細(xì)胞生物學(xué)之細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

1、細(xì)胞生物學(xué)之細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) cytoplasmic matrix 基本概念：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)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 細(xì) 胞 組 分 數(shù) 目 體 積 比 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞核 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 溶酶體 胞內(nèi)體 過氧化物酶體 線粒體 1 1 1 1 300 200 400 1700 54 6 12 3 1 1 1 22 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠：用差速離心法分離細(xì)胞勻漿物組分，先后除去細(xì)胞核、 線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu) 后，存留在上清液中的主要是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分。稱之為胞質(zhì)溶膠。 主要成分：中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類、細(xì)胞質(zhì)骨架

2、結(jié)構(gòu)。 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)合從而完成特定的生物學(xué)功能。 特點(diǎn) ：1 完成各種中間代謝過程 如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等 蛋白質(zhì)的合成與脂肪酸的合成2 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 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能3 蛋白質(zhì)修飾和選擇性降解1） 輔酶或輔基與酶的共價(jià)結(jié)合。2） 磷酸化與去磷酸化。 3） 糖基化。 1. 蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾O-linked oligosaccharideN-linked oligosaccharides 4） 對(duì)某些蛋白質(zhì)的N-端進(jìn)行甲基化

3、修飾。5）?；?。src 基因編碼的酪氨酸激酶與豆蔻酸的共價(jià)結(jié)合，促使激酶轉(zhuǎn)移并靠豆蔻酸鏈結(jié)合到細(xì)胞質(zhì)膜上，只有這樣，細(xì)胞才能被轉(zhuǎn)化。2. 蛋白質(zhì)的選擇性降解控制蛋白質(zhì)的壽命決定蛋白質(zhì)壽命的信號(hào)為存在于N端的第一個(gè)氨基酸:N端第一個(gè)是：Gly、Pro、Ser、Met、Thr、Ala、Val、Cys，穩(wěn)定N端第一個(gè)是其他12種不穩(wěn)定，能被泛素降解途徑（ubiquitin-dependent pathway）所識(shí)別，目的蛋白的Lys被泛素化后送往蛋白酶復(fù)合體（proteosome）降解.泛素降解途徑(ubiquitin-dependent pathway)： 泛素是一種由76個(gè)氨基酸殘基組成的小分

4、子蛋白，具有蛋白質(zhì)降解和細(xì)胞周期調(diào)控等多種生物學(xué)功能。3. 降解變性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)分子伴侶(chaperones) 是一種引導(dǎo)蛋白質(zhì)正確折疊的蛋白質(zhì)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)折疊時(shí)，它們能保護(hù)蛋白質(zhì)分子 免受其它蛋白質(zhì)的干擾。很多分子伴侶屬于熱休克蛋白（heat shock protein， Hsp）.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4. 對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的修飾：1. molecular chaperone：與未折疊或部分折疊的蛋白質(zhì)結(jié)合，防止蛋白質(zhì)降解。2. Chaperonin：陪伴蛋白。多個(gè)分子伴侶蛋白形成的復(fù)合體，能直接推動(dòng)蛋白質(zhì)的折疊。家族功能伴侶素10伴侶素60的輔助伴侶素，

5、幫助Hsp60的底物折疊以利于其與Hsp60結(jié)合。小熱休克蛋白包括多種蛋白質(zhì)，依靠ATP發(fā)揮其功能，與非自然態(tài)蛋白質(zhì)結(jié)合。Hsp40輔助伴侶素，調(diào)節(jié)Hsp70的活性。不過其中一些能與非自然態(tài)蛋白質(zhì)結(jié)合。Hsp60通過ATP幫助15-30%的細(xì)胞蛋白質(zhì)進(jìn)行折疊。Hsp70防止未折疊的多肽鏈粘連聚集，解聚多疊體蛋白質(zhì)，參與蛋白質(zhì)運(yùn)輸，調(diào)節(jié)熱休克應(yīng)答。Hsp90與一些激酶和類固醇受體一同作用于信號(hào)傳導(dǎo)通路，也可能會(huì)發(fā)揮一些“典型”分子伴侶的作用。Hsp100解聚蛋白質(zhì)多疊體和聚集體。Hsp110與Hsp70高度同源，功能未知。4. 對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的修飾：分子伴侶(chaperones) 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)(

