì)中。線粒體和過氧化物酶體靠的引導(dǎo)序列：線粒體蛋白N端的導(dǎo)肽或過氧化物酶體蛋白C端的內(nèi)在引導(dǎo)信號。通過翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入線粒體、葉綠體和過氧化物酶體的蛋白質(zhì)，必須在分子伴侶的幫助下解折疊或維持非折疊狀態(tài)，這有利于通過膜上的輸入裝置。(2)膜泡運(yùn)輸(vesiculartransport):存在與真核細(xì)胞中，蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)奶赜蟹绞健！疚纯础康鞍踪|(zhì)通過不同類型的轉(zhuǎn)運(yùn)小泡從糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成部位轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，進(jìn)而分選轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的不同部位，其中涉及各種不同部

12、位，其中涉及各種不同的運(yùn)輸小泡的定向轉(zhuǎn)運(yùn)，以及膜泡出芽與融合的過程。COR!有被小泡的組裝與轉(zhuǎn)運(yùn)：CORI有被小泡介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)順向運(yùn)輸，即負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸。CO印有被由5種蛋白亞基組成，包括Sec13p,Sec31p,Sec23p,Sec24P和Sarlp。CORI有被小泡通過可溶性包被蛋白CORI復(fù)合物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上組裝形成。ER腔中的可溶性貨物蛋白通過選擇性跨膜蛋白腔面一端結(jié)合被募集，同時(shí)選擇性跨膜蛋白胞質(zhì)面一端的信號序列以及ER膜上的整合蛋白v-SNAREtCORI蛋白識別，形成包含有貨物蛋白和v-SNARE勺有被小泡。在Sarl蛋白參與下脫被并定位到cis面，脫被暴露的v-S

13、NAREWcis面膜上的同類蛋白t-SNARE配對，介導(dǎo)膜泡和靶膜融合，內(nèi)含物釋放進(jìn)入高爾基體。CORI有被小泡組裝模型：小分子GTR吉合蛋白Sarl,具有GTPase活性，分子開關(guān)的作用。無活性的Sarl-GDP在細(xì)胞質(zhì)中，在ER膜蛋白鳥甘酸交換因子（GEF作用下GTF®換GD形成有活性的Sarl-GTP,GTP吉合引發(fā)Sarl構(gòu)象改變暴露出脂肪酸鏈并插入ER膜，膜結(jié)合的Sarl對包被蛋白的進(jìn)一步起包被募集者作用°Sarl蛋白伴隨結(jié)合的GTP勺水解形成Sarl-GDP也會導(dǎo)致構(gòu)象改變，是Sarl蛋白脫離膜并引發(fā)包被去組裝。膜結(jié)合的Sarl-GDP募集COPI亞基，促進(jìn)包被

14、組裝和出芽以及包裝選擇性膜蛋白，最后形成COP!有被小泡。COR有被小泡的組裝與運(yùn)輸：COR有被小泡介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膜泡逆向運(yùn)輸，負(fù)責(zé)從順面高爾基體網(wǎng)狀區(qū)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)，包括再循環(huán)的膜脂雙層、某些蛋白質(zhì)和回收錯(cuò)誤分選的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)通過2種基質(zhì)維持：轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外；對逃逸蛋白的回收機(jī)制。駐留信號序列的受體位于高爾基體CGNCOR和CORI的小膜泡。網(wǎng)格蛋白有被小泡的組裝與運(yùn)輸：網(wǎng)格蛋白有被小泡介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體TG響質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體或植物液泡的運(yùn)輸。在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜運(yùn)往細(xì)胞質(zhì)，以及從胞內(nèi)體到溶酶體的運(yùn)輸。網(wǎng)格蛋白有被小

15、泡的形成：A募集結(jié)合素蛋白到TGN的胞質(zhì)面；B結(jié)合素蛋白的存在引發(fā)網(wǎng)格蛋白網(wǎng)格的組裝，驅(qū)動(dòng)膜出芽。(3)選擇性的門控轉(zhuǎn)運(yùn)(gatedtransport)蛋白質(zhì)通過核孔復(fù)合物完成核輸入或核輸出。(4)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)三、膜泡運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中不僅涉及蛋白本身的修飾、加工和組裝，還涉及到多種不同膜定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。1、具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用的有被小泡類型：1)網(wǎng)格蛋白小泡：負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運(yùn)輸在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜內(nèi)吞泡(細(xì)胞質(zhì))胞內(nèi)體溶酶體運(yùn)輸高爾基體TGN是網(wǎng)格

16、蛋白有被小泡形成的發(fā)源地2) COPII有被小泡負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸；COPII包被蛋白由5種蛋白亞基組成；包被蛋白的裝配是受控的；COPII包被小泡具有對轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮。3) COP也被小泡：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白(escapedproteins)返回ERCOPI包被含有8種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配與去裝配依賴于ARF(GTP-bindingprotein)COPI包被小泡在非選擇性的批量運(yùn)輸(bulkflow)中行使功能，負(fù)責(zé)rERGolgi分泌泡細(xì)胞表面。COPI包被小泡除行使Golgi-ER更行轉(zhuǎn)運(yùn)外，也可行使順彳T轉(zhuǎn)運(yùn)功能，從ERER-GolgiCG

