《細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)》課件

內(nèi)容概述第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型（掌握）（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成（了解）（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能（掌握）第二節(jié)高爾基復(fù)合體（一）高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型（掌握）（二）高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成（了解）（三）高爾基復(fù)合體的功能（掌握）當(dāng)前1頁，總共63頁。第三節(jié)溶酶體（一）溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成（掌握）（二）溶酶體類型（掌握）（三）溶酶體的形成與成熟（了解）（四）溶酶體的功能（掌握）第四節(jié)過氧化物酶體（一）過氧化物酶體的基本理化特征（掌握）（二）過氧化物酶體的功能（掌握）（三）過氧化物酶體的發(fā)生（了解）第五節(jié)囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)（了解）第六節(jié)內(nèi)膜系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系（掌握）當(dāng)前2頁，總共63頁。

概述一、具有膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器的總體描述的概念

膜結(jié)合細(xì)胞器：指細(xì)胞質(zhì)中所有具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，包括細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、分泌泡、線粒體、葉綠體、過氧化物酶體等細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)：指細(xì)胞內(nèi)那些在生物發(fā)生上與質(zhì)膜相關(guān)的細(xì)胞器，不包括線粒體、葉綠體、和過氧化物酶體。（線粒體、葉綠體、和過氧化物酶體的膜是逐步長大的，不直接利用質(zhì)膜）當(dāng)前3頁，總共63頁。內(nèi)膜系統(tǒng)是真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)。包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、各種轉(zhuǎn)運(yùn)小泡以及核膜和過氧化物酶體等功能結(jié)構(gòu)。

內(nèi)膜系統(tǒng)：是胞內(nèi)那些在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上密切相關(guān)的膜性結(jié)構(gòu)細(xì)胞器之總稱。當(dāng)前4頁，總共63頁。細(xì)胞膜核被膜溶酶體糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外膜內(nèi)膜內(nèi)體高爾基復(fù)合體分泌小泡內(nèi)膜系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)分布示意圖當(dāng)前5頁，總共63頁。當(dāng)前6頁，總共63頁。當(dāng)前7頁，總共63頁?！魟討B(tài)性質(zhì)實(shí)際上，內(nèi)膜系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)式不斷變化的，此為內(nèi)膜系統(tǒng)的最大特點(diǎn)——動態(tài)性質(zhì)。動態(tài)網(wǎng)絡(luò)主要是由細(xì)胞中3種不同的生化活動及3種不同的代謝途徑造成的。1、生化合成途徑—涉及分泌性蛋白分選的合成與脂的合成和加工2、分泌途徑—在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)和脂經(jīng)出芽形成小泡逐步向外運(yùn)輸傳遞組成型調(diào)節(jié)型3、內(nèi)吞途徑—分泌的相反過程，將細(xì)胞外的物質(zhì)吞進(jìn)內(nèi)體和溶酶體當(dāng)前8頁，總共63頁。內(nèi)膜系統(tǒng)的動態(tài)特性內(nèi)吞途徑組成型分泌途徑調(diào)節(jié)型分泌途徑胞吐作用胞吞作用分泌顆粒體分泌小泡初級胞內(nèi)體次級胞內(nèi)體溶酶體當(dāng)前9頁，總共63頁。

第一節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)與類型（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種膜性管網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

基本特征：1.基本結(jié)構(gòu)單位:膜性小管、小泡和扁囊；2.向外擴(kuò)展可達(dá)質(zhì)膜下，向內(nèi)延伸常與核膜相連；3.具有不同組織細(xì)胞類型、同一細(xì)胞不同發(fā)育階段及不同生理功能狀態(tài)下的形態(tài)結(jié)構(gòu)類型與分布的差異性。

當(dāng)前10頁，總共63頁。A鼠肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

B睪丸間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)透射電鏡圖

圖A圖B當(dāng)前11頁，總共63頁。橫紋肌細(xì)胞中肌質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前12頁，總共63頁。（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型

依據(jù)不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，可將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)劃分為兩種基本類型，即：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum,RER）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smoothendoplasmicreticulum,SER）

1.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)特征：排列整齊的扁平囊狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)膜胞質(zhì)面有核糖體顆粒附著，與細(xì)胞核的外層膜相聯(lián)通。功能上：主要和外輸性蛋白及多種膜蛋白的合成、加工及轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。當(dāng)前13頁，總共63頁。

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)圖當(dāng)前14頁，總共63頁。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞核的外層膜相聯(lián)通。當(dāng)前15頁，總共63頁。