6、endomembrane systems)概念：細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)是在結(jié)構(gòu)、功能、乃至發(fā)生上相關(guān)的，由膜圍繞的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)。主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等。內(nèi)膜系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的這些膜是相互流動(dòng)的，處于動(dòng)態(tài)平衡，功能上相互協(xié)調(diào)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%ER內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)微粒體-細(xì)胞勻漿等人工過程，破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的近似球形的囊泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成主要為蛋白質(zhì)、脂類。磷脂占50%-60%, 蛋白質(zhì)約占20%。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)志酶是葡萄

7、糖-6-磷酸酶和 CytP-450。細(xì)胞色素P450在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中最為豐富P4內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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）。RER呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。SER呈分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。分別是ER連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。 A 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能脂的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能磷脂轉(zhuǎn)位因子 磷脂的轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位因子或稱翻轉(zhuǎn)酶幫助的。有選擇性的, 保證了膜中磷脂分布的不對(duì)稱。合成包括磷脂和膽固醇幾乎全部的膜

8、脂。其中最主要的磷脂是磷脂酰膽堿（卵磷脂）。3種酶都在ER上。磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)有兩種方式。一種是憑借一種水溶性蛋白, 叫磷脂交換蛋白(phospholipid exchange protein,PEP)的作用另一種是以出芽的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體、溶酶體和細(xì)胞質(zhì)膜上磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)：糖原分解釋放葡萄糖解毒作用 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有一些酶用于清除一些脂溶性廢物以及代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì).豐富的氧化酶系統(tǒng)(如細(xì)胞色素P450、NADH細(xì)胞色素C還原酶等)能使許多有害物質(zhì)解毒,轉(zhuǎn)化為易于排出的物質(zhì)。Ca2+離子濃度的調(diào)節(jié)作用 肌質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng), 是貯存Ca2+的細(xì)胞器。Proteins synthesized on

9、 ribosomes of RER include: 向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)膜的整合蛋白構(gòu)成細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 包括糖基化、羥基化、?；?、二硫鍵形成等，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。蛋白質(zhì)的修飾與加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行N-連接的糖基化。 糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上的磷酸長(zhǎng)醇分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到新合成肽鏈特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺殘基上。RER腔中豐富的蛋白二硫健異構(gòu)酶（PDI）和分子伴侶系統(tǒng)，為蛋白質(zhì)多肽鏈的折疊提供了極為有利的環(huán)境。2.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的折疊

10、蛋白二硫異構(gòu)酶（PDI）:切斷二硫鍵，幫助新合成的蛋白重新形成二硫鍵并處于正確折疊的狀態(tài)結(jié)合蛋白Bip蛋白是一類分子伴侶,屬于Hsp70家族。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。Bip在ER蛋白質(zhì)的折疊作用一、高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體是一種有極性的細(xì)胞器位置恒定,結(jié)構(gòu)極性,功能極性：電鏡扁平囊/中間高爾基網(wǎng)(包括順面、中間和反面扁囊)/高爾基堆成熟面(mature face)小囊泡/順面高爾基網(wǎng)/形成面/未成熟面/凸面大囊泡/反面高爾基網(wǎng)/分泌面/凹面形成面(forming face)光鏡：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（CGN） 又稱cis膜

11、囊 高爾基體中間膜囊 多數(shù)糖基修飾； 糖脂的形成； 多糖的合成 高爾基體反面膜囊以及反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（trans Golgi network，TGN）高爾基體的4個(gè)組成部分 嗜鋨反應(yīng)：cis面膜囊被特異地染色； 焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)：可特異顯示高爾基體的trans面的12層膜囊； 煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)或甘露糖酶：可顯示高爾基體中間幾層扁平囊； 胞嘧啶單核苷酸酶(CMP酶)或核苷酸二磷酸酶：可顯示靠近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。 高爾基體各部膜囊的種標(biāo)志細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)嗜鋨反應(yīng)TPP酶反應(yīng)CMP酶或核苷酸二磷酸酶反應(yīng)NADP酶或甘露糖