17、olgi。2、細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制1)轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止被包被在出芽形式的轉(zhuǎn)運(yùn)泡中而被排出；2)通過識別駐留蛋白C端的回U信號(lys-asp-glu-leu,KDE助特異性受體，以COPI包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。四、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝1、生物大分子的組裝方式：1)自我裝配(self-assembly):信息存在于裝配亞基的本身，同時(shí)也不排除細(xì)胞提供的裝配環(huán)境；2)協(xié)助裝配(aided-assembly):除需要形成最終結(jié)構(gòu)亞基，還需要其他成分介入，或?qū)ρb配的亞基進(jìn)行修飾；3)直接裝配(direct-assembly):直接裝配到已形成的結(jié)構(gòu)上。4)復(fù)合

18、物與細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝2、裝配具有重要的生物學(xué)意義：1)減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)的錯(cuò)誤2)減少所需的遺傳物質(zhì)信息量3)通過裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學(xué)過程3、分子伴侶"(molecularchaperones):細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子伴侶掌握蛋白質(zhì)的修飾(包才SN-連接糖基化、?；?和正確折疊蛋白質(zhì)的修飾與加工：化學(xué)修飾：糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵的形成。糖基化：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面，寡糖鏈連接在插入膜內(nèi)的磷酸多帖醇上，當(dāng)與糖

19、基化有關(guān)的氨基酸殘基出現(xiàn)后，在膜上的糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，將寡糖基由磷酸多帖醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的天冬酰胺殘基上。N-連接的糖基化：寡糖基轉(zhuǎn)移到天冬酰胺殘基，與天冬酰胺結(jié)合的是N-乙酰葡糖胺。O-連接的糖基化(高爾基體)：發(fā)生在絲氨酸或蘇氨酸殘基上，或羥賴氨酸或羥脯氨酸，結(jié)合的糖是N-乙酰半乳糖胺。?；簝?nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)側(cè)，軟質(zhì)酸共價(jià)結(jié)合在跨膜蛋白的半胱氨酸殘基上。新生肽鏈的折疊與組裝：一、易位子（Sec61p）將錯(cuò)誤折疊或組裝的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)通過泛素依賴性降解途徑被蛋白酶體降解；二、蛋白二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白質(zhì)重新形成二硫鍵并處于正確折疊的狀態(tài)，加速蛋白質(zhì)的正確折疊；

20、三、結(jié)合蛋白（Bip）識別錯(cuò)誤折疊或未裝配好的蛋白亞單位，并促進(jìn)重新折疊與裝配。裝配完成后，立即與Bip分離，進(jìn)入高爾基體。PDI和Bip等蛋白都具胡4肽信號（KDE或HDEL以保證它們滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，并維持很高的濃度。Bip還可與Cs2+結(jié)合，可能通過Cf與帶負(fù)電的磷脂頭部基團(tuán)相互作用，使Bip結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。1.1.3. 掌握光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：膜脂類和番類激素合成、胞質(zhì)溶膠CM+水平調(diào)節(jié)、解毒和參與糖元合成與分解等脂質(zhì)合成：合成構(gòu)成細(xì)胞需要的包括磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部的膜脂，最主要的磷脂是磷脂酰膽堿（卵磷脂），合成脂質(zhì)的酶定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，活性部位在膜的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)。（三步：1、增大膜

21、面積；2、3確定新合成磷脂種類）。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面（借助磷脂轉(zhuǎn)位因子或稱轉(zhuǎn)位酶的幫助）。轉(zhuǎn)運(yùn)方式：A出芽方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜上；B借助磷脂轉(zhuǎn)換蛋白PEP（水溶性載體蛋白）在膜之間轉(zhuǎn)移磷脂。轉(zhuǎn)運(yùn)模式：PEP與磷脂分子結(jié)合形成水溶性復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，通過自由擴(kuò)散，直至遇到靶膜，PEP#放磷脂，并安插在膜上，結(jié)果磷脂從含量高的膜轉(zhuǎn)移到缺少磷脂的膜上，即從合成部位轉(zhuǎn)移到線粒體或過氧化物酶體部位。每種PEPR別一種磷脂。解毒、合成固醇類激素、參與糖原分解、肌質(zhì)網(wǎng)儲存鈣離子。解毒：細(xì)胞色素P450家族酶系。使聚集在SERh的不溶于水的毒物或代謝物在P45

22、0多功能氧化酶作用下羥基化，完全溶于水，轉(zhuǎn)送出細(xì)胞進(jìn)入尿液排出體外。肌質(zhì)網(wǎng)：肌細(xì)胞內(nèi)特化的SERW為肌質(zhì)網(wǎng)。1、其膜上有-ATP酶將基質(zhì)中CsT的泵入肌質(zhì)網(wǎng)腔中儲存起來，肌質(zhì)網(wǎng)中存在鈣結(jié)合蛋白，（一分子可結(jié)合30分子Cf）;2、受神經(jīng)沖動(dòng)刺激后，CeT釋放，肌肉收縮；ER中發(fā)現(xiàn)Bip等至少四種鈣結(jié)合蛋白。高濃度的Cf及與之結(jié)合的鈣結(jié)合蛋白，可能阻止ER以出芽的形式形成運(yùn)輸小泡，從而Cf調(diào)節(jié)運(yùn)輸小泡的形成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與基因表達(dá)的調(diào)控【不考？】內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成、加工、折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)及向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的復(fù)雜過程顯然是需要有一個(gè)精確調(diào)控的過程。影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的三種因素：1內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白的