2.光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

形態(tài)結(jié)構(gòu)特征：表面光滑的管、泡樣網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可與糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相互連通。功能上：是脂類合成的重要場所當(dāng)前16頁，總共63頁。

3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生結(jié)構(gòu)類型

髓樣體—視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞

孔環(huán)狀片層體—生殖細(xì)胞、快速增值細(xì)胞、一些

癌細(xì)胞等

肌質(zhì)網(wǎng)—心肌、骨骼肌細(xì)胞

電鏡下觀察到的孔環(huán)狀片層體型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)當(dāng)前17頁，總共63頁。橫紋肌細(xì)胞中肌質(zhì)網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前18頁，總共63頁。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成（一）脂類和蛋白質(zhì)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要化學(xué)組成成分（二）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜含有以G-6-Ｐ酶（葡萄糖-6-磷酸

酶）為標(biāo)志酶的諸多酶系1.與解毒功能相關(guān)的氧化反應(yīng)電子傳遞酶系：細(xì)胞色素P450（在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中最為豐富）。主要包括：2.與脂類物質(zhì)代謝功能反應(yīng)相關(guān)的酶類3.與碳水化合物代謝功能反應(yīng)相關(guān)的酶類4.參與蛋白質(zhì)加工轉(zhuǎn)運(yùn)的多種酶類當(dāng)前19頁，總共63頁。（三）網(wǎng)質(zhì)蛋白是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中普遍存在的一類蛋白質(zhì)特點(diǎn)：在多肽鏈羧基端（C端）有一段KDEL或HDEL的4氨基酸序列駐留信號，可通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上相應(yīng)受體的識別結(jié)合而不被轉(zhuǎn)運(yùn)。網(wǎng)質(zhì)蛋白主要有：

1.免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白功能：作為分子伴侶，可阻止蛋白質(zhì)聚集或發(fā)生不可逆變性，協(xié)助蛋白質(zhì)折疊當(dāng)前20頁，總共63頁。2.內(nèi)質(zhì)蛋白功能：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的標(biāo)志性分子伴侶；可與鈣離子結(jié)合

3.鈣網(wǎng)蛋白功能：參與鈣平衡調(diào)節(jié)；蛋白質(zhì)折疊加工；抗原呈遞；血管發(fā)生；

細(xì)胞凋亡等生物學(xué)作用過程當(dāng)前21頁，總共63頁。4.鈣連蛋白功能：與新生未完成折疊蛋白的寡糖鏈結(jié)合，避 免蛋白質(zhì)凝集與泛素化；阻止折疊不完全 的蛋白離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并促使其完全折疊

5.蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶

功能：催化蛋白中二硫鍵的交換，保證蛋白

正常折疊當(dāng)前22頁，總共63頁。三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能（一）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

主要功能是進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成、加工修飾、分選及轉(zhuǎn)運(yùn)。功能的具體體現(xiàn)：1.信號肽指導(dǎo)的分泌蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的合成

2.新生多肽鏈的折疊與裝配

3.蛋白質(zhì)的糖基化

4.蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸

5.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)分選的起始部位

當(dāng)前23頁，總共63頁。1.信號肽指導(dǎo)的分泌蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的合成

（一）信號肽是指導(dǎo)蛋白多肽鏈在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素，是被合成肽鏈N端的一段特殊氨基酸序列內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜核糖體結(jié)合蛋白信號肽信號肽識別顆粒(SRP)SRP受體（信號肽識別顆粒受體）

信號密碼

1.分泌蛋白在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的合成的參與因子

當(dāng)前24頁，總共63頁。信號肽識別顆粒

（signalrecognitionpartical,SRP）：是一種核糖核蛋白體，與信號肽、核糖體相結(jié)合形成SRP-信號肽-核糖體復(fù)合物，由SRP介導(dǎo)引向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體，并與之結(jié)合。信號肽（signalsequence或signalpeptide）：是分泌性蛋白質(zhì)N-端的一個肽段，可指導(dǎo)其在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成，這一肽段在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前被切除。信號肽一般有15~35個氨基酸殘基，其中包括疏水核心區(qū)、信號肽的C端和N端等三個部分。當(dāng)前25頁，總共63頁。了解→新生分泌蛋白質(zhì)多肽鏈在游離核糖體上起始合成信號肽→與SRP結(jié)合（SRP：信號肽識別顆粒）→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合（SRP：信號肽識別顆粒）→SRP脫離信號肽（SRP：信號肽識別顆粒）2.過程：當(dāng)前26頁，總共63頁。→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，同時信號肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。了解當(dāng)前27頁，總共63頁。