12、酶反應(yīng) 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。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂類一部分也要通過高爾基體向細(xì)胞質(zhì)膜和溶酶體膜等部位運(yùn)輸，因此可以說，高爾基體是細(xì)胞內(nèi)大分子運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)主要交通樞紐。此外高爾基體還是細(xì)胞內(nèi)糖類合成的工廠，在細(xì)胞生命活動(dòng)中起多種重要的作用。 二、 高爾基體的功能O-連接的糖基化 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，稱為O-連接的糖基化。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

13、熟的糖蛋白高爾基體中蛋白質(zhì)的糖基化高甘露糖側(cè)鏈的修飾成熟的N-連接的寡糖鏈哺乳動(dòng)物高爾基體中進(jìn)行的修飾過程復(fù)雜的N-連接糖基化 特 征 N-連接 O-連接1. 合成部位 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2. 合成方式 來自同一個(gè)寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去3. 與之結(jié)合的 氨基酸殘基 天冬酰胺 絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4 最終長(zhǎng)度 至少5個(gè) 糖殘基一般14個(gè)糖殘基，但ABO血型抗原較長(zhǎng)5.第一個(gè)糖殘基N乙酰葡萄糖胺N乙酰半乳糖胺等N-連接與O-連接的寡糖比較 蛋白質(zhì)的糖基化生物學(xué)意義 不同的蛋白質(zhì)的糖基化具有不同的功能,糖基化的主要作用是蛋白質(zhì)在成熟過程中折疊成正確構(gòu)象和增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性

14、；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(duì)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(hào)。 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)。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。蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工類型蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等。(泛素分子)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。(腦啡肽原 、ACTH/內(nèi)啡肽原和強(qiáng)啡肽原)不同的肽

15、的不同加工方式： 1. 有些多肽分子太小，在核糖體上難以有效地合成，如只有5個(gè)aa的神經(jīng)肽。 2. 有些可能缺少包裝并轉(zhuǎn)運(yùn)到分泌泡中的必要信號(hào)。 3. 防止活性物質(zhì)在合成部位發(fā)揮活性。 硫酸化作用也在高爾基中進(jìn)行，供體3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸，PAPS蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工類型 1949年，de Duve將大鼠肝組織勻漿，并對(duì)其中各種細(xì)胞器進(jìn)行分級(jí)分離，以期找出哪些細(xì)胞器與糖代謝的酶有關(guān)。在測(cè)定作為對(duì)照的酸性磷酸酶活性時(shí)，發(fā)現(xiàn)酶的活性主要在線粒體的組分中。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻出現(xiàn)了一些反常的現(xiàn)象，如蒸餾水提取物中酶的活性比在蔗糖滲透平衡液抽提物中酶的活性高。放置一段時(shí)間的抽提物比新鮮制品中的酶活

16、性高，而且其酶的活性卻與沉淀物線粒體無關(guān)。隨后又發(fā)現(xiàn)其它幾種水解酶也有類似的現(xiàn)象，從而推測(cè)在線粒體組分中還存在一種新的細(xì)胞器。1955年，de Duve與Novikoff合作首次用電子顯微鏡證明了溶酶體的存在。 溶酶體 (lysosome) 溶酶體（lysosome）幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中。溶酶體是單層膜圍繞、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)的消化作用。溶酶體 (lysosome)溶酶體的特點(diǎn)：不同來源的溶酶體形態(tài)、大小, 甚至所含有酶的種類都有很大的不同。溶酶體呈小球狀, 大小變化很大。1、溶酶體是一種異質(zhì)性的細(xì)胞器溶酶體的類型 初級(jí)溶酶體(primary ly

17、sosome)次級(jí)溶酶體(secondary lysosome) 自噬性溶酶體(aotolysosome) 異噬性溶酶體(heterolysosome)后溶酶體(post lysosome)初級(jí)溶酶體（primary lysosome）此類溶酶體是含有有多種酸性水解酶，但無作用底物，外面只有一層單位膜，其中的酶處于非活性狀態(tài)。次級(jí)溶酶體（secondary lysosome）此類溶酶體中含有水解酶和相應(yīng)的底物，是正在進(jìn)行或完成消化作用的溶酶體，可分為自噬溶酶體和異噬溶酶體 。肝細(xì)胞脂褐質(zhì)后溶酶體（殘?bào)w）Residual body已失去酶活性，僅留未消化的殘?jiān)拭瑲報(bào)w可通過外排作用排出細(xì)胞，也

