細胞生物學第二章細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)課件

第二章細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)細胞質(zhì)基質(zhì)：是細胞內(nèi)除細胞器和內(nèi)含物以外的，較為均質(zhì)半透明的液態(tài)膠狀物質(zhì)；主要含有與物質(zhì)中間代謝有關(guān)的酶類、細胞骨架結(jié)構(gòu)及糖原和脂滴。細胞內(nèi)膜系統(tǒng)：是在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相關(guān)的膜圍繞的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)，主要指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基器、溶酶體、胞內(nèi)體、過氧化物酶體等。內(nèi)膜系統(tǒng)形成了一種胞內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其功能：其一是擴大膜的總面積，為酶提供附著的支架，如脂肪代謝、氧化磷酸化相關(guān)的酶都結(jié)合在細胞膜上。其二是將細胞內(nèi)部區(qū)分為不同的功能區(qū)域，保證各種生化反應(yīng)所需的獨特的環(huán)境。1主要成分：

（1）小分子：水、無機離子（K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-）（2）中等分子:脂類、糖類、氨基酸、核苷酸（3）大分子：蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖、RNA2.1細胞質(zhì)基質(zhì)功能：（1）在細胞物質(zhì)代謝中起重要作用。（2）與細胞骨架的形成及存在有關(guān)。（3）胞液在蛋白的修飾，蛋白選擇性降解，控制蛋白壽命及幫助變性或錯誤折疊的Pr重新折疊形成正常的分子構(gòu)象等方面起著重要作用。256一、蛋白質(zhì)分選信號細胞類至少存在兩類蛋白質(zhì)分選的信號①信號序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基.②信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。2.1

蛋白質(zhì)分選的基本原理7二、蛋白質(zhì)分選運輸?shù)耐緩降鞍踪|(zhì)的分選運輸途徑主要有三類：1、門控運輸（gatedtransport）：如核孔可以選擇性的主動運輸大分子物質(zhì)和RNP復(fù)合體，并且允許小分子物質(zhì)自由進出細胞核。2、跨膜運輸（transmembranetransport）：蛋白質(zhì)通過跨膜通道進入目的地。如細胞質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)在信號序列的引導(dǎo)下，通過線粒體上的轉(zhuǎn)位因子，以解折疊的線性分子進入線粒體。3、膜泡運輸（vesiculartransport）：蛋白質(zhì)被選擇性地包裝成運輸小泡，定向轉(zhuǎn)運到靶細胞器。如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的物質(zhì)運輸、高爾基體分泌形成溶酶體、細胞攝入某些營養(yǎng)物質(zhì)或激素，都屬于這種運輸方式。這幾種運輸機制都涉及信號序列的引導(dǎo)和靶細胞器上受體蛋白的識別。

910一、衣被類型已知三類具有代表性的衣被蛋白，即：籠形蛋白（clathrin）、COPI和COPII，個介導(dǎo)不同的運輸途徑（表2）。表2衣被小泡的類型與功能112.2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由單位膜圍成的膜管狀結(jié)構(gòu)；是一系列重要生物大分子如蛋白質(zhì)、酯類和糖類合成的基地。131.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：呈扁囊狀，排列較為整齊，其膜表面分布著大量的核糖體。參與合成分泌蛋白質(zhì)和多種膜蛋白?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)：多呈分支管道狀，是脂類合成的重要場所。髓樣體和環(huán)狀片層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學組成ER膜含有豐富的磷脂酰膽堿而鞘磷脂含量很少ER膜蛋白質(zhì)含量比質(zhì)膜的多ER具有大量的酶，其中G-6-P酸酶視為ER膜的標志酶，還有重要的標志酶是電子傳遞體系。ER包含參與甘油三脂、磷脂、糖脂、脂肪酸、膽固醇、類固醇激素、膽汁酸等生物合成酶系。21(1)蛋白質(zhì)合成的信號假說C.Milstein（1972）發(fā)現(xiàn)從骨髓瘤細胞提取的免疫球蛋白分子N端要比分泌到細胞外的N端多出一段。G.Blobel和D.Sabatini等根據(jù)進一步的實驗，提出了信號假說（Signalhypothesis），認為蛋白質(zhì)上的信號肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。Blobel因此項發(fā)現(xiàn)獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學獎。2629蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、?；⒍蜴I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。糖基化的作用是：①使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；②賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：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，在高爾基體上進行O-連接的糖基化。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。303132333435362.3高爾基器1889年，Golgi用銀染法在貓頭鷹的神經(jīng)細胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。