信號肽識別顆粒結(jié)構(gòu)示意圖了解（SRP：信號肽識別顆粒）當(dāng)前28頁，總共63頁。

核糖體附著與肽鏈的延伸合成了解（SRP：信號肽識別顆粒）當(dāng)前29頁，總共63頁。轉(zhuǎn)運(yùn)體與新生多肽鏈的穿膜運(yùn)輸了解當(dāng)前30頁，總共63頁。3．新生多肽鏈的折疊與裝配蛋白二硫鍵異構(gòu)酶催化二硫鍵形成，促進(jìn)多肽鏈折疊。結(jié)合蛋白、內(nèi)質(zhì)蛋白、鈣網(wǎng)蛋白和鈣連蛋白等分子伴侶滯留折疊錯誤的多肽和尚未完成裝配的蛋白亞單位，并促使它們的重新折疊、裝配與運(yùn)輸。分子伴侶蛋白也是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控的重要因子。當(dāng)前31頁，總共63頁。4．蛋白質(zhì)的糖基化

概念：糖基化(glycosylation)即單糖或者寡糖與蛋白質(zhì)之間通過共價鍵的結(jié)合形成糖蛋白的過程。形式：發(fā)生在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的糖基化主要是寡糖與蛋白質(zhì)天冬酰胺殘基側(cè)鏈上氨基基團(tuán)的結(jié)合，故亦稱之為N-連接糖基化。

糖基化是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中最主要的蛋白修飾當(dāng)前32頁，總共63頁。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的N-連接糖基化天冬酰胺殘基側(cè)鏈上氨基基團(tuán)當(dāng)前33頁，總共63頁。5．蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸

兩條主要途徑：（1）經(jīng)過在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的糖基化等作用，以轉(zhuǎn)運(yùn)小泡的形式進(jìn)入高爾基復(fù)合體，進(jìn)一步加工濃縮并最終以分泌顆粒的形式被排吐到細(xì)胞之外。

共同特點(diǎn)：以膜泡形式完全隔離于細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。（2）分泌蛋白以膜泡形式直接進(jìn)入一種大濃縮泡，進(jìn)而發(fā)育成酶原顆粒，然后被排出細(xì)胞。當(dāng)前34頁，總共63頁。6.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)分選的起始部位

蛋白質(zhì)合成開始于游離核糖體待合成蛋白質(zhì)N端有/無信號肽繼續(xù)在游離核糖體上合成翻譯的同時進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)加工修飾，最后經(jīng)高爾基體再加工，并被分揀，由小泡運(yùn)送至目的地。蛋白分選的過程無有當(dāng)前35頁，總共63頁。

1．脂類合成是光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)最為重要的功能之一（二）光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能如：甘油三脂由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并存儲在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔中細(xì)胞質(zhì)膜所需的磷脂也是在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的當(dāng)前36頁，總共63頁。磷脂的合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔胞質(zhì)側(cè)翻轉(zhuǎn)酶當(dāng)前37頁，總共63頁。磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)的兩種方式出芽小泡磷脂交換蛋白線粒體或過氧化物酶體膜上高爾基復(fù)合體、溶酶體或質(zhì)過膜上當(dāng)前38頁，總共63頁。肝細(xì)胞的一個重要功能是維持血液中葡萄糖水平的恒定，這一功能與葡萄糖-6-磷酸酶的作用密切相關(guān)。2．光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與糖原的代謝糖原分解釋放游離的葡萄糖葡萄糖和磷酸葡萄糖-1-磷酸在肝細(xì)胞中糖原裂解葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中：當(dāng)前39頁，總共63頁。糖原分解與游離葡萄糖釋放

當(dāng)前40頁，總共63頁。3．光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞解毒作用光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有豐富的氧化酶系統(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)?！艋旌瞎δ艿难趸?mixed-functionoxidase)●每分子的底物被氧化需要消耗一分子氧,并且將NADPH轉(zhuǎn)變成NADP+●該氧化過程消耗的氧分子中有一個氧原子出現(xiàn)在水中，另一個氧原子出現(xiàn)在產(chǎn)物中●故此將催化該反應(yīng)的酶稱為混合功能的氧化酶。當(dāng)前41頁，總共63頁。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的氧化作用當(dāng)前42頁，總共63頁。4．光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與Ca2+的儲存及Ca2+濃度的調(diào)節(jié)—肌細(xì)胞內(nèi)的肌漿網(wǎng)5．光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與胃酸、膽汁的合成與分泌密切相關(guān)