18、可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如肝細(xì)胞中的脂褐質(zhì)。2、溶酶體內(nèi)含有50多種酸性水解酶 -the principal sites of intracellular digestion.Lysosomes can digest every kind of biological molecule.酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶，溶酶體的膜上具有多種載體蛋白用于水解產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)溶酶體的膜上嵌有質(zhì)子泵溶酶體的膜蛋白高度糖基化溶酶體的膜含有能促進(jìn)膜穩(wěn)定性的膽固醇3、溶酶體膜穩(wěn)定性溶酶體的主要功能是消化作用，根據(jù)其消化的物質(zhì)又可將他的作用分為以下3種：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 二、

19、溶酶體的功能溶酶體和蛋白酶體：（1）很多生物大分子的半壽期只有幾個(gè)小時(shí)至幾天，（2）肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命約10天（3） 細(xì)胞質(zhì)膜不斷更新，（4） 成人的紅細(xì)胞僅能存活120天，每天要清除1011個(gè)紅細(xì)胞，（5） 發(fā)育中和成體凋亡的細(xì)胞2防御作用 （1）吞噬細(xì)胞位于肝、脾及血管中，清除抗原-抗體復(fù)合物 單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞（過氧化物及超氧過物）（2）麻瘋桿菌、利什曼原蟲、某些病毒利用吞噬細(xì)胞的吞噬作用進(jìn)入細(xì)胞抑制溶酶體酶的活性，在細(xì)胞內(nèi)釋放核殼進(jìn)行增殖。3.其它重要的生理功能 （1）作為細(xì)胞內(nèi)的消化“器官”為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)。（2）在分泌腺細(xì)胞中，溶酶體常常攝入分泌顆粒，可能參與分泌過程的調(diào)節(jié)。 甲

20、狀腺球蛋白（腺體內(nèi)腔）溶酶體水解成甲狀腺素，然后分泌到細(xì)胞外毛細(xì)血管中。免疫應(yīng)答的抗原遞呈過程。（3）兩棲類發(fā)育過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)胞程序性死亡及周圍活細(xì)胞將其清除，這些過程都與溶酶體有關(guān)。 （4）在受精過程中的作用，精子的頂體相當(dāng)于特化的溶酶體，其中含多種水解酶類，如透明質(zhì)酸酶、酸性磷酸酶及蛋白水解酶等，它能溶解卵細(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。在細(xì)胞凋亡過程中以出芽的形式形成凋亡小體，被巨噬細(xì)胞吞噬并消化。自噬作用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)胞溶酶體的生物發(fā)生溶酶體的形成是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程, 涉

21、及的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和內(nèi)體.前溶酶體rER順面管網(wǎng)反面管網(wǎng)高爾基復(fù)合體 溶酶體水解酶前體加入磷酸基團(tuán)M-6-PATPADP+PiH+去除磷酸pH=5成熟溶酶體M-6-P(甘露糖-6-磷酸是一種分選信號(hào))溶酶體酶的M6P分選途徑一、過氧化物酶體(peroxisome)的形態(tài)結(jié)構(gòu)電鏡：由一層單位膜包圍、高電子密度、圓形或卵圓形的細(xì)胞器。過氧化物酶體(peroxisome)過氧化物酶體(peroxisom)又稱微體(microbody)，是由單層膜圍繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。煙草葉肉細(xì)胞（尿酸氧化酶形成的晶體狀核心） 二、過氧化物酶體所含的酶酶氧化酶：50%，特征：氧化底物的

22、同時(shí)，將氧還原成過氧化氫。如尿酸氧化酶，DL-氨基酸氧化酶等過氧化氫酶：40%, 作用：對(duì)氧化酶作用底物后形成的過氧化氫還原成水。標(biāo)志酶：過氧化氫酶。2H2O2過氧化氫酶2H2O +O2防止H2O2在細(xì)胞內(nèi)堆積，起保護(hù)細(xì)胞的作用。特 征溶 酶 體微 體形態(tài)大小多呈球形、直徑0.20.5m、無酶晶體球形直徑多在0.150.25m、常有酶晶體酶種類酸性水解酶含有氧化酶類pH值5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)生酶在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、經(jīng)高爾基體出芽形成酶在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成、經(jīng)分裂與組裝形成識(shí)別的標(biāo)志酶酸性水解酶等過氧化氫酶微體與初級(jí)溶酶體的特征比較新的過氧化物酶體的發(fā)生蛋白