23、超量積累。2折疊好的膜蛋白的超量積累。3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上膜脂成份的變化一一主要是固醇缺乏這些變化將通過不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi)特異基因表達(dá)4.3. 高爾基體4.3.1. 掌握高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)分區(qū)，及各區(qū)的標(biāo)志性酶高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、高爾基體：是由扁平囊，大囊泡、小囊泡構(gòu)成的細(xì)胞器。2、高爾基體是有極性的細(xì)胞器：4.3.2. ，其靠近細(xì)胞核側(cè)的扁平囊彎曲呈凸面，稱為形成面（forming）或順面（cisface）,其面向細(xì)胞膜側(cè)的常呈凹面（concave）,稱為成熟面（matureface）或反面（transface）?！卷樏嬉部赡茉谀硞€(gè)時(shí)期位于凹面】4.3.3. 往往有比較

24、恒定的位置與方向，物質(zhì)從其一側(cè)進(jìn)入而從另一側(cè)出來。3、高爾基各部膜囊標(biāo)志的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)嗜鉞反應(yīng)，鉞酸浸染，cis面膜囊被特異染色。焦磷酸硫胺素酶（TPP,特異顯示trans面的12層膜囊。胞喀咤單核甘酸酶（CMP或核甘酸二磷酸酶，顯示靠近trans面上的一些膜囊狀和管狀結(jié)構(gòu)，CMPW是溶酶體的標(biāo)志酶煙酰胺腺喋吟二核甘磷酸酶（NADP詼甘露糖酶，中間幾層扁平膜囊的標(biāo)志反應(yīng)。分區(qū)：高爾基體順面膜囊或順面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)Cis膜囊：位于高爾基體順面最外側(cè)的扁平膜囊，中間多孔呈連續(xù)分支狀的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。CGN順面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）：比其他部位略薄，它接受來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的物質(zhì)并將其分類后大部分轉(zhuǎn)入中間

25、膜囊，小部分蛋白質(zhì)、脂質(zhì)返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。含有其他生物活性：蛋白絲氨酸殘基發(fā)生O-連接的糖基化，跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一側(cè)結(jié)構(gòu)域的酰基化，日冕病毒的組裝。高爾基體中間膜囊：由扁平膜囊和管道組成，形成不同的間隔，功能上是連續(xù)的、完整的膜囊體系。功能：多數(shù)糖基修飾、糖脂的形成、與高爾基體有關(guān)的多糖的合成。高爾基體反面膜囊以及高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（TGNTGN位于反面的最外層，與反面的扁平膜囊相連，另一側(cè)伸入反面的細(xì)胞質(zhì)中，形態(tài)成管網(wǎng)狀，與囊泡相連。pH比其他部位低，經(jīng)C6-NBP-ft經(jīng)酰胺或C5-DMB-申經(jīng)酰胺標(biāo)記可在電鏡下觀察到。用CMP也可顯示，功能：參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后從高爾基體中輸出；某

26、些“晚期”蛋白質(zhì)的修飾，如半乳糖（%）2,6位的唾液酸化、蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硫酸化、蛋白原的水解加工；可能還具有“瓣膜”作用，保證某些物質(zhì)單向運(yùn)輸高爾基體各個(gè)膜囊之間均由膜性結(jié)構(gòu)連在一起。Golgi順面一側(cè)的囊泡可能是ERf口Golgi之間的運(yùn)輸小泡，稱為ERGIG®VTCs其中的ERGIC53/58®白一種具有與甘露糖結(jié)合的特性的凝集素。在無極性的細(xì)胞中，Golgi分布在微管組織中心處。各區(qū)的標(biāo)志性酶4.3.4. 熟練掌握高爾基體的功能蛋白質(zhì)的修飾和加工：O-連接糖基化與磷酸化和硫酸化；N-連接糖基化的改1、高爾基體主要功能1)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

27、，然后分門別類地將其運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞特定部位或分泌到細(xì)胞外；2)將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂類運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜和溶酶體膜上；3)是細(xì)胞內(nèi)糖類合成工廠。2、高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)1)溶酶體酶的分選：溶酶體酶寡糖鏈中的甘露糖殘基磷酸化產(chǎn)生6一磷酸甘露糖(M6P),這是溶酶體酶的標(biāo)志，在高爾基體反面膜囊上有M6P受體，M6P與之結(jié)合，從而與其它酶分離開，而進(jìn)入一個(gè)特殊區(qū)域，最后形成溶酶體。在肝細(xì)胞中溶酶體酶還存在不依賴于M6P的另一種分選途徑。2)蛋白質(zhì)的分選及其轉(zhuǎn)運(yùn)的信息僅存在于編碼該蛋白質(zhì)的基因本身流感病毒囊膜蛋白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn)上皮細(xì)胞游離端的質(zhì)膜(分選信號Asp-X-Gln或DEX起重要作用)水泡性口炎病毒囊膜蛋