當(dāng)前43頁，總共63頁。

第二節(jié)高爾基復(fù)合體

高爾基復(fù)合體是在光學(xué)顯微鏡下發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞器之一。

內(nèi)網(wǎng)器→高爾基器→高爾基復(fù)合體。當(dāng)前44頁，總共63頁。一、高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（一）三種不同的膜性囊泡組成了高爾基復(fù)合體的基本結(jié)構(gòu)

1．小囊泡or順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（形成面）

2．扁平囊泡or高爾基中間膜囊

3．大囊泡or反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（成熟面）

當(dāng)前45頁，總共63頁。

高爾基復(fù)合體電鏡圖

高爾基復(fù)合體形態(tài)結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前46頁，總共63頁。（二）高爾基復(fù)合體具有顯著的極性功能 1.順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork）

連續(xù)分支的管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯示嗜鋨反應(yīng)的化學(xué)特征該結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能有二：（１）分選來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)和脂類，并將其大部分轉(zhuǎn)入到高爾基中間囊膜，小部分重新送返內(nèi)質(zhì)網(wǎng)而成為駐留蛋白。（２）進(jìn)行蛋白質(zhì)修飾的O－連接糖基化以及跨膜蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)側(cè)結(jié)構(gòu)域的酰基化。當(dāng)前47頁，總共63頁。

2.高爾基中間膜囊（medialGolgistack)

是位于順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之間的多層間隔的囊、管結(jié)構(gòu)復(fù)合體系。

除與順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相鄰的一側(cè)對NADP酶反應(yīng)微弱外，其余各層均有較強(qiáng)的反應(yīng)。

主要功能：進(jìn)行糖基化修飾和多糖及糖脂的合成。當(dāng)前48頁，總共63頁。

3.反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（transGolginetwork）形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性上具有細(xì)胞的差異性和多樣性

主要功能：蛋白質(zhì)分選；某些蛋白質(zhì)的修飾作用。當(dāng)前49頁，總共63頁。示高爾基復(fù)合體極性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)前50頁，總共63頁。（三）高爾基復(fù)合體在不同的組織細(xì)

胞中具有不同的分布形式在神經(jīng)細(xì)胞中高爾基復(fù)合體一般是圍繞

細(xì)胞核分布

2.在輸卵管內(nèi)皮、腸上皮黏膜、甲狀腺和

胰腺等具生理極性的細(xì)胞中，常在細(xì)

胞核附近趨向于一極分布。

3.在肝細(xì)胞中，則沿膽細(xì)管分布在細(xì)胞邊

緣。當(dāng)前51頁，總共63頁。4.在精、卵等少數(shù)特殊類型的細(xì)胞可見到高爾基復(fù)合體呈分散的分布狀態(tài)。

5.在分化發(fā)育成熟且具有旺盛分泌功能活動的細(xì)胞中，高爾基復(fù)合體也較為發(fā)達(dá)。當(dāng)前52頁，總共63頁。二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成（一）脂類是高爾基復(fù)合體膜結(jié)構(gòu)的基本化學(xué)組份

高爾基復(fù)合體脂類成分含量介于質(zhì)膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間，總含量約40%左右。（二）高爾基復(fù)合體中含有以糖基轉(zhuǎn)移酶為標(biāo)志的多種酶蛋白體系當(dāng)前53頁，總共63頁。三、高爾基復(fù)合體的主要功能（一）高爾基復(fù)合體是胞內(nèi)蛋白質(zhì)分泌運(yùn)輸?shù)闹?/p>

轉(zhuǎn)站

外輸性分泌蛋白具有兩種排放形式：連續(xù)分泌（continuoussecretion）非連續(xù)分泌（discontinuoussecretion）當(dāng)前54頁，總共63頁。蛋白質(zhì)運(yùn)輸◆ER到高爾基體內(nèi)側(cè)的運(yùn)輸◆ER蛋白的逆向運(yùn)輸◆高爾基體內(nèi)側(cè)到高爾基體外側(cè)運(yùn)輸當(dāng)前55頁，總共63頁。當(dāng)前56頁，總共63頁。１.糖蛋白的加工合成特征N-連接糖蛋白O-連接糖蛋白糖基化發(fā)生部位糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體連接的氨基酸殘基天冬氨酸絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、脯氨酸連接基團(tuán)-NH2-OH第一個糖殘基N-乙酰葡糖胺半乳糖、N-乙酰半乳糖胺最終長度5~25個糖基1~6個糖基N-連接糖蛋白和O-連接糖蛋白