23、質(zhì)的分選 蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中起始合成后,或是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,或是轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,然后通過不同的途徑轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的特定部位的過程稱為蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)運(yùn)或蛋白質(zhì)分選。第五節(jié) 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選后轉(zhuǎn)移(翻譯后運(yùn)輸):共轉(zhuǎn)移 (共翻譯運(yùn)輸)1、門控運(yùn)輸（gated transport）：如核孔可以選擇性的主 動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)和RNP復(fù)合體，并且允許小分子物質(zhì)自由 進(jìn)出細(xì)胞核。2、跨膜運(yùn)輸（transmembrane transport）：蛋白質(zhì)通過跨 膜通道進(jìn)入目的地。如細(xì)胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號(hào)序列 的引導(dǎo)下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子，以解折疊的線性分 子進(jìn)入線粒體。3、膜泡運(yùn)輸（vesicul

24、ar transport）：蛋白質(zhì)被選擇性地 包裝成運(yùn)輸小泡，定向轉(zhuǎn)運(yùn)到靶細(xì)胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾 基體的物質(zhì)運(yùn)輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細(xì)胞攝入某 些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種運(yùn)輸方式。4、蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中的運(yùn)輸（細(xì)胞骨架體系）。從蛋白質(zhì)分選的類型或機(jī)制的角度看，可以分為以下途徑細(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)序列（signal sequence）。其二是細(xì)胞器上具特定的信號(hào)識(shí)別裝置（分選受體，sorting receptor）。蛋白質(zhì)分選的基本原理靠新生肽上的特殊的信號(hào)序列以及加工后形成的標(biāo)記與特定的受體相互作用而完成的.

25、根據(jù)信號(hào)序列運(yùn)輸方向的不同分為三種類型，即入核信號(hào)、引導(dǎo)肽和信號(hào)肽。信號(hào)序列的類型引導(dǎo)肽：指導(dǎo)線粒體、葉綠體和過氧化物酶體蛋白的運(yùn)輸。 入核信號(hào)：指導(dǎo)核蛋白的運(yùn)輸。 信號(hào)肽:指導(dǎo)內(nèi)膜系統(tǒng)的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。信號(hào)序列的作用靶向輸送蛋白信號(hào)序列或成分分泌蛋白信號(hào)肽內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蛋白信號(hào)肽，C端-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL序列)線粒體蛋白N端靶向序列（2035氨基酸殘基）核蛋白核定位序列（-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-)過氧化體蛋白-Ser-Lys-Leu-（PST序列）溶酶體蛋白Man-6-P（甘露糖-6-磷酸）靶向輸送蛋白的信號(hào)序列信號(hào)斑（Sign

26、al patch）共轉(zhuǎn)移：在細(xì)胞質(zhì)中起始合成后轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)，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)腔中稱為共轉(zhuǎn)移。合成后蛋白的去向1. 進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中后轉(zhuǎn)移蛋白質(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、過氧化氫體等細(xì)胞器中的轉(zhuǎn)移方式.2. 跨膜蛋白的合成信號(hào)-錨定序列（signal-anchor sequence）：引導(dǎo)新生肽鏈從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中。停止轉(zhuǎn)運(yùn)-錨定序列（stop transfer anchor sequence ） ： 它是存在于新生肽中能夠使肽鏈通過膜轉(zhuǎn)移停止的一段信號(hào)序列,結(jié)果導(dǎo)致蛋白質(zhì)錨定在膜的雙脂層, 停止轉(zhuǎn)運(yùn)信

27、號(hào)以螺旋的形式錨定在雙脂層。蛋白質(zhì)的分選運(yùn)輸途徑主要有四類：1、門控運(yùn)輸（gated transport）：2、跨膜運(yùn)輸（transmembrane transport）：3、膜泡運(yùn)輸（vesicular transport）：4、蛋白質(zhì)在細(xì)胞基質(zhì)中的運(yùn)輸（細(xì)胞骨架體系）。胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸沿微管或微絲運(yùn)行，動(dòng)力來自馬達(dá)蛋白。與膜泡運(yùn)輸有關(guān)的馬達(dá)蛋白有3類：一類是動(dòng)力蛋白（dynein），可向微管負(fù)端移動(dòng)；另一類為驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin），可牽引物質(zhì)向微管的正端移動(dòng)；第三類是肌球蛋白（myosin）,可向微絲的正極運(yùn)動(dòng)。在馬達(dá)蛋白的作用下，可將膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的區(qū)域， 細(xì)胞內(nèi)部?jī)?nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的