28、白特異性地轉(zhuǎn)運(yùn)上皮細(xì)胞基底面的質(zhì)膜小分子G蛋白Rab在Golgi的囊泡轉(zhuǎn)動(dòng)中起重要調(diào)節(jié)作用。(1)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的大多數(shù)蛋白質(zhì)都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中發(fā)生糖基化。糖蛋白中寡糖鏈的合成與修飾沒有模板，靠不同的酶而且在細(xì)胞的不同間隔中經(jīng)歷復(fù)雜的加工過程才能形成。(2)對多數(shù)由高爾基體分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號，主要的作用是有助于蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確的構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。多羥基糖側(cè)鏈影響蛋白質(zhì)的水溶性及蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)。對多數(shù)分選的蛋白質(zhì)來說，糖基化并非作為蛋白質(zhì)的分選信號。進(jìn)化上的意義：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

29、使真核細(xì)胞的祖先具有一個(gè)保護(hù)性的外被。(3)真核細(xì)胞寡糖鏈結(jié)合在肽鏈的4種氨基酸殘基上，分成2類糖基化修飾：N-連接糖基化：天冬酰胺的酰胺氮原子上。反應(yīng)起始發(fā)生在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，一個(gè)14個(gè)糖殘基的寡糖鏈從供體磷酸多帖醇上轉(zhuǎn)移到新生肽鏈的特定三肽序列的天冬酰胺殘基上（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr,X是出Pro以外的任何氨基酸）。因此所有的N-連接的寡糖鏈都有一個(gè)共同的前體，在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及在通過高爾基體各間隔轉(zhuǎn)移過程中寡糖鏈經(jīng)一系列酶的加工，切除和添加特定的單糖，形成成熟的糖蛋白。所有成熟的N-連接的寡糖鏈都含有2個(gè)N-乙酰葡糖胺和3個(gè)甘露糖殘基。根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，分為高甘露糖N-連接寡糖（

30、只含N-乙酰葡糖胺和甘露糖）、復(fù)雜的N-連接寡糖（N-乙酰葡糖胺、甘露糖、巖藻糖、半乳糖、唾液酸）。O-連接糖基化：絲氨酸或蘇氨酸或膠原纖維中的羥賴氨酸或羥脯氨酸的羥基上。在高爾基體中進(jìn)行。由于不同的糖基轉(zhuǎn)移酶催化，每次加上一個(gè)單糖，最后一步加上唾液酸殘基（發(fā)生在反面膜囊和TGN中），完成全部糖基的加工與修飾。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中所有與糖基化及寡糖的加工有關(guān)的酶都是整合膜蛋白。N-連接與O-連接的寡糖比較特征N0合成部位糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和圖爾基體圖爾基體宣成方式來自同一個(gè)界糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去與之結(jié)合的氮基酸殘基天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸最終長度至少5個(gè)糖殘基一般14個(gè)糖殘基，但AB

31、OflL型抗原較長第一個(gè)糖殘基N-乙酰葡糖胺N-乙酰半乳糖胺寡糖鏈的合成與加工像在一條組織流水線上，需要的酶固定在膜內(nèi)壁上蛋白聚糖在高爾基體中組裝。它是由一個(gè)或多個(gè)糖胺聚糖結(jié)合到核心蛋白的絲氨酸殘基上，直接與絲氨酸羥基結(jié)合的是木糖。是胞外基質(zhì)的成分。胞外保護(hù)性黏液常常是蛋白聚糖和高度糖基化的糖蛋白的混合物。蛋白酶的水解和其他加工過程【不考？】(1)很多蛋白質(zhì)經(jīng)與高爾基體結(jié)合的蛋白水解酶的作用，經(jīng)特異性的水解才成為有生物活性的多肽。不同的蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工方式不同：沒有生物活性的蛋白原進(jìn)入高爾基體，將N端或兩端的序列切除形成成熟的多肽，如胰島素、胰高血糖素、血清蛋白。在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成時(shí)就

32、是含有多個(gè)相同氨基酸序列的前體，在高爾基體中水解成同種有活性的多肽。神經(jīng)肽一個(gè)蛋白質(zhì)分子的前體中含有不同的信號序列，加工形成不同的產(chǎn)物；同一種蛋白前體在不同細(xì)胞以不同方式加工產(chǎn)生不同的多肽，增加細(xì)胞信號分子的多樣性。(2)硫酸化作用【重點(diǎn)？】：硫酸根供體是3'-磷酸腺甘-5'-磷酸硫酸(PAPS),它從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)入高爾基體膜囊內(nèi)，在酶的催化下，將硫酸根轉(zhuǎn)移到肽鏈中酪氨酸殘基的羥基上。硫酸化的蛋白質(zhì)主要是蛋白聚糖。1)蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工的幾種類型無生物活性的蛋白原(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

33、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)加工方式多樣性的可能原因：確保小肽分子的有效合成；彌補(bǔ)缺少包裝并轉(zhuǎn)運(yùn)到分泌泡中的必要信號；有效地防止這些活性物質(zhì)在合成它的細(xì)胞內(nèi)起作用。三、高爾基體與細(xì)胞內(nèi)的膜泡運(yùn)輸高爾基體在細(xì)胞內(nèi)膜泡蛋白運(yùn)輸中起重要的樞紐作用4.4. 溶酶體4.4.1. 掌握溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成特點(diǎn)溶酶體的結(jié)構(gòu)：1、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，維持細(xì)胞正常代謝活動(dòng)；防御。具有異質(zhì)性，形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶

34、種類都可能有很大的不同，標(biāo)志酶為酸性磷酸酶。2、分布：存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中，植物細(xì)胞有類似的細(xì)胞器，如原球體和液泡。3、溶酶體膜的特征：1)嵌有質(zhì)子泵，借助水解ATP釋放的能量將H+(入溶酶體，使溶酶體中的H就度比細(xì)月fi質(zhì)中高100倍以上，形成和維持酸性的內(nèi)環(huán)境；2)具有多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)；3)膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。4 .標(biāo)志反應(yīng)：辨認(rèn)不同形態(tài)與大小的溶酶體。標(biāo)志酶：酸性磷酸酶。5 .少量的溶酶體酶泄漏到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，不會引起細(xì)胞損傷，原因：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH為7.0左右，溶酶體酶為酸性水解酶，它們的最適pH為5左右，在這種環(huán)境中溶酶體酶活性降低。L

35、ysosomesarecalledsuicidesacks.Theyareproducedbythegolgibody.Theyconsistofasinglemembranesurroundingpowerfuldigestiveenzymes.Theydissolvebacteriaandotherforeignbodies.Undersomeconditionsthelysosomesinacellwillbreakopenandacellwillselfdestructinaprocesscalledautolysis(givingrisetothename"suicides

36、acks").4、溶酶體的類型：共同特征：含酸性水解酶。1)初級溶酶體(primarylysosome)呈球形，直徑約0.20.5um,膜厚7.5nm,內(nèi)含物均一，無明顯顆粒物質(zhì)，是高爾基體分泌形成的。含有多種水解酶，但沒有活性，只有當(dāng)溶酶體破裂，或其它物質(zhì)進(jìn)入，才有酶活性。這些酶均屬于酸性水解酶，反應(yīng)的最適PH值為5左右0溶酶體膜雖然與質(zhì)膜厚度相近，但成分不同，主要區(qū)別是：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。2)次級溶酶體(secondarylysosom*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，可分為異噬溶

37、酶體(phagolysosome)和自噬?§酶體(autophagolysosome),前者消化的物質(zhì)來自外源，后者消化的物質(zhì)來自細(xì)胞本身的各種組分。3)殘余小體(residualbody),又稱后溶酶體已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)拭?，殘?bào)w可通過胞吐作用將內(nèi)容物排出細(xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如肝細(xì)胞中的脂褐質(zhì)。4.4.2. 理解并掌握溶酶體的功能溶酶體的基本功能-消化作用及溶酶體的亞類劃分溶酶體的其他功能(動(dòng)物受精過程中和免疫反應(yīng)中的作用等)溶酶體消化作用的3種途徑：吞噬、胞飲、自噬作用。1 .清除無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器及衰老損傷和死亡的細(xì)胞(1)溶酶體?。喝苊阁w酶

38、缺失或產(chǎn)生溶酶體酶的某個(gè)代謝環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，在發(fā)育中和成體中凋亡的細(xì)胞不能被水解，積累在溶酶體中，結(jié)果細(xì)胞成分與結(jié)構(gòu)得不到更新，直接影響細(xì)胞的代謝，引起疾病。臺-薩氏?。喝苊阁w中缺少？-氨基己糖酯酶A;儲積癥。(2)溶酶體的酶對水解底物似乎沒有選擇性，暫不需要的大分子和衰老的細(xì)胞器選擇性地進(jìn)入自噬泡，溶酶體識別與之結(jié)合，這是一個(gè)調(diào)控過程。對衰老細(xì)胞的清除：巨噬細(xì)胞。2 .防御功能防御功能某些細(xì)胞的特有功能，它可以識別并吞噬入侵的病毒細(xì)菌，在溶酶體作用下將其殺死并進(jìn)一步降解。巨噬細(xì)胞的壽命短？機(jī)體被感染后，單核細(xì)胞移至感染或發(fā)炎的部位，分化成巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞中溶酶體非常豐富，含有過氧化氫、超氧物

39、等與溶酶體酶等共同作用殺死細(xì)菌，電鏡下巨噬細(xì)胞常?？梢砸姷捷^多殘余體，這也是壽命短的原因。3 .其他功能：作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營養(yǎng)，如降解內(nèi)吞的血清脂蛋白，獲得膽固醇等。在分泌腺細(xì)胞中，溶酶體攝入分泌顆粒，參與分泌過程的調(diào)節(jié)。甲狀腺中，甲狀腺球蛋白儲存在腺體內(nèi)腔，通過吞噬作用進(jìn)入分泌細(xì)胞內(nèi)并與溶酶體融合，甲狀腺球蛋白被水解成甲狀腺素，然后分泌到細(xì)胞外的毛細(xì)血管中。免疫應(yīng)答反應(yīng)中：抗原呈遞過程需要溶酶體的參加。細(xì)胞的自溶作用，清除動(dòng)物發(fā)育過程中的細(xì)胞。如無尾兩棲類蝌蚪尾巴的退化，哺乳動(dòng)物斷奶后乳腺的退行性變化。參與清除贅生組織或退行性變化的細(xì)胞在受精過程中，精子的頂體（acroso

