第三節(jié)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)

細(xì)胞細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞器細(xì)胞基質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)其他內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體轉(zhuǎn)運小泡過氧化物酶體線粒體中心粒核糖體其他核膜1內(nèi)膜系統(tǒng)在真核細(xì)胞的膜相結(jié)構(gòu)中，除了細(xì)胞膜和線粒體外，那些在結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相互密切聯(lián)系的膜相細(xì)胞器稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。包括：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、核膜以及細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的膜性轉(zhuǎn)運小泡。一、內(nèi)膜系統(tǒng)：

endomenbranesystem3第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Endoplasmicreticulum4內(nèi)質(zhì)網(wǎng)概述1945年P(guān)orterEM下：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)40年代～60年代:形態(tài)結(jié)構(gòu)上70年代以后:生理功能上

5一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)6內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小管小泡扁囊狀細(xì)胞膜核膜

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)7由一層生物膜圍成的相互連續(xù)的小管、小泡、扁囊狀結(jié)構(gòu)組成的連續(xù)的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。膜厚5-6nm.8存在范圍：除了哺乳動物的紅細(xì)胞，所有真核細(xì)胞均含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。9脂類：40%—較細(xì)胞膜少，主要成分為磷脂。

磷脂酰膽堿較多，鞘磷脂較少。蛋白質(zhì)：60%—較細(xì)胞膜多，約30種。

標(biāo)志酶——葡萄糖-6-磷酸酶電子傳遞體系：細(xì)胞色素b5，NADH-細(xì)胞色素b5

還原酶，細(xì)胞色素P450酶系。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成10糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型1112（一）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER):膜表面附著核糖體；多為板層狀排列的扁囊；分泌活動旺盛或分化較完善的細(xì)胞（胰腺細(xì)胞、漿細(xì)胞）中較多，未分化或分化低的細(xì)胞（胚胎細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞）中較少。（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER)膜表面無核糖體附著；多為分枝小管或小泡；特化細(xì)胞（肝細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞、腎上腺細(xì)胞）中較多。13兩種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布

——根據(jù)細(xì)胞類型的不同而不同胰腺外分泌細(xì)胞全為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)肌細(xì)胞全為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)肝細(xì)胞兩者均發(fā)達(dá)例肌質(zhì)網(wǎng)14四.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能15

（一）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能核糖體的支架，蛋白質(zhì)合成分泌蛋白質(zhì)的糖基化修飾多肽鏈的折疊與組裝蛋白質(zhì)的運輸?shù)鞍踪|(zhì)的加工修飾161、核糖體的支架，蛋白質(zhì)合成分泌17游離核糖體附著的核糖體駐留蛋白外輸?shù)鞍捉Y(jié)構(gòu)蛋白膜整合蛋白溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)182.蛋白質(zhì)加工。方法一：糖基化

蛋白質(zhì)糖基化是指單糖或寡糖與蛋白質(zhì)共價結(jié)合成糖蛋白的過程。19蛋白質(zhì)和寡糖的連接方式O-連接寡糖連接在蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等殘基側(cè)鏈的羥基上。主要在高爾基體內(nèi)完成。N-連接

寡糖連接在蛋白質(zhì)的天冬酰氨殘基的氨基上。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中開始進(jìn)行的。20

多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘葡葡葡甘甘甘甘多萜醇ppＮＮ甘甘甘甘甘天冬酰胺葡葡葡甘甘甘甘ＮＮ甘甘甘甘甘多萜醇pp

rER腔rER膜核糖體多萜醇pp多萜醇ＮN-乙酰葡萄糖胺甘甘露糖葡葡萄糖糖基轉(zhuǎn)移酶212.蛋白質(zhì)加工。方法二：肽鏈折疊223、蛋白質(zhì)的運輸1975年，G.Blobel等提出信號肽假說(Signalhypothesis)，獲1999年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。主要過程信號肽的合成

信號識別顆粒(SRP)-核糖體復(fù)合體形成核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔23