1.形態(tài)結(jié)構(gòu)由單位膜圍成的扁平囊構(gòu)成高爾基堆，其周圍結(jié)合一些小管和小泡。高爾基堆至少可分為三個區(qū)隔：順面區(qū)隔（凸面）：對著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱為形成面（formingface）或順面（cisface）,含磷酸轉(zhuǎn)移酶，催化磷酸基團加到溶酶體蛋白上；中間區(qū)隔：具有N-已酰葡萄糖胺基轉(zhuǎn)移酶，催化

N-已酰葡萄糖胺加到糖蛋白上；反面區(qū)隔（凹面）：面對著質(zhì)膜稱為成熟面（matureface）或反面（transface）含有半乳糖轉(zhuǎn)移酶及唾液酸基轉(zhuǎn)移酶；37383940412.高爾基器中的酶：423.高爾基器的功能：參與蛋白質(zhì)的加工、分選、包裝與運輸；參與蛋白的糖基化及其復(fù)雜的加工與修飾；參與多肽的酶解及多糖的合成；在細胞的“膜流”中起重要作用；4346

472.4溶酶體1955年deDuve與Novikoff首次發(fā)現(xiàn)溶酶體（lysosome）。

1.溶酶體的形成一般認為溶酶體形成的主要位置是在高爾基器，從高爾基器端部膨大脫落下來形成初級溶酶體，逐級演化成次級溶酶體，溶酶體膜上具有質(zhì)子泵，依賴ATP水解放出能量，將H+泵入溶酶體內(nèi)維持其內(nèi)腔的酸性環(huán)境。2.形態(tài)結(jié)構(gòu)由單位膜圍成的球形小體，小體內(nèi)PH=5.0，其內(nèi)含有60多種酸性水解酶，概括起來包括：蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、硫酸脂酶和磷脂酶等。48513.溶酶體的功能：1、清除無用的生物大分子、衰老細胞器和衰老損傷和死亡的細胞。此消化功能對細胞的營養(yǎng)、生長及發(fā)育起調(diào)節(jié)作用。2、清除異物或病原菌，增強細胞的防御功能3、參與兩棲類發(fā)育中蝌蚪尾巴的退化；4、參與受精過程；5、溶酶體與疾??；52

1．矽肺2．肺結(jié)核結(jié)核桿菌的菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗胞內(nèi)的溶菌殺傷作用，使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖，導(dǎo)致巨噬細胞裂解，釋放出的結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過程，最終引起肺組織鈣化和纖維化。

3．各類貯積癥貯積癥（storagedisease）是由于遺傳缺陷引起的，臺-薩氏綜合征（Tay-Sachsdiesease）：要叫黑蒙性家族癡呆癥，溶酶體缺少氨基已糖酯酶A（β-N-hexosaminidase），導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累（圖6-30），影響細胞功能，造成精神癡呆，2~6歲死亡。患者表現(xiàn)為漸進性失明、病呆和癱瘓，該病主要出現(xiàn)在猶太人群中。4．類風濕性關(guān)節(jié)炎溶酶體膜很易脆裂，其釋放的酶導(dǎo)致關(guān)節(jié)組織損傷和發(fā)炎2.5過氧化物酶體由J.Rhodin（1954）首次在鼠腎小管上皮細胞中發(fā)現(xiàn)。

1.形態(tài)結(jié)構(gòu)：是由單位膜包裹的卵圓形小體，在哺乳動物體的肝、腎內(nèi)可看到典型的結(jié)構(gòu)。小體內(nèi)含有多種催化生成H2O2的氧化酶及分解H2O2的