40、me）相當(dāng)與特化的溶酶體，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4.4.3. 了解溶酶體的發(fā)生1、發(fā)生途徑【溶酶體酶存在的信號為依賴于溶酶體酶的構(gòu)象或三級結(jié)構(gòu)形成的信號斑】1）溶酶體酶是在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成并經(jīng)N-連接的糖基化修飾，轉(zhuǎn)至高爾基體，在順面膜囊中寡糖鏈上的甘露糖殘基被磷酸化形成M6P在反面膜囊和TGN英上存在M6P的受體，這樣溶酶體的酶與其他蛋白質(zhì)區(qū)分開來，并得以濃縮，最后以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體中。2） .溶酶體酶甘露糖殘基的磷酸化先后由兩種酶催化：N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶，磷酸葡糖甘酶。3） TGN1形成的轉(zhuǎn)移小泡首先將溶酶體酶轉(zhuǎn)運(yùn)到前溶酶體（基本特征是脂蛋白膜上

41、具有質(zhì)子泵，腔內(nèi)PH為6左右），在此，M6Pg體與M6吩離，受體返回高爾基體；止匕外，溶酶體酶蛋白中的M6P去磷酸化，進(jìn)一步促使M6收體與之分離。2、分選途徑多樣化1)依賴于M6P的分選途徑：這類途徑的效率不高，部分溶酶體酶通過運(yùn)輸小泡直接分泌到細(xì)胞外；在細(xì)胞質(zhì)膜上也存在依賴于鈣離子的M6P受體,同樣可與胞外的溶酶體酶結(jié)合，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將酶送至前溶酶體中，M6P受體返回細(xì)胞質(zhì)膜，反復(fù)使用。2)不依賴于M6P的分選途徑：酸性磷酸酶常作為鑒定溶酶體的主要標(biāo)志酶。4.5.微體(microbody)【或稱過氧化物酶體(peroxisome)?4.5.1. 掌握微體的兩種類型?及其共同的形態(tài)

42、結(jié)構(gòu)和酶特征在動(dòng)物細(xì)胞中含有過氧化物酶體；在原生動(dòng)物動(dòng)基體目的生物中含有；而植物細(xì)胞中，既有過氧化物酶體，又有，植物細(xì)胞中的過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體是同一在不同發(fā)育階段的不同表現(xiàn)形式。的主要功能是利用氧化酶和將有害物質(zhì)氧化，具有解毒的作用和對細(xì)胞起保護(hù)作用。植物細(xì)胞內(nèi)的乙醛酸循環(huán)體參與乙醛酸循環(huán)；目的生物細(xì)胞內(nèi)的糖酵解酶體主要具有糖酵解和喋吟再利用的功能。1 .過氧化物酶體：單層膜，內(nèi)含一種或幾種氧化酶類。異質(zhì)性細(xì)胞器。標(biāo)志酶：過氧化氫酶。2 .過氧化物酶體與溶酶體的區(qū)別。過氧化物酶體中的尿酸氧化酶常形成晶格狀結(jié)構(gòu)，可以作為電鏡下識別的主要特征特征初級溶酶體過氧化物酶體形態(tài)大小球形，直徑0.

43、2-0.5WR1無酶晶體球形，哺乳動(dòng)物直徑0.15-0.25mm酶種類酸性水解酶氧化酶類PH5左右7左右是否需O2不需要需要功能細(xì)胞內(nèi)的消化作用多種功能發(fā)生酶在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成，經(jīng)圖爾基體出芽酶主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，經(jīng)分裂與組形成裝形成；由老細(xì)胞分裂和裝配形成識別的標(biāo)志酶酸性水解酶等過氧化氫酶4.5.2.理解過氧物酶體的酶特點(diǎn)和功能一解毒作用，植物光呼吸中的乙醇酸代謝4.5.3.掌握乙醛酸循環(huán)體的酶特點(diǎn)和功能一參與種子萌發(fā)中的糖異生作用3.過氧化物酶體的功能使毒性物質(zhì)失活：氧化血液中的有毒成分，例如，飲進(jìn)的酒精被氧化成乙醛。過氧化物酶體中含有兩種酶，依賴于黃素（FAD的氧化酶，作用是將底物氧

44、化成過氧化氫；過氧化氫酶，作用是將過氧化氫分解，形成水和氧氣，這兩種酶的耦聯(lián)，使細(xì)胞免受過氧化氫的毒害。對氧濃度的調(diào)節(jié)作用：脂肪酸的氧化：向細(xì)胞直接提供熱能。綠色植物葉肉細(xì)胞中，過氧化物酶體催化二氧化碳固定反應(yīng)副產(chǎn)物的氧化，即光呼吸反應(yīng)；另外,在種子萌發(fā)過程中，過氧化物酶體降解儲存在種子中的脂肪酸產(chǎn)生乙酰輔酶A,并進(jìn)一步形成琥珀酸，后者離開過氧化物酶體轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。（這個(gè)過程伴隨著乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)，因此過氧化物酶體又叫乙醛酸循環(huán)體，動(dòng)物細(xì)胞沒有乙醛酸循環(huán)反應(yīng)，因此動(dòng)物細(xì)胞不能將脂肪中的脂肪酸轉(zhuǎn)化成糖。）【過氧化物酶體降解儲存的脂肪酸乙酰輔酶A琥珀酸葡萄糖】了解關(guān)于微體的發(fā)生問題1）已有的過氧化