信號密碼：signalcodon

在mRNA的5’端起始密碼AUG之后，有一組編碼特殊氨基酸序列的密碼，稱為信號密碼。

信號肽：signalpeptide

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成時，先在游離核糖體上由信號密碼翻譯出一段肽鏈，由18-30個氨基酸組成，稱為信號肽，是指導(dǎo)蛋白質(zhì)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行合成的決定因素。信號肽介導(dǎo)分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的合成24SRP信號識別顆粒(SRP)：

signalrecognitionparticle

存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，由6條多肽鏈和一個RNA分子組成。能夠識別信號肽，與核糖體結(jié)合，形成SRP-核糖體復(fù)合體；復(fù)合體可以與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體結(jié)合。SRPrER25內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔細(xì)胞質(zhì)SRP受體信號識別顆粒(SRP)核糖體結(jié)合蛋白tRNAAP核糖體mRNA信號肽A信號假說26（二）滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能脂類的合成和轉(zhuǎn)運糖原代謝解毒作用儲存肌細(xì)胞鈣離子與胃酸、膽汁合成和分泌有關(guān)27內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能異常病理條件下：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會腫脹、肥大和某些物質(zhì)積累，解聚和脫粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能異?？梢鹨幌盗猩窠?jīng)功能紊亂疾病,包括缺血再灌注損傷、睡眠呼吸暫停綜合征、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥、帕金森病等.

28第二節(jié)高爾基復(fù)合體Golgicomplex

29

1898年，意大利學(xué)者高爾基(CamilloGolgi)利用銀染技術(shù)在光鏡下觀察貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核的周圍有嗜銀黑色網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，他稱之為內(nèi)網(wǎng)器。

以后在真核生物的細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)，為紀(jì)念他將其命名為高爾基體（Golgibody)。30一、高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)3132

光學(xué)顯微鏡下

神經(jīng)細(xì)胞高爾基體(銀染)示意圖高爾基體

33順面高爾基網(wǎng)（生成面）中間高爾基網(wǎng)反面高爾基網(wǎng)（分泌面）電鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)上分根據(jù)膜囊區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行功能等，把高爾基體分為：扁平囊泡小囊泡大囊泡（分泌泡）34

高爾基體各部分結(jié)構(gòu)功能1.順面高爾基網(wǎng)（cisGolginetwork，CGN）

分選來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)、脂類。2.中間高爾基網(wǎng)（medialGolgi）

糖基修飾、糖蛋白形成、糖脂合成。3.反面高爾基網(wǎng)（transGolginetwork，TGN），

蛋白質(zhì)分類、包裝、輸出。

35

扁平囊泡小囊泡大囊泡順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電鏡下高爾基復(fù)合體橫切面模式圖反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)36TheGolgiApparatus反面高爾基網(wǎng)順面高爾基網(wǎng)中間高爾基網(wǎng)37

電鏡下高爾基復(fù)合體切面圖(10000×)38

golgicomplex是一個極性細(xì)胞器形態(tài)結(jié)構(gòu)——從順面到反面膜厚度增加、

囊腔增寬?；瘜W(xué)組成——成分居于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞膜

之間。功能——中間膜囊、成熟面含酶較多，

利于物質(zhì)的濃縮和分泌。3940二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基體膜：蛋白質(zhì)60%、脂類40%，有ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿含量介于ER和質(zhì)膜之間。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。標(biāo)志酶—糖基轉(zhuǎn)移酶。41三.高爾基復(fù)合體的功能42功能

參與細(xì)胞的分泌活動蛋白質(zhì)的糖基化修飾對蛋白質(zhì)進(jìn)行分選、定向運輸參與細(xì)胞膜膜相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化43頂部分泌泡粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體胰腺細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成與運輸途徑示意圖3H標(biāo)記亮氨酸1.參與細(xì)胞的分泌活動443H標(biāo)記亮氨酸3分鐘17分鐘117分鐘粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體頂部分泌泡45蛋白質(zhì)和寡糖的連接方式O-連接寡糖連接在蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等殘基側(cè)鏈的羥基上。主要在高爾基體內(nèi)完成。N-連接