28、物質(zhì)傳遞常常通過膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體；高爾基體到溶酶體；細(xì)胞分泌物的外排，都要通過過渡性小泡進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。 膜泡運(yùn)輸是一種高度有組織的定向運(yùn)輸，各類運(yùn)輸泡之所能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器，主要是因?yàn)榧?xì)胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標(biāo)志蛋白。許多膜標(biāo)志蛋白存在于不止一種細(xì)胞器，不同的膜標(biāo)志蛋白組合，決定膜的表面識(shí)別特征。三 膜泡運(yùn)輸 (Vesicle translocation） 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泡定向運(yùn)輸及其復(fù)雜的調(diào)控過程。三種不同類型的包被小泡網(wǎng)格蛋白有被小泡COPII有被小泡CO

29、PI有被小泡在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑中，也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)，胞內(nèi)體溶酶體 1. 網(wǎng)格蛋白有被小泡網(wǎng)格蛋白衣被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡，介導(dǎo)高爾基體到內(nèi)體、溶酶體、植物液泡的運(yùn)輸泡運(yùn)輸。高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白有被小泡形成的發(fā)源地網(wǎng)格蛋白(clathrin)50100nm五邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)三腿蛋白當(dāng)網(wǎng)格蛋白衣被小泡形成時(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，掐斷衣被小泡。 The formation of clathrin-coated pits in the TGN2. COPII有被小泡 這種類型的小泡是介導(dǎo)從ER

30、到順面高爾基體、從順面高爾基體到高爾基體中間膜囊、從中間膜囊到反面高爾基體的運(yùn)輸。 小泡的外被是外被蛋白COP(coat protein )，外被蛋白是一個(gè)大的復(fù)合體，稱為外被體(coatomer),是個(gè)多亞基的蛋白復(fù)合物。構(gòu)成的亞基有Sec23/Sec24、Sec13/Sec31和Sec16等 COP被膜小泡的裝配COP小泡的裝配需要一種稱為Sar1的G蛋白的參與。當(dāng)Sar1中GDP與GTP進(jìn)行了交換, 誘導(dǎo)Sec23和Sec24蛋白的結(jié)合,接著是Sec13和Sec31蛋白的結(jié)合,最后由一種結(jié)合在ER表面的大蛋白質(zhì),Sec16與Sec23/Sec24復(fù)合物、Sec13/Sec31復(fù)合物相互作

31、用,裝配成一個(gè)完整的小泡。 COP是一種胞質(zhì)溶膠蛋白質(zhì)復(fù)合物,由7個(gè)亞基組成:、。COP在出芽小泡的胞質(zhì)溶膠面聚合, 形成COP被膜小泡。由COP作為外被的小泡稱為COP 被膜小泡。功能：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escaped proteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體輸送運(yùn)輸小泡時(shí)，一部分自身的蛋白質(zhì)也不可避免的被運(yùn)送到了高爾基體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過對(duì)逃逸蛋白的回收機(jī)制，使之返回它們正常駐留的部位。COP I衣被小泡還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。3、COP I衣被小泡COP被膜小泡的形成裝配反應(yīng)因子(assembly reaction factor, ARF)裝配反應(yīng)因子是外被體外被的裝配和去裝配的信號(hào)。ARF是一種單體GTPase。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能蛋白羧基端的一個(gè)四肽序列: Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信號(hào)序列。這段序列在高爾基體的膜受有相應(yīng)的受體, 一旦進(jìn)入高爾基體就會(huì)被高爾基體上的受體結(jié)合, 形成Cop I回流小泡被運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng), 所以將該序列稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜蛋白（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，X：任意氨基酸），同樣可保證它們的回收。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)(ER retention signal) 衣被小泡沿著細(xì)胞內(nèi)的微管被運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)