45、物酶體經(jīng)分裂后形成子代的過氧化物酶體，子代的過氧化物酶體還需要進(jìn)一步裝配形成成熟的細(xì)胞器；2）組成過氧化物酶體的蛋白均由核基因編碼，主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化物酶體中；與過氧化物酶體發(fā)生相關(guān)的基因稱為pex基因。3）過氧化物酶體蛋白分選的需要信號序列（Peroxisomal-targetingsignal,PTS指導(dǎo)；4）過氧化物酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后轉(zhuǎn)運(yùn)而來；5）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過氧化物酶體的發(fā)生。4.6.線粒體4.6.1.熟練掌握顯微形態(tài)特征和主要功能概要1、線粒體的形態(tài)、大小、數(shù)量與分布1）形態(tài)：以桿狀、線狀和顆粒狀最為常見2）大小：直徑為0.5微米，長約1.53.0微

46、米3）數(shù)量與分布：從幾百到幾千不等，在不同的細(xì)胞中，以及同一細(xì)胞的不同時(shí)期，其數(shù)量和分布也各不相同。線粒體功能：1、線粒體的主要功能是進(jìn)行三竣酸循環(huán)及氧化磷酸化合成ATP,為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供直接能量。2、與細(xì)胞中氧自由基的生成、調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控細(xì)胞凋亡、基因表達(dá)、細(xì)胞內(nèi)多種離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)及電解質(zhì)穩(wěn)態(tài)平衡。Cellularrespirationistheprocessofoxidizingfoodmolecules,likeglucose,tocarbondioxideandwater.TheenergyreleasedistrappedintheformofATPforuse

47、byalltheenergy-consumingactivitiesofthecell.Theprocessoccursintwophases:glycolysis,thebreakdownofglucosetopyruvicacidthecompleteoxidationofpyruvicacidtocarbondioxideandwater4.6.2.掌握超微結(jié)構(gòu)與功能定位及各部的結(jié)構(gòu)和化學(xué)的組成特點(diǎn)2、線粒體的超微結(jié)構(gòu)1）整體結(jié)構(gòu)：線粒體（mitochondrion）是由兩層單位膜套疊而成的封閉的囊狀結(jié)構(gòu)，包括：外膜（outermembrane）、內(nèi)膜（innermembrane）、膜間

48、隙（intermembranespace）和基質(zhì)或內(nèi)室（matrix）四個(gè)功能區(qū)隔，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成崎（cristae）。1、Themitochondrionisthepowerhouseofthecell.Itisthesiteofrespiration.Ithasadoublemembrane.Fromthisviewyoucanseeverylittle;2、 Withtheoutermembraneremoveditismucheasiertoseethecontentsofthemitochondrion.Thewhitefoldedstructureistheinnermembra

49、ne.Mostofaerobicrespirationoccursalongthismembrane3、Theinnermembranesisruffled.Ithasaverylargesurfacearea.Theserufflesarecalledcristae.MitochondriahavetheirownDNAandmanufacturesometheirownproteins.2）外膜：線粒體最外面的一層單位膜，光滑而有彈性，含有孔蛋白，通透性較高。使得膜間隙中的環(huán)境幾乎與胞質(zhì)溶膠相似。標(biāo)志酶：單胺氧化酶。3）內(nèi)膜：標(biāo)志酶：細(xì)胞色素氧化酶。位于外膜內(nèi)側(cè)，把膜間隙與基質(zhì)分開，通透性

50、很低，嚴(yán)格控制離子或分子通過，有利于ATP的形成。富含的心磷脂與離子不可透有關(guān)。內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成崎，擴(kuò)大內(nèi)膜表面積，其上含有能量轉(zhuǎn)換相關(guān)蛋白在內(nèi)膜和崎上存在基粒，基粒為F1,是ATP合酶的頭部。4）膜間隙：內(nèi)、外膜之間封閉腔隙，含許多可溶性酶、底物及輔助因子。標(biāo)志酶：腺甘酸激酶（催化ATP分子末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到AMP,生成ADP）5）基質(zhì)或內(nèi)室：內(nèi)膜所包圍的崎外空間，其中充滿可溶性蛋白性質(zhì)的膠狀物質(zhì)，含有三竣酸循環(huán)（TCA循環(huán)）酶系，脂肪酸氧化，AA降解等有關(guān)酶存在于基質(zhì)中，線粒體基因表達(dá)酶系等以及線粒體DNA、RNA、核糖體等。此間酶最多。Mitochondriaaremembrane-en

51、closedorganellesdistributedthroughthecytosolofmosteukaryoticcells.TheirmainfunctionistheconversionofthepotentialenergyoffoodmoleculesintoATP.Mitochondriahave:anoutermembranethatenclosestheentirestructureaninnermembranethatenclosesafluid-filledmatrixbetweenthetwoistheintermembranespacetheinnermembran

52、eiselaboratelyfoldedwithshelflikecristaeprojectingintothematrix.asmallnumber（some5T0）circularmoleculesofDNA二、線粒體的化學(xué)組成及酶定位1、線粒體的化學(xué)組成1）蛋白質(zhì)（線粒體干重的6570%）可溶性蛋白：基質(zhì)中的酶和膜的外周蛋白；不溶性蛋白：膜的鑲嵌蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白和部分膜蛋白。2）脂類（線粒體干重的2530%）:主要是磷脂，磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，內(nèi)膜主要是心磷脂。線粒體脂類和蛋白質(zhì)的比值:0.3:1（內(nèi)膜）；1:1（外膜）2、線粒體酶的定位線粒體約有140種酶，分布在各個(gè)結(jié)構(gòu)