寡糖連接在蛋白質(zhì)的天冬酰氨殘基的氨基上。在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中開始，高爾基體完成。2.蛋白質(zhì)的糖基化修飾46甘露糖半乳糖和唾液糖N-乙酰葡萄糖胺內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體對糖蛋白的合成和修飾過程具有嚴(yán)格的順序性。47粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體甘露糖＋－N-乙酰

葡萄糖胺半乳糖－

+唾液糖

－

+++48分選蛋白質(zhì)的機(jī)理蛋白質(zhì)具有分選信號與高爾基復(fù)合體膜上相應(yīng)的不同類型分選信號受體特定結(jié)合。3.對蛋白質(zhì)分選和運輸49順面分選駐留蛋白示意圖

駐留蛋白受體順面中間膜囊反面分泌蛋白駐留蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體50蛋白質(zhì)合成溶酶體寡聚糖磷酸化加N-乙酰葡萄糖胺加半乳糖、加唾液酸分選溶酶體蛋白順面中層膜囊反面分泌蛋白粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體切除甘露糖反面分選蛋白質(zhì)示意圖膜蛋白51分選的結(jié)果

順面分選：反面分選：駐留蛋白溶酶體蛋白分泌蛋白膜蛋白52

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體

細(xì)胞膜

運輸小泡

分泌泡核膜細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體細(xì)胞膜4.參與細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化53第三節(jié)：溶酶體lysosome541949年，C.deDure等用大鼠肝勻漿研究與糖代謝有關(guān)的酶的分布的時候，發(fā)現(xiàn)酸性磷酸酶活性，反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)了含有酸性磷酸酶活性的顆粒，后來證實是一種新的細(xì)胞器，定名為溶酶體。55溶酶體（lysosome）定義：是細(xì)胞內(nèi)由一層單位膜包圍的膜性細(xì)胞器，內(nèi)含多種酸性水解酶，能分解各種內(nèi)源性或外源性物質(zhì)，稱為細(xì)胞內(nèi)的消化器官。56一、溶酶體的

形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成

57（一）形態(tài)電鏡下溶酶體呈球形，大小不一，一層單位膜包裹；其中充滿電子密度高的物質(zhì)。不同類型溶酶體具有多型性和異質(zhì)性。58591）溶酶體膜蛋白高度糖基化：防止自身被水解消化。2）溶酶體膜上有（H+）質(zhì)子泵：保持溶酶體基質(zhì)內(nèi)的酸性環(huán)境。3）溶酶體膜內(nèi)存在特殊的轉(zhuǎn)運蛋白：可運輸溶酶體消化水解的產(chǎn)物。1.一層單位膜2.豐富水解酶3.溶酶體膜的特殊性質(zhì)：（二）溶酶體的共同特征60溶酶體酶PH~5核酸酶蛋白酶糖苷酶酯酶磷酸酯酶硫酸酯酶磷酸酶ATPADP+Pi酸性水解酶H+細(xì)胞質(zhì)PH~7.2

溶酶體的酶61二、溶酶體的類型內(nèi)體性溶酶體吞噬性溶酶體初級溶酶體次級溶酶體終末溶酶體按溶酶體功能狀態(tài)來區(qū)分按溶酶體形成過程來區(qū)分62三.溶酶體的功能分解外來異物、衰老破損細(xì)胞器物質(zhì)消化和細(xì)胞營養(yǎng)功能參與腺體細(xì)胞分泌——甲狀腺素參與器官組織變態(tài)和退化防御保護(hù)協(xié)助精子與卵細(xì)胞受精異噬作用自噬作用異噬作用異噬作用63四、溶酶體與疾病的關(guān)系（一）溶酶體與矽肺

二氧化矽塵粒（矽塵）吸入肺泡→巨噬細(xì)胞吞噬→溶酶體破裂→水解酶釋放→