53、組分中，其中37%是氧化還原酶，10%是合成酶，水解酶不到9%,標(biāo)志酶30種。TCA循環(huán)是物質(zhì)氧化的最終共同途徑，氧化磷酸化是生物體獲能的主要途徑。4.6.3.理解內(nèi)膜進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化（氧化磷酸化）的分子和超分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化機(jī)制【P131】胞質(zhì)中糖酵解產(chǎn)生的NADH不能透過內(nèi)膜進(jìn)入線粒體，但是其上的電子可以通過兩種“穿梭”途徑進(jìn)入線粒體：蘋果酸-天冬氨酸穿梭途徑，進(jìn)入的電子傳遞給NAD+成NADH,經(jīng)復(fù)合物I進(jìn)入呼吸鏈，傳給氧時(shí)大約生成2.5個(gè)ATP;甘油-3-磷酸穿梭途徑，進(jìn)入的電子傳遞給FAD合成FAD2,經(jīng)復(fù)合物II進(jìn)入呼吸鏈，大概生成1.5個(gè)ATP?！拘枰视?3-磷酸脫氫酶催化，在內(nèi)膜

54、和基質(zhì)中的作用相反？P133（二）、氧化磷酸化的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1、電子傳遞鏈（呼吸鏈）【electrontransport/respiratorychain1）概念：在線粒體內(nèi)膜上存在的有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物，他們是傳遞電子的酶體系，是由一系列能可逆地接受和釋放電子或H+的化學(xué)物質(zhì)組成，他們在內(nèi)膜上相互關(guān)聯(lián)的有序排列構(gòu)成呼吸鏈。有2條呼吸鏈。電子在呼吸鏈的流動(dòng)，稱為電子傳遞。電子載體：電子傳遞過程中，與釋放的電子結(jié)合并將電子傳遞下去的化合物稱為電子載體。參與電子傳遞鏈的電子載體有5種：黃素蛋白；細(xì)胞色素；泛釀；鐵硫蛋白；銅原子，它們都具有氧化還原作用。除泛酶外，氧化還原中心均為其輔基。電子

55、載體氧化還原電位越低，提供電子能力越強(qiáng)，所以鏈?zhǔn)前措娢粡牡拖蚋吲帕小：粑溩罱K受體是氧；接受電子后與H+結(jié)合。銅原子，位于蛋白質(zhì)分子內(nèi)，傳遞單個(gè)電子。2)線粒體內(nèi)膜呼吸鏈上氧化還原酶類包括：煙酰胺脫氫酶類：以NAD+或NADP叨輔酶；黃素脫氫酶類(黃素蛋白)：以FMN或FAD為輔基；主要有NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶。接受和提供2個(gè)質(zhì)子2個(gè)電子。鐵硫蛋白類(Fe-S:含鐵硫中心，通過鐵化合價(jià)變化傳遞電子；傳遞1個(gè)電子。輔酶Q類(CoQ):即泛釀，是脂溶性酶類，通過三種不同的氧化還原態(tài)變化傳遞電子；在雙電子供體和單電子受體問起接合作用。在內(nèi)膜脂雙層中自由擴(kuò)散，既攜帶質(zhì)子又?jǐn)y帶電子，在使電子流動(dòng)和

56、質(zhì)子運(yùn)動(dòng)之間進(jìn)行耦聯(lián)起重要作用O細(xì)胞色素類：以鐵嚇咻為輔基，通過鐵化合價(jià)的變化傳遞電子。傳遞1個(gè)電子Thereare5complexesofintegralmembraneproteinsintheinnermembrane:1、NADHdehydrogenase(ComplexI)2、succinatedehydrogenase(ComplexII)3、cytochromecreductase(ComplexIII;alsoknownasthecytochromeb-c1complex)4、cytochromecoxidase(ComplexIV)5、ATPsynthase(ComplexV

57、)呼吸鏈由4種含有電子載體的復(fù)合物和2種獨(dú)立存在于膜上的電子載體(UQ泛釀和Cytc細(xì)胞色素C)組成。進(jìn)入呼吸鏈的電子來自NADH或FADH2,分別通過復(fù)合物I和II傳遞給UQ,由UQ傳遞給復(fù)合物III,經(jīng)Cytc傳遞給復(fù)合物IV,最后傳遞給O2,生成H2O3)電子傳遞鏈中的四種復(fù)合物復(fù)合物I:是NADH-CoQ®原酶，又稱NADH脫氫酶，既是電子傳遞體又是質(zhì)子移位體。組成：由25條以上多肽鏈組成，以二聚體形式存在，至少6個(gè)Fe-S中心和1個(gè)黃素蛋白，是呼吸鏈中最大最復(fù)雜的復(fù)合物；線粒體基因編碼。作用：催化NADH氧化，從中獲得2個(gè)高能電子輔酶Q;泵出4H+(質(zhì)子跨膜輸送)到膜間隙復(fù)合物H:琥珀酸-CoQ還原酶，又稱琥珀酸脫氫酶，是電子傳遞體而非質(zhì)子移位體；TCA循環(huán)中唯一一種